KR100917044B1 - 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 앵커체가 관통될 수 있도록 관통홀이 형성된 엄지말뚝 및 이를 관통하여 정착된 앵커체 및 엄지말뚝 사이에 끼워져 설치되는 토류판을 포함하여 구성된 흙막이 벽체와 일체로 형성되는 콘크리트 옹벽에 있어서, 상기 앵커체의 정착을 위한 별도의 공간으로 옹벽 벽체의 배면부에 옹벽 브라켓을 옹벽 벽체와 일체로 형성하여 앵커체의 정착을 안정되게 하고 주철근의 조립시 간섭되지 않도록 하고, 상기 옹벽 벽체와 상기 옹벽 브라켓을 제외한 공간에 배면판을 설치하여 이중 벽체 옹벽을 형성시킴으로써 옹벽 자체의 구조적 효율성을 유지하면서도 토압을 지지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

옹벽, 앵커, 이중 벽체, 일체형

Description

앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽 시공방법{CONCRETE RETAINING WALL CONSTRUCTION METHOD WITH DUAL WALL JOINTED BY ANCHOR}

도 1a는 종래의 앵커 일체형 옹벽의 시공 단면도이다.

도 1b는 종래의 앵커 일체형 옹벽의 설치 단면 상세도이다.

도 1c는 종래의 개선형 앵커 일체형 옹벽의 설치 단면 상세도이다.

도 2a는 본 발명에 의한 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽의 시공 단면도이다.

도 2b는 본 발명의 앵커 지지 브라켓 및 옹벽 브라켓 철근의 상세 사시도이다.

도 3a 내지 3g는 본 발명에 의한 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽의 시공방법을 도시한 시공 순서도이다.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

1 : 엄지말뚝(H-PILE) 2 : 앵커체

3 : 옹벽 4 : 띠장(WALE BEAM)

5 : 띠장 브라켓 6 : 토류판

7 : 옹벽 기초 8 : 옹벽 벽체

9 : 옹벽 브라켓 10 : 배면판

21 : 주철근 22 : 배력근

30 : 앵커 지지 브라켓 31 : 측면판

32 : 지압판 33 : 정착홀

35 : 옹벽 브라켓 철근

본 발명은 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 엄지말뚝(1, H-PILE)에 지보재인 그라운드 앵커(영구앵커)를 사용하여 흙막이 공사를 시행 후, 흙막이 벽체 전면부에 콘크리트 옹벽을 일체형으로 시공하는 앵커 일체형 옹벽 및 그 시공방법에 관한 것이다.

콘크리트 옹벽 공사는 일반적으로 콘크리트 옹벽을 설치한 후 옹벽 배면에 뒷채움토를 채우는 과정으로 이루어진다. 그러나 현장 여건에 따라서는 옹벽 배면의 터파기가 불가능한 경우가 종종 발생하며, 이러한 경우에는 역L형 옹벽이 시공된다. 그러나 역 L형 옹벽은 구조상 자체 안정성이 떨어지므로, 옹벽의 전도를 방지하기 위하여 토압지지공법과 병행되어야 할 필요가 있으며, 이 때 주로 적용되는 토압지지공법으로는 영구앵커공법이 있는데 이는 옹벽 설치를 위해 엄지말뚝(H-PILE) 및 그라운드 앵커(영구 앵커)를 사용하여 흙막이 벽체를 형성한 후 전면에 콘크리트 역 L형 옹벽을 일체형으로 시공하여 앵커 일체형 옹벽을 형성하게 된다.

도 1a는 종래의 앵커 일체형 옹벽공법에 의하여 시공된 단면도이고, 도 1b는 종래의 앵커 일체형 옹벽이 설치된 단면의 상세도를 나타낸 것으로, 그 시공 순서는, 지중에 엄지말뚝(1)을 오거 등을 사용하여 천공 후 삽입하고, 토류판(6)을 사용하여 배면토의 유실을 방지하면서 전면부 지반을 굴착하고, 앵커체 설치를 위한 천공을 실시하여 앵커체(2)를 삽입, 그라우팅을 실시하고, 띠장 브라켓(5)을 설치하고, 띠장(4)을 설치한 후 앵커헤드와 강선 쐐기로 앵커체를 구성하는 강선을 인장하여 띠장에 고정시키고, 앵커체 선단부를 앵커헤드 덮개(15)로 덮고, 주철근(21) 및 배력근(22)을 배근하고, 거푸집을 설치하여 앵커헤드 및 띠장이 옹벽 내에 매설되도록 콘크리트를 타설하여 앵커 일체형 옹벽을 형성 한다.

