KR100927206B1 - 지반 보강재의 설치 간격에 대응하는 가변형 지압판을 이용한 보강 옹벽 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로, 철도, 단지 조성 등을 위한 옹벽으로 이용될 수 있는 보강 옹벽을 구축하되, 앵커 등의 지반 보강재가 지반에 설치되는 위치에 맞추어 수직 또는 수평 방향으로 높이 또는 폭의 조절이 이루어지면서도 외관상의 특징이 변하지 않도록 복수개의 세그먼트를 이용하여 가변형 지압판을 구성하고, 상기 가변형 지압판을 반복 설치하여 보강 옹벽을 구축함으로써, 지반 보강재의 설치 간격이 보강 옹벽을 구축하는 부재의 규격에 구애받는 것이 아니라 지반 조건에 따라 결정되도록 하여 지반 보강재가 합리적으로 배치될 수 있도록 구성한 보강 옹벽 및 그 시공방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 지압판(1)과 지반 보강재(40)로 지지되는 보강 옹벽(100)에 있어서, 상기 지압판(1)은 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)의 일체 조립으로 형성되며; 상기 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 위치에 대응하는 지압판(1)의 중앙부에는 상,하로 연통되는 중공부(11)가 구비된 정착 세그먼트(20)가 위치하며, 정착 세그먼트(20)의 상,하부에는 상,하로 연통되는 중공부(11)가 구비된 메인 세그먼트(10)가 적층되고, 상기 세그먼트(10, 20)의 연통된 중공부(11) 내에 채움재(2)가 채워져 상기 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)가 일체로 도립되어 하나의 일체화된 구조체로서 지압판(1)이 형성되고; 상기 지압판(1)의 높이는 지반 보강재(40)의 수직 설치 간격에 대응하는 높이를 가지는 보강 옹벽과 그 시공방법이 제공된다.

옹벽, 보강, 지압판, 패널, 지반, 보강, 수직

Description

지반 보강재의 설치 간격에 대응하는 가변형 지압판을 이용한 보강 옹벽 및 그 시공방법{Retaining Wall using Variable Panels and Constructing Method thereof}

본 발명은 성토 사면 또는 절취 사면을 지지하기 위한 보강 옹벽 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 도로, 철도, 단지 조성 등을 위한 옹벽으로 이용될 수 있는 보강 옹벽을 구축하되, 앵커 등의 지반 보강재가 지반에 설치되는 위치에 맞추어 수직 또는 수평 방향으로 높이 또는 폭의 조절이 이루어지면서도 외관상의 특징이 변하지 않도록 복수개의 세그먼트를 이용하여 가변형 지압판을 구성하고, 상기 가변형 지압판을 반복 설치하여 보강 옹벽을 구축함으로써, 지반 보강재의 설치 간격이 보강 옹벽을 구축하는 부재의 규격에 구애받는 것이 아니라 지반 조건에 따라 결정되도록 하여 지반 보강재가 합리적으로 배치될 수 있도록 구성한 보강 옹벽 및 그 시공방법에 관한 것이다.

보강 옹벽은 절취 사면 또는 성토 사면의 흙을 지지하는 구조물로서 부지를 효율적으로 이용하기 위한 구조물이다. 토압을 지지하기 위한 안전성을 갖추는 것 이 일차적으로 갖추어야 할 조건이지만, 최근에는 그에 더하여 미관이나 주변 환경과의 조화도 많이 강조되고 있다. 그 일환으로 앵커, 소일 네일 등과 같은 지반 보강재와 패널로 보강 옹벽을 이루는 경우가 증가하고 있다.

보강 옹벽을 이루는 패널은 대부분은 콘크리트 재질로 제작된다. 패널은 지반 보강재가 부담하는 토압을 지지하는 지압판으로 역할을 해야 하므로 휨모멘트 및 전단력에 대해 안전하도록 구조 성능을 가져야 하는데 철근 콘크리트 재질로 패널 제작하는 것이 경제적이기 때문이다. 이러한 콘크리트 패널은 규격화된 기성품으로 제작되는데 현재 사용되는 블록은 대부분 사각형 또는 십자형의 형상을 가진 판재 형태로 제작되고 있다. 일반적으로 가로ㅧ세로가 1.5mㅧ1.5m인 패널 형태가 이용되고 있다.

각각의 패널에는 지반 보강재의 단부가 정착된다. 즉, 패널 한 장에는 하나의 지반 보강재가 설치되는 것이 일반적이다. 그러므로 이러한 종래의 패널을 이용하여 보강 옹벽을 구축하는 경우, 패널의 규격에 따라 지반 보강재의 간격이 결정된다. 도 1a에는 종래의 패널(P)을 이용한 보강 옹벽의 개략적인 측단면도가 도시되어 있고, 도 1b에는 도 1a에 도시된 보강 옹벽의 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 것처럼 지반 보강재(A)의 설치 간격이 패널의 크기 및 패널에 형성되어 있는 지반 보강재 정착공과 일치하는 경우에는 보강 옹벽의 정면에서 보았을 때 패널의 경계선에 의해 형성되는 무늬가 규칙적이 되어 미관에 큰 문제가 없다.

그런데 지반 보강재의 설치 간격이 달라지면 종래의 위와 같은 보강 옹벽에 는 여러 가지 문제가 생기게 된다. 지반 보강재는 보강 옹벽의 높이, 배면 지반을 구성하는 재료의 강도, 다짐 조건 등과 같이 보강 옹벽에 작용하는 토압에 영향을 미치는 많은 변수들에 따라 그 설치 위치가 결정되는 것이 바람직하다. 즉, 실제 옹벽의 시공에 있어서는 지반 보강재의 설치 간격이 일정하지 않게 되는 경우가 적지 않다. 그런데 종래의 패널은 그 크기가 규격화되어 정해진 형태로 대량 생산되고 있는 실정이므로, 패널의 규격(크기)에 따라 지반 보강재의 설치 간격이 결정되고 있다. 즉, 지반의 조건에 따라 지반 보강재의 위치를 선정하여 설치하는 것이 아니라, 공장에서 규격화되어 생산되는 패널의 크기에 맞추어 지반 보강재의 위치를 결정해야 하기 때문에, 지반 보강재를 지반 조건에 적합하도록 효과적으로 배치하는 것이 매우 어렵다.

