KR101345575B1 - 자연석 결합 매트형 호안재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하천제방 또는 하안(河岸)에 설치되는 매트형 자연석(10) 호안재에 관한 것으로, 기반시트(20)와 자연석(10)의 부착시 체결앵커(40)에 체결되는 지지판(30)의 상면에 돌출봉(32)을 형성하여 지지판(30), 기반시트(20) 및 자연석(10)간 견고한 결합이 가능하도록 함으로써, 호안재의 내구성 및 완성된 호안구조물의 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여, 매트형 호안재의 상면에 부착되는 자연석(10)이 기반시트(20)로부터 탈락되는 현상을 방지할 수 있으며, 자연석(10)의 유동 및 탈락 과정에서 기반시트(20)가 파손되고 이로 인하여 주변 자연석(10)의 추가 탈락이 유도되는 문제점을 해결할 수 있다.

Description

자연석 결합 매트형 호안재{STONE BONDED MAT TYPE RIVER PROTECTION}
본 발명은 하천제방 또는 하안(河岸)에 설치되는 매트형 자연석(10) 호안재에 관한 것으로, 기반시트(20)와 자연석(10)의 부착시 체결앵커(40)에 체결되는 지지판(30)의 상면에 돌출봉(32)을 형성하여 지지판(30), 기반시트(20) 및 자연석(10)간 견고한 결합이 가능하도록 함으로써, 호안재의 내구성 및 완성된 호안구조물의 구조적 안정성을 확보할 수 있도록 한 것이다.
호안(護岸)이란 하천에 있어서 제방사면과 같이 유수(流水)와 접하는 면이 침식 또는 유실되지 않도록 보호하는 것을 말하며, 자연석(10)이나 콘트리트블럭 등을 이용하여 구성하거나 호안이 필요한 면에 식물을 활착시키는 등 다양한 방법이 사용된다.
이렇듯 다양한 호안공법 중 자연석(10)을 이용하는 방법은 수변경관을 확보하고 친수환경을 조성하며, 수변생태계를 보전하는 등 다양한 이점이 있으나, 시공상 자연석(10)을 축조 또는 부착하는 과정이 복잡할 뿐 아니라 대규모의 인력과 장비가 소요되는 문제점이 있었다.
이에, 도 1에서와 같이 기반시트(20)에 자연석(10)이 부착된 매트형 자연석(10) 호안재가 개발되어, 제방 사면에 일일이 자연석(10)을 부착하거나 축조하지 않고도 신속한 시공이 가능하게 되었으며, 시공후 자연석(10)의 부착상태도 비교적 양호하게 유지할 수 있는데, 이러한 매트형 자연석(10) 호안재로는 실용신안등록 제163471호 등을 들 수 있다.
매트형 자연석(10) 호안재는 도 1에서와 같이, 시공지점의 하천 사면에 전개되는 지오텍스타일(geotextile) 등의 기반시트(20)와 기반시트(20) 상면에 부착되는 다수의 자연석(10)으로 구성되는데, 기반시트(20)와 자연석(10)간 부착은 도 2에서와 같이 지지판(30)과 체결앵커(40)를 통하여 이루어지는 것이 일반적이다.
도 2에서와 같이, 종래의 매트형 자연석(10) 호안재에 있어서 지지판(30)은 통상 강철 등 금속판으로 제작되고 중심부에 통공(31)이 형성되어 체결앵커(40)와 결합되며, 자연석(10), 기반시트(20) 및 지지판(30)이 순차적으로 적층되어 밀착된 상태에서 체결앵커(40)가 체결됨에 따라, 자연석(10)이 기반시트(20)에 부착된다.
또한, 지지판(30)의 하부에는 하방으로 돌출된 다수의 스파이크(spike)(33)가 형성되어, 시공시 자연석(10)의 하중으로 인하여 스파이크(33)가 지반에 압입되도록 함으로써, 전체 호안재의 안정성을 향상시키고, 호안재의 사면상 활동(sliding)을 방지하게 된다.
