KR101194051B1 - 프리캐스트 콘크리트 암거 및 이 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리캐스트 콘크리트 암거 및 이 시공방법에 관한 것으로, 암거유닛간의 접합력과 수밀성을 향상시켜 침하에 대한 저항력을 상승시키고, 토사의 교란에도 저항할 수 있으며, 누수를 방지함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 프리캐스트 콘크리트 암거는, 내부가 중공이며 연쇄적으로 연결되는 다수의 암거유닛(100)과; 상기 다수의 암거유닛을 서로 밀착하기 위해 상기 다수의 암거유닛(100) 외측면에 설치되는 인장구(150)와; 상기 인장구(150)에 탈부착되는 인장구보조장치(160)와; 상기 암거유닛(100)들을 서로 밀착시키는 인장재(170)와; 상기 암거유닛(100) 중 근접되는 암거유닛들을 결속하는 연결재(130)를 포함하며, 상기 암거유닛(100)은, 양측이 각각 개방된 박스형 본체, 상기 본체의 길이방향 양측 단부 중 하부를 제외한 외측에 일정 간격을 두고 형성되는 정착구(110), 상기 정착구에 외부로 노출되도록 형성되는 철근(136) 또는 연결재볼트(135), 상기 본체의 길이방향 양측 단부에 설치되는 방수시트(140), 상기 본체의 길이방향 양측 단부에 홈 형태로 형성되어 마감재가 주입 양생되는 충진홈(120)을 포함하고, 상기 연결재(130)는 서로 체결되는 암나사형연결재(131)와 수나사형연결재(132) 및 상기 수나사형연결재(132) 내부에 삽입되면서 상기 철근(136)의 둘레부에 결합되어 상기 철근을 고정하는 한 쌍의 쐐기형 웨지(134)를 포함하되, 상기 암나사형연결재(131) 내부는 연결재볼트(135)와 연결재너트(133)를 이용하여 상기 연결재볼트(135)와 철근(136) 사이에서 발생하는 이격거리를 조정 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

프리캐스트 콘크리트 암거 및 이 시공방법{Precast Concrete Culvert and Method for Constructing the Same}
본 발명은 프리캐스트 콘크리트 암거 및 이 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 암거유닛간의 접합력과 수밀성을 향상시켜 침하에 대한 저항력을 상승시키고, 토사의 교란에도 저항할 수 있으며, 누수를 방지할 수 있는 프리캐스트 콘크리트 암거 및 이 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 프리캐스트 콘크리트 암거(precast concrete culvert)는 상하수도, 전력통신구, 공동구 등의 시설물로 다양하게 사용되고 있다.
이러한 프리캐스트 콘크리트 암거는 일정한 길이로 제작된 관이 길이 방향으로 서로 연결되어 사용되고 있다. 프리캐스트 콘크리트 암거를 연결함에 있어서 가장 중요한 것은 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결부위를 완벽한 수밀성을 갖도록 밀착 고정하여 프리캐스트 콘크리트 암거 내부의 유체 등이 누설되지 않도록 하여야 하며, 더욱 바람직하게는 어느 정도의 지각변동(침하)이나 온도변화에 따른 관의 수축에도 수밀성이 유지되도록 연결하는 것이 좋다.
그리고, 프리캐스트 콘크리트 암거가 지하에 매설되는 경우 수밀성이 완벽하지 못하면 연결부위에서 유체가 유출되어 지질 및 지하수가 오염될 수 있으며, 이는 결국 환경에도 악 영향을 미치게 되므로 이를 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결시에 수밀성을 유지하기 위한 다양한 연결 구조 등이 개시되고 있다.
이와 같은 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결 구조중의 하나로 주지된 대표 기술내용에 해당되고, 본 발명과 대응될 수 있는 연결시공 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1과 도 2에 나타난 바와 같이, 2개 이상의 프리캐스트 콘크리트 암거유닛(100)을 연결할 때, 프리캐스트 콘크리트 암거유닛(100)의 길이방향으로 관통된 관통구멍에 PC강연선(이하, 강선으로 약칭함)(270)을 삽입하고, 이를 암거 내의 정착구(250)(도 3참고)까지 유도 및 정착시켜 접합단면 상?하?좌?우 4방향에서 강선(270)을 인장체결함으로써 단위 프리캐스트 콘크리트 암거유닛(100)을 상호 연속적으로 결속할 수 있도록 한 것이다. 이러한 강선(270)의 체결부위는 콘 형상의 체결부재(280) 및 아이볼트 등을 사용하여 코킹처리하고, 이음부에 몰탈 주입을 하는 수단으로 연결시공이 이루어지게 되는 바, 이는 프리캐스트 콘크리트 암거유닛(100)의 길이방향으로 관통된 관통구멍에 삽입된 체결용 강선(270)이 영구적으로 매몰된 상태에서 사용되기 때문에 많은 강선(270)을 필요로 하고, 이에 따른 시공비가 증가하는 원인이 되었을 뿐만 아니라, 관통구멍에 삽입된 강선(270)이 부식되어 토양오염이 발생되는 문제점이 있다.
