KR101007566B1 - 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것으로서, 절토사면의 하단 전방으로 형성된 수평 지반 상에 조적된 조립식 블록과, 선단부가 절토사면에 형성된 네일삽입공을 통해 삽입되어 그라우팅 후 양생되며, 후단부는 상기 조립식 블록과 연결되는 네일링 부재와, 상기 수평 지반 상의 조립식 블록 양측 전방에 직립 시공되는 외벽 패널과 및 선단부가 절토사면에 형성된 앵커삽입공을 통해 삽입되어 그라우팅 후 양생되며, 후단부는 프리스트레스를 걸어 긴장력이 가해진 상태에서 상기 외벽 패널을 관통하여 연결되는 앵커링 부재를 포함하여, 효과적인 구조 강도를 발휘하여, 견고한 옹벽 구조물을 형성함은 물론, 식생 환경까지 고려하여 친환경적인 외관 미감을 제공한다.

Description

네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법{STRUCTURE OF REINFORCING CUT-SLOPE USING NAILING AND ANCHORING DEVICE AND THE METHOD OF CONSTRUCTING THE SAME}

본 발명은 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패널 및 블록을 이용하여 절토사면 보강용 옹벽을 구현하되, 설치 시 충분한 프리스트레스(prestress)를 걸어 긴장시킨 주동 보강형 앵커링 수단과, 외력이 가해질 때 보강 효과를 발휘하는 수동 보강형 네일링 수단을 동시 적용한 패널 및 블록의 혼합 구조를 채용하여, 보다 견고하게 옹벽을 시공할 수 있는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 관한 기술이다.

일반적으로, 강안이나 호안, 또는 구릉을 깎아 평탄하게 조성한 부지(예: 아파트 단지 등)나 도로를 시공하는 지역에는 대부분 절토사면(切土斜面)이 존재한다.

이러한 절토사면은 인공적인 절토작업에 의해 주로 형성되기 때문에, 절취되어 노출된 사면을 그대로 방치할 경우, 공기 접촉, 우수 침투 등의 계속적인 풍화 진행으로 인하여 사면 붕괴의 위험성이 예상된다. 즉, 사면의 응집력이 약하여 많은 양의 우수가 침투될 경우에는 사면이 쉽게 부서져 내려 사태가 유발되기도 한다.

이러한 절토사면에서의 사태 유발을 방지하고자, 사면의 토압력(土壓力)에 저항하는 벽체, 즉 옹벽(擁壁)을 사면 둘레 상에 구축하여, 토사의 유실을 방지함은 물론, 사태 유발을 미연에 차단한다.

절토사면에 대한 사면 보강 방안으로서, 종래에는 현장타설 콘크리트 옹벽 공법이 이용되어 왔는데, 이 경우 거푸집을 설치하고 해체하는데 과도한 작업인력 및 공사비용이 소요되어 시공 경제성이 저해될 수밖에 없었으며, 이와 동시에, 거푸집 내에 타설된 콘크리트 옹벽이 완전히 경화 양생되기까지 거푸집을 존치시켜야 했으므로, 공사 기간이 장시간 소요되는 등의 문제점이 수반되었다.

최근, 이러한 종래의 콘크리트 옹벽 공법의 문제점을 해결하기 위한 하나의 방안으로서, 영구 앵커(Permanent Anchor)를 이용한 옹벽 시공 공법이 소개되고 있다.

도 1은 이러한 영구 앵커를 이용한 옹벽 시공의 형태를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 영구 앵커를 이용한 옹벽 시공의 형태는, 먼저 절토 사면(S)의 소정의 위치마다 앵커 구멍(11)을 굴착하고, 앵커 구멍(11)의 내부로 앵커(20)를 삽입한 후, 앵커(20) 및 정착체(22)를 고정 양생시킨다.

그리고 앵커(20)의 자유단(24)을 대형 콘크리트 패널 또는 지압판(30)에 연결하여 설치 시 프리스트레스를 걸어준다.

그 이후에, 상기 콘크리트 패널 또는 지압판(30)과, 절토사면(S) 사이의 빈 공간으로 작업 현장에서 쉽게 구할 수 있는 토사(예: 유용토)(40)를 채워 넣은 후 다짐 공사를 실시하거나, 혹은 숏크리트(Shotcrete) 등을 타설함으로써, 옹벽을 안정화시킨다.