그러나 상기 종래의 앵커 일체형 옹벽은 주응력재로 사용되는 엄지말뚝이 지하수에 노출되어 부식이 발생되므로 장기적인 안정성을 확보 할 수 없으며, 띠장(WALE BEAM)이 콘크리트 옹벽 내에 설치되므로 지하수 유입에 따른 부식 및 단면 감소로 옹벽의 균열이 예상되고 옹벽의 주철근 설치시 띠장(4)으로 인한 간섭으로 띠장(4)에 주철근 설치를 위한 구멍을 내는 등 시공이 어려워지는 문제점이 있었다.

이에 종래의 앵커 일체형 옹벽의 문제점을 개선한 것으로 도 1c에 도시된 영구앵커 옹벽장치(특허공개번호 2003-28518호)를 이용한 앵커 일체형 옹벽공법이 제시되기도 하였다.

이는 앵커용 띠장(4)을 사용하지 않고 앵커의 인장력을 직접 엄지말뚝에 전달할 수 있는 슬리브(17)와, 콘크리트 옹벽 시공 후 엄지말뚝의 부식 등으로 응력재로서의 기능을 상실하는 경우에 콘크리트 옹벽(3)이 외부 하중에 버틸 수 있도록 콘크리트 옹벽 내 설치되는 앵커 하중 지지판인 앵커 베이스 플레이트(20)로 구성되어 콘크리트 옹벽의 균열을 최소화 할 수 있게 된다.

그러나 통상 옹벽 벽체(8)의 두께는 앵커체의 정착구조를 수용하기에 충분하지 않으며, 주철근의 간격은 앵커체의 정착구조의 크기보다 작아 역시 주철근의 설치시 간섭의 문제가 있으며, 주철근의 인장방향과는 다른 방향으로 앵커로부터 인장력이 전달되므로, 옹벽 벽체(8)와 앵커체(2)와의 결합부에 응력이 집중되는 경우 옹벽 벽체 배면에서의 국부적인 파괴 가능성도 있게 된다.

또한 단순히 옹벽 벽체(8)의 두께를 증가시키는 경우에는 비경제적일 뿐만 아니라, 역시 앵커체(2)의 정착구조와 옹벽 벽체(8)의 주철근(21)과의 간섭 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 엄지말뚝의 부식으로 인한 응력재로서 기능을 저하시 콘크리트 옹벽이 엄지말뚝이 부담하던 모든 하중을 부담하는 구조로 되어 장기적인 안정성 확보가 가능한 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 콘크리트 옹벽 벽체에 앵커체의 정착을 위한 공간을 확보하여 옹벽 벽체의 시공을 용이하게 하면서도 옹벽 벽체와 앵커체가 안정적으로 일체 결합될 수 있도록 하는 동시에, 단순히 옹벽 벽체의 두께를 증가시킴으로서 발생할 수 있는 불리한 효과가 생기지 않도록 하는앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽 시공방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 앵커체가 관통될 수 있도록 관통홀이 형성된 엄지말뚝 및 이를 관통하여 정착된 앵커체를 포함하여 구성된 흙막이 벽체와 일체로 형성되는 콘크리트 옹벽에 있어서, 상기 엄지말뚝의 전면부에 상기 앵커체를 정착할 수 있도록 설치되되 ㄷ자형 옹벽 브라켓 철근이 부착된 앵커 지지 브라켓, 상기 앵커 지지 브라켓을 내부에 포함하도록 옹벽 벽체의 배면부에 돌출 형성된 옹벽 브라켓이 형성된 옹벽 벽체, 상기 옹벽 벽체 저면에 설치되는 옹벽 기초 및 상기 옹벽 벽체와 상기 흙막이 벽체 사이 공간 중 상기 옹벽 브라켓을 제외한 공간에 형성된 배면판을 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2a는 본 발명에 의한 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽의 시공 단면도이고, 도 2b는 본 발명의 앵커 지지 브라켓(30) 및 옹벽 브라켓 철근(35)의 상세 사시도이다.