또한, 상기 연결이음부에 누수 방지를 위한 수팽창지수재가 사용되고 있으나, 수팽창지수재의 경우에는 연결부위에 충진되는 몰탈 내부에서 매설되어 팽창력을 발휘하여 수밀성을 갖도록한 특성을 가지고 있기 때문에 수팽창지수재의 팽창작용시에 그 주위의 몰탈을 팽창시키는 영향을 주므로 프리캐스트 콘크리트 암거유닛(100)의 연결부위에 충진된 몰탈의 부착력이 떨어지게 되어 시공관리에 어려움이 있고, 수밀성도 저하되는 등 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 프리캐스트 콘크리트 암거간이 접합력과 수밀성을 향상시켜 침하에 대한 저항력을 상승시키고, 토사의 교란에도 저항할 수 있으며, 누수를 방지할 수 있는 프리캐스트 콘크리트 암거 및 이 시공방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 프리캐스트 콘크리트 암거는, 내부가 중공이며 연쇄적으로 연결되는 다수의 암거유닛과; 상기 다수의 암거유닛을 서로 밀착하기 위해 상기 다수의 암거유닛 외측면에 설치되는 인장구와; 상기 인장구에 탈부착되는 인장구보조장치와; 상기 암거유닛들을 서로 밀착시키는 인장재와; 상기 암거유닛 중 근접되는 암거유닛들을 결속하는 연결재를 포함하며, 상기 암거유닛은, 양측이 각각 개방된 박스형 본체, 상기 본체의 길이방향 양측 단부 중 하부를 제외한 외측에 일정 간격을 두고 형성되는 정착구, 상기 정착구에 외부로 노출되도록 형성되는 철근 또는 연결재볼트, 상기 본체의 길이방향 양측 단부에 설치되는 방수시트, 상기 본체의 길이방향 양측 단부에 홈 형태로 형성되어 마감재가 주입 양생되는 충진홈을 포함하고, 상기 연결재는 서로 체결되는 암나사형연결재와 수나사형연결재 및 상기 수나사형연결재 내부에 삽입되면서 상기 철근의 둘레부에 결합되어 상기 철근을 고정하는 한 쌍의 쐐기형 웨지를 포함하되, 상기 암나사형연결재 내부는 연결재볼트와 연결재너트를 이용하여 상기 연결재볼트와 철근 사이에서 발생하는 이격거리를 조정 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거 및 이 시공방법에 의하면, 암거유닛을 연결하기 위해 암거유닛 외부에 장착된 인장구와 인장구보조장치를 이용하여 인장하고 인장한 뒤에는 인장구보조장치와 인장재를 제거하여 재사용할 수 있어 경제적 효과가 있으며, 상기 길이방향으로 하부는 내측에 설치되고 상부 및 측면은 외측에 노출된 상태로 설치된 양측 정착구의 철근과 철근을 용접 등으로 겹이음 하거나 일측면은 연결재볼트 등을 사용하여 연결재로 연결하여 프리캐스트 콘크리트 암거간의 접합력을 향상시켜 침하에 대한 저항력을 향상시키고, 토사의 교란에도 저항할 수 있을 뿐만 아니라, 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결부위는 방수시트로 감싸져 있으며 방수시트는 암거로부터 탈락되는 것을 방지하기 위해 매입부분이 돌기로 형성 되였거나 혹은 꺽어 삽입하거나 방수시트를 천공하여 매입하여 암거를 제작하며, 현장에서 연결시 마주하고 있는 노출되어 있는 방수시트를 본드 및 열융착에 의한 겹이음을 통하여 이중 방수효과를 발휘 하여 수밀성을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 프리캐스트 콘크리트 암거의 시공 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 종래의 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결단면부 부분을 나타낸 개략도이다.
