KR100915658B1 - 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽에 관한 것으로, 상세하게는 사면과 접하도록 세워지는 벽체와, 상기 벽체에 고정되고 사면에 형성된 천공홀에 삽입, 고정되는 앵커로 구성되어 사면의 지반을 지지하는 옹벽에 있어서, 상기 벽체는 다수개의 빔으로 결합되어 직육면체 프레임 형상을 가지는 프레임 구조체와, 상기 프레임 구조체의 중심에 배치되고 상기 앵커의 일측과 결합되는 고정체와, 상기 앵커의 인장력을 지지하도록 상기 프레임 구조체의 각 모서리와 상기 고정체를 연결하며 빔형상을 이루는 다수개의 지지부재와, 상기 프레임 구조체가 사면과 접촉하는 측면에 결합되어 사면의 토압을 지지하는 보강판으로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이에 의하여 프레임 구조체 제작시간 및 비용이 크게 절감되고 시공장소까지 운반할 때도 가볍기 때문에 운송이 용이할 뿐 아니라 다수개를 설치할 때 상호 충돌로 파손의 우려도 적으며 손쉽게 설치 및 결합이 가능하며, 외관상 보기 좋고 커버 표면에 다양한 문양이나 디자인, 글씨를 도색하거나 새겨넣을 수도 있기 때문에 그 지역을 홍보하는 효과도 있다.

Description

프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽{Retaining wall using frame structure}

본 발명은 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경사 절토면의 붕괴를 방지하기 위해 사면에 프레임 형상의 구조체를 설치하고 토압을 지지할 수 있도록 앵커로 보강한 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽에 관한 것이다.

비탈진 사면이나 절토된 경사면 혹은 적토된 토사의 붕괴를 방지하기 위해 벽체 형상의 옹벽을 설치하여 사면을 보강하는 것이 일반적인데, 도 1을 참조하여 종래 사면보강용 옹벽에 대해 간단히 설명하기로 한다.

도 1은 종래 콘크리트 패널과 앵커를 이용한 옹벽으로 사면을 보강한 상태를 나타내는 단면도이다.

계단형태로 절토된 원지반의 사면(9) 앞에 단면이 사다리꼴 형상을 가지고 정면에 구멍이 형성된 콘크리트 패널(1)을 수직으로 설치하되, 콘크리트 패널(1) 하부 지하에 기초 콘크리트(2)를 먼저 시공하여 베이스를 만든 후 콘크리트 패널(1)을 고정핀(3)으로 체결하여 입설한다.

이러한 상태에서 콘크리트 패널(1)의 구멍을 통해 사면(9)에 천공작업을 수행하고 천공된 천공홀(8) 내에 앵커를 삽입한다. 앵커는 긴 네일(4) 선단부에 정착체(5)가 구비되어 천공홀(8) 바닥에 정착되고 네일(4)의 후단부는 콘크리트 패널(1)의 구멍으로 돌출되어 플레이트(6)로 고정된 후 캡(7)을 씌워 마무리한다.

마지막으로 콘크리트 패널(1)과 사면(9) 사이에 자갈, 토사 등 성토(10)를 채워 넣은 후 수목을 심어 환경을 조성한다.

이러한 시공방법에 사용되는 옹벽은 콘크리트 패널을 사용하기 때문에 여러 공정이 선이행되어야 한다. 다시 말해, 옹벽을 시공하기 전에 공장에서 다량의 콘크리트 패널을 제작해야 하기 때문이다. 거푸집, 철근, 콘트리트, 양생 등 매우 복잡하고 기간 및 비용이 많이 드는 단계가 먼저 이루어져야 한다.

뿐만 아니라 이렇게 제작된 콘크리트 패널을 시공장소까지 운반해야 하기 때문에 운송비용도 만만치 않다.

그리고 콘크리트 패널은 매우 무겁기 때문에 설치할 때 큰 동력이 필요하고 다수개를 설치할 때 상호 충돌로 파손의 우려도 있다.

또한, 앵커가 콘크리트 패널의 외부로 돌출되기 때문에 비록 캡으로 씌우더라도 외관상 좋지 못하며, 이러한 옹벽이 도로변에 설치된 경우 보행자가 보행할 때 부딪치거나 다치는 경우도 발생할 수 있다.