이러한 영구 앵커를 이용한 옹벽 구조물의 경우, 앵커(20)에 연결된 콘크리트 패널 또는 지압판(30)이 뒤에 채워진 토사(40)와 함께 절취사면 전체를 압축하도록 시공됨으로써, 절취사면의 붕괴를 방지함과 동시에, 종래 콘크리트 옹벽의 시공 시 지나치게 요구되었던 작업인력 및 공사비용을 어느 정도 절감할 수 있는 것은 사실이었다.

하지만, 이러한 영구 앵커를 이용한 옹벽 구조물에는, 토사와 함께 절토사면을 효과적으로 압축 마감하기 위해서, 채움 토사의 토압력 및 사면의 토압력을 동시 지탱하기 위한 형태 즉, 가급적 부피가 크고 중량인 지압판을 이용할 수밖에 없었다.

이 경우 상기 지압판을 일일이 작업자가 운반하기에 다소 어려움이 있어, 전용의 운반 장비를 이용함에 따라 시공성 저하의 문제는 물론, 각종 안전사고에 노출되어 작업장의 안전성이 저하되는 문제가 존재하였다.

아울러, 이러한 영구 앵커를 이용한 옹벽 구조물의 경우, 주동 보강 수단인 앵커를 옹벽 설치 시에 미리 시공해 둠으로써, 주어진 긴장력에 대하여만 절토사면 보강효과를 가질 뿐이며, 추가적인 외력이 가해질 경우 그 보강효과가 적절히 구현되기 어려울 수도 있다.

따라서 주동 보강 수단 이외에 수동 보강 수단을 추가 적용하여, 절토사면에 추가적인 외력이 가해질 시에 보다 효과적인 구조 강도를 확보할 수 있는 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 대한 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 있어서, 주동 보강 수단 및 수동 보강 수단을 동시 적용함으로써, 절토사면 상에서 발생 가능한 추가적인 외력에 대해서도 효과적인 구조 강도를 확보할 수 있는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 절토사면 보강용 옹벽 구조물에 있어서, 옹벽의 외관 미감 형성은 물론, 친환경적인 특성을 살리기 위해 옹벽 상에 식생 가능한 환경까지 구현할 수 있는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 사상에 따르면, 절토사면의 하단 전방으로 형성된 수평 지반 상에 조적된 조립식 블록; 선단부가 절토사면에 형성된 네일 삽입공을 통해 삽입되어 그라우팅 후 양생되며, 후단부는 상기 조립식 블록과 연결되는 네일링 부재; 상기 수평 지반 상의 조립식 블록 양측 전방에 직립 시공되는 외벽 패널; 및 선단부가 절토사면에 형성된 앵커 삽입공을 통해 삽입되어 그라우팅 후 양생되며, 후단부는 프리스트레스를 걸어 긴장력이 가해진 상태에서 상기 외벽 패널을 관통하여 연결되는 앵커링 부재;를 포함하는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물을 제공한다.

이때, 상기 조립식 블록은, 조적된 배치 형태에 있어서, 상하 높이의 중앙에서 단층형 공간을 이루어, 식생에 활용 가능한 일정량의 토사를 내장하는 식생 가능 조립식 블록을 더 구비하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 절토사면과 상기 조립식 블록 사이의 빈 공간에는 유용토를 채워 성토 형성되는 성토 채움부가 형성되는 것이 바람직하다.

한편 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, (a) 시공 경계면을 따라 상하 방향으로 경사지를 절취하여 절토사면을 형성하는 단계; (b) 상기 절토사면의 하단 전방으로 평탄한 수평 지반을 형성하는 단계; (c) 상기 절토사면을 천공하여 네일을 설치, 그라우팅 및 양생하고, 상기 수평 지반 상에 조립식 블록을 조적하되, 상기 네일의 자유단이 상기 조립식 블록에 연결되는 형태로 절토사면에 수동 보강형 네일링이 실시되는 단계; (d) 상기 절토사면을 천공하여 앵커를 설치, 그라우팅 및 양생하고, 상기 조립식 블록의 양측 전방으로 외벽 패널을 직립 시공하되, 프리스트레스를 걸어 긴장력이 가해진 상태에서 상기 앵커의 자유단이 상기 외벽 패널에 연결되는 형태로 절토사면에 주동 보강형 앵커링이 실시되는 단계; 및 (e) 상기 절토사면과 상기 조립식 블록 및 상기 외벽 패널 사이의 빈 공간을 성토하는 단계;를 포함하는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 시공 방법을 제공한다.

