KR101083947B1 - 축대 또는 옹벽용 블록 시스템과 그 축조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 뒤채움 공간이 좁은 폭으로 이어진 현장에서도 견고하게 토양을 지지할 수 있는 축대 또는 옹벽용 블록 시스템과 그 축조방법을 제공하는 것이며, 블록 시스템은 측방으로 인접한 다른 블록체와 맞물려 연계되는 돌기부(4)와 오목부(6)를 양 측면에 형성하고, 상면에는 하나 혹은 쌍을 이루어 수직으로 뚫린 통공(8)을 구비하며, 상기 통공(8)의 주변은 함몰된 오목홈(10)으로 형성함과 아울러 반대쪽 밑면에는 상기 오목홈(10)의 내경으로 수용될 수 있는 외경을 갖춘 볼록부(12)로 형성된 블록체(2)와; 캡 너트(16)에 의해 축 방향으로 연속 연결 가능하고 상기 블록체(2)의 통공(8)으로 관통 설치되는 인장재(14)를 포함한 구성으로 되고, 축조방법은 기초 콘크리트층(18)이 타설되는 위치에 1줄의 블록체(2)를 배열하되, 각 블록체(2)의 통공(8)에는 캡 너트(16)가 하측으로 끼워진 인장재(16)를 관통 설치한 다음 콘크리트를 타설하여 일체로 응고되게 하는 기초 타설 단계와; 블록체(2)의 통공(8)마다 상방으로 노출된 인장재(14)로 다른 블록체(2)의 통공(8)을 관통시키면서 축조하여 상기 인장재(14)의 상측 훅(14a)이 최상측 블록체(2)의 오목홈(10)으로 노출될 때 까지 반복하여 쌓는 축조 단계와; 최상측 블록체(2)의 오목홈(10)으로 노출된 인장재(14)의 상측 훅(14a)에 다른 인장재(14)의 하측 훅(14b)을 맞물려 연결하고 상측 인장재(14)에 부가된 캡 너트(16)를 하측 인장재(14)의 나사부(14c)에 나사 맞춤하고 죄어서 블록체(2)에 프리 스트레스를 가하는 인장 단계와; 프리 스트레스가 가해진 블록체(2)의 후방으로 뒤채움과 흙 다짐 을 행하는 뒤채움 단계와; 상기 축조 단계와 인장 단계, 그리고 뒤채움 단계를 반복하여 블록체(2)를 소망의 높이까지 축조하는 반복 단계와; 최상측 블록체(2)의 오목홈(10)으로 노출된 인장재(14)의 상측 훅(14a)에 캡 너트(16)를 씌워 나사맞춤하고 죄어서 마지막 블록체(2)에 프리 스트레스를 가하고 뒤채움하는 마무리 단계로 행해진다.

보강토 블록, 축대 블록,

Description

축대 또는 옹벽용 블록 시스템과 그 축조방법{Block system for embankment or revetment and method build-up thereof}

본 발명은 축대 또는 옹벽용 블록 시스템에 관한 것으로서, 특히 축조된 블록에 상하방향의 프리 스트레스를 가하는 것에 의해 뒤채움 공간으로 지오그리드나 앵커 블록을 설치하지 않아도 견고하게 토양을 지지할 수 있는 축대 또는 옹벽용 블록 시스템과 그 축조방법에 관한 것이다.

법면이나 절개지에서의 토양 지지는 축대 또는 옹벽에 의존하고 있다.

축대는 경사지에 돌을 쌓아 토양을 지지하는 전통적 방식으로서 견치석, 성각돌과 같은 가공석, 또는 자연석을 축조하여 형성하거나 또는 콘크리트 구조물로 된 축대 블록을 축조하고 그 배면을 잡석으로 뒤채움하거나 모르타르나 콘크리트를 타설하여 일체화 시키는 방식으로 실시되고 있다.

축대 블록에서 뒤채움을 잡석 채움으로 하면 시공비도 적게 들고 공사기간도 짧지만 수평방향의 토사 압력에 취약하게 되어 축조 높이가 제한되고, 모르타르나 콘크리트로 뒤채움하면 공사비용이 많이 들고 양생 때문에 공사 기간도 길어지게 된다.

