KR100718205B1 - 사면보강재 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사지에서 지반 또는 암벽이 붕괴되는 것을 막기 위해 시공되는 락볼트 또는 네일 등의 사면보강재를 연결하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 사면보강재 연결장치는, 중앙에 상기 사면보강재가 삽입되는 관통관이 형성되어 있고, 일단이 상기 관통관의 외주부에 고정되고, 상기 연결장치가 지면 또는 암면에 설치되었을 때 타단이 지면 또는 암면을 향하게 형성되어 있으며 상기 일단과 타단의 사이에 상기 사면보강재 상호 간을 연결하는 와이어로프를 통과시킬 수 있는 공간이 형성되어 있는 브리지가 복수 개 형성되어 있는 몸체부와, 상기 몸체부의 상부로부터 상기 관통관 밖으로 노출되는 상기 사면보강재의 단부에 체결되어 상기 몸체부를 지면 또는 암면에 대해 밀착 고정시키는 고정수단을 포함하는 것을 구성적 특징으로 한다.

이 연결장치는 지압판 없이 시공이 가능하고, 와이어로프를 연결장치에 시공하기가 매우 편리하며 붕괴하중 발생시 와이어로프의 파단이나 연결장치의 파손이 잘 일어나지 않으며 와이어로프가 한쪽 방향으로 편향되지 않게 설치될 수 있는 이점이 있다.

와이어로프, 연결장치, 사면보강재, 락볼트, 네일

Description

사면보강재 연결장치 {A LINKING DEVICE FOR SLOPE REINFORCEMENT}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사면보강재 연결장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사면보강재 연결장치에 있어서, 브리지에 의해 인장력이 확산되는 상태를 나타내는 개략도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사면보강재 연결장치에 와이어로프가 연결된 상태의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사면보강재 연결장치의 사시도이다.

도 5는 본 발명에 제2 실시예에 따른 사면보강재 연결장치가 지반 또는 암반에 고정되는 락볼트에 체결된 후, 상기 락볼트 상호간을 연결하는 와이어로프가 시공된 상태를 나타내는 개략도이다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 사면보강재 연결장치에 와이어로프가 연결된 상태를 나타내는 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 사면보강재 연결장치에 있어서, 브리지 사이에 보강부가 형성된 상태의 사시도이다.

도 8은 지면에 사면보강재가 설치된 상태를 나타내는 개략도이다.

도 9는 종래의 사면보강법으로 시공한 상태를 나타내는 사진이다.

도 10은 종래의 사면보강재 연결장치에 대한 분해 사시도이다.

도 11은 종래의 사면보강재 연결장치에 있어서, 와이어로프가 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 12는 종래의 사면보강재 연결장치에 있어서, 와이어로프 고정홈의 간격을 다르게 형성한 고정구에 대한 배면 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10,20: 사면보강재 연결장치 12: 와이어로프

13: 지압판 14: 몸체

15: 너트 16: 관통관

17: 브리지 18: 락볼트

본 발명은 지면 또는 암면에 설치된 사면보강재들을 고정하고 연결하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 지반 활동력이나 풍우 등에 의해 경사지에서 지반 또는 암벽이 붕괴되는 것을 막기 위해 시공되는 복수의 락볼트 또는 네일 등의 사면보강재 상호 간을 고정하고 연결하기 위한 장치에 관한 것이다.

산사태는 비가 많이 올 때 일어나는 것이 일반적이다. 비가 오면 빗물은 대부분 비탈면을 따라 하류로 흘러가지만 일부는 땅 속으로 침투된다. 땅속으로 들어간 빗물은 흙의 종류에 따라 각기 다른 속도로 이동하게 되는데, 비탈면 내에서 불투수층을 만나면 더 이상 흐르지 못하고 머물러 고이게 된다. 고인 물은 그 부 분의 흙의 강도(마찰력)을 약하게 만들어, 그 위의 흙이 물에 뜬 배처럼 비탈면 아래로 미끄러지게 한다. 즉 빗물의 침투로 인해 흙의 마찰력이 토사의 전단력보다 약해질 때 산사태가 일어난다.

