KR100681309B1 - 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조에 관한 것으로 성토구간은 블록옹벽이 지지하고 절토구간은 소일 네일링이 지지하는 계단식 형태의 사면보강에 있어 소일네일링의 그라우팅체와 연결된 인장재가 옹벽블럭이 지지해야할 수평토압을 보완해주는 방식이다. 이때 인장재는 옹벽블럭에 대하여는 수평방향이고 그라우팅체에 대하여는 경사방향을 갖고 있다.

옹벽블럭에 이상변위가 발생되지 않도록 하기위하여 인장재의 절곡부는 양 방향의 경사각과 일치시키는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 인장재의 절곡부에 힌지로 회동되는 연결 구조를 형성함으로써 아주 간편하게 경사각을 맞출 수 있게 된다. 뿐만 아니라 연결 구조는 인장재와 소일 네일 보강철근의 길이를 조절할 수 있는 구조이므로 절곡부를 제 위치에 설치할 수 있게 된다.

옹벽블럭, 소일네일링, 인장재

Description

옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조{Connector structure in the retaining wall and soil nailing}

도 1은 본 발명 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조의 분해 사시도

도 2a는 본 발명 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조의 연결과정을 보인 설명도

도 2b는 본 발명 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조의 연결 상태를 보인 설명도

도 3은 본 발명 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조가 사면에 설치된 상태도

본 발명은 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조에 관한 것으로 성토구간은 블록옹벽이 지지하고 절토구간은 소일 네일링이 지지하는 계단식 형태의 사면보강에 있어 소일네일링의 그라우팅체와 연결된 인장재가 옹벽블럭이 지지해야할 수평토압을 보완해주는 방식이다. 이때 인장재는 옹벽블럭에 대하여는 수평방향이고 그라우팅체에 대하여는 경사방향을 갖고 있다.

옹벽블럭에 이상변위가 발생되지 않도록 하기위하여 인장재의 절곡부는 양 방향의 경사각과 일치시키는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 인장재의 절곡부에 힌지로 회동되는 연결 구조를 형성함으로써 아주 간편하게 경사각을 맞출 수 있게 된다. 뿐만 아니라 연결 구조는 인장재와 소일 네일 보강철근의 길이를 조절할 수 있는 구조이므로 절곡부를 제 위치에 설치할 수 있게 된다.

본 발명은 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조에 관한 것이다.

경사면을 계단식 형태로 절토하여 사면을 보호함에 있어 어스 앵카방식으로 하기에는 너무 규모가 작고 보강 토체 방식으로 하기에는 토체를 형성할만한 폭이 주어지지 않는 경우 단독 공법보다는 복합공법을 활용하는 것이 기술상으로나 시공상으로 유리해진다. 이를 최적화시키게 되면 경제적으로 훨씬 더 유리해진다.

이를 좀더 구체적으로 말하면 경사면의 규모가 작아 어스앵카 방식으로나 보강 토체 방식으로 시공하기에는 경제적이지 않지만 소일 네일링과 블록옹벽을 조합하게 되면 경제성에 있어서나 사면의 안전성에 있어서 아주 적합한 방식이 된다. 성토구간은 블록옹벽이 지지하고 절토구간은 소일 네일링이 지지하는 형태이다. 힘의 균형에 있어서는 지지력이 부족한 블록옹벽을 소일 네일링이 더해주고 있다. 부족한 지지력을 더해주는 것이 바로 블록옹벽과 소일 네일링을 연결하고 있는 인장재이다. 인장재는 블록옹벽과의 관계에서는 수평적이어야 하고 소일 네일링과의 관계에서는 경사를 가져야한다.

수평과 경사가 만나는 연결부는 수평의 길이와 경사길이가 현장조건에 알맞아야한다. 만약 그 길이보다 더 길거나 짧다면 전달하고자하는 지지력에 문제가 생길뿐 아니라 길이를 절단하거나 이어야하는 시공상의 번거로움이 있게 된다. 연결부의 경사각도 전달하고자하는 지지력에 영향을 주기 때문에 연결부의 경사각을 맞추는 것도 여간 번거로운 일이 아니다.

본 발명은 이와 같이 옹벽 블럭과 소일 네일링이 복합화된 것에 있어서 인장재의 연결 구조를 대상으로 한 발명이다.