매트형 자연석(10) 호안재의 제작시 자연석(10)과 기반시트(20)간 부착을 지지판(30) 및 체결앵커(40)를 통한 기계적 결합을 통하여 수행함으로써 접착제를 사용하거나 별도의 결선(結線) 작업 없이도 신속한 제작이 가능하지만, 도 2의 타원내 확대부를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 지지판(30)은 평면인 반면 기반시트(20)와 접하는 자연석(10)은 평활하지 않고 불규칙한 표면을 가지므로, 기반시트(20)와 자연석(10)의 접촉면적은 극히 제한적일 수 밖에 없으며, 따라서 좁은 면적에 자연석(10)에 작용하는 외력이 집중되어 자연석(10)과 접하는 기반시트(20)가 마모되거나 파손되어 결국 자연석(10)이 이탈되는 문제점이 있었다.
또한, 자연석(10)과 지지판(30)간 결합구조에서도 실질적인 밀착면적은 체결앵커(40) 주변의 극히 제한된 지점에 한정되므로, 자연석(10)과 지지판(30)간 견고한 결착에 한계가 있을 수 밖에 없으며, 이러한 자연석(10), 기반시트(20) 및 지지판(30)간 취약한 결합구조로 인하여 하천 유수(流水)에 의한 외력 작용시 자연석(10)이 유동되면서 자연석(10)과 지지판(30)간 결합상태가 이완되고, 외력이 반복됨에 따라 이완상태가 점진적으로 악화되면서 결국 전체 구조가 와해되는 심각한 문제점이 있었다.
이에, 자연석(10)의 저면을 평활하게 가공하여 지지판(30) 및 기반시트(20)와의 접촉면적을 확대하거나, 지지판(30)의 상면 형상을 자연석(10) 표면에 일치하도록 가공하는 방안을 고려할 수 있으나, 추가 공정이 소요되어 제작비용이 증액될 뿐 아니라, 각기 다른 형상을 가지는 자연석(10)의 표면에 지지판(30) 형상을 일치시키는 것은 현실적으로 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 다수의 자연석(10)이 체결앵커(40) 및 지지판(30)을 통하여 기반시트(20)에 결합되어 구성되는 자연석(10) 호안재에 있어서, 선단부 외주면에 나사선이 형성된 체결앵커(40)의 두부(頭部)는 자연석(10)에 결합되고 지지판(30)의 중심부에는 통공(31)이 천공되어 기반시트(20)를 관통한 체결앵커(40)의 선단부가 상기 통공(31)을 통과하여 지지판(30) 하측으로 노출되며, 지지판(30)의 상면에는 상측으로 돌출된 3개의 돌출봉(32)이 형성되되 이들 돌출봉(32)은 통공(31)을 중심으로 방사상(放射狀)으로 배치되어, 체결앵커(40)의 선단부에 체결너트(41)를 결합함에 따라 3개의 돌출봉(32) 상단이 자연석(10)의 저면을 압박함을 특징으로 하는 자연석 결합 매트형 호안재이다.
또한, 상기 지지판(30)의 통공(31) 주변 저면에는 구형(球形) 곡면이 상측으로 요입(凹入) 형성된 구면요부(34)가 형성되며, 통공(31)을 통과한 체결앵커(40)의 선단부에는 상기 구면요부(34)의 내경과 동일한 외경의 구형 곡면이 상면에 형성되고 중심부가 천공된 구면링(42)이 결합되며, 구면링(42)을 통과한 체결앵커(40) 선단부에 체결너트(41)가 결합됨에 따라 구면링(42)이 구면요부(34)를 압박함을 특징으로 하는 자연석 결합 매트형 호안재이다.
본 발명을 통하여, 매트형 호안재의 상면에 부착되는 자연석(10)이 기반시트(20)로부터 탈락되는 현상을 방지할 수 있으며, 자연석(10)의 유동 및 탈락 과정에서 기반시트(20)가 파손되고 이로 인하여 주변 자연석(10)의 추가 탈락이 유도되는 문제점을 해결할 수 있다.