한편 우리나라는 미국, 일본 등과 달리 토사의 깊이가 1~3m로 비교적 얕기 때문에, 튼실한 산림을 조성하면 수목의 뿌리가 흙을 연결시켜 효과적으로 산사태를 예방할 수 있는데, 본 발명은 수목의 뿌리와 같이 흙을 연결시켜 산사태를 예방하는 보강재(1)의 연결장치에 관한 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이 수목의 뿌리와 같은 기능을 함과 동시에 보강재(1)의 사이 사이에 수목을 식재할 수 있어 친환경적인 것에 관한 것이다.

사면 안정화공법의 한 방법으로, 종래 자연 경사면을 벌개제근 등과 같은 절토작업 또는 잔토처리를 하고 비탈면을 보강하는 방법이 있는데, 이 방법은 도 9에 도시된 바와 같이 수목의 벌채로 인한 자연 및 미관훼손이 심각하다는 문제가 있다.

한편 경사지 표면의 얕은 부분은 경사지에 생장하는 초목의 연결효과를 이용하고 경사지의 깊은 부분의 붕괴는 락볼트나 네일과 같은 사면보강재를 활용하는 방법이 알려져 있다. 상기 락볼트나 네일과 같은 사면보강재를 시공한 후 지면에 노출되는 부분을 연결하는 장치로는 도 10에 도시된 바와 같이, 지면에 대향되게 설치되는 지압판(102)과 이 지압판(102)의 상부에 설치되며 락볼트(103)가 관통하는 관통구멍이 중앙에 형성되어 있고 외주부에는 와이어로프가 통과하는 고정홈이 형성되어 있는 원통 형상의 고정구(100)로 구성되어 있는 것이 사용되고 있다.

이 장치는 락볼트(103)를 인장하여 지압판(102)를 통해 너트(104)로 고정하여 락볼트의 인장력을 지압판(102)을 통해 지면에 확산시키고, 또한 상기 고정구(100)를 통해 복수의 락볼트 상호간을 도 11에 도시된 바와 같이 와이어로프(105)로 연결함으로써, 지반 또는 암반의 붕괴를 막는 용도로 사용되어왔다. 그런데 종래의 사면보강재 연결장치와 같이 지압판(102)을 사용하게 되면 작업공수가 늘고 공사비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한 종래의 사면보강재 연결장치의 경우 와이어로프(105)를 연결하는 고정구(100)의 중앙에 락볼트(103)가 관통하기 때문에 원통 형상의 고정구(100) 내의 공간이 부족하여, 와이어로프를 정확하게 고정구(100) 내에 설치하기가 매우 어려웠다.

이러한 시공상의 문제점으로 인해, 실제로는 와이어로프 시공을 좀더 용이하게 하고자, 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 4개의 고정홈(126a,126b,126c,126d) 들을 등간격으로 배치하지 않고, 고정홈 "126a"과 "126b"의 간격이 고정홈 "126c" 및 "126d"에 비해 멀게 배치되어 있다. 즉, 고정홈이 한쪽으로 편향되게 배치되도록 하여 사용되어 왔으나, 이러한 사면보강재 연결장치의 경우, 와이어로프에 걸리는 하중이 고정홈 "126c" 및 "126d"에 집중되므로 와이어로프가 고정구(100) 밖으로 이탈되거나 고정구(100)가 집중된 하중에 의해 파손되어, 사면보강재 연결장치가 제기능을 발휘하지 못하는 문제점이 발생하였다.

또한 종래의 사면보강재 연결장치는 와이어로프가 고정홈에 의해 완전히 연결되어 있어, 와이어로프 간의 마찰저항에 따른 고정효과를 기대하기 어려웠다.

더욱이 상기 와이어로프는 상당한 굵기를 가지므로 곡면처리하기가 용이하지 않은데, 종래의 사면보강재 연결장치의 경우 작은 고정홈에 와이어로프를 곡면처리하여 연결시키도록 되어 있어 숙련된 작업자라도 시공하는데 어려움이 있었다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 지압판을 사용하지 않고 그대로 지면 또는 암면에 시공할 수 있는 사면보강재 연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명의 다른 목적은 와이어로프를 시공하기 용이하며, 붕괴하중 발생시 와이어로프의 파단이나 연결장치의 파손이 잘 일어나지 않으며, 와이어로프가 한쪽 방향으로 편향되지 않게 설치할 수 있는 사면보강재 연결장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 사면보강재를 연결하기 위한 연결장치로서, 중앙에 상기 사면보강재가 삽입되는 관통관이 형성되어 있고, 일단이 상기 관통관의 외주부에 고정되고, 상기 연결장치가 지면 또는 암면에 설치되었을 때 타단이 지면 또는 암면을 향하게 형성되어 있으며 상기 일단과 타단의 사이에 상기 사면보강재 상호 간을 연결하는 와이어로프를 통과시킬 수 있는 공간이 형성되어 있는 브리지가 복수 개 형성되어 있는 몸체부와, 상기 몸체부의 상부로부터 상기 사면보강재의 노출 단부에 체결되어 상기 몸체부를 지면 또는 암면에 대해 밀착 고정시키는 고정수단을 포함하는 사면보강재 연결장치를 제공한다.

