KR101452188B1

KR101452188B1 - 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽 및 그 시공 방법

Info

Publication number: KR101452188B1
Application number: KR1020120123082A
Authority: KR
Inventors: 김태수; 서덕동
Original assignee: 유한회사 강남이앤씨
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2014-10-23
Also published as: KR20140055780A

Abstract

본 발명은 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽의 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리-스트레싱(pre-stressing)에 의하여 전면 블록을 일체화시켜 횡토압 저항 성능을 향상시키고, 우각부 및 곡선부의 변위 및 인장 균열을 최소화하도록 설계된 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽 및 그 설치방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 일체형 전면 블록을 포함하는 보강토 옹벽은 전면 블록을 미적 요소뿐만 아니라 횡토압에 대한 저항 기능을 갖도록 하여 구조적 요소로서 이용하므로 횡토압력에 대한 저항성을 향상시킬 수 있어 보강재의 양 및 보강재의 배면방향으로의 길이를 줄일 수 있다. 따라서 보강토 옹벽 시공 비용을 획기적으로 절감할 수 있으며, 기존 우각부 및 곡선부 보강토 옹벽의 경우에 취약점이었던 코너부의 횡압력 저항성을 강화함으로써 우각부 및 곡선부에서의 보강도 옹벽 시공에 있어서의 경제성 및 안정성을 더욱 강화할 수 있다.

Description

일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽 및 그 시공 방법{Reinforced earth retaining wall comprising all-in-one type facing blocks for edge angle or curve area and construction method of the same}

본 발명은 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽 및 그 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프리-스트레싱(pre-stressing)에 의하여 전면 블록 벽체의 횡토압 저항 성능이 향상되고, 우각부 및 곡선부의 변위 및 인장 균열을 최소화하도록 설계된 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 보강토 옹벽은 토압력에 저항하여 토체의 붕괴를 방지하기 위한 벽체 구조물을 말하는 것으로, 산악지는 물론 토지 가격이 높은 지역 등에서는 토지를 효율적으로 이용하기 위하여 많이 이용된다.

이러한 보강토 옹벽은 일반적으로 사질토 등의 뒤채움 재료에 인장력이 크고 마찰력이 좋은 보강재를 수평으로 삽입하여 뒤채움 재료의 횡방향 변위를 억제함으로써 토체의 안정을 기하도록 한 것으로서 보강재, 뒤채움 재료 및 전면 벽체(전면 패널 또는 전면 블록)로 구성된다.

이러한 종래의 보강토 옹벽 구성에서 뒤채움 재료의 안정성에 영향을 주는 요소는 주로 보강재이다. 보강재는 보강토 등 뒤채움 재료와의 결속력을 강화하기 위하여 종래의 띠형 보강재 외에 그리드형 보강재, 토목섬유를 이용한 지오그리드, 직조형 지오그리드 등으로 발전되어 왔다. 그러나, 이러한 그리드형 보강재는 제조가 비교적 어렵고 제조 원가가 높아 보강토 옹벽 설치 비용 상승의 주요 원인으로 인식되고 있다.

보강토 옹벽의 구성 요소 중에서, 전면 패널이나 전면 블록과 같은 전면 벽체는 보강재를 고정하고 국부적인 토체의 이완(분리 및 침식)을 방지하는 역할을 하지만, 근본적으로 보강토 구조물에서 구조적 기능을 발휘하지는 못하는 것으로 알려져 있다. 즉, 전면 벽체는 보강토 구조물의 경사면에 노출된 유일한 구성요소로서 전체적인 보강토 구조물의 미관에 영향을 미칠 뿐이고 근본적으로 구조적 역할은 거의 하지 못하는 것으로 인식되어 있다.

본 발명자들은 이러한 전면 벽체가 미적 기능뿐만 아니라 구조적 기능까지 가질 수 있다면 고가의 보강재의 사용을 최소화할 수 있는 동시에 횡 변위 등 인장 균열을 방지할 수 있을 것이라는 데에 착안하였다.

종래 기술은 이러한 전면 벽체를 구조적 요소로서 사용한 예는 없다. 관련된 기술을 일부 예시하면, 대한민국 공개특허 제2006-0133304호는 보강토 옹벽의 고정수단에 관한 것으로서, 지반 침하나 지진 기타 유해한 외력에 대항하여 축조된 다소의 옹벽 구조물을 견고하게 지지할 수 있으며, 블록의 후면부에 설치된 보강재와의 연결 수단으로 블록과 블록의 결합력 증진과 함께 블록과 보강재의 결합을 확실하게 하여 보강재의 이탈에 따른 블록의 붕괴나 변형을 방지할 수 있는 기술에 관하여 제안한다. 그러나, 이 기술은 전면 블록과 보강재의 결합을 보완하기 위한 기술일 뿐, 전면 블록 자체를 구조적 요소로서 사용하기 위한 것과는 관련성이 없다.