특히, 토압이 큰 경우에는 지반 보강재의 수량을 늘려서 그 설치 간격을 좁혀 촘촘히 배치하여야 하고 반대로 토압이 작은 경우에는 지반 보강재의 설치 간격을 늘려야 하는데, 종래의 경우처럼 패널이 규격화되어 특정한 크기로 정해져 있을 경우에는 토압과 무관하게, 패널의 크기에 맞추어 지반 보강재를 배치해야 하기 때문에 불합리한 설계가 이루어지는 경우가 많다.

만일 지반 보강재의 설치 위치에 맞추기 위하여 크기가 서로 다른 패널을 사용하려면 그에 맞추어 고가의 몰드를 각각의 크기별로 새로 제작하여야 하므로 추가적인 제작비용이 소요되어 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 재고 관리의 수량이 증가하기 때문에 관리상의 번거로움도 증가하게 된다.

특히, 지반 보강재의 설치 간격이 일정하지 않은 상태에서, 지반 보강재의 간격에 맞추어 패널의 크기를 달리하는 경우에는 보강 옹벽 외관에도 문제가 생긴다. 도 2a 및 도 2b에는 각각 종래의 보강 옹벽에서 지반 보강재(A)의 수직 설치 간격이 일정하지 아니한 경우에 대한 보강 옹벽의 측단면도가 정면도가 도시되어 있다. 도 2a에 도시된 것처럼 지반의 조건에 따라 지반 보강재의 수직 설치 간격, 수평 설치 간격이 일정하지 않는 경우, 이에 맞추어서 패널(P)의 크기를 달리할 수밖에 없다. 패널을 이용한 보강 옹벽의 경우, 패널의 경계선에 의해 상하, 좌우로 줄눈이 만들어지고 이 줄눈에 의해 보강 옹벽에 무늬가 생겨 보강 옹벽의 미관에 큰 영향을 주게 되는데, 이와 같이 불규칙한 크기의 패널을 사용하게 되면, 도 2b에 도시된 것처럼, 패널의 경계에 의해 보강 옹벽의 외면에 형성되는 무늬가 불규칙해지기 때문에 보강 옹벽 외관의 통일성이 저하되는 등의 미관 저하를 초래하게 되는 문제가 있는 것이다.

절취 사면에 설치되는 옹벽으로서 보강 옹벽을 구축하는 경우, 사면의 절취량을 최소화하기 위해서는 절취 사면의 경사를 급하게 만들고 시공 중 사면의 붕괴를 예방하기 위해 절취와 함께 지반 보강재를 우선적으로 설치(지반 보강재의 선설치)하는 것이 일반적이다. 이와 같이 지반 보강재를 설치해가면서 바닥까지 굴착한 다음에 패널을 설치하고 지반 보강재가 설치된 높이에서 지반 보강재를 패널에 정착하게 된다. 그런데, 지반 보강재는 미리 선(先)설치되므로, 만일 지반 보강재의 단부 위치와, 이를 정착하기 위한 패널의 관통공 위치가 어긋날 수밖에 없고, 그 결과 절취 사면 전면에서 패널에 정착되는 지반 보강재의 단부가 지반에 매립되어 있는 지반 보강재 본체의 중심 축선과 일치하지 못하고 틀어지게 되며, 이로 인 해 지반 보강재의 구조 성능이 떨어지는 문제점이 발생한다. 이를 해결하기 위해서는 지반 보강재의 단부가 관통하게 되는 패널의 관통공 크기가 커져야 하는데, 관통공 크기의 증가는 결국 패널의 성능 저하를 가져오기 때문에, 부득이 지반 보강재의 단부가 정착되는 패널의 두께를 증가시키거나 패널의 콘크리트 강도를 높이는 등의 조치가 필요하고 이는 결국 재료비의 증가를 가져올 뿐만 아니라 미관상으로 악영향을 주게 된다.

또한, 성토 사면에 사용되는 보강 옹벽을 시공하는 경우, 지반 보강재가 패널의 후방에 위치하는 구조이기 때문에 배면 토사에 대해 지압판 역할을 하는 패널에 긴장력을 가할 수 없는 구조이다. 특히, 성토 사면의 경우에는 패널과 지반 보강재를 설치한 후 배면으로 토사를 쌓고 다짐하는 과정을 반복하여 보강 옹벽을 축조하는데, 토사의 다짐시 가해지는 횡압이 패널을 전방으로 밀어내는 것을 막기 위해 패널의 배면에서 지반쪽으로 일정한 거리를 띄우고 다짐 작업을 실시하며 패널의 직후방에서는 경량 다짐을 실시하기 때문에 이 부분의 배면 토사는 이완될 가능성이 상존한다. 또한, 지반 보강재가 팽팽하게 당겨지는 것이 바람직한데 상기와 같은 요인으로 인해 지반 보강재 역시 느슨한 상태로 존재할 가능성이 높고 이로 인해 지반 보강 성능이 저하되어 보강 옹벽의 일부분이 앞으로 튀어나오는 배불음 현상이 발생한다.

다른 한편으로 최근 친환경성이 중시되는 추세에 따라 보강 옹벽의 조경 식재에 대한 요구가 증가하고 있는데, 기존 콘크리트 패널의 경우에는 경제적인 측면에서 박판 형상을 갖추고 있고, 구조상 중심부에 지반 보강재의 단부가 위치하기 때문에 조경 식재가 가능한 구조를 갖추기가 어려운 실정이다.