옹벽은 구조에 따라 중력식 옹벽, 반중력식 옹벽, Y형 옹벽, L형 옹벽, 뒷부벽식 옹벽, 앞부벽식 옹벽, 선반식 옹벽, 격자 옹벽 , 보강토 옹벽 등이 알려져 있고, 이들 옹벽은 보강토 옹벽을 제외하고 어느 것이나 현장에서 거푸집을 꾸미고 철근을 배근한 다음 콘크리트 타설하여 벽체를 형성하는 공정으로 행해지기 때문에 공사 기간이 길고 인원과 장비가 많이 든다.

보강토 옹벽은 미리 성형한 블록을 현장에서 쌓아 올리는 점에서 상기 축대 블록과 유사한 점이 있으나, 뒷길이가 축개 블록보다 길다는 외형적 특징이 있고, 뒤채움 시에 일정 높이 마다 지오그리드나 인장 바, 앵커 블록 등을 부설하여 지중 마찰력을 높이게 하는 점에서 축대 블록과 구분된다.

한국 등록특허공보 10-0379341호와, 한국 공개특허 10-2001-0097072호는 보강토 옹벽의 예를 보여주고 있다.

상술한 옹벽관련 기술 중에서 보강토 옹벽은 시공의 간편성과 구조적 견고성을 두루 갖추고 있는 것이나 어떤 현장, 구체적인 예를 들면 현장 주변에 다른 소유주의 토지가 인접하여 뒤채움 공간이 넉넉하지 못한 지형(이하 특이지형이라 칭함)에서는 지오그리드나 앵커 블록을 설치하려면 인접한 대지를 침범할 수 밖에 없고, 이 때문에 인접 토지의 소유주로부터 사용 승락을 얻어야 하기 때문에 막대한 토지 사용 보상문제로 공사 진행이 순조롭지 않게 되는 경우가 빈번하며, 이러한 특이지형은 하천 정비를 목적으로 하는 제방 축조공사에서 자주 나타난다.

본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위하여 좁은 폭으로 이어져 뒤채움 공간이 충분하지 않은 현장 여건에서도 인접한 타 소유주의 토지를 침범하지 않고도 토양 지지를 확실하고 견고하게 할 수 있는 축대 또는 옹벽용 블록 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 축대 또는 옹벽용 블록 시스템을 이용한 축조방법을 제공함에 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 축대 또는 옹벽용 블록 시스템은 측방으로 인접한 다른 블록체와 맞물려 연계되는 돌기부와 오목부를 양 측면에 형성하고, 상면에는 하나 혹은 쌍을 이루어 수직으로 뚫린 통공을 구비하며, 상기 통공의 주변은 함몰된 오목홈으로 형성함과 아울러 반대쪽 밑면에는 상기 오목홈의 내경으로 수용될 수 있는 외경을 갖춘 볼록부로 형성된 블록체와; 캡 너트에 의해 축 방향으로 연속 연결 가능하고 상기 블록체의 통공으로 관통 설치되는 인장재를 포함한 구성으로 구현할 수 있다.

상술한 구성에 있어서 인장재는 양단에 대칭방향으로 훅을 구비하고 상측 훅의 바로 밑으로는 상기 캡 너트와 나사맞춤되는 나사부를 갖춘 구성으로 할 수 있다.

또한, 상기 인장재의 길이는 블록체의 높이에 대한 임의 배수로 설정하여 상기 인장재의 상측 훅이 항상 블록체의 상면 오목홈을 통해 노출되도록 할 수 있다.