도 3은 종래의 프리캐스트 콘크리트 암거의 시공된 상태를 나타내는 단면 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거의 측면을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결단면부 부분을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결단면부를 연결재로 체결한 상태와 방수시트를 겹이음한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 연결재의 구성 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 프리캐스트 콘크리트 암거에 긴장재가 적용된 예시도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결단면부 부분의 방수시트의 겹이음 과정 및 충진 과정을 나태난 단면 개략도이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결단면부 부분의 연결재 체결고정 과정 및 충진 과정을 나태난 단면 개략도이다.
도 11a 내지 도 11c는 각각 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거의 방수시트 기삽입시 매입부분의 처리방법에 대한 단면 개략도이다.
도 4와 도 5에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거는, 다수의 암거유닛(100)이 연쇄적으로 결합되어 중공의 공동구를 형성한다.
암거유닛(100)은 각각 양측이 개방된 박스형 본체를 갖는다.
암거유닛(100)들의 외측에는 암거유닛(100)들간의 일체화를 위한 인장구(150)와 인장구보조장치(160)가 다수개 설치되어 있으며 인장구보조장치(160)를 통해 인장재(170)가 관통된다.
암거유닛(100)은 연결면의 밀봉을 위하여 연결면에 마감재(180)가 적용된다. 상기 마감재(180)(도 9에 도시됨)가 충진될 수 있도록 암거유닛(100)의 연결면에는 홈 형태의 충진홈(120)이 형성된다.
도 5 내지 도 7에서처럼, 본 발명은 암거유닛(100)들의 연결면을 더욱 효과적으로 밀봉 및 견고하게 연결할 수 있도록 철근(136)과 연결재(130)를 이용하였다.
철근(136)은 암거유닛(100)을 연결하기 위해 콘크리트 타설시 배근되는 철근(136) 일수 도 있지만, 연결재볼트(135)를 이용하여 일체화 하는 것도 바람직할 것이다.
철근(136)과 연결재(130)의 연결은 암거유닛(100)들의 마주하는 단부에서 이루어지는 것이며, 따라서, 암거유닛(100)의 양측 단부측에는 일측은 철근(136)을 혹은 연결재볼트를(135) 노출시켜 철근(136)과 철근(136)을 겹이음 용접 하거나 철근(136)과 연결재볼트(135)를 사용하여 연결할 수 있도록 정착구(110)가 마련된다.
철근(136)과 철근(136)을 연결하기 위한 겹이음 용접 및 철근(136)과 연결재볼트(135)를 사용한 정착구(110)는 암거유닛(100)의 여러 곳에 형성되며 예컨대 사각단면의 암거유닛(100)의 경우 각 면(저면은 현장 시공시 연결재(130)의 조작이 어려울 것이므로 저부는 바닥부에 형성될 수 있음)에 2개소씩 형성될 수 있다.
도 7에서 보이는 것처럼, 연결재(130)는 암나사형연결재(131)와 수나사형연결재(132)로 되어 있으며 이를 서로 연결할 수 있으며 인장체결을 위해 수나사형연결재(132) 내부에 통상적인 철근(136)에 형성되는 요철부에 걸릴 수 있도록 쐐기모양의 걸림돌부가 형성된 웨지(134)가 한쌍으로 구비되어 있으며 암나사형연결재(131) 내부는 연결재볼트(135)와 연결재고정너트(133)를 이용하여 연결재볼트(135)와 철근(136) 사이에서 발생하는 이격거리를 조정 할 수 있도록 구성되어 되어 있다.
본 발명은 암거유닛(100)의 연결면을 통해 누수가 일어나지 않도록 방수시트(140)(도 5, 도 6에 도시됨)가 적용된다.
방수시트(140)는 암거유닛(100)의 개구단부에 매입되며 정착구(110)의 바닥면에 노출된 상태로 설치된다. 또한 암거유닛(100)으로부터 탈락을 방지하기 위해 방수시트(140)의 매입될 부분은 돌기(142)(도 11a)가 형성되거나 또는 매입부(143)(도 11b)서 기 삽입 하거나 혹은 매입될 부분을 채움공(144)(도 11c)하여 콘크리트 모체와 일체화 되도록 하며 매입된 방수시트를 제외한 노출된 방수시트(140)는 암거유닛(100)을 마주하여 결합할 경우 방수시트(140)도 서로 마주하게 되며 마주하게 되는 방수시트(140) 사이에 틈이 존재할 것이며, 이 틈을 막기 위하여 방수시트(140)의 바깥쪽에는 보조방수시트(141)가 설치된다.