본 발명은 이와 같이 종래 기술이 가지는 한계 및 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 보강 옹벽의 토압에 영향을 미치는 변수들에 맞추어 지반 보강재의 설치 간격을 달리하는 경우에도, 보강 옹벽의 외관이 달라지지 않으면서도 지반 보강재가 보강 옹벽에 용이하게 정착되도록 하는 것을 목적으로 한다. 또한 지반 보강재의 수평 설치 간격의 변화에도 용이하게 적응하여 보강 옹벽을 구축할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 절취 사면의 굴착과 함께 선설치되는 지반 보강재를 보강 옹벽의 전면에 정착함에 있어서, 보강 옹벽에 정착되는 지반 보강재의 단부와 지반에 설치된 지반 보강재 본체의 축선이 서로 일치되도록 하여 지반 보강재의 성능 저하를 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 성토 사면의 보강을 위한 보강 옹벽의 경우, 성토 후 보강 옹벽 전방에서 배면 지반쪽으로 긴장력을 용이하게 가할 수 있어 지반 보강재 및 배면 지반의 이완으로 인한 문제를 해소할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 조경 식재가 가능한 구조를 가지도록 하여 친환경적인 보강 옹벽을 구축할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 보강 옹벽에 지반 보강재가 정착되더라도, 그 정착된 부분이 외부에 노출되지 않도록 하여 지반 보강재의 정착으로 인한 보강 옹벽의 미관 저하를 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 위과 같은 목적을 달성하기 위하여, 지압판과 지반 보강재로 지지되는 보강 옹벽으로서, 상기 지압판은 메인 세그먼트와 정착 세그먼트의 일체 조립으로 형성되며; 상기 지반 보강재의 단부가 정착되는 위치에 대응하는 지압판의 중앙부에는 상,하로 연통되는 중공부가 구비된 정착 세그먼트가 위치하며, 정착 세그먼트의 상,하부에는 상,하로 연통되는 중공부가 구비된 메인 세그먼트가 적층되고, 상기 세그먼트의 연통된 중공부 내에 채움재가 채워져 상기 메인 세그먼트와 정착 세그먼트가 일체로 도립되어 하나의 일체화된 구조체로서 지압판이 형성되고; 상기 지압판의 높이는 지반 보강재의 수직 설치 간격에 대응하는 높이를 가지며; 상기 정착 세그먼트는, 상기 지반 보강재의 단부가 정착되는 정착부를 가지고 있고 상기 정착부에는 상기 정착 세그먼트의 배면을 관통하여 삽입되는 지반 보강재의 단부가 관통하는 관통공이 형성되어 있고 상기 정착부의 전면으로는 마감판이 덮여져서 상기 메인 세그먼트와 동일한 외면을 갖게 되고; 상기 지반 보강재의 단부가 상기 지압판의 중앙부에 위치하는 정착 세그먼트의 정착부에 정착되어 지압판에 작용하는 토압을 지지하는 구조를 형성하며; 지반에 설치된 지반 보강재의 개수에 맞추어 상기 지압판이 적층 설치되어 옹벽이 구축되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽이 제공된다.

또한, 본 발명에서는, 지반을 굴착하고, 굴착 구간에서 지반에 지반 보강재를 설치하고, 보강 옹벽 기초를 설치하는 단계; 상,하로 연통된 중공부를 가지고 있는 복수개의 메인 세그먼트와 배면의 지반에 설치된 지반 보강재의 단부가 정착되는 지압판의 중앙 위치에는 상,하로 연통된 중공부를 가지고 있고 지반 보강재의 단부가 정착되는 정착 세그먼트가 설치되고, 상기 적층된 세그먼트의 연통된 중공부 내에 채움재가 채워져서 하나의 일체화된 구조체를 이루고 있으며 상기 정착 세그먼트는 상기 지반 보강재의 단부가 정착되는 정착부를 가지고 있고 상기 정착부에는 상기 정착 세그먼트의 배면을 관통하여 삽입되는 지반 보강재의 단부가 관통하는 관통공이 형성되어 있고 상기 정착부의 전면으로는 마감판이 덮여져서 상기 메인 세그먼트와 동일한 외면을 갖게 되는 지압판을, 상기 보강 옹벽 기초 위로 설치하는 단계; 및 상기 지압판의 배면으로 뒷채움하는 단계를 포함하며; 상기 지압판의 설치 및 뒷채움 단계를 반복하여 보강 옹벽을 구축하는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽의 시공 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에서는 옹벽 기초를 설치하는 단계; 상,하로 연통된 중공부를 가지고 있는 복수개의 메인 세그먼트와 배면의 지반에 설치된 지반 보강재의 단부가 정착되는 지압판의 중앙 위치에는 상,하로 연통된 중공부를 가지고 있고 지반 보강재의 단부가 정착되는 정착 세그먼트가 설치되고, 상기 적층된 세그먼트의 연통된 중공부 내에 채움재가 채워져서 하나의 일체화된 구조체를 이루고 있으며 상기 정착 세그먼트는 상기 지반 보강재의 단부가 정착되는 정착부를 가지고 있고 상기 정착부에는 상기 정착 세그먼트의 배면을 관통하여 삽입되는 지반 보강재의 단부가 관통하는 관통공이 형성되어 있고 상기 정착부의 전면으로는 마감판이 덮여져서 상기 메인 세그먼트와 동일한 외면을 갖게 되는 지압판을, 상기 보강 옹벽 기초 위로 설치하는 단계; 및 지반 보강재의 설치 위치까지 배면 지반의 뒷채움을 실시하는 단계; 상기 지압판의 중앙부에 위치한 정착 세그먼트의 관통공을 지나 정착부 밖으로 지반 보강재의 단부가 돌출되도록 지반보강재를 설치하는 단계; 및 상기 지반보강재 위로 토사를 쌓고 다짐을 실시하여 지압판의 배면으로 뒷채움하는 단계를 포함하며; 상기 지압판의 설치와 지반 보강재의 설치와 뒷채움 단계를 반복하여 보강 옹벽을 구축하는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽의 시공 방법이 제공된다.