이를 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3에서와 같이 보강할 사면을 계단식으로 나누었다. 계단식 사면의 내면은 소일네일링으로 보강하고 외면은 블럭옹벽으로 보강하였다.

절토작업과 소일네일링 작업은 상부에서 시작하여 점차적으로 하부로 내려오면서 수행된다.

이때 블록옹벽은 배면에 채워지는 흙이 아무리 적은 양이라 하더라도 뒤채움 흙에 의하여 수평토압을 받게 되고 또한 이를 지지하여야 하기 때문에 블록옹벽만으로는 그 지지가 불안하다.

그렇다고 보강 토체로 시공하기에는 너무 배면의 폭이 좁아 구조 역학적으로나 경제성으로 적합하지 않다. 더욱이 어스앵카로 하기에는 비경제적이다.

절토면은 소일네일링으로 보강하고 성토면은 블록옹벽으로 보강하는 것이 경제적으로나 기술적으로 바람직하다. 이러한 복합방식은 현장여건에 따라 자주 채용되고 있는 방식이다.

한편 소일네일링은 절토사면의 지중에다 일정간격으로 일정직경을 갖는 그라우팅체를 일정깊이에 형성함으로써 절토사면을 보강하는 방법이다. 이렇게 그라우팅체가 형성되어있는 절토사면은 전체로서 하나의 토체가 형성된 것과 같다.

통상 소일네일링의 그라우팅체는 직경이 15cm이상이고, 그 길이는 6-10m이상이다. 그 중심부에는 보강철근이 삽입되어있다.

그라우팅체는 수평면에 대하여 15도이상 경사져 있는 상태로 지중에 견고하게 고정되어있다. 그런데 옹벽 블럭은 수평방향의 힘(토압)을 직접적으로 받고 있으나 이를 보강해주는 보강재는 하나도 없다. 토압에 아주 취약한 상태이다.

옹벽 블록이 수평 토압에 저항하기 위해서는 수평 토압의 작용방향과 반대되는 힘이 있어야 한다. 반대되는 힘은 옹벽 블록과 그라우팅체를 인장재로 연결시킴으로써 얻을 수 있다. 이러한 이유로 철근이나 강봉 등과 같은 인장재로 옹벽 블록과 그라우팅체를 연결하여 수평 토압의 작용방향과 반대되는 힘을 얻고 있는 것이다. 이러한 힘을 얻기 위해서는 인장재가 수평방향과 경사방향에 알맞은 경사각과 길이를 가져야한다. 절곡부의 경사각은 옹벽 블록과 그라우팅체가 이루는 경사각과 일치해야한다. 그렇지 않으면 수평토압을 효율적으로 저항하지 못할 뿐 아니라 지지력이 커지게 되면 옹벽블럭에 대한 이상변위가 발생하여 옹벽 블럭의 구조적인 안정성을 해칠 우려가 생긴다.

절곡부의 경사각에 못지않게 절곡부를 기준으로 한 길이의 적절함도 있어야한다. 수평방향의 길이가 더 길거나 짧으면 절곡부의 경사각도 달라질 것이고, 경사방향이 길이가 더 길거나 짧아도 같은 결과가 생긴다. 제 위치에 있어야할 절곡 부가 길이에 따라 위아래에 위치하게 되는 것과 같아서 수평토압을 효율적으로 저항하지 못하거나 옹벽블럭에 이상변위가 초래될 우려가 있다.

지금까지의 인장재는 연결부를 단순히 절곡하여 사용하고 있었기 때문에 이러한 상기의 문제점을 그대로 지니고 있게 된다. 그 뿐 아니라 절곡부의 경사가 맞지 않는다든가 그 길이가 맞지 않으면 시공현장에서 수정해야하는데 일일이 절단하거나 절곡해야하는 번거로움이 있고 이로 인하여 공사가 지연되는 문제점도 있다.

본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해소하기위하여 인장재의 절곡부에 해당하는 위치에 경사각이 자유자재로 조정되고 수평 및 경사방향의 길이가 조절되게 하는 연결 구조를 제공하고자 한 것이다. 다른 목적은 옹벽블럭에 이상변위가 초래되지 않는 효율적인 수평지지가 이루어지도록 함에 있고, 또 다른 목적은 시공이 간편하도록 함에 있다.