본 발명은 암거유닛(100)들의 결속력을 증대함과 아울러 침하에 대해 대항하는 힘을 발휘할 수 있도록 인장재(170)가 적용된다.
하나의 인장재(170)는 다수의 암거유닛(100)에 걸쳐 설치되어 다수의 암거유닛(100)들을 결속한다. 인장재(170)는 다수의 암거유닛(100)들에 대해 직선으로 배열되며 처짐 또는 부력으로부터 지지 될 수 있다.
인장재(170)의 설치구조는 다음과 같다.
도 5와 도 8에서 보이는 것처럼, 하나의 인장재(170)는 다수의 암거유닛(100)들에 걸쳐 설치되며, 예를 들어 3개의 암거유닛(100)에 하나의 인장재(170)가 설치되는 경우 각각의 암거유닛(100)에 인장구보조장치(160)가 인장구(150)에 설치되고 인장재(170)는 각각의 암거유닛(100)에 설치되어 있는 인장구보조장치(160)를 관통하고 인장재(170)의 양측 단부는 인장재(170)를 정착시키기 위한 정착장치가 설치된다. 인장재(170)는 양측에서 인장하는 방법과 일측은 정착하고 타측에서 인장하는 방법이 있으며, 이중 한가지의 방법을 선택하여 사용된다.
인장구보조장치(160)는 인장구(150)에서 빠지지 않도록 단단히 설치되어야 하며, 인장구보조장치(160)를 관통하는 인장재(170)의 단부는 쐐기식으로 이루어질 수 있다.
인장구(150)와 인장구보조장치(160)는 인장재(170)의 길이와 암거유닛(100)의 수량에 따라 설치 위치가 달라지며 암거유닛(100)의 적재적소에 장착된다.
본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 암거 시공방법은 다음과 같다.
2개의 암거유닛(100)을 나란히 하고 일렬로 배열된 암거유닛(100)의 외부에 인장재(170)의 길이에 맞춰 인장구(150)와 인장구보조장치(160)를 설치하고 인장재(170)를 인장구보조장치(160)를 통해 관통시키고 일측 혹은 양측을 인장시킨 다음 인장재(170)를 정착한다.
이렇게 되면 암거유닛(100)들이 밀착되고 내부 및 외부에서 연결재(130)를 이용하여 결속하게 되면 암거유닛(100)들의 일체성이 더욱 견고하게 되어 정착구(110)에 연결재(130)가 결속된 이후에는 인장구보조장치(160)와 인장재(170)를 제거하여 재사용할 수 있게 된다.
전술된 바와 같이, 암거유닛(100)이 일렬로 배열되어 개구단부끼리 마주한 상태가 되면 정착구(110)의 바닥면에 연장 설치된 방수시트(140)의 표면에 소정 크기로 절단된 보조방수시트(141)를 열융착, 본드 및 용접에 의한 방법으로 일체로 접합하여 방수시트(140)의 이음부분에 틈새가 없도록 하여 수밀성을 갖도록 한 것으로, 이는 방수시트(140)가 암거유닛(100)의 연결부위 전체를 틈새 없이 감싼 형태이므로 수밀성이 크게 향상되고, 종래의 수팽창지수재와 같이 팽창력이 없기 때문에 연결부위의 부착력을 크게 높여 시공관리 및 내구성을 향상시킬 수 있다.
암거유닛(100)들의 이음부가 방수시트(140)에 의해 겹이음처리가 되어 수밀성이 증대 되면, 도 10에서처럼, 암거유닛(100)들의 철근(136)들이 일렬로 배열되어, 연결재(130)를 마주하는 연결재볼트(135)와 철근(136)에 체결한다. 이러한, 연결재(130)에 의한 인장체결력은 인장재(170)에 의해 암거유닛(100)의 이음부가 상호 긴밀히 밀착된 상태를 유지시키고 있기 때문에 비교적 작은 힘으로도 인장체결 할 수 있다.