위와 같은 본 발명의 보강 옹벽 및 그 시공 방법에 있어서, 상기 메인 세그먼트 및 정착세그먼트의 양측면에 각각 걸림턱이 형성되어 있고, 횡방향으로 지압판 사이에는 양측면에 걸림턱이 형성된 중간 세그먼트가 더 설치될 수 있으며, 이 경우, 상기 중간 세그먼트에는 식생을 위한 토사가 채워지는 중공부가 형성될 수 도 있다.

또한, 위와 같은 본 발명의 보강 옹벽 및 그 시공 방법에 있어서, 상기 정착 세그먼트는 좌, 우측으로 분할되어 있으며, 상기 분할된 정착 세그먼트의 양측면에 맞대어져 중공부에 채워지는 채움재의 누출을 방지하는 차단박스에 의해 상기 지반 보강재가 지나는 개구부가 형성되는 구조를 가질 수도 있다.

본 발명에 따르면, 수직으로 연통되는 중공부를 구비한 메인 세그먼트와 정착 세그먼트를 조립하고 수직 방향으로 연통되는 중공부에 콘크리트 등의 채움재를 타설하여(필요한 경우 중공부에 철근이나 빔 등을 삽입) 하나의 일체화된 구조체로 서의 지압판을 형성하되, 지압판의 적층고가 지반 보강재의 수직 간격에 대응하는 높이를 가지며, 지압판의 중앙부에는 보강재가 관통할 수 있도록 관통공이 형성된 정착 세그먼트가 위치하도록 함으로써, 지반 보강재의 설치 간격이 상이한 경우에도 보강 옹벽의 외관이 달라지거나 미관을 해치게 되는 현상이 발생하지 않게 되는 효과가 발휘된다. 아울러, 지압판의 규격에 제한받지 않고 지반 특성에 맞게 지반 보강재를 설치하여 보강 옹벽을 구성할 수 있게 되고, 그에 따라 합리적이고 경제적인 보강 옹벽의 설계 및 시공이 가능해진다.

또한, 절취 사면에서 선설치되는 지반 보강재의 본체와 지압판에 정착되는 지반 보강재의 단부가 서로 일치된 중심 축선을 가질 수 있게 되므로, 중심 축선의 불일치로 인하여 지반 보강재의 구조 성능이 저하되는 것을 예방할 수 있으며, 그에 따라 보강 옹벽의 안전성이 증가된다.

또한, 성토 사면의 경우, 지압판을 이용하여 지반 보강재에 긴장력을 가하는 것이 용이하게 되고, 그에 따라 지반 보강재와 배면 지반의 이완을 해소할 수 있다. 따라서 보강 옹벽의 안전성이 증가하는 효과를 기대할 수 있으며, 시공이 완료된 이후에 국부적인 변형이 발생하는 경우에도 해당 위치의 정착 세그먼트에 정착된 지반 보강재에 추가적인 긴장력을 가함으로써 변형을 억제할 수 있게 된다.

또한, 조경 식재가 가능한 식재용 중간 세그먼트를 사용하여 보강 옹벽에 조경 식재가 가능한 구조를 이룰 수 있게 되어 보강 옹벽의 미관을 개선하고 친환경성을 높일 수 있다.

또한, 보강 옹벽에 정착된 지반 보강재의 정착 단부가 외부에 노출되지 않 게 되므로, 보강 옹벽의 미관 훼손을 방지할 수 있게 되어 보강 옹벽의 미관이 더욱 개선되는 효과를 기대할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 구체적으로 설명한다.

도 3에는 본 발명에 따른 보강 옹벽(100)을 이루는 지압판(1)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 4a 및 도 4b에는 각각 상기 지압판(1)을 구성하는 메인(main) 세그먼트(10)의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 5a 및 도 5b에는 상기 지압판(1)을 구성하는 세그먼트로서 전면으로 지반 보강재(40)가 정착될 정착 세그먼트(20)의 개략적인 사시도가 각각 도시되어 있다.

도 3에 도시된 것처럼, 본 발명에 있어서 보강 옹벽(100)을 이루는 지압판(1)은 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)로 이루어지는데, 상기 세그먼트(10, 20) 간에 서로 연통된 중공부(11) 내에 채워지는 채움재(2)에 의해 상기 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)가 일체로 조립되어 하나의 구조체를 이루는 구조를 가진다.

우선 도 4a 및 도 4b, 그리고 도 5a 및 도 5b를 참조하여 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)의 구성을 설명한다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼 메인 세그먼트(10)는 상,하로 연통된 중공부(11)가 형성되어 있다. 후술하는 것처럼 메인 세그먼트(10)가 상,하로 적층되었을 때 상,하의 메인 세그먼트(10)의 중공 부(11)는 서로 연통되며, 연통된 중공부(11)의 내부에 콘크리트와 같은 채움재(2)가 채워져서, 적층된 세그먼트(10) 간에 실질적으로는 기둥 부재가 형성되어 세그먼트(10)들이 일체화된 구조체로서 하나의 지압판(1)을 형성하게 된다. 필요에 따라서는 상기 채움재(2)를 채우기 전에 철근 또는 빔을 중공부(11)에 삽입할 수도 있다. 부재번호 12는 연결핀 삽입공(12)으로서, 메인 세그먼트(10)를 상,하로 적층할 때 봉부재 등으로 이루어진 연결핀(도시되지 않음)이 상기 연결핀 삽입공(12)에 끼워져서 상,하의 메인 세그먼트(10)를 서로 제 위치에 있도록 한다.