상기 (e) 단계 이후에, 상기 (e) 단계에서 성토된 성토지를 기준면으로 하여, 상기 (a), (b), (c), (d) 및 (e) 단계가 반복 실시되어, 상기 옹벽 구조물이 복수의 층계를 형성할 수 있다.

본 발명의 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 따르면, 절토사면으로 삽입 연결되어 양생된 앵커는 옹벽 구조상의 외벽 패널에 지지 연결하며, 이와 동시에 절토사면으로 삽입 연결되어 양생된 네일은 상기 외벽 패널의 배후에 형성된 조립식 블록에 고정 연결하여, 주동 보강 수단인 앵커에 도입된 프리스트레스에 의해 원지반 전단강도가 증진되는 효과와, 수동 보강 수단이 네일의 설치 적용에 따라 원지반의 전단저항이 증가되어, 추가 외력이 가해질 시에도 효과적으로 절토사면을 보강할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.

또한, 본 발명의 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 따르면, 사면의 절취를 최소화하고, 앵커와 연결된 외벽 패널과, 상기 외벽 패널 사이에서 배후 형성된 조립식 블록에 의해 옹벽 수직도가 우수하며, 상기 조립식 블록의 층간에 소단을 형성하여 식생이 가능한 환경을 조성함으로써, 친환경적인 이미지 연출이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 따르면, 탑다운(Top-Down) 방식은 물론, 바텀업(Bottom-Up) 방식의 시공도 가능하여, 시공성이 우수한 장점이 있다.

도 1은 종래의 영구 앵커를 이용한 옹벽 시공의 형태를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 형태를 설명하기 위해 도시한 구조도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 전체 형태를 설명하기 위해 도시한 구조도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 상하 방향으로 교번적으로 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 전체 형태를 설명하기 위해 도시한 구조도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 전면 형상을 도시한 개략적인 모식도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 전체 전면 형상을 도시한 개략적인 모식도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 전면 형상에서 식생이 가능한 조립식 블록을 배치한 형태를 개략적으로 도시한 부분 사시도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물에 적용되는 조립식 블록을 개략적으로 도시한 평면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물에 적용되는 식생이 가능한 조립식 블록을 개략적으로 도시한 평면도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물에 있어서, 외벽 패널과 조립식 블록 간의 배치 형태를 간략하게 도시한 구조도,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물에 있어서, 조립식 블록의 연결 배치를 통해 곡면 외관을 형성하는 것을 보여주는 구조도,
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물에 있어서, 외벽패널과 조립식 블록의 연결 배치를 통해 곡면 외관을 형성하는 모습을 보여주는 구조도,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 시공 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도,
도 14는 도 13에 도시된 실시예에서, 네일링 보강 단계(ST300)에 포함되는 세부 단계를 설명하기 위해 도시한 순서도,
도 15는 도 13에 도시된 실시예에서, 앵커링 보강 단계(ST400)에 포함되는 세부 단계를 설명하기 위해 도시한 순서도임.

이하, 본 발명에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 형태를 설명하기 위해 도시한 구조도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 전체 형태를 설명하기 위해 도시한 구조도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 상하 방향으로 교번적으로 하나씩 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 전체 형태를 설명하기 위해 도시한 구조도이다.

이러한 도 2 내지 도 4는 본 발명의 구성 관계 개념적으로 명확하게 설명하기 위해 그 특징되는 부분만을 도시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도시된 특정 형태에 본 발명은 크게 제한될 필요는 없다.

본 발명에서, "절토사면(切土斜面)"이란, 강안(江岸)이나 호안(湖岸), 또는 구릉을 깎아 평탄하게 조성한 부지(예: 아파트 단지 등)나 도로를 시공하기 위한 지역에 존재하는 경사진 지형을 말한다.

절토사면은 인공적인 절토작업에 의해 주로 형성되기 때문에, 절취되어 노출된 사면을 그대로 방치할 경우에는 각종 원인, 예를 들면, 공기 접촉, 우수 침투 등의 원인으로 계속적으로 풍화가 진행되는데, 결과적으로 사면 붕괴의 재난이 발생될 수 있다.

즉, 절토사면은 토압력(土壓力)에 비하여 자체 응집력(凝集力)이 약하기 때문에, 여러 가지 외부 요인으로 인하여 사면 붕괴가 쉽게 유발될 수 있다.

이러한 절토사면의 위험성을 미연에 차단하고자, 본 발명에서의 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법이 창안된 것이다.