또한, 대한민국 등록특허 제1075574호는 보강토 옹벽이 설치되는 지형의 상부로부터 하측으로 1차 천공홀을 형성하고 이 1차 천공홀 내에 1차 그라우팅재를 주입한 후 주입된 1차 그라우팅재의 전방층 지형을 절취하고, 절취된 지형의 전방 외측으로 상하 및 좌우 각각 다수 열을 이룸과 동시에 소정 길이 노출된 상태로 보강재를 설치하며, 상기 노출된 보강재 중 좌우 횡방향으로 복수 개의 보강재에 동시에 연결되도록 1차 및 2차 지압판을 설치함으로써 보강재에 걸리는 응력을 분산시켜 안전성을 향상시킬 수 있는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 이 기술은 그라우팅재 및 빔을 세우고 이를 보강재와 연결시켜 안전성을 강화한 기술로서 전면 벽체 자체를 구조적 요소로서 이용하는 기술과는 관련성이 없다.

또한, 대한민국 공개특허 제2009-0107347호는 철근 콘크리트벽과 암 기초부를 관통하도록 형성되는 수평 천공홀에 락 볼트를 삽입하여 양단 긴장형 수평 락 볼트에 의해 암 사면에 수평 압축 응력이 작용하여 암 사면이 안정화되어 풍화암 및 연암 등에 안정하게 보강토 옹벽을 설치할 수 있는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 이 기술은 단단한 암 사면에 보강토 옹벽을 안전하게 설치하기 위한 방법일 뿐, 전면 벽체를 구조적 요소로서 이용하는 기술과는 관련성이 없다.

즉, 종래 기술에서는 전면 벽체를 단순히 심미적 요소로만 고려했을 뿐 이를 구조적 요소로서 고려한 예는 없다. 또한, 상기 예시된 기술은 자체로 시공방법이 복잡하고 보강을 위한 여러 요소가 추가됨으로써 설치 비용이 오히려 증가하는 문제점이 있어 실제 활용되기까지는 풀어야 할 문제가 많다.

특히, 종래의 우각부 및 곡선부의 보강토 옹벽은 횡토압이 집중되는 지점으로 보강토 옹벽의 취약 지점이다. 이러한 우각부 및 곡선부의 보강토 옹벽 시공을 위해서는 기초를 더욱 튼튼히 해야 하고 더 많은 양의 보강재 및 보강토를 사용해야 하는 등 시공 비용이 직선 구간의 보강토 옹벽에 비하여 훨씬 많이 소요되고 시공 기간도 오래 걸리는 문제가 있었다.

따라서, 보강토 옹벽을 시공함에 있어 종래에 단순한 미적 요소로만 활용되었던 전면 벽체에 구조적 기능을 덧붙여 토사의 횡압력을 견딜 수 있는 기능을 부여할 수 있다면 보강토 옹벽의 설치 비용을 감소시킬 수 있어 기존 보강토 옹벽 시공 업계의 문제점 및 오랜 과제를 일거에 해결할 수 있을 것이다. 특히, 기존 보강토 옹벽에서 취약 지점이었던 우각부 및 곡선부의 토사 횡압력에 의한 보강토 파괴의 문제를 경제적으로 해결할 수 있다면 보강토 옹벽 시공 분야에서는 획기적인 전기가 될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 상황을 고려하여 새로이 개발된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는 전면 블록을 미관적 요소로만 이용하는 것이 아니라, 횡토압에 대해 저항할 수 있는 구조적 기능을 부여함으로써 보강토 옹벽의 시공성, 안정성, 경제성 및 효율성을 제고시킬 수 있으며, 특히 우각부 또는 곡선부에서의 횡토압에 대한 저항성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 보강토 옹벽을 제공하는 것이다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는 상기 보강토 옹벽의 시공 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 첫 번째 과제를 달성하기 위해 본 발명은,

전면 블록, 상기 전면 블록의 내측에 소정 간격으로 적층되어 있으며 뒤채움 재료의 응력을 분산시키기 위한 보강재 및 상기 보강재 사이에 성토되어 상기 보강재에 의해 보강되는 뒤채움 재료를 포함하여 구성되는 우각부 또는 곡선부 보강토 옹벽에 있어서,