지반 보강재(40)가 정착되는 정착 세그먼트(20)의 경우, 도 5a에 도시된 것처럼 지반 보강재(40)가 정착되는 정착부(21)가 형성되어 있고, 정착부에는 지반 보강재(40)의 단부가 통과하는 관통공(23)이 형성되어 있고, 상기 정착부(21)의 전면으로는 메인 세그먼트(10)의 외면과의 통일성을 위한 마감판(22)이 덮여진다. 이와 같이 정착부(21)의 전면을 마감판(22)으로 덮는 구조를 가지고 있으므로, 메인 세그먼트(10)와 상기 정착 세그먼트(20)가 결합되어 형성되는 지압판(1)은 그 외면이 통일성을 갖게 된다. 따라서 이러한 지압판(1)을 이용하여 보강 옹벽(100)을 구축하게 되면, 지반 보강재(40)의 단부가 정착 세그먼트(20)에 정착된 상태에서도 보강 옹벽(1)의 전면 외관에 통일성을 부여할 수 있게 되어, 지반 보강재(40)의 정착된 단부로 인하여 보강 옹벽(100)의 외관에 악영향을 주는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 정착 세그먼트(20)에는 지반 보강재(40)가 관통할 수 있는 관통공(23)이 형성되어 있다. 물론 메인 세그먼트(10)와 마찬가지로 상기 정착 세그먼트(20) 에도 중공부(11)가 형성되어 있어, 메인 세그먼트(10) 사이에 정착 세그먼트(20)가 위치한 상태에서 상기 중공부(11)가 서로 연통되며, 앞서 설명한 것처럼 상기 중공부(11)에 채움재(2)가 채워지면 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)가 일체화되어 하나의 지압판(1)을 형성할 수 있게 된다. 상기 정착 세그먼트(20)에도 연결핀 삽입공(12)이 형성될 수 있다.

한편, 도 5b에는 정착 세그먼트(20)의 또다른 실시예의 분해 사시도가 도시되어 있는데, 도 5b에 도시된 실시예에서는 정착 세그먼트(20)가 좌, 우측으로 분할되어 있어, 분할된 사이로 지반 보강재(40)가 통과하는 구조를 가진다. 구체적으로 도 5b에 도시된 것처럼, 정착 세그먼트(20)의 중앙부를 제거하고, 제거된 부분에 차단박스(45)를 삽입한 상태에서, 메인 세그먼트(10)와 조합하여 지압판(1)을 형성한다. 이 때, 분할 구조의 상기 정착 세그먼트(20)의 중공부(11)는 차단박스(45)에 의해 측면이 차단되어 있으므로, 채움재(2)가 채워질 때 채움재(2)가 중공부(11) 외부로 누출되지 않는다.

도 5c에는 위와 같이 분할 구조의 정착 세그먼트(20)를 이용하여 제작된 지압판(1)의 개략적인 형상을 도 3에 대응되도록 사시도로 도시한 도면이 도시되어 있다. 도 5c에 도시된 것처럼 차단박스(45)를 구비한 분할 구조의 정착 세그먼트(20)를 이용하여 지압판(1)을 형성한 상태에서는 지반 보강재(40)가 관통할 수 있는 충분한 공간의 개구부(46)가 형성된다. 따라서 선설치된 지반 보강재(40)의 단부 위치에 변동이 생기거나, 설계된 위치와 다소 오차가 생기더라도 지반 보강재(40)의 단부를 구부리는 등의 무리한 작업을 하지 않고 지반 보강재(40) 단부의 직진성을 유지한 채 지반 보강재(40)를 정착 세그먼트(20)에 용이하게 정착할 수 있게 되므로 대응할 수 있게 되어 구조적으로 유리하다.

분할 구조의 정착 세그먼트(20)에서 양쪽으로 분할된 중공부(11)에 채워진 채움재(2)가 양생되면 상기 차단박스(45)는 제거된다. 이러한 분할 구조의 정착 세그먼트(20)를 구비한 지압판(1)을 보강 옹벽 구축 위치에 설치하여 지반 보강재(40)의 단부를 상기 개구부(46)로 통과시키게 되는데, 이 때, 지반 보강재(40)의 단부 정착을 위하여 상기 개구부(46)의 정면으로 전면판(42)을 설치하고 지반 보강재(40)를 정착한 후 상기 개구부(46)의 내부를 채움재로 채우게 된다.

도 5d에는 위와 같이 분할 구조의 정착 세그먼트(20)에서 차단박스(45)를 제거하고 지반 보강재(40)의 단부를 정착하는 상태를 보여주기 위하여 분할 구조의 정착 세그먼트(20)만을 도시한 사시도가 도시되어 있다. 도 5d에서는 설명의 편의상 메인 세그먼트(10)의 도시를 생략하였다.

도 5d에서 부재번호 47은 지반 보강재(40)의 단부 정착 후에 상기 개구부(46) 내부에 채움재를 주입하여 채우기 위한 주입공(47)이고, 부재번호 43은 필요에 따라 개구부(46)의 배면에 설치하는 후면판(43)이다. 상기 전면판(42) 및 후면판(43)에는 각각 관통공(44)이 형성되어 있어, 지반 보강재(40)가 상기 관통공(44)을 관통하여 상기 전면판(42)의 전면에서 정착된다.

메인 세그먼트(10)의 경우에는 정착 세그먼트(20)에서와 같은 정착부(21)가 필요하지 않지만, 도 4a에 도시된 것처럼 정착 세그먼트(20)와 마찬가지의 형상을 갖는 것도 바람직하다. 즉, 정착 세그먼트(20)에서 마감판(22)이 분리되지 않는 형상으로 메인 세그먼트(10)가 제작될 수 있는 것이다. 이 경우, 메인 세그먼트(10)과 정착 세그먼트(20)을 동일한 몰드를 이용하여 제작할 수 있어 규격화된 대량 생산에 용이하다. 메인 세그먼트(10)에서 마감판(22) 부분만 절단하여 마감판(22)이 분리되도록 구성하면 정착 세그먼트(20)를 만들 수 있기 때문이다. 또한 정착판(21)과 마감판(22) 사이의 공간을 통해 재료의 절감 및 블록 중량의 경감 효과도 얻을 수 있다. 그러나 메인 세그먼트(10)의 구성은 이에 한정되지 않고, 도 4b에 도시된 것과 같은 구성을 가질 수도 있다. 도 4a 내지 도 5b에서 부재번호 17 및 27은 각각 후술하는 중간 세그먼트(30)가 걸쳐질 수 있는 걸림턱(17, 27)이다.