본 발명의 경우, 이러한 절토사면의 붕괴, 특히 사태를 방지하기 위한 구성으로서, 네일링(Nailing) 부재 및 앵커링(Anchoring) 부재를 동시 적용한 형태를 띠고 있다.

그리고 각각의 네일링 부재 및 앵커링 부재는 서로 다른 형태의 벽체, 즉, 조립식 블록 및 외벽 패널에 연결되어, 절토사면의 토압력을 강력히 지탱하여, 절토사면에서의 붕괴나 사태의 위험성을 적극적으로 방지하는 효과를 제공한다.

도 2를 참조하면 본 발명의 구성이 상세히 개시된다.

도 2를 통해 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 절토사면 보강용 옹벽 구조물은, 본 발명에서 옹벽을 이루는 벽체 구성 중 하나로서, 절토사면의 하단 전방으로 형성된 수평 지반 상에 조적되는 조립식 블록(110)과, 상기 조립식 블록과 연결되는 네일링 부재(120)와, 본 발명에서 옹벽을 이루는 벽체 구성 중 나머지 하나이며, 상기 조립식 블록(110)의 양측 전방에 직립 시공되는 외벽 패널(130) 및 외벽 패널에 연결되어 설치 시 가해진 프리스트레스에 의해 주동 보강 기능을 발휘하는 앵커링 부재(140)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

먼저, 조립식 블록(110)은, 본 발명에서 옹벽을 이루는 벽체 구성 중 하나로서, 후술될 외벽 패널(130)과 함께 절토사면의 토압력을 지탱하는 역할을 담당하여 보다 효과적인 구조 보강 기능을 제공한다. 아울러, 외관 미감을 보다 아름답게 꾸며주는 역할도 담당하며, 나아가 식생이 가능한 환경까지 조성함으로써, 친환경적인 조경 기능을 제공한다.

도시된 조립식 블록(110)의 형태에 대해 본 발명은 굳이 제한될 필요는 없으나, 바람직한 실시예로서의 구체적인 평면 형상은 도 8 및 도 9를 통해 확인할 수 있으며, 그 적용 배치된 단면 구조는 도 10 및 도 11을 통해 확인할 수 있다.

도 8에 도시된 조립식 블록(110)은 본 발명에서 적용하여 실시 구성할 수 있는 일반적인 형태의 예시적인 형상이며, 이와 달리 도 9에 도시된 조립식 블록(110′)은 식생이 가능한 형태의 예시적인 형상이다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 조립식 블록(110)이 본 발명에 따라 적용 배치되는 실시 형태를 확인할 수 있는데, 일반적인 실시 형태로는, 절토사면의 하단 전방으로 바닥 형성된 수평 지반 상에 조적되어 도 10에 도시된 바와 같이 좌우로 일직선상에 배치되고, 외측으로는 외벽 패널(130)의 가장자리 내향 단턱(136)에 부분적으로 거치되어 견고한 형상을 이룰 수 있다.

또한, 이와 다른 본 발명에 따른 조립식 블록(110)의 특유한 효과 중 하나로서, 도 11을 통해 확인할 수 있듯이, 상기 조립식 블록(110)은 양측으로 접촉 연결되어 곡면 외관을 이루는 호형의 실시 형태를 가질 수 있다.

이러한 호형의 실시 형태는 도 12를 통해 더욱 상세히 확인할 수 있으며, 도시된 바와 같이 외벽 패널(130)과의 연결 배치를 통해 중심각이 90도에 가까운 원호 곡면 외관을 형성할 수도 있다.

더 나아가 본 발명에 따른 조립식 블록(110)은 도 12에 도시된 실시 형태에 굳이 한정될 필요가 없으며, 이와 다른 다양한 실시 형상(예: 웨이브 형상)을 더 자유롭게 형성할 수 있음은 자명하다.

즉, 본 발명에 따른 조립식 블록(110)은 일반적인 절토사면의 직선형 옹벽 외관에서 나아가, 호형의 곡면 외관을 형성할 수 있으며, 그 결과, 옹벽 구조물의 심미성 향상은 물론, 경우에 따라 굽어진 형태의 옹벽 구조물의 시공이 필요한 구간에서 뛰어난 기능성을 발휘할 수 있다.

아울러 조립식 블록(110)은 뒤에서 자세히 설명하겠으나, 네일링 부재(120)의 자유단(128) 부분과 연결되어, 옹벽의 절토사면 수동 보강 기능을 견고하게 유지할 수 있도록 해주는 부재이다.