본 발명의 구성을 도면과 함께 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1에서와 같이 옹벽 블럭(70)과 소일 네일링의 인장재(50)를 연결함에 있어 연결구조(1)는 힌지축에 의하여 2개의 회동부재, 즉 인장측 회동부재(10)와 네일측 회동부재(20)가 회동되는 구조이다. 인장측 회동부재(10)의 회동부(13)가 네일측 회동부재(20)의 회동삽입부(23)에 삽입되어 양 부재가 힌지 연결되어있다. 힌 지축은 볼트(31)이고 회동부(13)와 회동삽입부(23)의 힌지공(131)(231)에 삽입되어 너트(32)로 결합되어있다. 인장측 회동부재(10)에는 인장재 삽입부(11)가 형성되어있고 여기에 인장재(50)와 나선으로 결합되도록 인장재 삽입부(11)에 나사홈(111)이 형성되어있다. 네일측 회동부재(20)에는 네일 삽입부(21)가 형성되어있고 여기에 소일 네일 보강철근(40)과 나선으로 결합되도록 네일 삽입부(21)에 나사홈(211)이 형성되어있다.

인장재 삽입부(11)와 인장재(50)가 나선으로 결합되면서 나선의 전체길이(L) 만큼 인장재(50)의 길이를 조절할 수 있는 구조이다. 마찬가지로 네일 삽입부(21)와 소일 네일 보강철근(40)이 나선으로 결합되게 한 구조이므로 그 나선길이(L₁) 만큼 소일 네일 보강철근(40)의 길이를 조절할 수 있게 된다.

연결구조의 설치과정은 다음과 같다.

사면을 절토하는 과정에서 이미 소일 네일링의 그라우팅체(60)는 설치되어있다.

이제, 성토를 해가면서 옹벽블럭(70)도 축조하게 된다. 이때 인장재(50)의 한쪽 끝은 옹벽블럭(70)에 연결ㆍ고정되고 다른 한쪽 끝은 수평방향으로 연장되어 인장재 삽입부(11)와 나선결합 된다. 다음으로 소일 네일 보강철근(40)에 형성된 나선과 네일 삽입부(21)의 나사홈(211)이 나선결합 된다. 이와 같이 된 인장측 회동부(13)와 네일측 회동삽입부(23)를 힌지결합 시키면 설치작업이 완료된다.힌지결합은 볼트(31)를 인장측 회동부(13)와 네일측 회동삽입부(23)의 힌지공(131)(231) 에 삽입하여 너트(32)로 결합해서 이루어진다. 옹벽블럭(70)의 축조에 있어 수직핀에 의하여 또는 수평방향의 보강재(도시 되지 않았음)에 의하여 수평방향의 토압을 저항하는 구조로 되어있다면 옹벽블럭(70)과 연결되는 인장재(50)는 옹벽블럭(70)마다 설치하지 않는다. 옹벽블럭(70)의 배면의 토압이 그다지 크지 않은 경우에도 수개의 옹벽블럭(70)을 한 단위로 하여 인장재(50) 하나정도를 설치하면 된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과는 다음과 같다.

연결구의 구조가 힌지형태이므로 인장재의 수평방향과 소일 네일 보강철근의 경사방향을 일치시키는 작업이 용이하다. 또 인장재 삽입부와 네일 삽입부에 나사홈이 길게 형성되어있으므로 인장재와 소일 네일 보강철근의 길이조절이 그만큼 용이해진다. 뿐만 아니라 절곡부의 경사각이 인장재의 수평방향과 소일 네일 보강철근의 경사방향과 일치되므로 옹벽블럭에 대한 이상변위 현상을 방지할 수 있게 되는 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 옹벽 블럭(70)과 소일 네일링의 인장재(50)를 연결함에 있어 인장측 회동부재(10)의 회동부(13)가 네일측 회동부재(20)의 회동삽입부(23)에 삽입되어 볼트(31)에 의하여 힌지 결합되고, 인장측 회동부재(10)에는 인장재 삽입부(11)가 형성되어있으며, 네일측 회동부재(20)에는 네일 삽입부(21)가 형성되어있음을 특징으로 하는 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조
2. 제1항에 있어서 인장재 삽입부(11)와 네일 삽입부(21)에는 인장재(50)와 소일 네일 보강철근(40)의 나선에 대응되는 나사홈(111)(211)이 형성됨을 특징으로 하는 옹벽 블럭과 소일 네일링의 인장재 연결구조
3. 삭제

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