도 6a에는 본 발명에 따른 지압판(1)이 적층되어 보강 옹벽(100)이 구축되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 6b에는 본 발명에 따른 지압판(1)이 적층되어 구축된 보강 옹벽(100)의 개략적인 측단면도가 도시되어 있으며, 도 6c는 도 6b에 도시된 보강 옹벽(100)의 개략적인 정면도가 도시되어 있다.

종래의 보강 옹벽에서는 하나의 판재로 이루어진 패널의 중앙부에 하나의 지반 보강재가 연결되어, 상기 하나의 패널이 하나의 지압판에 해당하게 되는데, 이와는 달리 본 발명에서는 앞서 설명한 것처럼 지반 보강재(40)의 수직 간격에 대응하는 수량의 복수개의 메인 세그먼트(10)와, 정착 세그먼트(20)가 조립되고 수직으로 연통되는 중공부(11) 내에 채움재(2)가 채워져 도 3에 도시된 것과 같은 일체 구조의 지압판(1)을 형성하게 된다. 상기 정착 세그먼트(20)는 지압판(1)의 중앙부, 즉 지반 보강재(40)가 정착될 위치에 존재한다. 즉, 지압판(1)의 높이는 고정 된 것이 아니라 지반 보강재(40)의 수직 간격에 따라 적층 조립되는 세그먼트(10)의 개수가 조정됨으로써, 지압판(1)의 높이가 변동될 수 있는 것이다. 예를 들어, 지반 보강재(40)의 수직 간격이 1.5m에서 1.8m로 변경되는 경우, 세그먼트(10, 20) 한 개의 높이가 30cm일 경우, 적층되는 세그먼트(10, 20)의 적층 개수는 5개에서 7개로 변경되며 2.1m 높이의 지압판(1)을 형성하게 되어 지반 보강재(40)의 수직 간격 변화에 대응하여 지압판(1)의 높이가 변동되는 것이다.

이와 같이 구성된 각각의 지압판(1)은 도 6a에 도시된 것처럼 차례로 적층되어 보강 옹벽(100)을 이루게 된다. 도 6b에 도시된 것처럼 지반 조건에 따라 지반 보강재(40)의 수직 설치 간격을 달리하는 경우에도, 적층되는 세그먼트(10, 20)의 수량을 달리함으로써 해당 지반 보강재(40)에 대한 지압판(1)의 높이(수직방향의 크기)를 변화시킬 수 있기 때문에 지반 보강재(40)를 효과적으로 배치할 수 있게 된다.

또한, 지반 보강재(40)의 수직 간격에 대응하여 지압판(1)의 높이가 상이함에도 각각의 지압판(1)은 동일한 높이와 형상을 가진 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)로 이루어져 있으므로, 도 6c에 도시된 것처럼, 세그먼트(10, 20) 간의 경계 및 지압판(1) 사이의 경계에 의해 만들어지는 보강 옹벽(100) 외면의 무늬는 일정한 규칙으로 가지고 통일성 있게 형성되어 미려한 외관을 가지게 된다. 비록 도 6c에서는 마감판(22)이 덮이지 않은 상태로 도시되어 있지만 정착 세그먼트(20)에 마감판(22)이 덮여지면 보강 옹벽(100)의 외면은 지반 보강재(40)의 단부 정착 위치와 무관하게 일정하고 규칙적인 무늬를 갖게 되어 외관이 우수하게 된다.

한편, 횡방향으로는 상기 메인 세그먼트(10)의 측면이 서로 연속되거나 또는 정착 세그먼트(20)의 측면이 서로 연속되거나 또는 메인 세그먼트(10)의 측면과 정착 세그먼트(20)의 측면이 연속될 수 있다. 그러나 횡방향으로 메인 세그먼트(10)의 측면 사이 또는 정착 세그먼트(20)의 측면 사이 또는 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)의 측면 사이에 중간 세그먼트(30)가 설치될 수도 있다. 중간 세그먼트(30)는 상기 메인 세그먼트(10) 사이 또는 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20) 사이에 끼워지는 것이다. 이를 위해 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20) 및 중간 세그먼트(30)의 양 측면에는 걸림턱(17, 27)이 구비된다.

도 7a 및 도 7b에는 각각 중간 세그먼트(30)의 개략적인 사시도가 도시되어 있고, 도 8에는 중간 세그먼트(30)를 포함하여 구축된 보강 옹벽(1)의 개략적인 정면도가 도시되어 있다. 도 9a 및 도 9b에는 각각 도 8의 선 A-A 및 선 B-B에 따른 평면도가 도시되어 있으며, 도 9c에는 마감판(25)이 덮여 있고, 식생부가 형성된 중간 세그먼트(30)가 배치되어 있는 상태에 대한 선 B-B에 따른 평면도가 도시되어 있다.

위와 같이 중간 세그먼트(30)를 설치하는 경우, 필요에 따라 중간 세그먼트(30)의 크기를 변화시킴으로써 지압판(1) 사이의 횡방향 간격을 조절할 수 있으므로, 선설치되는 지반 보강재(40)의 수평위치에 맞추어 지압판(1)을 위치시키기가 용이하게 된다. 도면에 도시된 것처럼 중간 세그먼트(30)에는 공동부(31)가 형성될 수 있는데, 공동부(31)를 두게 되면 재료 절감 및 중량 경감 효과를 얻을 수 있다. 특히, 도 7b에 도시된 것처럼 중간 세그먼트(30)의 정면을 돌출시켜 공동 부(31)의 크기를 키우고 상기 공동부(31)에 배양 토사를 채우게 되면 식생 공간으로 활용할 수도 있다.

다음에서는 절토 사면에 대한 보강 옹벽(100)을 시공하는 각 단계를 보여주는 수직 단면도에 대한 도 10 내지 도 15를 참조하여 본 발명에 따른 보강 옹벽(1)의 시공 방법을 설명한다.