이와 같이 본 발명에 따른 상기 사면보강재 연결장치는 사면보강재가 관통하는 관통관의 외주부로부터 지면을 향해 형성된 복수의 브리지를 두는 것을 구성적 특징으로 한다. 이에 따라 본 발명에 따른 사면보강재 연결장치를 지면에 돌출한 사면보강재의 돌출부에 설치하여 연결하게 되면, 도 2에 타원형으로 도시된 바와 같이, 관통관의 외주부로부터 지반 또는 암반을 향해 형성된 브리지들의 주위로 사면보강재에 가해지는 인장력을 넓게 분산 또는 확산시킬 수 있어 지면 또는 암면을 넓은 범위에 걸쳐 견고하게 지지하므로, 지반 또는 암반이 붕괴되는 것을 막을 수 있는 작용을 한다.

따라서 본 발명에 따른 사면보강재 연결장치를 사용하면, 종래의 연결장치와 달리, 지압판을 사용하지 않아도 되므로, 작업공수의 절감 및 시공비의 절감효과가 매우 크다.

한편, 본 발명의 사면보강재 연결장치에서 상기 복수 개의 브리지에는 와이어로프가 통과될 수 있는 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 사면보강재 연결장치에서는 전술한 종래의 사면보강재 연결장치와 같이 원통 형상의 용기에 작은 홈을 낸 것이 아니라, 브리지를 두고 브리지 이외의 몸체 영역은 개방되어 있는 것을 구성적 특징으로 한다.

이에 따라 아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 굴곡 처리가 자유롭지 않은 와이어로프라도 브리지 사이에 형성되어 있는 넓은 개방영역에 의해 시공자는 용이하게 와이어로프를 연결장치에 설치할 수 있어 시공성이 매우 향상된다.

또한, 본 발명에 따른 사면보강재 연결장치에서, 와이어로프는 브리지에 형 성된 공간부를 통해 와이어로프의 각도가 일측에 편향되지 않게 시공이 가능하므로, 하중의 집중에 따른 와이어로프의 이탈이나 연결장치의 파손이 발생하지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 사면보강재 연결장치에 연결된 와이어로프는 브리지 사이에 형성된 공간에서 움직임이 가능하기 때문에 특정 사면보강재(예컨대, 락볼트 또는 네일)에 붕괴하중이 가해지더라도 와이어로프가 이에 대응하여 변형될 수 있는 공간이 충분하므로, 와이어로프 또는 연결장치가 쉽게 파손되지 않는다.

한편, 본 발명의 사면보강재 연결장치에서 락볼트 또는 네일과 같은 사면보강재의 선단부에 체결되어 상기 몸체부를 지면 또는 암면에 대해 밀착되게 고정시키는 고정수단으로는 너트를 사용하는 것이 바람직하나, 상기 관통관의 내부에 나사산을 형성시켜 사면보강재 연결장치를 락볼트에 직접 체결시키는 방법도 고려될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 사면보강재 연결장치의 하부에 상기 사면보강재가 삽입될 수 있는 구멍이 형성되어 있는 지압판이 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 사면보강재 연결장치는 지압판 없이도 사용할 수 있으나, 지면 또는 암면의 상태에 따라 지압판을 사용하는 것이 바람직한 경우에는 그 하부에 지압판을 배치하여 사용한다.