상기 전면 블록이 수직방향으로는 각 단위 블록의 홀을 통과하는 인장체를 포함하고 있으며, 상기 인장체의 하단은 콘크리트 기초 또는 상기 전면 블록의 최하부 단위 블록에 정착되고 상단은 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위로 연장 및 정착되어 프리-스트레싱(pre-stressing)에 의하여 단위 블록을 상하 방향으로 일체화시키도록 설치되며, 수평 방향으로는 상기 각 인장체를 서로 연결하는 연결체가 블록을 수평 방향으로 일체화시키도록 구비되어 있으며,

상기 우각부 또는 곡선부 일측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단은 상기 우각부 또는 곡선부 타측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단과 연결체에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽을 제공한다.

또한, 상기 두 번째 과제를 달성하기 위해 본 발명은,

(a)보강토 옹벽을 시공하고자 하는 위치에 인장체의 말단이 하부에 정착된 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부 단위 블록을 설치하는 단계;

(b)상기 정착된 인장체를 관통시켜 단위 블록을 적층하고 바텀-업(bottom-up) 방식으로 원하는 높이까지 단위 블록을 인장체에 관통시켜 전면 블록을 형성시키되, 상기 인장체의 상부 일단은 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위로 연장되도록 설치하고, 연결체를 이용하여 상기 각 인장체를 수평 방향으로 연결하는 단계;

(c)상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위로 연장된 인장체를 정착시키되, 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위에서 프리-스트레싱(pre-stressing)을 가하여 전면 블록을 일체화시키는 단계; 및

(d) 상기 우각부 또는 곡선부 일측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단을 상기 우각부 또는 곡선부 타측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단과 연결체에 의해 연결시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽의 시공 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽 및 그 시공 방법의 효과 및 장점을 설명하면 아래와 같다.

1. 본 발명에 따른 보강토 옹벽은 전면 블록을 단순한 미적 요소뿐만이 아니라, 구조적 기능, 즉 횡토압에 대한 저항 기능을 부여하였다. 즉, 전면 블록을 각각의 단위 블록을 개별적으로 적층한 것이 아니라, 단위 블록 내부 홀에 인장체를 삽입하고 프리-스트레싱을 가함으로써 전체 전면 블록이 일체화 거동을 할 수 있도록 하였다. 이에 따라 단순한 미적 전면 블록에서는 볼 수 없는 횡토압 저지 기능을 부여할 수 있으므로, 배면부에 사용되는 보강재의 양을 최소화할 수 있어 경제성, 작업성 및 시공성을 향상시킬 수 있다.

2. 또한, 기존 보강토 옹벽에서 우각부 또는 곡선부는 특히 횡토압이 집중되어 전면 벽체의 인장 균열이 많이 발생하고 보강토 구조체의 붕괴가 자주 일어나는 취약 지점인데, 본 발명은 전면 벽체 자체에 횡토압을 저지할 수 있는 구조적 기능을 부여함과 동시에 우각부 또는 곡선부의 대치점을 인장체 상호간을 연결시킬 수 있는 연결체로써 연결함으로써 우각부 및 곡선부에서의 횡토압에 대한 저항성을 더욱 강화시켜 우각부 및 곡선부에서의 횡토압에 취약한 문제점도 해결할 수 있다.

도 1은 전면 블록, 보강재 및 보강토로 이루어진 종래 일반적인 보강토 옹벽의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 우각부(2a) 및 곡선부(2b)의 보강토 옹벽으로서 취약 지점으로 횡토압이 집중되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 전면 블록을 포함하는 보강토 옹벽의 측단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 전면 블록을 포함하는 보강토 옹벽의 일부 정면도이고 도 4b는 그 확대도이며, 도 4c는 완성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽의 저면부를 확대한 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽에 있어서, 단위 블록에 인장체가 삽입되고, 상기 인장체를 연결체가 연결하고 있는 것을 나타내는 평단면도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽에 사용되는 단위 블록의 예를 나타내는 사시도이며, 도 6c는 상기 단위 블록을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽에 있어서, 연결체에 의해 인장체가 서로 연결되는 형태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 우각부 보강토 옹벽으로서 연결체에 의해 각 인장체가 연결된 모습을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 우각부 보강토 옹벽으로서 연결체에 의해 각 인장체가 연결된 모습을 나타내는 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽의 시공 방법을 순서대로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 전면 블록, 보강재 및 보강토로 이루어진 종래 일반적인 보강토 옹벽의 일 예를 나타내는 도면이다. 도 1에서 보는 바와 같이 일반적인 보강토 옹벽은 보강재(예를 들어, 지오그리드)가 보강토 중에 일정 간격을 두고 삽입되어 있으며, 보강재는 전면 블록에 연결되어 있는 구조를 하고 있다. 다만, 보강토체를 먼저 시공하고 전면 벽체를 나중에 시공하는 분리형 보강토 옹벽의 경우에는 보강재가 전면 블록에 직접 연결되지 않을 수도 있다. 이때 전면 블록은 단순히 미적 기능만을 하며, 토사의 횡토압에 대한 저항력은 보강재와 보강토의 상호 작용에만 의존한다. 따라서 보강토 옹벽이 높은 곳이나, 토사량이 많은 곳과 같은 장소에서는 충분한 횡토압 저항력을 가지기 위하여 고가의 보강재를 다량 사용해야 하므로 보강토 옹벽 시공 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