우선 지반을 굴착하고(도 10), 굴착 구간에서 지반에 지반 보강재(40)를 설치한다(도 11). 상기 지반 보강재(40)는 통상의 앵커, 록볼트 등과 같이 지반에 매립되어 보강력을 줄 수 있는 것이면 되고 본 발명에서 지반 보강재(40)에 대한 특별한 제한은 없다. 상기와 같은 굴착과 지반 보강재(40)의 설치 작업을 반복하여 보강 옹벽의 시공에 필요한 높이를 굴착한 후에(도 12) 보강 옹벽 기초(60)를 설치한다(도 13).

상기 보강 옹벽 기초(60) 위로 본 발명에 따른 지압판(1)을 설치한다(도 14). 각각의 지압판(1)은 앞서 설명한 것처럼, 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)의 조립에 의해 만들어지는데, 미리 공장에서 지압판(1)을 제작한 후 현장으로 이송하여 적층할 수도 있으나, 필요에 따라서는 현장에서 지압판(1)을 제작하여 설치할 수도 있다. 즉, 절토 사면 현장에 설치된 지반 보강재(40)의 단부 위치에 맞추어 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)를 적층하고 세그먼트 간에 연통된 중공부에 채움재(2)를 채워서 세그먼트가 일체화되어 하나의 구조체를 이룬 하나의 지압판(1)을 형성하는 것이다. 이러한 본 발명의 지압판(1)에서는 지반 보강재(40)가 설치된 위치에 정착 세그먼트(20)가 위치하게 되므로, 상기 지반 보강 재(40)의 단부를 정착 세그먼트(20)의 관통공(23)에 관통시켜 정착부(21)에서 정착한다. 필요한 경우, 앞서 설명한 것처럼 메인 세그먼트(10)의 횡방향으로 또는 메인 세그먼트(10)과 정착 세그먼트(20) 사이에 중간 세그먼트(30)를 설치한다. 이와 같이, 하나의 지압판(1)에 하나의 지반 보강재(40)가 정착되도록 구축한 후에는 그 배면으로 뒷채움을 한다.

후속하여 위와 같은 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)의 일체 조립 과정을 통한 지압판(1)의 현장 제작을 반복하면서 지압판(1)을 차례로 적층하거나 또는 공장에서 미리 제작된 지압판(1)을 차례로 적층하면서 지반 보강재(40)를 지압판(1)에 정착하는 작업을, 지반 보강재(40)의 설치 개수에 맞추어 반복하여 필요한 높이로 보강 옹벽(100)을 구축하게 된다(도 15).

이와 같이, 본 발명에서는 복수개의 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)를 조립하여 하나의 지압판(1)을 형성하되, 지반 보강재의 수직 간격에 대응하는 높이의 지압판(1)을 사용하기 때문에, 종래의 규격화된 패널과는 달리, 지반 보강재(40)의 정착 위치를 임의로 조절하면서도 그 외관에 있어서는 통일성을 줄 수 있게 되는 장점이 있다. 즉, 지반 보강재(40)의 수직 간격에 대응하여 적층되는 세그먼트(10, 20)의 수량을 변화시키는 방식으로 지압판(1)의 높이를 달리할 수 있기 때문에 지반 보강재(40)의 설치 간격이 보강 옹벽을 구축하는 부재의 규격에 구애받는 것이 아니라 지반 조건에 따라 결정되도록 하여 지반 보강재가 합리적으로 배치될 수 있게 된다.

또한, 지반 보강재(40)의 설치 간격에 맞추어 지압판(1)의 높이가 달라지더 라도 세그먼트에 의해 형성되는 무늬가 통일되므로, 지반 보강재(40)의 설치 위치가 불규칙하더라도 인하여 보강 옹벽(100)의 전체 외관에 대한 미적 손실이 발생하지 않게 되는 장점이 있다.

또한, 정착 세그먼트(20)를 통해 지반 보강재(40)를 용이하게 긴장하여 정착할 수 있으므로, 성토 사면용 보강 옹벽의 경우에도, 배면 토사의 이완 현상, 배불름 현상 등의 발생을 예방할 수 있게 된다.

도 1a는 종래의 패널을 이용한 보강 옹벽의 개략적인 측단면도이다.

도 1b는 도 1a에 도시된 보강 옹벽의 개략적인 정면도이다.

도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 보강 옹벽에서 지반 보강재의 수직 설치 간격이 일정하지 아니한 경우에 대한 보강 옹벽의 측단면도와 정면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 보강 옹벽을 이루는 지압판의 개략적인 사시도이다.

도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명에 따른 지압판을 구성하는 메인(main) 세그먼트의 개략적인 사시도이다.

도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명에 따른 지압판을 구성하는 세그먼트로서 전면으로 지반 보강재가 정착될 정착 세그먼트의 개략적인 사시도이다.

도 5c는 도 5b에 도시된 분할 구조의 정착 세그먼트를 이용하여 제작된 지압판의 개략적인 형상을 도 3에 대응되도록 도시한 사시도이다.

도 5d는 분할 구조의 정착 세그먼트에서 차단박스를 제거하고 지반 보강재의 단부를 정착하는 상태를 보여주기 위하여 분할 구조의 정착 세그먼트만을 도시한 사시도이다.

도 6a는 본 발명에 따른 지압판이 적층되어 보강 옹벽이 구축되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 6b는 본 발명에 따른 지압판이 적층되어 구축된 보강 옹벽의 개략적인 측단면도이다.

도 6c는 도 6b에 도시된 보강 옹벽의 개략적인 정면도이다.

도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 보강 옹벽에 이용되는 중간 세그먼트의 개략적인 사시도이다.

도 8은 중간 세그먼트를 포함하는 보강 옹벽의 개략적인 정면도이다.

도 9a 및 도 9b는 각각 도 8의 선 A-A 및 선 B-B에 따른 평면도이다.

도 9c는 마감판이 덮여 있고 식생부가 형성된 중간 세그먼트가 배치되어 있는 상태에 대한 선 B-B에 따른 평면도이다.