부가적으로 다수개의 콘크리트 패널은 상호 인접하게 설치되지만 서로 결합된 상태가 아니므로 개별적으로 사면을 지지하기 때문에 임의의 콘크리트 패널이 돌출되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 본 발명의 목적은 콘크리트 패널 대신 프레임 형상의 가벼운 구조체를 이용한 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 앵커가 돌출되지 않게 하여 옹벽의 외관이 깔끔하고 보행자의 통행에 방해가 되지 않는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인접하는 다수개의 프레임 구조체가 상호 연결되어 일체로 형성되는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사면과 접하도록 세워지는 벽체와, 상기 벽체에 고정되고 사면에 형성된 천공홀에 삽입, 고정되는 앵커로 구성되어 사면의 지반을 지지하는 옹벽에 있어서, 상기 벽체는 다수개의 빔으로 결합되어 직육면체 프레임 형상을 가지는 프레임 구조체와, 상기 프레임 구조체의 중심에 배치되고 상기 앵커의 일측과 결합되는 고정체와, 상기 앵커의 인장력을 지지하도록 상기 프레임 구조체의 각 모서리와 상기 고정체를 연결하며 빔형상을 이루는 다수개의 지지부재와, 상기 프레임 구조체가 사면과 접촉하는 측면에 결합되어 사면의 토압을 지지하는 보강판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직한 것은, 상기 지지부재는 인장이 걸리는 인장부재와, 압축이 걸리는 압축부재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 것은, 상기 압축부재는 곡선형상을 가지되, 아치형태를 이루는 것을 특징으로 한다.

바람직한 것은, 상기 보강판은 사면의 토압을 분산시키도록 평판을 벤딩시켜 아치 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.

바람직한 것은, 상기 보강판이 아치형상을 가지되, 파형으로 주름진 것을 특징으로 한다.

바람직한 것은, 상기 프레임 구조체의 일측면에는 상기 프레임 구조체의 내부를 덮는 커버가 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 것은, 상기 프레임 구조체는 다수개가 인접하여 상호 체결됨으로써 일체로 거동하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 발명의 효과는 다음과 같다.

첫째, 콘크리트 패널을 사용하지 않고 프레임 형상의 구조체를 사용하기 때문에 선행되는 공정이 매우 간단하다. 즉, 공장에서 간단하게 다량의 프레임 구조체를 용접 등의 방법으로 제작하기 때문에 종래에 비해 시간 및 비용이 크게 절감된다. 뿐만 아니라 이렇게 제작된 프레임 구조체를 시공장소까지 운반할 때도 가볍기 때문에 운송이 용이하며, 때로는 시공장소에서 바로 프레임 구조체를 제작할 수 있는 잇점이 있다.

둘째, 프레임 구조체는 가벼운 편이어서 설치할 때 큰 동력이 필요없고 다수개를 설치할 때 상호 충돌로 파손의 우려도 적으며 손쉽게 설치 및 결합이 가능하다.

세째, 앵커가 프레임 구조체 외부로 돌출되지 않고 커버로 씌운 상태이기 때문에 외관상 보기 좋으며, 이러한 옹벽이 도로변에 설치된 경우 보행자가 보행할 때 부딪치거나 다치는 경우가 발생하지 않는다. 또한, 커버 표면에 다양한 문양이나 디자인, 글씨를 도색하거나 새겨넣을 수도 있기 때문에 그 지역을 홍보하는 효과도 있다.

네째, 프레임 구조체가 상호 결합된 상태로 일체 거동하므로 임의의 프레임 구조체가 지지력을 상실하더라도 개별적으로 돌출되지 않는다.

도 1은 종래 콘크리트 패널과 앵커를 이용한 옹벽으로 사면을 보강한 상태를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽을 나타내는 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 분해사시도.

도 4(a)는 도 2에 도시된 본 발명을 A에서 바라본 정면도.

도 4(b)는 도 2에 도시된 본 발명을 B에서 바라본 측면도.