도 2a 및 도 2b는 종래의 우각부(2a) 및 곡선부(2b)의 보강토 옹벽으로서 취약 지점으로 횡토압이 집중되는 모습을 나타내는 도면이다. 종래 우각부의 보강토 옹벽 시공에 있어서는 우각부의 코너 부분에 횡압력이 집중되고 보강재가 좁은 이격을 두고 설치됨에 따라 보강토와의 마찰력이 감소되어 저항력이 저하되는 것을 방지하기 위하여 겹쳐지는 보강층 사이에 두께 75mm 이상의 토사를 포설해서 보강토와 보강재 사이에 적절한 마찰저항력이 유발되도록 하는 방법을 사용하였다. 또한 종래 곡선부의 보강토 옹벽 시공에 있어서는 오목한 부분에 보강재가 포설되지 않는 문제가 있어 이 부분이 취약해 질 수 있으므로 빈 공간에는 추가적으로 보강재를 포설하여 지반을 보강하였으며, 인접한 보강재끼리 겹쳐지는 부분에는 마찰력 저하를 고려해 겹쳐지는 부분에는 두께 75mm 이상의 토사를 포설해서 보강토와 보강재 사이에 적절한 마찰저항력이 유발되도록 하는 방법을 사용하였다. 그러나, 상기 종래 기술에서는 우각부 및 곡선부에서의 변위 및 균열 등에 대하여 효과적으로 대처하지 못하고 있었으며, 보강재가 과다하게 필요하고, 근본적으로 횡토압 저항 기능을 부여하는데는 한계가 있었다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 전면 블록을 포함하는 보강토 옹벽의 측단면도이다. 또한, 도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 일체형 전면 블록을 포함하는 보강토 옹벽의 일부 정면도이고 도 4b는 그 확대도이며, 도 4c는 완성도이다.

도 3a, 도 3b 및 도 4a, 도 4b에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 보강토 옹벽은 단위 블록이 적층되어 이루어진 전면 블록(20), 상기 전면 블록의 내측에 소정 간격으로 적층되어 있으며 뒤채움 재료의 응력을 분산시키기 위한 보강재(21) 및 상기 보강재 사이에 성토되어 상기 보강재에 의해 보강되는 뒤채움 재료(22)를 포함하여 구성되며,

상기 전면 블록(20)이 수직 방향으로는 각 단위 블록의 홀을 통과하는 인장체(23)를 포함하고 있고, 상기 인장체의 하단은 콘크리트 기초 또는 상기 전면 블록의 최하부 단위 블록(24)에 정착되고 상단은 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위로 연장 및 정착되어 프리-스트레싱(pre-stressing)에 의하여 전면 단위 블록을 상하 방향으로 일체화시키도록 설치되며, 수평 방향으로는 상기 각 인장체를 서로 연결하는 연결체가 구비되어 각 단위 블록을 수평 방향으로 일체화시킨다.

본 발명에서 상기 용어인 전면 블록은 본 발명에 따라 일체화되어 전면에 배치되는 매크로 형태의 블록 집합체 전체를 가리키고, 상기 단위 블록을 상기 전면 블록을 구성하는 하나하나의 개별 블록을 가리키는 것으로 서로 구별된다. 또한, 콘크리트 기초 또는 상기 전면 블록의 최하부 단위 블록은 용어상 구별하고 있으나 콘크리트 기초를 별도로 설치하지 않을 경우에는 전면 블록의 최하부 단위 블록 자체가 콘크리트 기초로 이용될 수 있음은 통상의 기술자가 자명하게 알 수 있는 것이므로 도면에서도 특별히 구별하여 표시하지 않았음이 이해되어야 한다.