인장재는 와이어 로프, 체인, 쇠사슬 등과 같은 선재, 혹은 강봉, 로드와 같 은 봉재 중에서 선택된 하나로 구성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 축조방법은 기초 콘크리트 층이 타설되는 위치에 인접하는 블록체끼리 측변의 돌기부와 오목부를 끼워 연결하여 1줄로 배열하되, 각 블록체의 통공에는 캡 너트가 하측으로 끼워진 인장재를 관통 설치한 다음 콘크리트를 타설하여 일체로 응고되게 하는 기초 타설 단계와; 블록체의 통공마다 상방으로 노출된 인장재로 다른 블록체의 통공을 관통시키면서 상측 블록체의 볼록부가 하측 블록체의 오목홈에 끼워져 연결되도록 축조하여 상기 인장재의 상측 훅이 최상측 블록체의 오목홈으로 노출될 때 까지 반복하여 쌓는 축조 단계와; 최상단 블록체의 오목홈으로 노출된 인장재의 상측 훅에 다른 인장재의 하측 훅을 맞물려 연결하고 상측 인장재에 부가된 캡 너트를 하측 인장재의 나사부에 나사 맞춤하고 죄어서 블록체에 프리 스트레스를 가하는 인장 단계와; 프리 스트레스가 가해진 블록체의 후방으로 뒤채움과 흙 다짐을 행하는 뒤채움 단계와; 상기 축조 단계와 인장 단계, 그리고 뒤채움 단계를 반복하여 블록체를 소망의 높이까지 축조하는 반복 단계와; 최상측 블록체의 오목홈으로 노출된 인장재의 상측 훅에 캡 너트를 씌워 나사맞춤하고 죄어서 마지막 블록체에 프리 스트레스를 가하고 뒤채움하는 마무리 단계로 행하여 구현할 수 있다.

상술한 구성의 본 발명은 축조된 축대 블록 또는 옹벽 블록이 인장재에 의한 포스트 텐셔닝 작용으로 가해지는 상하방향의 압축 변형력에 대한 응력을 갖추게 됨으로써 프리 스트레스 상태로 되어 지오그리드나 앵커 블록의 설치 없이도 뒤채 움 후에 발생하는 토사의 횡방향 압력에 의한 인장 변형력을 해소시켜 견고하게 지지하여 주는 효과가 있다.

이와 같은 본 발명은 지오그리드나 앵커 블록 없이도 시공이 가능하므로 뒤채움 공간을 충분히 확보할 수 없거나 확보하기가 곤란한 현장이라도 옹벽의 안전성을 보장할 수 있는 구조로 시공할 수 있는 것이므로 뒤채움 공간을 통한 타인의 사유지 침범 문제를 불식시켜 주는 이점과 장점을 얻게 한다.

이하, 첨부 도면을 참조한 바람직한 실시 예로서 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 관련한 축대 또는 옹벽용 블록 시스템에 사용되는 블록체의 구조를 나타낸 사시도로서, 블록체(2)는 인접하는 블록체(2)와 측방으로 맞물리게 쌓을 수 있도록 한쪽에는 돌기부(4)가 구비되고 반대쪽에는 오목부(6)가 형성되어 있다.

또한 블록체(2)는 상하방향으로 하나 혹은 쌍을 이루어 수직으로 뚫린 통공(8)을 보유하고 있고, 이 통공(8)의 주변은 일정 반경범위로 충분히 함몰되어 오목홈(10)을 형성하고 있으며, 그 반대쪽이 되는 밑면에는 상기 오목홈(10)의 내경으로 끼워질 수 있는 크기의 외경을 갖춘 볼록부(12)로 형성되어 있다.

통공(8)의 중심은 블록체(2)의 상면에서 뒤채움 쪽으로 약간 편재된 위치로 설정한다.

상기 블록체(2)는 축조될 때 측방의 돌기부(4)를 인접하는 블록체(2)의 오목 부(6)에 끼워 맞물린 상태로, 또한 상면에 형성된 오목홈(10)으로는 그 위로 축조되는 다른 블록체(2)의 밑면측 볼록부(12)를 끼워 맞추면서 축조된다.

상술한 블록체(2)에 더하여 본 발명에 관련된 축대 또는 옹벽 블록 시스템은 도 2에 도시한 인장재(14)와 캡 너트(16)를 더 구비한다.