도 5는 본 발명의 압축부재의 다른 실시 예를 나타내는 정면도 및 측면도.

도 6은 본 발명의 보강판의 다른 실시 예를 나타내는 사시도.

도 7은 본 발명의 커버의 다른 실시 예를 나타내는 도면.

도 8은 본 발명의 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽을 사용하여 시공한 상태를 나타내는 단면도.

도 9는 본 발명을 다수개 결합하여 일체로 시공한 상태를 나타내는 개략도.

<< 도면의 주요부분에 대한 설명 >>

10 : 프레임 구조체 20 : 고정체

20a : 고정홀 30 : 지지부재

32 : 인장부재 34 : 압축부재

40 : 보강판 40a : 보강홀

40b : 배수공 50 : 커버

50a : 체결공 60 : 볼트

100 : 벽체 200 : 앵커

210 : 정착체 220 : 네일

230 : 고정플레이트 240 : 캡

300 : 사면 400 : 천공홀

500 : 성토

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽을 나타내는 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 분해사시도이다.

본 발명은 크게 사면(300)을 지지하도록 사면(300)에 접촉, 설치되는 벽체(100)와, 상기 벽체(100)에 결합되고 사면에 천공된 찬공홀(400)에 삽입, 고정되는 앵커(200)로 이루어지는데, 상기 벽체(100)를 중심으로 상세하게 설명한다.

상기 벽체(100)는 프레임 구조체(10), 고정체(20), 지지부재(30), 보강판(40)으로 구성된다.

먼저 상기 프레임 구조체(10)에 대해 설명한다.

상기 프레임 구조체(10)는 다수개의 빔이 직육면체 프레임 형상을 이루는 것으로서, 도시된 바와 같이 12개의 빔을 상호 결합시켜 구성할 수 있다. 각 빔은 'H','I','ㄴ'자 단면의 형강을 사용할 수 있으며 서로 용접하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니고 공지된 방법으로 상호 체결시킬 수 있다.

도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 고정체(20)와 지지부재(30)에 대해 설명하기로 한다. 도 4(a)는 도 2에 도시된 본 발명을 A에서 바라본 정면도, 도 4(b)는 도 2에 도시된 본 발명을 B에서 바라본 측면도이다.

상기 고정체(20)는 상기 프레임 구조체(10)의 내부 중심에 배치되고, 상기 프레임 구조체(10)에 비해 상대적으로 작은 크기의 평판 형상을 이루며, 중앙에 상기 앵커(200)의 네일(220) 일측이 관통하여 고정될 수 있는 고정홀(20a)이 형성되어 있다. 또한, 상기 고정체(20)의 재질은 강도가 높은 철이나 강이 적합하다.

도 4(b)에 도시된 바와 같이 상기 고정체(20)는 일측으로 약간 경사지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 앵커(200)가 결합되어 지반에 경사지게 삽입, 고정되기 때문이다. 이러한 시공상태는 이후에 추가로 설명하기로 한다.

다음으로 상기 지지부재(30)는 상기 프레임 구조체(10)의 각 모서리와 상기 고정체(20)를 연결하여 상기 앵커(200)에 걸리는 인장력이 상기 고정체(20)를 경유하여 상기 지지부재(30) 각각에 분산되도록 한다.

상기 지지부재(30)는 빔형상을 가지며, 인장하중이 걸리는 인장부재(32)와 압축하중이 걸리는 압축부재(34)로 구성된다.

상기 지지부재(30)는 도시된 바와 같이 8개의 일측이 상기 프레임 구조체(10)의 각 모서리에 용접 등의 방법으로 결합되고 타측이 각각 상기 고정체(20)의 가장자리에 역시 용접 등의 방법으로 결합된다.

이때 상기 인장부재(32)는 상기 앵커(200)의 반대측에 배치되는 4개의 빔에 해당되며, 상기 압축부재(34)는 상기 앵커(200) 측에 배치되는 4개의 빔에 해당된다.

상기 지지부재(30)의 형상은 인장 혹은 압축을 가장 잘 지지할 수 있는 단면과 재질의 빔으로 구성되는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 보강판(40)에 대해 설명한다.