본 발명에 있어서, 상기 인장체(23)는 전면 블록의 최하부 단위 블록 내에 정착될 수도 있으나, 보강토 옹벽의 안정성을 위해서는 최하부 단위 블록 하부에 콘크리트 기초를 형성하고 이 콘크리트 기초에 정착되는 것이 바람직하다. 이 때 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부 단위 블록(24)은 상기 전면 블록의 하부로부터 뒤채움 재료 방향으로 소정 길이만큼 연장되어 연장된 콘크리트 기초 또는 전면 블록층의 최하부 단위 블록(25)을 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우 연장된 길이만큼 전면 블록과 함께 전체적으로 일체화되어 L자형 옹벽으로서 기능화할 수 있으며, 이에 따라 횡토압에 대한 저항을 더욱 강화할 수 있고 옹벽의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 연장된 콘크리트 기초 또는 전면 블록층의 최하부 단위 블록은 구조적 안정성을 더 높이기 위하여 최하부층 위에 추가 콘크리트 기초(25')를 구비할 수 있다.

또한, 이 경우 연장된 콘크리트 기초 또는 최하부 단위 블록 상부에 놓이는 뒤채움 재료는 비중이 일반적인 뒤채움 보강토보다 큰 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 단위용적질량이 1.5 ton/㎥ 이상인 것, 예를 들어, 부순골재, 바텀애쉬, 순환골재, 고로슬래그와 제강슬래그를 혼합하여 수침팽창비 1.5% 이하로 제조한 복합슬래그, 전기로 산화슬래그, 페로니켈 슬래그, 아연제련 슬래그 및 동제련 슬래그 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 경우 일체형 거동에 더 유리하다.

본 발명에 있어서, 상기 인장체(23)는 단위 블록의 내부 홀을 상하 방향으로 관통하여 프리-스트레싱을 가하여 상하 방향으로 인장력을 부여한 후 최상부 단위 블록 위에 스토퍼(28)로써 가해진 인장력을 유지한다.

또한, 도 3a 내지 도 3c에서 보는 바와 같이, 상기 인장체(23)의 상부 정착부는 인근의 다른 전면 블록의 상부 정착부와 보강 캡(cap)(30)에 의해 연결되어 인근의 다른 전면 블록과도 일체화되어 전체 전면 블록이 일체화되도록 설계될 수 있다. 본 발명에서 이러한 보강 캡(30)으로 사용될 수 있는 예로는 비제한적으로 콘크리트, 플라스틱, 강관, 강선 등을 들 수 있다. 또한, 상기 보강 캡을 인장체 상부 말단의 일부만을 연결시키는 것도 가능하나, 인장체 상부 말단을 전체적으로 연결시킬 경우에는 전체 옹벽이 일체화될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽의 저면부를 확대한 도면이다. 본 발명에 있어서, 상기 인장체(23)에는 프리-스트레싱이 가해지기 때문에 전면 단위 블록 각각에 대해 압축력이 작용할 수 있다. 일반적인 미관형 단위 블록은 내구성이 크지 않으므로 프리-스트레싱에 의한 압축력에 의해 파괴가 일어날 수 있으므로 이러한 문제를 방지하기 위해 전면 블록의 각 단위 블록 사이에 소프너(softener)(26)를 삽입할 수 있다. 한편, 내구성이 강화된 강화 블록을 단위 블록으로 사용할 경우에는 이러한 소프너의 사용을 배제할 수 있다.

이 때 사용되는 인장체는 일체형 인장체로서 전면 단위 블록을 아래로부터 위로 일괄적으로 적층시키는 것도 가능하나, 이 경우 옹벽의 높이가 높은 경우에는 작업성이 저하되므로 분리형 인장체를 사용하여 일정 높이의 단위 블록을 적층하고 분리형 인장체를 연결한 다음 다시 단위 블록을 적층하는 방식으로 작업을 교대로 진행하도록 하는 것이 유리하다. 이 때 분리형 인장체의 연결은 커플러(coupler)에 의하여 연결하는 방법, 볼트/너트의 체결 방식으로 연결하는 방법 등 다양한 방법이 가능하다. 또한 인장체 연결과 단위 블록 적층은 1:1로 진행할 필요는 없고 단위 블록을 복수층 적층한 후 인장체를 연결시키는 방법도 가능하다.