마지막으로, 연결재(130)로 연결된 암거유닛(100)들은 정착구(110)에 마감재(180)를 채워 마감처리 할 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100 : 암거유닛, 110 : 정착구
120 : 충진홈 130 : 연결재
140 : 방수시트, 150 : 인장구
160 : 인장구보조장치, 170 : 인장재
180 : 마감재, 131 : 암나사형연결재
132 : 수나사형 연결재 133 : 연결재너트
134 : 웨지 135 : 연결재볼트
136 : 철근 141 : 보조방수시트

Claims (5)

  1. 내부가 중공이며 연쇄적으로 연결되는 다수의 암거유닛(100)과;
    상기 다수의 암거유닛을 서로 밀착하기 위해 상기 다수의 암거유닛(100) 외측면에 설치되는 인장구(150)와;
    상기 인장구(150)에 탈부착되는 인장구보조장치(160)와;
    상기 암거유닛(100)들을 서로 밀착시키는 인장재(170)와;
    상기 암거유닛(100) 중 근접되는 암거유닛들을 결속하는 연결재(130)를 포함하며,
    상기 암거유닛(100)은,
    양측이 각각 개방된 박스형 본체, 상기 본체의 길이방향 양측 단부 중 하부를 제외한 외측에 일정 간격을 두고 형성되는 정착구(110), 상기 정착구에 외부로 노출되도록 형성되는 철근(136) 또는 연결재볼트(135), 상기 본체의 길이방향 양측 단부에 설치되는 방수시트(140), 상기 본체의 길이방향 양측 단부에 홈 형태로 형성되어 마감재가 주입 양생되는 충진홈(120)을 포함하고,
    상기 연결재(130)는 서로 체결되는 암나사형연결재(131)와 수나사형연결재(132) 및 상기 수나사형연결재(132) 내부에 삽입되면서 상기 철근(136)의 둘레부에 결합되어 상기 철근을 고정하는 한 쌍의 쐐기형 웨지(134)를 포함하되, 상기 암나사형연결재(131) 내부는 연결재볼트(135)와 연결재너트(133)를 이용하여 상기 연결재볼트(135)와 철근(136) 사이에서 발생하는 이격거리를 조정 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 암거.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 인장재(170)는 상기 인장구(150)의 지지를 받으면서 상기 암거유닛(100)의 외부로 돌출된 인장구보조장치(160)에 관통되어 상기 다수의 암거유닛(100)을 지지하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 암거.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 방수시트(140)는 상기 다수의 암거유닛에 매입되는 부분의 상면에 형성되는 돌기(142) 또는 저부를 향해 벤딩되어 상기 다수의 암거유닛에 매입되는 매입부(143) 또는 상기 다수의 암거유닛의 콘크리트가 채워지는 다수의 채움공(144) 중 어느 하나가 포함되어 상기 암거유닛(100)으로부터 탈락되는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 암거.
  4. (a) 양측이 각각 개방된 박스형 본체, 상기 본체의 길이방향 양측 단부 중 하부를 제외한 외측에 일정 간격을 두고 형성되는 정착구(110), 상기 정착구에 외부로 노출되도록 형성되는 철근(136) 또는 연결재볼트(135), 본체의 길이방향 양측 단부에 설치되는 방수시트(140), 상기 본체의 길이방향 양측 단부에 홈 형태로 형성되어 마감재가 주입 양생되는 충진홈(120)을 포함하는 다수의 암거유닛(100)을 일렬로 배열하고 상기 암거유닛(100) 들이 서로 마주하도록 연결하는 제1단계와;
    (b) 상기 암거유닛(100)들 외측면에 설치된 인장구보조장치(160)에 인장재(170)를 관통시켜 인장하는 제2단계와;
    (c) 근접되는 암거유닛(100)들의 정착구(110)에 노출된 철근(136) 혹은 연결재볼트(135)를 체결하여 근접되는 암거유닛(100)들을 결속하는 제3단계와;
    (d) 상기 암거유닛(100) 둘레에 마주하고 있는 노출되어 있는 방수시트(140)를 보조방수시트(141)를 이용하여 겹이음 열처리 하는 제4단계와;
    (e) 상기 암거유닛(100)의 충진홈(120)에 마감재(180)를 채워 마감처리하는 제5단계와;
    (f) 상기 암거유닛을 인장한 후 인장구보조장치(160)와 인장재(170)를 제거하는 제6단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 암거 시공방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제4단계에서는, 상기 암거유닛(100)의 정착구(110)의 바닥부에 매설되며 마주하는 방수시트(140)의 외부에 보조방수시트(141)를 겹이음하여 상기 방수시트들의 이음부를 마감하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 암거 시공방법.
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