상기 보강판(40)은 사각 평판 형상을 가지면서 상기 프레임 구조체(10)의 일측면에 결합된다. 상기 보강판(40)의 중앙에는 상기 앵커(200)의 네일(220)이 관통할 수 있는 보강홀(40a)이 형성되고 가장자리에는 사면(300)을 지지할 때 사면(300)에서 흘러나오는 물을 배출할 수 있는 배수공(40b)이 다수개 형성되어 있다.

상기 보강판(40)은 사면(300)의 토압을 지지하기 때문에 강도가 높은 철, 강 등의 재질로 이루어져야 한다.

본 발명의 상기 프레임 구조체(10)에는 커버(50)가 더 구비될 수 있다. 상기 커버(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 프레임 구조체(10)를 덮으면서 내부의 상기 고정체(20), 지지부재(30), 앵커(200)의 고정플레이트(230), 캡(240)이 외부에서 보이지 않도록 하는 기능을 한다.

상기 프레임 구조체(10)에 체결공(50a)을 통해 볼트로 결합하여 이후에 보수를 위해 다시 분리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 커버(50)는 표면에 여러 가지 문양이나 도안, 글자 등을 도색하여 어떤 메세지를 전달할 수 있게 할 수 있다. 즉, 이러한 옹벽이 설치되는 지역의 특성을 나타내는 특산물, 대표제품 등이나 광고 문구 같은 것들을 새겨넣을 수도 있다.

도 5를 참조하여 상기 압축부재(34)의 다른 실시 예를 살펴보자. 도 5는 본 발명의 압축부재의 다른 실시 예를 나타내는 정면도 및 측면도이다.

상기 압축부재(34)는 (a)에 도시된 바와 같이 직선부재가 아닌 곡선형상, 좀더 자세히 말하면, 아치형태를 가지는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 도시된 바에서 상기 앵커(200)에 인장하중이 걸리면 상기 압축부재(34)에 압축하중이 걸리게 되는데, 직선형태보다 아치형태의 압축부재(34)가 공학적으로 하중을 더 효과적으로 지지할 수 있기 때문이다.

또 다른 실시 예로 (b)에 도시된 바와 같이 상기 압축부재(34)가 빔형상이 아니라 반구형상의 함몰된 곡면평판으로 이루어질 수도 있다. 이러한 구조 역시 터널과 같은 아치 형태를 이루기 때문에 상기 앵커(200)의 인장하중을 효과적으로 지지할 수 있는 것이다.

다음으로 도 6을 참조하여 상기 보강판의 다른 실시 예를 살표보자. 도 6은 본 발명의 보강판의 다른 실시 예를 나타내는 사시도이다.

도시된 바와 같이 상기 보강판(40)을 (a)와 같이 곡면형상의 평판으로 하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 평판을 벤딩시켜 아치형태를 이루게 하면 사면(300)을 직접 지지하면서 토압을 효과적으로 분산시키면서 지지할 수 있다.

또한 상기 보강판(40)은 (b)와 같이 아치형태의 곡면평판을 주름지게 할 수 있다. 단면을 파형으로 함으로써 토압을 더 효과적으로 분산시켜 사면(300)을 잘 지지할 수 있다.

앞에서 설명한 상기 커버(50)의 다른 실시 예를 살펴보면, 도 7에 도시한 바와 같다. 도 7은 본 발명의 커버의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.

(a)에 도시된 바와 같이 사각뿔 형상을 가지는데, 이것은 상기 프레임 구조체(10)의 폭이 작은 경우, 상기 앵커(200)가 상기 고정체(20)에 결합될 때 상기 캡(240)이 상기 프레임 구조체(10) 외부로 돌출되는 경우가 발생할 수 있다. 이때 상기 캡(240)이 중앙에서 돌출되기 때문에 상기 커버(50)가 상기 프레임 구조체(10)를 완전히 덮기 위해서는 중앙이 뾰족한 형태를 가지는 것이 바람직하다.

이하에서 도 8을 참조하여 본 발명의 시공과정을 간단하게 설명한다. 도 8은 본 발명의 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽을 사용하여 시공한 상태를 나타내는 단면도이다.