본 발명에서 상기 인장체(23)로 사용되는 예는 비제한적으로 앵커, 마이크로파일(micro pile), 철근, 강봉, 강관, 강화 섬유, 와이어, 프리스트레싱 텐던(prestressing tendon) 등을 들 수 있으며, 상기 연결체(29)로 사용될 수 있는 것으로는 비제한적으로 강화 섬유, 와이어 등을 들 수 있다. 상기 인장체(23)는 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부 단위 블록(24) 내에 정착되거나, 이들을 통과하여 그 하부에 직접 정착시킬 수도 있으며, 이들을 통과하여 그 하부의 지면 또는 암(岩)에 정착시킬 수도 있다.

본 발명에서 이러한 정착의 방법의 예로는 비제한적으로 앵커링(anchoring), 그라우팅(grouting) 또는 볼팅(bolting) 등의 방법을 사용할 수 있다.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽에 있어서, 단위 블록에 인장체가 삽입되고, 상기 인장체를 연결체가 연결하고 있는 것을 나타내는 평단면도이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽에 사용되는 단위 블록을 나타내는 사시도이며, 도 6c는 상기 단위 블록을 상세하게 나타낸 도면이다.

도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 단위 블록의 예에서는 상하 방향으로 중간부에 인장체 관통홀(51)이 구비되어 있고, 단위 블록의 상부에는 연결체(29)의 수평 통과를 위한 단차(52)가 구비되어 있다. 상기 인장체(23)는 상층에서는 인장체 관통홀(51)을 통과하여 상기 상층의 바로 하층에서는 단위 블록과 단위 블록 사이 공간을 통과하게 되어 실제로 인장체에 관통되는 단위 블록은 격층으로만 관통되는 결과를 가져온다. 따라서 인장체에 의해 관통되지 않는 단위 블록은 일체화 거동이 어렵게 되는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 인접하는 단위 블록에는 상기 설명된 것과 반대 방식으로 인장체를 삽입하고 인접 인장체 간을 서로 와이어 등의 연결체를 이용하여 수평 방향으로 연결함으로써 전체가 일체화되도록 한다. 또한 인접하는 단위 블록 간에는 연결핀을 연결핀 삽입홀(53)에 삽입하여 측 방향으로 서로 묶어주는 것이 바람직하다.

도 6c에서 좌측 상부 도면은 단위 블록의 전방에서 바라본 도면이고, 좌측 하부 도면은 단위 블록의 후방에서 바라본 도면이며, 단위 블록의 우측 도면은 단위 블록의 측방에서 바라본 도면이고, 최우측 도면은 화살표 방향으로 자른 A-A 단면을 나타내는 도면이다.

또한, 단위 블록의 배면부는 서로 맞물릴 수 있도록 하여 뒤채움 재료에 의해 전도되지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽에 있어서, 연결체(29)에 의해 인장체(23)가 서로 연결되는 형태를 나타낸 도면이다. 와이어 등의 연결체(29)는 인접한 인장체(23)를 감싼 후 클립(61) 등에 의해 고정될 수 있으며, 우측에 도시된 바와 같이 연결체(29)의 양단 끝을 고리 형태로 형성된 걸쇠(62)를 이용하여 연결할 수도 있다.

본 발명에 따른 보강토 옹벽은 우각부 및 곡선부의 보강토 옹벽인 것을 특징으로 한다. 이러한 우각부 또는 곡선부 보강토 옹벽에서는 횡압력이 코너 부분에 집중되는 현상이 있으므로 코너부에는 좀더 강화된 저항력을 부여할 필요가 있다. 따라서 본 발명에 따른 우각부 또는 곡선부 보강토 옹벽에 있어서, 우각부 또는 곡선부 일측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체(23) 일단은 우각부 또는 곡선부 타측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단과 연결체(27)에 의해 연결되어 횡토압에 대한 저항력을 강화시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 우각부 보강토 옹벽으로서 연결체(27)에 의해 각 인장체(23)가 연결된 모습을 나타내는 평면도이다.

본 발명에서 상기 연결체(27)는 상기 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단 뿐만 아니라 인장체의 중간에도 복수로 연결될 수 있다. 또한, 인장체와 인장체 사이를 연결체에 의해 연결시키는 방법은 인장체가 서로 평행하게 설치되도록 하는 방법도 있으나, 지그재그, X자 형태 등 목적 및 용도에 따라 다양한 설계 변경이 가능하다. (도 9 참조)

이러한 연결체는 전면 벽체에 함입되는 연결체와 그 재료 및 연결 방법이 동일할 수 있다.