이러한 연유에서, 조립식 블록(110)의 후단부에는 네일링 부재(120)의 자유단이 부분 관통하여 삽입된 후, 상호 간의 연결이 고정 가능하게, 체결공(도 11의 112)을 구비하는 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 조립식 블록(110)간의 연결을 통해 평면 외관을 형성할 경우, 더욱 견고한 상호 간의 체결을 위하여, 횡방향 골조 부재(도 10의 160)의 설치를 용이하게 하기 위해 가로 체결공(도 11의 114)을 더 구비하는 형태를 지닐 수도 있다.

그리고 이러한 조립식 블록(110)은 앞서 간단히 언급한 바와 같이, 도 8에 도시된 일반적인 형태의 조립식 블록(110)과, 도 9에 도시된 식생이 가능한 조립식 블록(110′)의 형태로 구분되어 실시 제작될 수 있다.

도 8 및 도 9를 비교하여 살펴보면, 도 8에 도시된 일반적인 형태의 조립식 블록(110)은 도 9에 도시된 식생이 가능한 조립식 블록(110′)에 비해 전후 길이가 짧으며, 이러한 전후 길이 차이만큼 더 전방으로 돌출 형성되는 식생이 가능한 조립식 블록(110′)에는 오목한 식생 수용부(B)가 구비되는 형상의 차이를 확인할 수 있다.

도 5 내지 도 7을 통해, 본 발명에 따른 일반적인 형태의 조립식 블록(110) 및 식생이 가능한 조립식 블록(110′)이 함께 적용 실시된 옹벽 구조물의 모습을 확인할 수 있다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 조립식 블록(110)의 조적 배치 형태에 있어서, 상하 높이의 중앙 측에서 단층형 공간을 이루는데, 이러한 공간상에 식생이 가능한 조립식 블록(110′)을 적절히 배치함으로써, 식물(P)의 작물 환경을 조성할 수 있는데, 이로 인하여 친환경적인 외관 미감을 더 구현할 수 있다.

특히 식생이 가능한 조립식 블록(110′)의 경우에는 도 7을 통해 확인할 수 있듯이, 일반적인 형태의 조립식 블록(110)에 비해 전후 길이가 길게 형성되며, 이러한 길이의 차이만큼 더 전방으로 돌출되는 형태로 조적 배치된다.

여기서, 전방으로 더 돌출되는 몸체의 내부에는 토사를 내장할 수 있는 식생 수용부(도 9의 B)가 구비될 수 있으며, 상기 식생 수용부(도9의 B)를 통해 식물(P)이 성장할 수 있는 환경이 조성된다.

도 5 내지 도 7에 도시된 식생이 가능한 조립식 블록(110′)의 배치 형태는 본 발명에 따른 바람직한 하나의 실시 형태이므로, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정될 필요가 없다. 따라서 도시된 형태와 다른 다양한 실시예를 통해, 또 다른 친환경적인 외관 미감을 다양하게 형성할 수 있다.

다음으로, 네일링 부재(120)에 대해 설명하기로 한다.

네일링 부재(120)란 절토사면(S)의 붕괴 및 사태를 효과적으로 방지하도록, 절토사면(S)을 이루는 지형 내의 토압력을 수동 보강하는 보강용 수단이다.

이러한 네일링 부재(120)는, 선단부는 절토사면(S) 내에 삽입 고정되고, 후단부를 이루는 자유단(128)은 전술된 조립식 블록(110)의 후단에 연결되는 방식으로서, 절토사면(S)을 구조적으로 수동 보강하는 기능을 발휘한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 있어서, 상기 네일링 부재(120)를 설치 시공하기 위해서는, 우선적으로 절토사면(S) 내로 네일링 부재(120)를 삽입시키기 위하여 네일 삽입공을 천공해야 하는 공정이 선행되어야 한다.

절토사면(S)을 통해, 상기 네일링 부재(120)가 삽입되어 고정되기 위한 지점이 선정되면, 선정된 지점에서 천공 작업이 실시될 수 있다. 이러한 천공 작업을 통해 형성된 네일 삽입공(h)으로 네일링 부재(120)가 삽입되며, 이후 그라우팅(Grouting)이 실시되고 양생되는 과정을 거친 후, 네일링 부재(120)의 선단이 절토사면(S) 내측에 고정된다.