본 발명의 앵커 지지 브라켓(30)은 앵커체(2)에 인장력을 가하기 전에 엄지말뚝(1)의 전면부에 고정시키는 것으로서, 용접에 의하거나 볼트 결합에 의할 수도 있으며, 앵커체(2)의 인장 각도를 유지시키기 위해 소정 간격으로 이격되게 배치되는 한 쌍의 측면판(31)과, 앵커체(2)에 가해지는 인장력을 지지하면서 그 인장력에 대응되는 지지압력을 측면판(31)으로 분산시키기 위해 앵커체(2)의 인장 각도에 수 직되게 배치되도록 측면판(31)에 고정 설치되며, 앵커체(2)가 관통하여 정착될 수 있도록 정착홀(33)이 형성된 지압판(32)으로 구성된다.

앵커체의 정착에 있어서는, 통상 4~5 가닥의 강선을 가진 앵커체의 강선을 유압잭 등으로 인장시킨 상태에서 앵커헤드와 쐐기(cone)를 이용하여 지압판(32)에 지지시키거나, 강선이 연결된 나사체를 잡아 당겨 강선을 인장시킨 상태에서 그 나사체에 너트를 결합시켜 지압판(32)에 지지시키게 된다.

이 때 상기 앵커 지지 브라켓(30)은 옹벽 벽체 배면부에 돌출, 형성되는 옹벽 브라켓(9)의 내부에 매설되어 옹벽과 일체화가 되는데, 이를 위하여 상기 앵커 지지 브라켓(30)에는 미리 옹벽 브라켓 철근(35)이 부착되게 된다.

상기 옹벽 브라켓 철근(35)은 ㄷ자형으로 제작된 철근으로서 상기 앵커 지지 브라켓(30)에 용접 등에 의한 방법으로 다수 부착되는데, 앵커체(2)로부터 앵커 지지 브라켓(30)에 전달되는 인장력을 효과적으로 옹벽 브라켓 철근(35)에 전달하기 위해서는 상기 옹벽 브라켓 철근(35)이 상기 앵커 지지 브라켓(30)의 지압판(32)을 상하로 감싸도록 설치되도록 함이 바람직하며, 상기 옹벽 브라켓 철근(35)의 ㄷ자형 다리 양 끝부분은 다시 절곡되어 옹벽 벽체의 주철근에 걸쳐지게 연결, 조립된다.

이로 인해 상기 옹벽 브라켓 철근(35)은 옹벽 브라켓(9) 및 옹벽 벽체(8)에 매설되어 철근의 소요정착길이를 확보할 수 있게 되므로 앵커체(2)로부터 앵커 지지 브라켓(30)에 인장력을 전달되는 경우에, 옹벽 벽체(8)의 주철근에 의해서가 아닌, 옹벽 브라켓 철근(35) 자체의 인장응력에 의하여 안정적으로 옹벽에 전달할 수 있게 된다.

이 때, 옹벽 벽체(8) 배면부에 돌출, 형성되는 옹벽 브라켓(9)은 통상 육면체 형상의 콘크리트체로서 그 내부에 상기 앵커 지지 브라켓(30)을 충분히 매설할 수 있을 정도의 크기를 갖되, 후술되지만 배면판에 미리 형성시킨 블럭아웃부(S)에 콘크리트를 타설할 때 옹벽벽체와 함께 형성되도록 한 것이다. 이에 상기 옹벽 브라켓(9)은 옹벽 벽체(8)의 배면에 마치 돌출 형성되도록 하되, 그 돌출은 배면판에 형성된 블럭아웃부로 연장되도록 한 것임을 알 수 있으며, 바로 이러한 옹벽 브라켓(9)에 앵커 지지 브라켓(30)이 매설되도록 한 것이다.

여기에서 옹벽 벽체(8)와 흙막이 벽체 사이의 공간 중 옹벽 브라켓(9)이 형성되는 공간을 제외한 공간에는 흙막이 벽체로부터 전달될 가능성이 있는 토압을 옹벽에 전달할 수 있도록 채움재가 필요하게 된다.