이상 본 발명의 전면 벽체가 횡토압 저항 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 본 발명의 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽의 구조에 관하여 상세히 설명하였다. 본 발명은 이러한 보강토 옹벽의 구조뿐만 아니라 이러한 보강토 옹벽을 시공하는 방법 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 이하에서는 이러한 본 발명에 따른 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽을 시공하는 방법에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽의 시공 방법은

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 (b) 단계에서, 바텀-업(bottom-up) 방식으로 원하는 높이까지 단위 블록을 인장체(23)에 관통시켜 전면 블록을 형성시키는 것은 일체형 인장체를 사용하여 단위 블록을 아래로부터 위로 일괄적으로 적층하거나 또는 분리형 인장체를 사용하여 인장체 연결과 단위 블록 적층을 교대로 진행하는 것도 가능하다. 이 때 분리형 인장체의 연결은 커플러(coupler)에 의해 연결하는 방법, 분리형 인장체를 볼트/너트의 체결 방식으로 연결하는 방법 등 다양한 연결 방법이 가능하다. 또한, 인장체 연결과 단위 블록 적층은 반드시 1:1로 진행할 필요는 없고 단위 블록을 복수층 적층한 후 인장체를 연결시키는 방법도 가능하다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 인장체를 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위에서 프리-스트레싱(pre-stressing)을 가하여 전면 블록을 일체화시키는 단계 이전 또는 이후에 상기 인장체의 상부 정착부는 인근의 다른 전면 블록의 상부 정착부와 캡(cap)에 의해 연결시켜 인근의 다른 전면 블록과도 일체화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 (d)에서 연결체(27)는 상기 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단 뿐만 아니라 인장체의 중간에도 복수 연결될 수 있음은 상기에서 설명된 바와 같다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 인장체의 일단이 상기 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부에 정착되는 것은 앵커링(anchoring), 그라우팅(grouting) 또는 볼팅(bolting) 등에 의한다는 점도 상기에서 설명된 바와 같다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 보강토 옹벽의 시공 방법을 순서대로 나타낸 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 우선 보강토 옹벽을 시공하고자 하는 위치에 인장체(23)의 말단이 하부에 정착된 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부 단위 블록(25)을 설치하고(a), 그 위에 하부 단위 블록(20)을 설치하며(b), 단위 블록의 상부에 구비된 단차를 통과하여 인접 인장체(23) 사이를 수평으로 연결한다.(c) 도면에는 상기 연결체가 전면에서 보이는 것으로 도시되어 있으나 실제로는 단차 사이를 통과하기 때문에 전면에서는 보이지 않게 된다. 이어서 다시 상부에 단위 블록을 계속 적층하고(d), 연결체(29)에 의해 인접 인장체(23) 간을 연결하는 과정을 반복한다.(e) 이어서, 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위로 연장된 인장체를 정착시키는데, 이 때 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위에서 프리-스트레싱(pre-stressing)을 가하고 스토퍼(28)로써 인장력을 유지함으로써 전면 블록을 일체화시킨다.(f) 이어서, 상기 우각부 또는 곡선부 일측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단을 상기 우각부 또는 곡선부 타측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단과 연결체에 의해 연결시키면(미도시) 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽의 시공이 완료된다.

기타 본 발명에 따른 보강토 옹벽의 설치방법에 대하여 설명되지 않은 부분은 상기 본 발명에 따른 보강토 옹벽을 설명하는 부분에 설명된 바와 같다.

본 발명에 따른 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽은 전면 블록을 단순히 미적 요소로서만 이용하는 것이 아니라 횡토압에 대한 저항 기능을 갖도록 하여 구조적 요소로서 활용하는 기술을 제공한다. 이와 같이 기존에 외관만을 위하여 사용됐던 전면 블록을 구조적 기능까지 부여함으로써 기존 내부 횡압력에 대한 저항성 향상을 위하여 사용되던 보강재의 양을 줄일 수 있고 보강재의 배면방향으로의 길이를 줄일 수 있으므로 보강토 옹벽 시공 비용의 중요 원인인 보강재 사용에 따른 비용을 절감할 수 있다. 특히, 기존 우각부 및 곡선부 보강토 옹벽의 경우에 취약점이었던 코너부의 횡압력 저항성을 강화함으로써 우각부 및 곡선부에서의 보강도 옹벽 시공에 있어서의 경제성 및 안정성을 더욱 강화할 수 있을 것으로 기대된다.

