KR101326574B1 - 지주용 기초 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지중에 매설되어 도로 시설물 또는 조명탑의 지주를 지지하는 지주용 기초 구조물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지주용 기초 구조물은 지주를 지지하는 기초 본체와, 기초 본체의 하단부의 적어도 일측면에 수평하게 결합되어 그 상부에 배치된 토사의 하중으로 지주에 가해지는 힘에 대한 저항력을 보강하기 위한 적어도 하나의 보강 부재를 포함한다.

Description

지주용 기초 구조물{FOUNDATION STRUCTURE FOR PILLAR}
본 발명은 가로등, 교통 신호등, 도로 표지판 또는 이정표와 같은 도로 시설물이나 혹은 조명탑의 지주에 관한 것이고, 구체적으로는 이러한 지주를 지면에 대해 견고하게 지지하는 기초 구조물에 관한 것이다.
일반적으로, 도로에는 차량의 흐름을 원활하게 하고 안전을 도모하기 위하여 가로등, 신호등, 도로 표지판 또는 이정표와 같은 여러 가지 종류의 도로 시설물이 설치되어 있다. 또한, 공원 등에는 야간 활동을 할 수 있게 조명하는 조명탑이 설치되기도 한다. 이러한 도로 시설물이나 조명탑 등은 일정한 범위를 조명하거나 혹은 멀리서도 볼 수 있게 하기 위하여 지주를 통해 지면으로부터 소정 높이에 설치된다.
도로 시설물의 경우를 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같다. 도로 시설물(10)은 도로변에 수직으로 세워진 지주(20)에 가로 부재(30)를 통해 고정되어 있다. 지주(20)는 지중에 매설되어 있는 중량의 기초 구조물(40) 위에 견고하게 고정되어 있다. 필요에 따라 지주(20)에는 하나 이상의 보조 시설물(12)이 설치되기도 한다.
일반적으로 지주(20)를 지지하는 기초 구조물(40)은 대체로 육면체 형상인 콘크리트 블록이며, 크기가 큰 경우에는 도로 시설물(10)을 설치할 때 현장에서 바로 타설되거나 혹은 크기가 작은 경우에는 미리 제조된 상태에서 현장으로 운반되어 설치되기도 한다.
기초 구조물(40)은 바람과 같은 외력과 지주(20)에 고정된 도로 시설물(10)의 자중에 의해서 지주(20)에 가해지는 힘(작용 모멘트)에 저항하여 지주(20)를 견고하게 지지할 수 있어야 한다. 기초 구조물(40)이 지주(20)에 가해지는 작용 모멘트에 저항하는 힘(저항 모멘트)은 주로 기초 구조물(40)의 자중과 기초 구조물(40)의 연직 상부에서 기초 구조물(40)을 하방으로 가압하는 토사의 중량에 의해 결정된다.
최근, 교통량의 증대로 도로가 넓어지면서 도로 시설물을 고정하는 지주의 높이가 높아지고 도로 표지판과 같은 도로 시설물의 크기가 증가되고 혹은 도로 시설물을 지주에 연결하는 가로 부재의 길이가 증가되는 등, 지주에 가해지는 작용 모멘트가 증가되는 경향이 있다. 또한, 기존의 도로 시설물용 지주에 추가로 안내 표지판과 같은 도로 시설물을 설치하는 경우가 많은데, 이러한 경우에도 지주에 가해지는 작용 모멘트가 증가될 수 있다. 공원의 조명탑의 경우에도 보다 넓은 범위를 조명하기 위해 조명탑의 지주 높이가 높아지고 설치되는 조명등의 수가 늘어남에 따라 지주에 가해지는 작용 모멘트가 증가되는 경향이 있다.
따라서, 이러한 작용 모멘트에 저항할 수 있는 기초 구조물의 저항 모멘트 역시 증가되어야 하는데, 기초 구조물의 자중을 증가시키기 위해서는 기초 구조물의 크기를 증가시켜야 하고, 기초 구조물의 연직 상방에서 기초 구조물을 하방으로 가압하는 토사의 중량을 증가시키기 위해서는 기초 구조물을 지중에 더욱 깊게 매설하거나 혹은 기초 구조물이 토사에 의해 덮이는 면적, 즉 기초 구조물의 수평 방향 크기를 증가시켜야 한다. 어떤 경우이든, 기초 구조물을 지중에 매설하기 위하여 지면을 굴착하는 굴착량, 기초 구조물을 매설한 후에 지면을 다시 메우는 되메움량, 기초 구조물을 타설하는데 소요되는 콘크리트의 양 및 공사 기간이 증가된다. 또한, 기초 구조물을 현장에서 타설하지 않고 미리 제조하여 현장으로 운반하는 경우에는 더욱 큰 기초 구조물을 운반하는데 소요되는 작업량과 작업의 곤란성이 증가된다. 따라서, 기초 구조물을 지중에 매설함에 있어서 시공성과 경제성이 저하되는 문제점이 있다.