인장재(14)는 상 하단에 동일 형상의 훅(14a)(14b)을 보유하고 또한 상단측 훅(14a)의 바로 밑으로 나사부(14c)가 마련된 일정 길이의 선재(線材) 또는 봉재(棒材)로 된 것이며, 캡 너트(16)는 인장재(14)의 하측 훅(14b)으로 관통 설치되어서 다른 인장재(14)의 나사부(14c)로 나사 맞춤 될 수 있다.

블록체(2)를 축조할 위치에는 가장 먼저 기초 콘크리트층(18)이 시공되는 바, 이때 최하측에 놓이는 인장재(14)는 하측 훅(14b)과 캡 너트(16)가 상기 기초 콘크리트층(18)에 매립되도록 배치되고, 바람직하게는 기초 콘크리트층(18)의 타설 전에 블록체(2)를 수평으로 1줄 배열하여 인장재(14)에 통공(8)이 관통된 형태로 배치시켜서 상기 기초 콘크리트층(18)과 일체로 응고되게 하는 것이 좋다.

기초 콘크리트층(18)에 한 끝이 매설된 인장재(14)의 상단으로는 새로운 인장재(14)가 연속하여 일체로 연결될 수 있다.

인장재(14)와 다른 인장재(14) 끼리의 연결은 상호 일체로 견고하게 이어질 수 있는 구조라면 어떤 형태라도 채용될 수 있고, 본 발명에서는 인장재(14)의 상 하단부에 구비된 훅(14a)(14b)에 결합용 홈(14d)이 대칭방향으로 부여된 구조를 채용하여 상호 맞물릴 수 있게 하고 있다.

도 3은 상술한 인장재(14)의 상측 훅(14a)과 다른 인장재(14)의 하측 훅(14b)이 상호 일체로 맞물려 조합된 상태를 보여주고 있다.

도 3에서 하측 인장재(14)의 상측 훅(14a)에는 상측 인장재(14)의 하측 훅(14b)이 맞물려 연결되고, 그 주위는 나사부(14c)에 나사맞춤된 캡 너트(16)로 피복되어 훅(14a)(14b)사이의 연결상태가 벗겨지는 일이 없게 보호하고 있다.

한편, 캡 너트(16)의 나사맞춤으로 인장재(14)는 블록체(2)에 대하여 포스트 텐셔닝 작용을 일으키게 되고, 그 결과로 오목홈(10)의 바닥을 통해 프리 스트레스 가 가해진 상태로 된다. 이에 따라 축조된 블록체(2)는 수직방향의 압축 변형력에 항거하는 응력을 갖추게 되어 토양의 하중 작용으로 발생하는 횡방향 압력에 의한 인장변형력을 해소하는 견고한 옹벽을 형성하게 되는 것이다.

또, 상술한 바와 같이 작용하는 프리 스트레스의 중심 축은 블록체(2)의 상면에서 뒤채움 쪽으로 약간 편재된 위치로 설정되어 있음에 따라 축조된 블록체(2) 의 중심이 후방측으로 약간 당겨지게 되고, 그 결과로 블록체(2)의 축조 구조는 앞으로 전도되려는 힘에 저항하는 형태가 된다.

본 발명에서 상술한 인장재(14)의 길이는 블록체(2)의 높이(밑면의 볼록부(12)를 포함한 높이)에 대한 임의의 배수로, 또한 상면에 형성된 오목홈(10)의 깊이를 캡 너트(16)의 높이보다 약간 큰 치수로 설정할 것을 권장한다.

인장재(14)의 길이를 블록체(2)의 높에 임의 배수로 하면, 상기 인장재(14)의 상측 훅(14a)은 항상 블록체(2)의 오목홈(10) 내부에 위치하고, 나사부(14c)는 통공(8)의 상단을 통해 일부만 노출된 상태로 놓이게 되므로 캡 너트(16)를 나사맞춤하고 죄어 주는 것만으로도 포스트 텐셔닝을 구현하여 블록체(2)로 프리 스트레 스를 가하게 되기 때문이다.