먼저, 경사면을 절토하여 계단식으로 고른 후 상기 프레임 구조체(10)를 사면(300)에 세우되 상기 보강판(40)이 사면(300)에 마주하도록 세우고 상기 보강판(40)과 사면(300) 사이에 자갈이나 흙과 같은 성토(500)를 채워 넣어 상기 보강판(40)에 의해 상기 사면(300)이 지지되도록 한다.

다음으로, 상기 고정체(20)의 고정홀(20a)과 상기 보강판(40)의 보강홀(40a) 및 성토(500)를 차례로 관통하여 사면(300)에 찬공홀(400)을 생성시킨다.

상기 찬공홀(400)이 형성되면 상기 앵커(200)의 네일(220)이 상기 찬공홀(400) 내부로 삽입되도록 상기 고정홀(20a), 보강홀(40a) 및 성토(500)를 동시에 관통하게 삽입하고 상기 찬공홀(400)의 바닥에서 정착체(210)에 의해 정착되도록 한다.

그리고 상기 네일(220)이 상기 고정홀(20a)을 통해 돌출되는 부분에 고정플레이트(230)를 끼우고 너트로 체결하여 상기 네일(220)에 인장하중이 걸리게 한 다음, 상기 캡(240)을 닫아 앵커(200) 설치를 마무리 한다.

그런 후 상기 프레임 구조체(10)에 상기 커버(50)를 체결하고 상기 성토(500)부분에 수목을 심을 수 있다.

우천시 상기 성토(500)나 사면(300)에 흡수된 물은 상기 보강판(40)의 배수공(40b)을 통해 배출될 수 있다.

본 발명의 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽은 벽체(100) 다수개를 상호 결합시켜 일체로 사면을 지지할 수 있다. 도 9는 본 발명을 다수개 결합하여 일체로 시공한 상태를 나타내는 개략도이다.

도시된 바와 같이 상기 벽체(100)를 각각 인접하게 일렬로 배치하고 서로 볼트(60)와 같은 체결수단으로 결합시킨다.

이렇게 일체로 체결하면 임의의 벽체(100)가 지지력을 상실하여 돌출되려 하더라도 인접하는 벽체(100)의 앵커들이 잡아주기 때문에 돌출되지 않는다.

즉, 일체로 거동하므로 하나의 벽체(100)의 상실된 지지력이 주위의 벽체(100)로 분산되기 때문에 최초에 시공된 상태를 유지한다.

Claims (7)

1. 사면과 접하도록 세워지는 벽체(100)와, 상기 벽체(100)에 고정되고 사면에 형성된 천공홀(300)에 삽입, 고정되는 앵커(200)로 구성되어 사면의 지반을 지지하는 옹벽에 있어서,

   상기 벽체(100)는,

   다수개의 빔으로 결합되어 직육면체 프레임 형상을 가지는 프레임 구조체(10)와,

   상기 프레임 구조체(10)의 중심에 배치되고 상기 앵커(200)의 일측과 결합되는 고정체(20)와,

   상기 앵커(200)의 인장력을 지지하도록 상기 프레임 구조체(10)의 각 모서리와 상기 고정체(20)를 연결하며 빔형상을 이루는 다수개의 지지부재(30)와,

   상기 프레임 구조체(10)가 사면과 접촉하는 측면에 결합되어 사면의 토압을 지지하는 보강판(40)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지부재(30)는 인장이 걸리는 인장부재(32)와, 압축이 걸리는 압축부재(34)로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 압축부재(34)는 곡선형상을 가지되, 아치형태를 이루는 것을 특징으로 하는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 보강판(40)은 사면의 토압을 분산시키도록 평판을 벤딩시켜 아치 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 보강판(40)이 아치형상을 가지되, 파형으로 주름진 것을 특징으로 하는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프레임 구조체(10)의 일측면에는 상기 프레임 구조체(10)의 내부를 덮는 커버(50)가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽.
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프레임 구조체(10)는 다수개가 인접하여 상호 체결됨으로써 일체로 거동하는 것을 특징으로 하는 프레임 구조체를 이용한 사면보강용 옹벽.