이상에서 살펴본 문제점들을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 기초 구조물의 전반적인 크기를 그다지 증가시키지 않으면서도 지주에 가해지는 작용 모멘트에 저항하는 기초 구조물의 저항 모멘트를 증가시킬 수 있거나 혹은 동일한 저항 모멘트를 가지는 경우에는 종래의 기초 구조물보다 크기를 감소시킬 수 있는 지주용 기초 구조물을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 지중에 매설되어 도로 시설물 또는 조명탑의 지주를 지지하는 지주용 기초 구조물로서, 지주를 지지하는 기초 본체와, 기초 본체의 하단부의 적어도 일측면에 수평하게 결합되어 그 상부에 배치된 토사의 하중으로 지주에 가해지는 힘에 대한 저항력을 보강하기 위한 적어도 하나의 보강 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물에 의해 달성된다.
일 실시예에서, 보강 부재는 기초 본체의 하단부에 일체로 형성된다.
다른 실시예에서, 본 발명에 따른 지주용 기초 구조물은 보강 부재를 기초 본체에 결합시키기 위한 결합 수단을 더 포함한다.
결합 수단은 보강 부재의 내부에서부터 기초 본체의 내부까지 연장되는 적어도 하나의 연결봉으로서, 그 일측부는 기초 본체와 보강 부재 중 어느 일측의 내부에 고정되고 타측부는 기초 본체와 보강 부재 중 타측에 형성된 구멍에 삽입되거나, 혹은 그 양측부가 기초 본체와 보강 부재에 형성된 구멍들에 삽입된다. 만일 두 개의 보강 부재가 기초 본체의 하단부의 서로 대향하는 두 측면들에 결합된 경우에는, 연결봉이 삽입되는 기초 본체의 구멍은 보강 부재의 일측면에서 반대측면까지 기초 본체를 관통하게 형성되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 연결봉은 이형 철근으로 만들어진다. 상기 기초 본체와 보강 부재 중 어느 하나 또는 둘 다에 형성된 구멍에는 상기 연결봉을 수용하는 중공 파이프가 구비될 수 있다. 이 중공 파이프는 폴리염화비닐(PVC: Polyvinyl chloride) 재질로 만들어지는 것이 바람직하다.
보강 부재는 그 내부에 와이어 메쉬(wire mesh) 또는 이형 철근을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 지주용 기초 구조물은 보강 부재에 형성된 세로 구멍을 관통하여 보강 부재 하측으로 연장되어 보강 부재 하측의 지중에 근입되는 근입봉과, 근입봉의 상단에 형성되어 보강 부재의 상면과 접촉되는 헤드를 가지는 적어도 하나의 앵커 부재를 더 포함할 수 있다. 앵커 부재의 근입봉은 수직 방향에 대해 0° 내지 10°의 각도로 경사지게 설치된다. 바람직하게는 고무 또는 합판으로 만들어진 패드가 앵커 부재의 헤드와 보강 부재의 상면 사이에 개재된다. 보강 부재의 구멍에는 앵커 부재를 안내하는 중공 파이프가 구비될 수 있다. 바람직하게는 앵커 부재는 이형 철근으로 만들어진다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 지주용 기초 구조물은, 기초 본체의 측면 하부에 보강 부재를 설치함으로써, 기초 구조물의 전반적인 크기를 그다지 증가시키지 않으면서도 보강 부재의 상부에 배치된 토사의 하중을 이용하여 지주에 가해지는 작용 모멘트에 저항하는 기초 구조물의 저항 모멘트를 보강할 수 있다. 또한, 동일한 저항 모멘트에 대해서는 종래의 기초 구조물보다 그 크기를 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 도로 시설물용 지주의 설치 구조를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기초 구조물을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 2의 IV-IV선을 따라 취한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지주용 기초 구조물은 도 1에 도시된 일반적인 도로 시설물용으로 사용되어 지주(20)를 견고하게 지지하는 역할을 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기초 구조물(40)은, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기초 본체(42)와 보강 부재(44)들을 포함한다.
기초 본체(42)는 앞서 설명한 일반적인 기초 구조물과 마찬가지로 대체로 육면체 형상인 콘크리트 블록이다. 기초 본체(42)는 네 개의 측면들 중 도로와 접하는 면을 제외한 나머지 세 개의 측면이 위에서부터 아래로 가면서 외측으로 경사지게 구성되어 있다. 이에 따라 경사면 상부의 토압이 경사면에 가해짐으로써 저항 모멘트가 증가될 수 있다.