이렇듯 자연석(10) 부착식 매트형 호안재의 내구성 및 구조적 안정성을 제고함으로써, 전체 호안공의 성능을 개선하고 수명을 연장할 수 있으며, 호안공이 구축된 하천의 단면을 장기간 유지할 수 있을 뿐 아니라, 자연석(10)의 부착상태를 안정적으로 유지함으로써 수변경관을 확보하는 효과 또한 얻을 수 있다.
도 1은 매트형 자연석 호안재의 시공상태 예시도
도 2는 종래 매트형 자연석 호안재의 분해사시도
도 3은 본 발명의 분해사시도
도 4는 본 발명의 요부 발췌 분해사시도
도 5는 비 관통형 돌출봉이 적용된 본 발명의 지지판 설치상태 단면도
도 6은 본 발명의 지지판 설치상태 예시도
도 7은 구면요부가 형성된 본 발명의 지지판 일 실시예 부분절단 사시도
도 8은 도 7 실시예의 지지판 설치상태 예시도
본 발명의 상세한 구성 및 제조과정을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 3은 본 발명의 외형과 대표단면을 도시한 것으로, 동 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 매트형 자연석(10) 호안재는 자연석(10), 기반시트(20), 지지판(30) 및 체결앵커(40)로 구성된다.
본 발명에 적용되는 체결앵커(40)는 도 4에서와 같이 하측 선단부 외주면에 나사선이 형성되고 상측 두부(頭部)에는 직경이 소폭 확대된 확경부(擴徑部)가 형성되어 사전에 결합공이 천공된 자연석(10)에 삽입되어 고정되며, 기반시트(20) 하부에 구성되는 지지판(30)의 중심부에는 통공(31)이 천공되어 기반시트(20)를 관통한 체결앵커(40)의 선단부가 상기 통공(31)을 통과하여 지지판(30) 하측으로 노출되고, 노출된 체결앵커(40) 선단부에 체결너트(41)가 체결됨으로써 자연석(10)이 기반시트(20)에 고정된다.
도 3의 타원내 확대부 및 도 4에서와 같이, 본 발명의 지지판(30)의 상면에는 상측으로 돌출된 3개의 돌출봉(32)이 형성되어, 체결앵커(40)의 선단부에 체결너트(41)를 결합함에 따라 3개의 돌출봉(32) 상단이 자연석(10)의 저면을 압박하게 되는데, 이와 같은 3점 지지 구조로 인하여 자연석(10)의 표면 형상과 관계 없이 3개의 돌출봉(32) 상단이 모두 자연석(10) 표면에 밀착될 수 있다.
지지판(30) 표면에 형성되는 돌출봉(32)은 지지판(30) 중심부의 통공(31)을 중심으로 방사상(放射狀)으로 배치되어, 각각의 돌출봉(32)이 평면상 3각형의 꼭지점을 구성하게 되는데, 가급적 돌출봉(32)간 거리를 길게 확보하는 것이 지지판(30)과 자연석(10)간 견고한 결착에 유리하다.
지지판(30) 상면 돌출봉(32)의 자연석(10) 압박은 2가지의 방식이 가능한데, 도 3의 타원내 확대부에서와 같이, 돌출봉(32)의 첨부(尖部)를 예리하게 형성하여 체결앵커(40)를 통한 지지판(30)과 자연석(10)의 결합과정에서 돌출봉(32)이 기반시트(20)를 관통하여 자연석(10)에 직접 접촉되는 방식과, 도 5에서와 같이 돌출봉(32)을 완만하게 형성함으로써 돌출봉(32)이 자연석(10)에 직접 접촉하지 않고 돌출봉(32) 주위의 기반시트(20)가 변형되면서 자연석(10)과 기반시트(20)가 밀착되는 방식을 들 수 있다.