즉, 흙막이 벽체를 이루는 엄지말뚝(1)이나 토류판 등이 시간이 지남에 따라 그 기능이 저하되게 되면 흙막이 벽체가 토압을 충분히 지지할 수 없게 되고 이러한 경우에는 옹벽(3)에 그 토압이 전달되어 토압을 부담할 수 있어야 하기 때문이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 토압을 전달할 수 있도록 옹벽 벽체(8)와 흙막이 벽체 사이의 공간 중 옹벽 브라켓(9)이 형성되는 공간을 제외한 나머지 공간에 배면판(10)을 형성하였다.

상기 배면판(10)은 옹벽 벽체(8)와는 달리 토압을 켄틸레버 형태로 저항하지 않고 단순히 압축력으로 받아 그 토압을 전달하는 역할을 하기 때문에, 통상 무근 콘크리트를 타설하여 형성될 수 있으며, 기 제작된 콘크리트 판넬을 이용하는 경우에는 보다 신속한 시공이 가능하게 된다.

이 때, 상기 옹벽 브라켓(9) 및 배면판(10)을 별도로 형성하지 않고, 옹벽 벽체(8)와 일체로 형성하는 경우를 가정해 볼 수 있겠으나, 이러한 경우 도 2c의 우측과 같이 배면판(10)에 해당하는 부분은 옹벽 벽체(8)의 배면부 주철근 피복에 해당하게 되어, 옹벽 벽체(8)의 중립축으로부터 주철근의 편심거리(모멘트 팔길이)가 작아지게 되므로(c1==>c2), 켄틸레버 형태로 토압에 저항하는 옹벽 벽체의 특성상, 구조적으로 매우 비효율적이 되며, 무근 콘크리트로 구성된 피복 부분에 균열이 발생할 가능성도 높아지게 된다.

따라서 배면판(10)은 옹벽 벽체(8)와는 별도의 독립된 구조체이어야 하며, 본 발명에서는 배면판(10)과 옹벽 브라켓(9)이 형성된 옹벽 벽체(8)로 구성된 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽을 제공할 수 있게 된다.

도 3a 내지 3g는 본 발명에 의한 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽의 시공방법을 도시한 시공 순서도이다.

도 3a는 엄지말뚝(1)의 설치를 나타낸 것으로, 천공기를 이용하여 지반(27)에 엄지말뚝을 삽입할 수 있도록 다수의 천공홀을 이격 형성시키고, 상기 천공홀에 상기 엄지말뚝을 삽입하게 된다.

도 3e에 의하면 흙막이 벽체(엄지말뚝+토류판) 전면부의 지반(27)의 굴착시공을 확인할 수 있는데, 흙막이 벽체 배면부의 토사의 유실을 방지하기 위하여 상기 엄지말뚝(1) 사이에 토류판(6)을 설치하고, 흙막이 벽체 전면부의 지반(27)을 굴착하게 됨을 알 수 있다.

도 3c는 앵커체(2)의 긴장, 설치를 나타낸 것으로, 흙막이 벽체 배면에 앵커체(2)의 설치를 위한 앵커홀을 형성하고 앵커체(2)를 상기 앵커홀에 삽입하되 상기 엄지말뚝에 미리 형성된 앵커체 구멍을 관통하여 앵커 두부가 앵커체 구멍으로부터 돌출되도록 설치하고, 상기 앵커홀에 그라우팅을 실시하고, 그라우팅이 고결되면 옹벽 브라켓 철근(35)이 부착된 앵커 지지 브라켓(30)을 상기 엄지말뚝(1) 전면부에 장착하고, 앵커를 인장하여 정착시킨 후, 상기 흙막이 벽체 하단 전면부에 옹벽 기초(7)를 시공한다.

도 3d는 배면판(10)의 설치를 나타낸 것으로, 상기 흙막이 벽체 전면부(엄지말뚝)에, 앵커 지지 브라켓(30)이 노출될 수 있는 공간인 블럭아웃부(S)가 배면판에 형성될 수 있도록 한다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 흙막이 벽체 전면부로써 엄지말뚝에, 앵커 지지 브라켓(30)이 노출되도록 하는 블럭아웃부(S)가 형성되도록 거푸집(25)을 설치한 후, 상기 거푸집(25)과 흙막이 벽체 사이에 콘크리트를 타설하여 배면판(10)을 설치하게 된다.