세 개의 측면들 각각에는 보강 부재(44)가 결합된다. 보강 부재(44)는 경사진 측면의 하단부를 따라 수평하게 배치되며, 도 2에 도시된 바와 같이 도로와 평행한 방향으로 배치되는 보강 부재(44a)는 그 양단부가 도로와 직교하는 방향으로 배치되는 한 쌍의 보강 부재(44b)들의 단부면들까지 덮도록 연장된다. 본 실시예에서는 세 개의 보강 부재(44)들이 사용되었지만, 보강 부재(44)의 수는 설치 공간 및 지주와 도로 시설물에 가해지는 작용 모멘트를 고려하여 적절하게 조절될 수 있다.
보강 부재(44)는 기초 본체(42)의 경사진 측면에 상응하는 경사면을 제외하면 대략 정방형의 단면을 가지며, 그 높이는 대략 15cm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 도면에 도시되지는 않았으나, 보강 부재(44)의 내부에는 와이어 메쉬나 이형 철근이 매립된다. 이에 따라 보강 부재(44)의 상부에 위치한 토사의 중량에 대한 보강 부재(44) 자체의 강도가 보강 될 수 있다.
보강 부재(44)들은 기초 본체(42)와 일체로 형성될 수도 있다. 그러나, 저항 모멘트를 더욱 증가시키고 또한 시공성을 향상시키기 위하여 결합 수단에 의해 기초 본체(42)에 결합되는 것이 바람직하다.
도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에서, 결합 수단은 바람직하게는 이형 철근으로 만들어진 연결봉(46)이다. 연결봉(46)은 그 일측부가 보강 부재(44)의 내부에 매립되어 있고, 그 타측부가 기초 본체(42)를 향해 보강 부재(44)의 외부로 연장하고 있다. 기초 본체(42)에는 연결봉(46)의 타측부가 삽입되는 구멍이 형성되어 있고, 바람직하게는 이 구멍에는 PVC 재질의 중공 파이프(47)가 구비되어 있다. 연결봉(46)의 타측부가 중공 파이프(47) 내부로 용이하게 삽입될 수 있도록 중공 파이프(47)의 내경은 연결봉(46)의 외경보다 약간 크게 형성된다. 본 실시예에서 연결봉(46)은 보강 부재(44)의 길이 방향으로 두 개가 구비되지만, 필요에 따라서는 더 많이 구비될 수도 있다.
한편, 서로 대향하게 설치된 보강 부재(44)들의 연결봉(46)들은, 제조상의 편의를 위해 기초 본체(42)의 일측면에서 반대측면까지 관통하게 형성된 구멍, 구체적으로는 역시 구멍을 따라 기초 본체(42)의 일측면에서 반대측면까지 관통하여 매립되어 있는 중공 파이프(47b)의 양측부에 각각 삽입된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 실시예에서는 기초 본체(42)에 중공 파이프(47, 47b)가 매립되고 연결봉(46)은 보강 부재(44)에 일체로 형성되어 기초 본체(42)의 중공 파이프(47, 47b)에 삽입되게 구성되었다. 그러나, 다른 실시예에서는 연결봉이 기초 본체에 일체로 형성되고 보강 부재에 중공 파이프가 매립되게 구성될 수도 있다. 또 다른 실시예에서는, 기초 본체와 보강 부재 둘 다에 중공 파이프가 매립되고 연결봉의 양측부가 기초 본체와 보강 부재의 중공 파이프들에 삽입되게 구성될 수도 있다.
바람직하게는, 보강 부재(44)를 지중에 더욱 견고하게 지지하기 위한 앵커 부재(48)가 구비될 수 있다. 앵커 부재(48)는 보강 부재(44)를 상하로 관통하여 매립된 중공 파이프(49)를 통과하여 보강 부재(44)의 하측으로 연장하여 지중에 근입되는 근입봉(48a)과 근입봉(48a)의 상단에서 수평 방향으로 절곡되어 보강 부재(44)의 상면에 접하는 헤드(48b)를 포함한다. 바람직하게는 보강부재(44)의 상면과 앵커 부재(48)의 헤드(48b) 사이에 고무 또는 합판 재질의 패드(48c)가 개재될 수 있다.
바람직하게는 근입봉(48a)의 순 근입 깊이는 보강 부재(44)의 높이의 2배 이상이거나 혹은 30cm 이상이다. 또한 근입봉(48a)은 보강 부재(44)의 수직 방향에 대해 소정 각도, 바람직하게는 1° 내지 10°, 가장 바람직하게는 약 5°만큼 경사지게 설치된다.