상술한 구성으로 된 보강토 옹벽 시스템을 이용한 축조방법은 기초 타설 단계, 축조 단계, 인장 단계, 인장재 연결 및 반복 단계, 그리고 마무리 인장 단계로 행해진다.

기초타설 단계는 도 2에 도시한 기초 콘크리트 층(16)을 지반에 타설하는 공정이며, 이 공정에서는 1줄의 블록체(2)를 양측의 돌기부(4)와 오목부(6)를 상호 끼워 맞물린 상태로 배열하고 각 블록체(2)의 통공(8)에는 인장재(14)를 관통시켜서 타설되는 콘크리트에 상기 블록체(2)와 함께 일체로 응고되게 하는 것이 중요하다.

축조 단계는 인장재(14)에 블록체(2)의 통공(8)을 관통시키면서 상측 블록체(2)의 밑면에 형성된 볼록부(12)가 하측 블록체(2)의 상면 오목홈(10)에 끼워지게 축조하되, 상기 인장재(14)의 상측 훅(14a)이 최상측 블록체(2)의 오목홈(10) 을 통해 노출될 때 까지 반복하여 축조한다.

인장 단계에서는 최상측에 축조된 블록체(2)의 오목홈(10)으로 노출된 인장재(14)의 상측 훅(14a)으로 새로운 인장재(14)의 하측 훅(14b)을 맞물려 연결하고 캡 너트(16)를 끼운 다음 하측 인장재(14)의 나사부(14c)에 나사맞춤한 다음 죄어서 포스트 텐셔닝되게 함으로써 축조된 블록체(2)에 상하방향의 스트레스가 가해지게 한다.

또, 상기 캡 너트(20)를 조일 때는 토크력의 측정이 가능한 장비, 예를 들면 토크 렌치 등으로 행하여 블록체(2)의 파괴강도 이상으로 프리 스트레스가 가해지 는 일이 없게 할 것을 권장한다.

프리 스트레스를 받은 블록체(2)는 기초 콘크리트 층(16)과 강력하게 밀착되면서 압축변형력에 대항하는 응력을 지니게 되고, 이것에 의해 횡방향의 토압 작용으로 야기되는 인장변형력이 해소되어 토양을 견고하게 지지할 수 있다.

인장단계를 완료하면 뒤채움 단계를 실시한다.

상기 뒤채움 단계는 통상적 방식과 마찬가지로 축조된 블록체(2)의 후방으로 골재와 흙을 채우고 자주식 진동롤러로 흙 다짐하는 과정으로 행해진다.

뒤 채움 공간이 너무 좁아 소형 진동롤러도 진입할 수 없을 정도의 현장에서는 콤팩터 장비나 램머를 사용하여 흙 다짐해도 된다.

반복 단계는 상술한 축조 단계와 인장 단계, 그리고 뒤채움 단계를 반복하여 블록체의 축조 높이를 증가시키면서 일정 높이마다 프리 스트레스가 작용되도록 하는 것으로 행해진다.

반복 단계를 거쳐 불록체(2)가 소망하는 높이로 축조되었을 때는 새로운 인장재(14)를 연결하지 않는다. 이때는 최상단의 블록체(2)에서 오목홈(10)을 통해 인장재(14)의 상측 훅(14a)과 나사부(14c)의 일부만 상방으로 노출되고, 이어서 마무리 단계를 행한다.

마무리 단계는 최상단 블록체(2)의 오목홈(10)에 노출된 인장재(14)의 상측 훅(14a)으로 캡 너트(16)를 씌워 나사맞춤하고 죄어서 최종적 프리 스트레스를 가하고, 마지막 뒤채움을 실시하는 과정으로 행하여 도 4의 도시와 같이 소망의 옹벽을 완성한다.

도 1은 본 발명의 보강토 옹벽 시스템에 적용되는 블록체의 사시도.

도 2는 본 발명의 보강토 옹벽 시스템의 축조 과정을 설명하는 도면.

도 3은 본 발명의 보강토 옹벽 시스템을 축조함에 있어서 인장재끼리의 일체연결상태를 설명하기 위한 측면도.