이 때, 배면판(10)은 거푸집(25)을 조립하고 콘크리트를 타설하여 설치할 수도 있고, 기제작된 콘크리트 판넬을 이용하여 설치할 수도 있다.

도 3e는 배면판(10)이 설치된 시공도를 보여주고 있다.

도 3f에서는 옹벽 벽체(8)의 시공을 나타낸 것으로, 옹벽 벽체의 주철근 및 배력근을 조립하고 옹벽 벽체(8)의 전면부 거푸집(26)을 설치한 후, 옹벽 벽체(8)와 배면판(10)에 형성된 블럭아웃부(S)가 메워지도록 콘크리트를 거푸집 내측에 타설하여 옹벽벽체(8) 및 콘크리트로 메워진 블럭아웃부(S)에 의한 콘크리트체인 옹벽브라켓(9)이 함께 형성되도록 한다.

도 3g는 본 발명에 의한 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽의 설치 모습을 나타낸 것으로, 콘크리트 양생 후 거푸집을 해체하고 옹벽 전면부에 되메우기를 하여 본 발명에 의한 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽을 완성하게 된다.

본 발명에 의한 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽은 첫째, 엄지말뚝의 부식으로 인한 응력재로서 기능을 저하시 콘크리트 옹벽이 엄지말뚝이 부담하던 모든 하중을 부담하는 구조로 되어 장기적인 안정성 확보가 가능하다.

둘째, 앵커체의 정착을 위하여 앵커용 띠장을 사용하지 않고 앵커 지지 브라켓을 이용함으로서 앵커용 띠장 사용시 발생할 수 있는 옹벽 벽체의 균열을 방지할 수 있다.

셋째, 앵커체의 정착을 위하여 옹벽 벽체 배면부에 별도의 공간, 즉 옹벽 브라켓을 형성함으로서 옹벽 주철근의 조립, 설치시 띠장 또는 앵커체 정착구조로 인한 간섭을 방지할 수 있게 된다.

넷째, 옹벽 벽체 배면부에 옹벽 브라켓을 형성함으로서 앵커체 정착을 위한 앵커 지지 브라켓을 매설할 수 있는 충분한 공간을 확보할 수 있고, 앵커의 인장력에 저항할 수 있는 옹벽 브라켓 철근을 설치하여 앵커의 인장력을 안정되게 옹벽에 전달할 수 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 천공기를 이용하여 지반에 형성한 천공홀에 엄지말뚝을 삽입하고,

   흙막이 벽체 배면부의 토사의 유실을 방지하기 위하여 상기 엄지말뚝 사이에 토류판을 설치하여 흙막이 벽체 전면부를 굴착하고,

   흙막이 벽체 배면에 앵커체의 설치를 위한 앵커홀을 형성하고 앵커체를 상기 앵커홀에 삽입하되 상기 엄지말뚝에 미리 형성된 앵커체 구멍을 관통하여 앵커 두부가 앵커체 구멍으로부터 돌출되도록 설치하고, 상기 앵커홀에 그라우팅을 실시하고,

   상기 그라우팅이 고결되면 옹벽 브라켓 철근이 부착된 앵커 지지 브라켓(30)을 상기 엄지말뚝 전면부에 장착하고, 앵커를 인장하여 정착시킨 후, 상기 흙막이 벽체 하단 전면부에 옹벽 기초를 시공하고,

   상기 흙막이 벽체 전면부에, 앵커 지지 브라켓(30)이 노출되도록 하는 블럭아웃부(S)가 형성되도록 거푸집(25)을 설치한 후, 상기 거푸집(25)과 흙막이 벽체 사이에 콘크리트를 타설하여 배면판(10)을 설치하고,

   상기 거푸집(25)을 해체한 후, 상기 배면판(10) 전방에 옹벽 벽체의 주철근 및 배력근을 조립하고 다시 거푸집(26)을 배면판(10)과 이격시켜 설치한 후, 상기 콘크리트를 상기 배면판과 거푸집 사이에 타설하여 옹벽 벽체(8)와 콘크리트로 메워진 블럭아웃부인 옹벽 브라켓(9)을 일체로 설치하고,

   상기 거푸집(26)을 해체하고 옹벽 전면부 되메우기를 하여 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽을 설치하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 앵커 일체형 이중 벽체 콘크리트 옹벽 시공방법.

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