이때, 절토사면(S) 내측에 삽입되어 고정된 네일링 부재(120)의 선단부와 반대되는 후단부는 자유단(128)을 이루며, 절토사면(S) 외부로 노출되게 되는데, 결과적으로는 상기 자유단(128)이 조립식 블록(110)에 연결 고정됨으로써, 네일링 부재(120)의 설치가 견고하게 이루어지는 것이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 네일링 부재(120)는 절토사면(S)으로 삽입되어 고정되는 제1 네일링 부재(122)와, 상기 제1 네일링 부재(122)의 노출 단부로부터 연결되어 조립식 블록(110)까지 직선 연결되는 제2 네일링 부재(124)를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 알 수 있다.

이를 위해, 상기 제1 네일링 부재(122)와 상기 제2 네일링 부재(124)를 연결하는 커플러(126)를 더 구비하는 형태를 갖는 것이 바람직하다.

다음으로, 외벽 패널(130)에 대해 설명하기로 한다.

외벽 패널(130)은 본 발명에서 절토사면(S)을 보강하기 위해 옹벽을 이루는 벽체 구성 중 전술된 조립식 블록(110) 이 외의 나머지 하나로서, 전술된 조립식 블록(110)과 함께 절토사면(S)의 토압력을 효과적으로 지탱하는 역할을 담당한다. 이 외에도, 상기 조립식 블록(110)이 구현하는 외관 미감과 또 다른 미감을 형성함에 따라, 옹벽의 조화로운 미감을 부여할 수도 있다.

도 2 내지 도 4를 통해 확인할 수 있듯이, 본 실시예에 따른 외벽 패널(130)은 하단이 상단에 비해 다소 넓은 폭으로 형성된 종방향 단면 형상을 지니며, 아울러 도 5 내지 도 7을 통해 확인할 수 있듯이, 외벽 패널(130)을 정면에서 바라본 외관 형상은 사각 형상을 지니는 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 5 내지 도 7을 통해 추가적으로 확인할 수 있는 사실은, 외벽 패널(130)의 경우, 전술된 조립식 블록(110)에 비해 대단히 큰 부재 형태로 이루어져 있으며, 복수 개의 조립식 블록(110)이 상, 하, 좌, 우로 배치되어 하나의 옹벽 벽체를 구성한다면, 상기 외벽 패널(130)의 경우 단일 형태로서 하나의 옹벽 벽체를 구성한다는 것이다.

아울러, 이러한 외벽 패널(130)의 경우, 후술할 앵커링 부재(140)를 관통시켜 고정 연결하기 위한 연결보강부(132)가 전면 중앙에서 형성될 수 있으며, 상기 연결보강부(132)를 통해 노출된 앵커링 부재(140)를 효과적으로 마감 고정하기 위한 연결마감부(134)를 더 구비하는 형태로 이루어질 수 있다.

다만, 도시된 외벽 패널(130)의 전면 형상 및 종방향 단면 형상은 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명은 이러한 특정 형상에 크게 제한될 필요가 없다. 따라서 이와 다른 실시예로서, 외벽 패널(130)의 전면을 웨이브 형상 엠보싱 무늬, 다이아몬드 양각 무늬 등과 같이 특별한 미감 형성을 위한 다양한 형태로 변형 실시하여도 무방하다.

다음으로, 앵커링 부재(140)에 대해 설명하기로 한다.

앵커링 부재(140)는 전술한 네일링 부재(120)와 마찬가지로, 절토사면(S)의 붕괴 및 사태를 방지하도록, 절토사면(S)을 이루는 지형 내의 토압력을 보강하는 보강용 수단이다.

다만, 상기 앵커링 부재(140)는 수동 보강 방식인 네일링 부재(120)와 달리, 주동 보강 방식의 보강 수단으로서, 선단부의 정착체(144)는 절토사면(S) 내에 삽입 고정되고, 후단부를 이루는 자유단(146)은 전술된 외벽 패널(130)에 연결된다.

여기서, 상기 앵커링 부재(140)와 외벽 패널(130) 사이의 연결에 앞서, 상기 앵커링 부재(140)에는 선행되어야 할 작업이 요구되는데, 주동 보강 방식인 앵커링 부재(140)에는 소정의 프리스트레스(Prestress)가 인가되어야 하며, 이로 인해 가해진 긴장력을 유지한 채로 상기 외벽 패널(130)과 연결되어야 한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 있어서, 상기 앵커링 부재(140)는 설치 시공에 앞서, 우선적으로 절토사면(S) 내로 앵커 삽입공(H)을 천공해야 한다.