도 10 내지 도 15는 각각 본 발명에 따른 보강 옹벽을 시공하는 각 단계를 보여주는 수직 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 보강 옹벽 10: 메인 세그먼트

20: 정착 세그먼트 30: 중간 세그먼트

Claims (6)

1. 지압판(1)과 지반 보강재(40)로 구성되어 지지되는 보강 옹벽(100)에 있어서,

   상기 지압판(1)은 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)의 일체 조립으로 형성되며;

   상기 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 위치에 대응하는 지압판(1)의 중앙부에는 상,하로 연통되는 중공부(11)가 구비된 정착 세그먼트(20)가 위치하며, 정착 세그먼트(20)의 상,하부에는 상,하로 연통되는 중공부(11)가 구비된 메인 세그먼트(10)가 적층되고, 상기 세그먼트(10, 20)의 연통된 중공부(11) 내에 채움재(2)가 채워져 상기 메인 세그먼트(10)와 정착 세그먼트(20)가 일체로 도립되어 하나의 일체화된 구조체로서 지압판(1)이 형성되고;

   상기 지압판(1)의 높이는 지반 보강재(40)의 수직 설치 간격에 대응하는 높이를 가지며;

   상기 정착 세그먼트(20)는, 상기 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 정착부(21)를 가지고 있고 상기 정착부(21)에는 상기 정착 세그먼트(20)의 배면을 관통하여 삽입되는 지반 보강재(40)의 단부가 관통하는 관통공(23)이 형성되어 있고 상기 정착부(21)의 전면으로는 마감판(22)이 덮여져서 상기 메인 세그먼트(10)와 동일한 외면을 갖게 되고;

   상기 지반 보강재(40)의 단부가 상기 지압판(1)의 중앙부에 위치하는 정착 세그먼트(20)의 정착부에 정착되어 지압판(1)에 작용하는 토압을 지지하는 구조를 형성하며;

   지반에 설치된 지반 보강재(40)의 개수에 맞추어 상기 지압판(1)이 적층 설치되어 옹벽이 구축되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽.
2. 제1항에 있어서,

   상기 메인 세그먼트(10) 및 정착세그먼트(20)의 양측면에 각각 걸림턱(17, 27)이 형성되어 있고, 횡방향으로 지압판(1) 사이에는 양측면에 걸림턱이 형성된 중간 세그먼트(30)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽.
3. 제2항에 있어서,

   상기 중간 세그먼트(30)에는 식생을 위한 토사가 채워지는 중공부(31)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 정착 세그먼트(20)는 좌, 우측으로 분할되어 있으며,

   상기 분할된 정착 세그먼트(20)의 양측면에 맞대어져 중공부(11)에 채워지는 채움재의 누출을 방지하는 차단박스(45)에 의해 상기 지반 보강재(40)가 지나는 개구부(46)가 형성되는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽.
5. 지반을 굴착하고, 굴착 구간에서 지반에 지반 보강재(40)를 설치하고, 보강 옹벽 기초(60)를 설치하는 단계;

   상,하로 연통된 중공부(11)를 가지고 있는 복수개의 메인 세그먼트(10)와, 배면의 지반에 설치된 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 지압판(1)의 중앙 위치에는 상,하로 연통된 중공부(11)를 가지고 있고 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 정착 세그먼트(20)가 적층되어 설치되고, 상기 적층된 세그먼트(10, 20)의 연통된 중공부(11) 내에 채움재(2)가 채워져서 하나의 일체화된 구조체를 이루고 있으며 상기 정착 세그먼트(20)는 상기 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 정착부(21)를 가지고 있고 상기 정착부(21)에는 상기 정착 세그먼트(20)의 배면을 관통하여 삽입되는 지반 보강재(40)의 단부가 관통하는 관통공(23)이 형성되어 있고 상기 정착부(21)의 전면으로는 마감판(22)이 덮여져서 상기 메인 세그먼트(10)와 동일한 외면을 갖게 되는 지압판(1)을, 상기 보강 옹벽 기초(60) 위로 설치하는 단계; 및

   상기 지압판(1)의 배면으로 뒷채움하는 단계를 포함하며;

   상기 지압판(1)의 설치 및 뒷채움 단계를 반복하여 보강 옹벽을 구축하는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽의 시공 방법.
6. 옹벽 기초(60)를 설치하는 단계;

   상,하로 연통된 중공부(11)를 가지고 있는 복수개의 메인 세그먼트(10)와, 배면의 지반에 설치된 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 지압판(1)의 중앙 위치에는 상,하로 연통된 중공부(11)를 가지고 있고 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 정착 세그먼트(20)가 적층되어 설치되고, 상기 적층된 세그먼트(10, 20)의 연통된 중공부(11) 내에 채움재가 채워져서 하나의 일체화된 구조체를 이루고 있으며 상기 정착 세그먼트(20)는 상기 지반 보강재(40)의 단부가 정착되는 정착부(21)를 가지고 있고 상기 정착부(21)에는 상기 정착 세그먼트(20)의 배면을 관통하여 삽입되는 지반 보강재(40)의 단부가 관통하는 관통공(23)이 형성되어 있고 상기 정착부(21)의 전면으로는 마감판(22)이 덮여져서 상기 메인 세그먼트(10)와 동일한 외면을 갖게 되는 지압판(1)을, 상기 보강 옹벽 기초(60) 위로 설치하는 단계; 및

   지반 보강재(40)의 설치 위치까지 배면 지반의 뒷채움을 실시하는 단계;

   상기 지압판(1)의 중앙부에 위치한 정착 세그먼트의 관통공(23)을 지나 정착부(21) 밖으로 지반 보강재(40)의 단부가 돌출되도록 지반보강재(40)를 설치하는 단계; 및

   상기 지반보강재(40) 위로 토사를 쌓고 다짐을 실시하여 지압판(1)의 배면으로 뒷채움하는 단계를 포함하며;

   상기 지압판(1)의 설치와 지반 보강재(40)의 설치와 뒷채움 단계를 반복하여 보강 옹벽을 구축하는 것을 특징으로 하는 보강 옹벽의 시공 방법.

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