본 발명의 사면보강재 연결장치에 있어서, 상기 브리지는 2개 이상이면 그 기능을 달성할 수 있으나, 와이어로프는 통상 망의 형상으로 시공되므로, 연결장치의 균형을 고려할 때 상기 브리지는 십자형상으로 4개가 배치되는 것이 가장 바람 직하다. 그리고 십자형상으로 브리지가 배치되게 되면, 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 그 기하학적 특성상 와이어로프와 와이어로프 간, 또는 와이어로프와 연결장치 간의 접촉면적이 넓어져, 와이어로프의 마찰저항이 극대화됨에 따라 하중에 대한 지지효과가 향상되는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 사면보강재 연결장치에 있어서, 상기 브리지들의 사이에는 브리지가 받는 하중을 보강할 수 있는 보강부가 형성되어 있을 수 있다. 와이어로프가 받는 하중이 적을 때에는 브리지 간의 보강부는 불필요한 재료의 낭비가 될 수 있으나, 와이어로프가 받는 하중이 클 경우에는 브리지 사이를 곡면처리하여 몸체부와 브리지가 일체화되는 부분의 살 두께를 두껍게 함으로써, 브리지가 견디는 하중을 높일 수 있다. 아울러 브리지 사이에 보강부로서 보강 리브(rib)를 형성시킴으로써 적은 재료로도 높은 강도를 얻는 방법이 고려될 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 사면보강재 연결장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 사면보강재의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 사면보강재에 있어서 브리지에 의해 인장력이 확산되는 상태를 나타내는 개략도이다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 사면보강재 연결장치(10)는 몸체부(14)와 너트(15)로 이루어져 있다.

상기 몸체부(14)는 길이방향으로 연장하며 락볼트(18)가 삽입되는 튜브형상의 관통관(16)과 일단이 상기 관통관(16)의 외주부의 상단에 연결되고 타단이 연결 장치가 사면보강재의 돌출부에 고정설치될 때 지면 또는 암면을 향해 굽어 있어 양단의 사이에 와이어로프(12)가 통과할 수 있는 공간이 형성된 브리지(17) 4개가 십자형상으로 형성되어 있다.

한편, 상기 너트(15)는 사면보강재 연결장치(10)를 락볼트(18)에 체결시킨 후, 사면보강재 연결장치(10)의 상부로 돌출하는 락볼트(18) 선단 부분에 체결하여 몸체(14)를 암면에 대해 밀착 연결시킴으로써, 사면보강재 연결장치(10)의 설치가 종료된다.

이와 같이 설치된 사면보강재 연결장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 브리지 각각이 암면 또는 지면에 고정되어 연결된 락볼트(18)의 인장력을 암면에 넓게 확산시킴으로써, 암반의 붕괴를 막는 작용을 한다. 따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 사면보강재 연결장치(10)는 종래의 사면보강재 연결장치와 달리 지압판 없이도 시공가능한 이점이 있다.

도 4는 본 발명에 따른 제2 실시예(20)의 사면보강재 연결장치를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 제2 실시예의 사면보강재 연결장치(20)는 지압판(13)과 몸체부(14) 및 너트(15)로 이루어져 있다.

즉, 제2 실시예는 상기 제1 실시예의 연결장치(10)의 몸체부(14) 하면에 지압판(13)을 배치한 것을 특징으로 하며, 지면 또는 암면의 상태에 따라 제1 실시예의 연결장치(10)만으로 시공하기가 곤란한 경우에 사용할 수 있다.

상기 지압판(13)은 지면 또는 암면에 대향되게 배치되며 대략 마름모 형상으로 이루어진다. 지압판(13)은 경사지의 토층을 가압하는 작용에 의해 경사지의 토 사나 암석을 연결하는 작용을 하며, 동시에 응력원을 확산시키는 작용을 한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 사면보강재 연결장치(20)가 암반에 고정되는 락볼트와 연계되어 설치된 낙석방지망에 적용된 상태를 나타낸 개략도이다.

상기 낙석방지망은 먼저, 경사지를 정리하고 측량한 후, 경사지에 PVC 코팅망(11)을 설치하고 락볼트를 경사지에 천공하고 그라우팅 및 양생과정을 거친다. 이후 낙석방지망을 구성하는 와이어로프(12)를 설치하고 각 와이어로프(12)의 교차점에 지압판을 설치한 후, 본 발명의 실시예인 십자형상의 브리지가 형성되어 있는 사면보강재 연결장치(20)를 설치한다.

한편 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 사면보강재 연결장치(10,20)는, 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 십자형의 브리지를 가지며 그 이외의 부분은 개방되어 있다.