절토사면(S)을 통해, 상기 앵커링 부재(140)가 설치될 지점이 선정되면, 천공 작업이 실시된다. 이러한 천공 작업을 통해 형성된 앵커 삽입공(H)으로 앵커링 부재(140)가 삽입되면, 이후 그라우팅이 실시되고, 양생된다. 이로써, 앵커링 부재(140)는 절토사면(S) 내측에 고정된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 조적된 조립식 블록(110) 및 직립 시공된 외벽 패널(130)로 구성된 보강용 옹벽 구조물은, 상기 네일링 부재(120)로 인한 수동 보강 효과 및 상기 앵커링 부재(140)로 인한 주동 보강 효과를 동시에 구현할 수 있어, 더욱 효과적인 절토사면(S) 보강 효과를 제공할 수 있다.

나아가, 이러한 절토사면(S)과 조립식 블록(110) 및 외벽 패널(130) 사이의 빈 공간에 유용토를 채워 성토 형성되는 성토 채움부(150)가 형성됨에 따라, 상기 절토사면(S)에서 유발될 수 있는 사면 붕괴, 토사 유실, 사태 유발 등을 미연에 방지할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 시공 방법을 설명하기 위해 도시한 순서도이다.

도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 시공 방법을 순차적으로 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 시공 경계면을 따라 상하 방향으로 경사지를 절취하여 절토사면을 형성한다(ST100).

다음으로, 상기 절토사면의 하단 전방으로 평탄한 수평 지반을 형성한다(ST200).

그 다음으로, 네일링을 통해 절토사면을 보강한다(ST300).

여기서, 상기 네일링 보강 단계(ST300)의 경우는, 몇 가지 세부 단계를 포함할 수 있는데, 이에 대한 설명을 위해 도 14를 참조하기로 한다.

도시된 바와 같이, 상기 네일링 보강 단계(ST300)에 해당하는 세부 단계는, 먼저 절토사면을 천공하고(ST310), 다음으로, 천공된 네일 삽입공으로 네일링 수단을 삽입 설치한다(ST320).

그 다음으로, 그라우팅을 실시하고(ST330), 네일링 수단을 네일 삽입공 내에서 양생한다(ST340).

그런 다음, 수평 지반 상에 조립식 블록을 조적 설치하고(ST350), 설치된 조립식 블록에 네일링 수단의 자유단을 연결함(ST360)으로써, 상기 네일링 보강 단계(ST300)를 마무리 할 수 있다.

그 다음으로, 앵커링을 통해 절토사면을 보강한다(ST400).

여기서, 상기 앵커링 보강 단계(ST400)의 경우는, 몇 가지 세부 단계를 포함할 수 있는데, 이에 대한 설명을 위해 도 15를 참조하기로 한다.

도시된 바와 같이, 상기 앵커링 보강 단계(ST400)에 해당하는 세부 단계는, 먼저 절토사면을 천공하고(ST410), 다음으로, 천공된 앵커 삽입공으로 앵커링 부재를 삽입 설치한다(ST420).

그 다음으로, 그라우팅을 실시하고(ST430), 앵커링 부재를 앵커 삽입공 내에서 양생한다(ST440).

그런 다음, 수평 지반 상에 외벽 패널을 직립 시공하고(ST450), 앵커링 부재에 프리스트레스를 걸어 요구되는 소정의 긴장력을 가해준다(ST460).

그 다음으로, 외벽 패널과 앵커링 부재의 자유단을 연결함(ST470)으로써, 상기 앵커링 보강 단계(ST400)를 마무리 할 수 있다.

이와 같이, 도 15에 도시된 앵커링 보강 단계(ST400)의 세부 단계는, 본 발명에 따른 바람직한 하나의 실시예에 불과하다. 따라서 본 발명의 앵커링 보강 단계(ST400)의 각각의 세부 단계는 조금씩 그 순서가 변경되어 실시되어도 무방하다.

이에 관한 또 다른 실시예 중 하나로서, 먼저, 옹벽 시공, 즉 상기의 외벽 패널 직립 시공 단계(ST450)가 우선적으로 진행된 이후, 나머지 단계들(ST400, ST410, ST420, ST430, ST440, ST460)이 순차적으로 진행되는 시공 방법도 본 발명의 범주에 포함될 수 있을 것이다.