도 4는 본 발명의 보강토 옹벽 시스템에 의한 축조 상태를 나타내는 측단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

2: 블록체 4: 돌기부

6: 오목부 8: 통공

10: 오목홈 12: 볼록부

14: 인장재 14a: 상측 훅

14b: 하측 훅 14c:나사부

16: 캡 너트 18: 기초 콘크리트층

Claims (5)

1. 측방으로 인접한 다른 블록체(2)와 맞물려 연계되는 돌기부(4)와 오목부(6)가 양 측면에 형성되고, 상면에는 하나 혹은 쌍을 이루어 수직으로 뚫린 통공(8)이 구비되며, 상기 통공(8)의 주변은 함몰되어 오목홈(10)으로 형성됨과 아울러 반대쪽 밑면에는 상기 오목홈(10)의 내경으로 수용될 수 있는 외경을 갖춘 볼록부(12)로 형성된 블록체(2)와; 캡 너트(16)에 의해 축 방향으로 연속 연결 가능하고 상기 블록체(2)의 통공(8)으로 관통 설치되는 인장재(14);를 포함한 구성으로 되어서 상기 인장재(14)와 캡 너트(16) 사이의 나사맞춤으로 상기 블록체(2)에 프리 스트레스를 부여할 수 있는 구성이며,

   상기 인장재(14)는 양단에 대칭방향으로 훅(14a)(14b)이 형성되어 있고, 상측 훅(14a)의 바로 밑에는 상기 캡 너트(20)가 나사맞춤 되는 나사부(14c)를 형성한 선재 또는 봉재로 구성으로 되고, 상기 캡 너트(20)는 상기 훅(14a)(14b)을 에워싸는 것을 특징으로 하는 축대 또는 옹벽용 블록 시스템.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 인장재(14)의 길이는 블록체(2)의 높이에 대한 임의 배수로 설정되어 있음을 특징으로 하는 축대 또는 옹벽용 블록 시스템.
4. 삭제
5. 기초 콘크리트 층이 타설되는 위치에 인접하는 블록체(2) 끼리 측변의 돌기부(4)와 오목부(6)가 끼워 연결되도록 1줄로 배열하되, 각 블록체(2)의 통공(8)에는 캡 너트(16)가 하측으로 끼워진 인장재(14)를 관통 설치한 다음 콘크리트를 타설하여 일체로 응고되게 하는 기초 타설 단계와;

   블록체(2)의 통공(8)마다 상방으로 노출된 인장재(14)로 다른 블록체(2)의 통공(8)을 관통시키면서 상측 블록체(2)의 볼록부(12)가 하측 블록체(2)의 오목홈(10)에 끼워져 연결되도록 축조하여 상기 인장재(14)의 상측 훅(14a)이 최상측 블록체(2)의 오목홈(10)으로 노출될 때 까지 반복하여 쌓는 축조 단계와;

   최상단 블록체(2)의 오목홈(10)으로 노출된 인장재(14)의 상측 훅(14a)에 다른 인장재(14)의 하측 훅(14b)을 대칭방향으로 맞물려 연결하고, 상측 인장재(14)에 부가된 캡 너트(16)를 상기 상측 훅(14a)과 상기 하측 훅(12b)을 에워싸도록 하측 인장재(14)의 나사부(14c)에 나사 맞춤하고 죄어서 블록체(2)에 프리 스트레스를 가하는 인장 단계와;

   프리 스트레스가 가해진 블록체(2)의 후방으로 뒤채움과 흙 다짐을 행하는 뒤채움 단계와;

   상기 축조 단계와 인장 단계, 그리고 뒤채움 단계를 반복하여 블록체(2)를 소망의 높이까지 축조하는 반복 단계와;

   최상측 블록체(2)의 오목홈(10)으로 노출된 인장재(14)의 상측 훅(14a)에 캡 너트(16)를 씌워 나사맞춤하고 죄어서 마지막 블록체(2)에 프리 스트레스를 가하고 뒤채움하는 마무리 단계;

   로 행해지는 축대 또는 옹벽용 블럭 시스템의 축조방법.

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