이상에서 설명한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도로 시설물용 기초 구조물(40)은, 기초 본체(42)를 타설하거나 혹은 설치한 후에 결합 수단, 즉 보강 부재(44)에 고정된 연결봉(46)의 타측부를 기초 본체(42)의 구멍, 즉 중공 파이프(47)에 삽입함으로써 보강 부재(44)가 기초 본체(42)에 결합된다. 그리고 나서, 보강 부재(44)를 상하로 관통하는 중공 파이프(49)를 통해 앵커 부재(48)를 보강 부재(44) 하부의 지중에 근입시킴으로써 보강 부재(44)를 지중에 대해 견고하게 고정시키게 된다. 그리고 나서, 굴착 부위의 흙을 되메우고 다진 후에 기초 구조물(40) 위에 지주를 세우고 도로 시설물이나 조명탑 등을 설치한다.
이와 같이 설치된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지주용 기초 구조물(40)은, 기초 본체(42)의 측면 하부에서 기초 본체(42)의 외측으로 돌출되는 보강 부재(44)들의 상부에 위치한 토사의 하중에 의해 기초 구조물(40)의 저항 모멘트가 증가되고 또한 앵커 부재(48)에 의해 각각의 보강 부재(44)들이 지중에 견고하게 지지되기 때문에, 종래와 달리 기초 구조물(40)의 전체적인 크기를 그다지 증가시키지 않고도 기초 구조물(40)의 저항 모멘트를 증가시킬 수 있으며, 동일한 저항 모멘트를 가지는 경우에는 기초 구조물(40)의 크기가 종래보다 감소될 수 있다. 따라서, 기초 구조물(40)을 지중에 매설하기 위하여 지면을 굴착하는 굴착량, 기초구조물(40)을 매립한 후에 지면을 다시 메우는 되메움량, 기초 구조물(40)을 타설하는데 소요되는 콘크리트의 양 및 공사 기간을 감소시킬 수 있다. 또한, 기초 구조물(40)을 현장에서 타설하지 않고 미리 제조하여 현장으로 운반하는 경우에도 운반해야 하는 기초 구조물(40)의 크기가 작으므로 운반에 소요되는 작업량과 작업의 곤란성이 감소된다. 결국, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기초 구조물(40)에 의하면, 기초 구조물(40)을 지중에 매립함에 있어서의 시공성과 경제성이 향상되는 장점이 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서만 도시하고 설명하였으나 본 발명은 반드시 이에만 한정되지는 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않으면서 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있다는 점을 알 수 있을 것이다.
10: 도로 시설물
12: 보조 시설물
20: 지주
30: 가로 부재
40: 기초 구조물
42: 기초 본체
44, 44a, 44b: 보강 부재
46: 연결봉
47, 47b: 중공 파이프
48: 앵커 부재
48a: 근입봉
48b: 헤드
48c: 패드
49: 중공 파이프

Claims (14)

  1. 지중에 매설되어 도로 시설물 또는 조명탑의 지주를 지지하는 지주용 기초 구조물에 있어서,
    상기 지주를 지지하는 기초 본체;
    상기 기초 본체의 하단부의 적어도 일측면에 수평하게 결합되는 적어도 하나의 보강 부재 및
    상기 보강 부재를 상기 기초 본체에 결합시키기 위한 결합 수단을 포함하며,
    상기 결합 수단은,
    상기 보강 부재의 내부에서부터 상기 기초 본체의 내부까지 연장되는 적어도 하나의 연결봉이며,
    상기 기초 본체와 상기 보강 부재 중 적어도 어느 하나에는 상기 연결봉이 삽입되는 구멍이 형성되고, 상기 구멍에는 상기 연결봉을 수용하는 중공 파이프가 구비되며,
    상기 보강 부재를 관통하여 지중에 근입되는 근입봉 및 상기 근입봉의 상단에 절곡 형성되어 상기 보강 부재의 상면과 접촉되는 헤드를 가지는 적어도 하나의 앵커 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강 부재는 상기 기초 본체의 서로 대향하는 두 측면에 결합되며, 상기 기초 본체에 형성되는 구멍은 상기 기초 본체를 관통하게 형성되는 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결봉은 이형 철근으로 만들어진 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 중공 파이프는 폴리염화비닐(PVC) 재질로 만들어진 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강 부재는 그 내부에 와이어 메쉬(wire mesh) 또는 이형 철근을 포함하는 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물.
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 근입봉은 상기 보강 부재의 수직 방향에 대해 1°내지 10°의 각도로 경사진 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 헤드와 상기 보강 부재의 상면 사이에 고무 또는 합판으로 이루어진 패드가 개재된 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강 부재에 상기 근입봉을 안내하는 중공 파이프가 구비된 것을 특징으로 하는 지주용 기초 구조물.
  14. 삭제
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