끝으로, 상기와 같이 네일링 수단에 의해 벽체를 구성하는 조립식 블록과, 앵커링 부재에 의해 벽체를 구성하는 외벽 패널로 이루어진 본 발명에 따른 옹벽 구조물과, 절토사면 사이의 빈 공간을 메우는 성토 작업이 실시된다(ST500).

이러한 성토 작업시 필요한 토사, 혹은 기타 성토 재료는 다양한 실시예에 따라 조금씩 달리 적용되어도 무방하나, 가능한 한 작업 중 획득된 유용토를 이용하는 것이 바람직하다. 이 외에도, 숏크리트 등을 부분적으로 적용하여도 무방하다.

이러한 본 발명에 따르면, 절토사면으로 삽입 연결되어 양생된 앵커링 부재는 옹벽 구조상의 외벽 패널에 지지 연결되며, 이와 동시에 네일링 수단은 상기 외벽 패널의 배후에 형성된 조립식 블록에 고정 연결되는데, 그에 따른 효과로서, 주동 보강 수단인 앵커링 부재에 도입된 프리스트레스에 의해 원지반 전단강도가 증진될 수 있으며, 수동 보강 수단인 네일링 부재의 설치 적용에 따라 원지반 전단저항도 증가되어, 추가 외력이 가해질 경우에도 효과적으로 절토사면을 보강할 수 있다.

이러한 본 발명의 시공 형태에 따르면, 탑다운(Top-Down) 방식은 물론, 바텀업(Bottom-Up) 방식의 시공도 가능해 질 수 있다.

이상으로, 본 발명에 따른 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물 및 그 시공 방법에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

S: 절토사면
C: 수평 지반
110: 조립식 블록
120: 네일링 부재
130: 외벽 패널
140: 앵커링 부재
150: 성토 채움부

Claims (5)

1. 절토사면의 하단 전방으로 형성된 수평 지반 상에 조적된 조립식 블록;
   선단부가 절토사면에 형성된 네일 삽입공을 통해 삽입되어 그라우팅 후 양생되며, 후단부는 상기 조립식 블록과 연결되는 네일링 부재;
   상기 수평 지반 상의 조립식 블록 양측 전방에 직립 시공되는 외벽 패널; 및
   선단부가 절토사면에 형성된 앵커 삽입공을 통해 삽입되어 그라우팅 후 양생되며, 후단부는 프리스트레스를 걸어 긴장력이 가해진 상태에서 상기 외벽 패널을 관통하여 연결되는 앵커링 부재;를 포함하는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 조립식 블록은,
   조적된 배치 형태에 있어서,
   상하 높이의 중앙에서 단층형 공간을 이루어, 식생에 활용 가능한 일정량의 토사를 내장하는 식생 가능 조립식 블록을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 절토사면과 상기 조립식 블록 사이의 빈 공간에는 유용토를 채워 성토 형성되는 성토 채움부가 형성되는 것을 특징으로 하는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물.
   
4. (a) 시공 경계면을 따라 상하 방향으로 경사지를 절취하여 절토사면을 형성하는 단계;
   (b) 상기 절토사면의 하단 전방으로 평탄한 수평 지반을 형성하는 단계;
   (c) 상기 절토사면을 천공하여 네일을 설치, 그라우팅 및 양생하고, 상기 수평 지반 상에 조립식 블록을 조적하되, 상기 네일의 자유단이 상기 조립식 블록에 연결되는 형태로 절토사면에 수동 보강형 네일링이 실시되는 단계;
   (d) 상기 절토사면을 천공하여 앵커를 설치, 그라우팅 및 양생하고, 상기 조립식 블록의 양측 전방으로 외벽 패널을 직립 시공하되, 프리스트레스를 걸어 긴장력이 가해진 상태에서 상기 앵커의 자유단이 상기 외벽 패널에 연결되는 형태로 절토사면에 주동 보강형 앵커링이 실시되는 단계; 및
   (e) 상기 절토사면과 상기 조립식 블록 및 상기 외벽 패널 사이의 빈 공간을 성토하는 단계;를 포함하는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 시공 방법.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 (e) 단계 이후에,
   상기 (e) 단계에서 성토된 성토지를 기준면으로 하여,
   상기 (a), (b), (c), (d) 및 (e) 단계가 반복 실시되어, 상기 옹벽 구조물이 복수 개의 층계를 형성하는 것을 특징으로 하는 네일링 및 앵커링 수단이 동시 적용된 절토사면 보강용 옹벽 구조물의 시공 방법.

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