이 십자형의 브리지에 와이어로프(12)를 설치하는 방법으로는, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 종방향의 와이어로프는 상측 브리지의 오른쪽으로부터 상측 브리지에 형성된 공간을 통해 왼쪽으로 굽힌 후, 좌측 브리지에 형성된 공간을 경유하여 하측 브리지에 형성된 공간을 통해 하측 방향으로 빠져나가게 하고, 횡방향의 와이어로프는 좌측 브리지의 윗쪽으로부터 좌측브리지에 형성된 공간과 하측 브리지에 형성된 공간을 경유하여 우측 브리지에 형성된 공간을 통해 우측 브리지의 위쪽을 통해 오른쪽으로 빠져나가게 설치할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 사면보강재 연결장치에서는 종방향의 와이어로프와 횡방향의 와이어로프를 브리지(17) 사이로 다수의 곡면처리를 하여 배치할 수 있기 때문에, 와이어로프와 연결장치의 몸체부와의 접촉면적 그리고 와이어로프와 와이어로프 간의 접촉면적이 매우 넓어지므로, 와이어로프의 마찰력이 현저히 향상되어 하중에 대한 와이어로프의 지지력이 향상되는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 연결장치(10,20)는 와이어로프가 균일한 각도를 두고 배치될 수 있기 때문에, 하중이 고르게 분산되므로, 하중의 집중으로 인한 연결장치의 파손이 줄어들 수 있다.

그리고, 도 1 내지 4에서 알 수 있듯이, 브리지와 브리지 사이의 개방공간이 매우 많으므로, 작업자는 특별한 노력 없이 와이어로프를 브리지에 형성되어 있는 공간에 통과시킬 수 있으므로, 시공이 매우 간편하게 된다.

한편, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 브리지(17)가 받는 지지하중을 높이기 위해, 상기 브리지(17) 사이를 곡면처리하여 브리지(17)와 관통관(16)이 일체화되는 부분의 살두께를 두껍게 할 수 있다. 또한 도면에 도시하지는 않았으나 브리지(17) 사이에 보강 리브(rib)를 형성시켜 브리지(17)의 지지하중을 높일 수도 있다.

본 발명에 따른 사면보강재 연결장치의 경우 지압판 없이 시공하여도 락볼트나 네일에 가해지는 인장력을 넓게 확산시킬 수 있으므로, 작업공수 및 사면보강 시공비용이 현저하게 절감되며, 사면보강재의 설치 후 식재가 가능하므로 친환경적이다.

또한, 본 발명에 따른 사면보강재 연결장치의 경우, 종래와 같이 작은 고정 홈이 아니라 브리지와 브리지 사이를 통해 와이어로프를 연결시키기 때문에, 브리지 사이에 형성된 넓은 개방공간으로 인해 와이어로프의 곡면처리가 매우 용이하여 시공이 간편해진다.

또한, 와이어로프와 브리지, 와이어로프와 와이어로프 사이의 접촉면적이 넓어져 와이어로프의 마찰력이 증대됨으로써, 와이어로프의 하중에 대한 지지력이 향상되며, 와이어로프가 한쪽 방향으로 편향되지 않게 설치되기 때문에 하중이 가해질 때, 와이어로프가 연결장치 밖으로 이탈되는 하자가 발생하지 않는다.

Claims (4)

1. 사면보강재를 연결하기 위한 연결장치로서,

   중앙부에 상기 사면보강재가 삽입 관통되는 관통관이 형성되어 있고, 일단이 상기 관통관의 외주부에 고정되며 상기 연결장치가 지면 또는 암면에 설치되었을 때 타단이 지면 또는 암면을 향하게 형성되어 있으며 상기 일단과 타단의 사이에 상기 사면보강재 상호 간을 연결하는 와이어로프를 통과시킬 수 있는 공간이 형성되어 있는 브리지가 복수 개 형성되어 있는 몸체부와,

   상기 몸체부의 상부로부터 상기 관통관 밖으로 노출되는 상기 사면보강재의 단부에 체결되어 상기 몸체부를 지면 또는 암면에 대해 밀착 고정시키는 고정수단을 포함하는 사면보강재 연결장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 몸체부의 하면에 배치되고 상기 사면보강재가 삽입될 수 있는 구멍이 형성되어 있는 지압판을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 사면보강재 연결장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 브리지는 상기 관통관을 중심으로 십자형상으로 4개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사면보강재 연결장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 와이어로프 고정수단은 너트인 것을 특징으로 하는 사면보강재 연결장치.

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