돌출봉(32)의 첨부가 자연석(10)에 직접 접촉되는 경우 즉, 돌출봉(32)이 기반시트(20)를 관통하는 경우에는 돌출봉(32)의 용이한 관통을 위하여 사전에 기반시트(20)를 천공할 수도 있다.
이렇듯, 돌출봉(32)을 통한 지지판(30)과 자연석(10)간 3점 지지 구조를 통하여 매트형 자연석(10) 호안재의 견고한 부착 구조를 달성할 수 있으나, 도 6에서와 같이, 자연석(10) 표면과 돌출봉(32) 첨부간 접점이 형성되는 과정에서 체결앵커(40)와 지지판(30)이 직각으로 체결되지 못하고 경사를 이루며 체결될 수도 있다.
물론 체결앵커(40)와 지지판(30)간 체결이 완전한 직각을 이루지 못하여도 소기의 체결강도는 확보할 수 있으나, 도 7 및 도 8에서와 같이, 지지판(30)의 저면에 구면요부(球面凹部)(34)를 형성하고 체결앵커(40)에 구면링(42)을 추가로 결합함으로써 일층 견고한 체결을 달성할 수 있다.
즉, 도 7에서와 같이, 지지판(30)의 통공(31) 주변 저면에는 구형(球形) 곡면이 상측으로 요입(凹入) 형성된 구면요부(34)를 형성하고, 통공(31)을 통과한 체결앵커(40)의 선단부에는 상기 구면요부(34)의 내경과 동일한 외경의 구형 곡면이 상면에 형성되고 중심부가 천공된 구면링(42)을 결합함으로써, 구면링(42)을 통과한 체결앵커(40) 선단부에 체결너트(41)가 결합됨에 따라 구면링(42)이 구면요부(34)를 안정적으로 압박할 수 있도록 한 것이다.
이러한 구면요부(34) 및 구면링(42)을 통하여, 도 8에서와 같이, 체결앵커(40)가 다소 경사지게 체결되는 경우에도, 주면요부와 구면링(42)이 동일 직경의 구면 밀착면을 형성하면서 견고한 결착력을 발현할 수 있다.
10 : 자연석
20 : 기반시트
30 : 지지판
31 : 통공
32 : 돌출봉
33 : 스파이크
34 : 구면요부
40 : 체결앵커
41 : 체결너트
42 : 구면링

Claims (2)

  1. 다수의 자연석(10)이 체결앵커(40) 및 지지판(30)을 통하여 기반시트(20)에 결합되어 구성되는 자연석(10) 호안재에 있어서,
    선단부 외주면에 나사선이 형성된 체결앵커(40)의 두부(頭部)는 자연석(10)에 결합되고 지지판(30)의 중심부에는 통공(31)이 천공되어 기반시트(20)를 관통한 체결앵커(40)의 선단부가 상기 통공(31)을 통과하여 지지판(30) 하측으로 노출되며;
    지지판(30)의 통공(31) 주변 저면에는 구형(球形) 곡면이 상측으로 요입(凹入) 형성된 구면요부(34)가 형성되고;
    지지판(30)의 상면에는 상측으로 돌출된 3개의 돌출봉(32)이 형성되되 이들 돌출봉(32)은 통공(31)을 중심으로 방사상(放射狀)으로 배치되어, 체결앵커(40)의 선단부에 체결너트(41)를 결합함에 따라 3개의 돌출봉(32) 상단이 자연석(10)의 저면을 압박함을 특징으로 하는 자연석 결합 매트형 호안재.
  2. 청구항 1에 있어서, 통공(31)을 통과한 체결앵커(40)의 선단부에는 상기 구면요부(34)의 내경과 동일한 외경의 구형 곡면이 상면에 형성되고 중심부가 천공된 구면링(42)이 결합되며, 구면링(42)을 통과한 체결앵커(40) 선단부에 체결너트(41)가 결합됨에 따라 구면링(42)이 구면요부(34)를 압박함을 특징으로 하는 자연석 결합 매트형 호안재.
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