이상과 같이, 본 발명을 도면을 참조하여 그 특징에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

20 : 전면 블록 21 : 보강재
22 : 뒤채움 재료 23 : 인장체
24 : 콘크리트 기초 또는 전면 블록층의 최하부 단위 블록
25 : 연장된 콘크리트 기초 또는 전면 블록층의 최하부 단위 블록
25': 추가 콘크리트 기초
26 : 소프너 28 : 스토퍼
27, 29 : 연결체 30: 보강 캡
51: 인장체 관통홀 52: 단차
53: 연결핀 삽입홀 61: 클립
62: 걸쇠

Claims

전면 블록, 상기 전면 블록의 내측에 소정 간격으로 적층되어 있으며 뒤채움 재료의 응력을 분산시키기 위한 보강재 및 상기 보강재 사이에 성토되어 상기 보강재에 의해 보강되는 뒤채움 재료를 포함하여 구성되는 우각부 또는 곡선부 보강토 옹벽에 있어서,
상기 전면 블록이 수직방향으로는 각 단위 블록의 홀을 통과하는 인장체를 포함하고 있으며, 상기 인장체의 하단은 콘크리트 기초 또는 상기 전면 블록의 최하부 단위 블록에 정착되고 상단은 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위로 연장 및 정착되어 프리-스트레싱(pre-stressing)에 의하여 단위 블록을 상하 방향으로 일체화시키도록 설치되며, 수평 방향으로는 상기 각 인장체를 서로 연결하는 와이어 또는 강화섬유로 이루어진 연결체가 블록을 수평 방향으로 일체화시키도록 구비되어 있으며,
상기 인장체의 상부 정착부는 플라스틱, 강관 또는 강선으로 이루어진 보강 캡에 의해 인근의 다른 전면 블록의 상부 정착부와 연결되어 있으며, 상기 인장체가 상기 보강 캡 위에서 스토퍼에 의해 고정되어 상기 인장체 상부 말단이 전체적으로 연결됨으로써 전면 블록이 일체화되어 있고,
상기 우각부 또는 곡선부 일측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단은 상기 우각부 또는 곡선부 타측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단과 연결체에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
청구항 1에 있어서, 상기 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부 단위 블록은 상기 전면 블록의 하부로부터 뒤채움 재료 방향으로 소정 길이만큼 연장된 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
청구항 2에 있어서, 상기 연장된 콘크리트 기초 또는 최하부 단위 블록 상에는 단위용적질량 1.5ton/㎥ 이상인 뒤채움 재료가 채워지는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
청구항 3에 있어서, 상기 뒤채움 재료는 부순골재, 바텀애쉬, 순환골재, 고로슬래그와 제강슬래그를 혼합하여 수침팽창비 1.5% 이하로 제조한 복합슬래그, 전기로 산화슬래그, 페로니켈 슬래그, 아연제련 슬래그 및 동제련 슬래그 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
청구항 1에 있어서, 상기 전면 블록의 각 단위 블록 사이에는 프리-스트레싱에 블록 사이의 응력에 의한 블럭 파괴를 방지하기 위한 소프너(softener)가 구비되는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
청구항 1에 있어서, 상기 인장체는 일체형 인장체 또는 분리형 인장체인 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
청구항 6에 있어서, 상기 분리형 인장체는 커플러(coupler) 또는 볼트/너트의 체결 방식으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
청구항 1에 있어서, 상기 인장체는 앵커, 마이크로파일(micro pile), 철근, 강봉, 강관, 강화 섬유, 와이어 또는 프리스트레싱 텐던(prestressing tendon) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
청구항 1에 있어서, 상기 인장체의 일단이 상기 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부에 정착되는 것은 앵커링(anchoring), 그라우팅(grouting) 또는 볼팅(bolting)에 의하는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
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청구항 1에 있어서, 상기 일측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단을 타측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단과 연결하는 연결체(27)는 상기 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단 뿐만 아니라 인장체의 중간에도 복수로 연결되는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽.
(a)보강토 옹벽을 시공하고자 하는 위치에 인장체의 말단이 하부에 정착된 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부 단위 블록을 설치하는 단계;
(b)상기 정착된 인장체를 관통시켜 단위 블록을 적층하고 바텀-업(bottom-up) 방식으로 원하는 높이까지 단위 블록을 인장체에 관통시켜 전면 블록을 형성시키되, 상기 인장체의 상부 일단은 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위로 연장되도록 설치하고, 와이어 또는 강화섬유로 이루어진 연결체를 이용하여 상기 각 인장체를 수평 방향으로 연결하는 단계;
(c)상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위로 연장된 인장체를 정착시키되, 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위에서 프리-스트레싱(pre-stressing)을 가하여 전면 블록을 일체화시키는 단계; 및
(d) 우각부 또는 곡선부 일측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단을 우각부 또는 곡선부 타측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단과 연결체에 의해 연결시키는 단계
를 포함하며,
상기 인장체를 상기 전면 블록의 최상부 단위 블록 위에서 프리-스트레싱(pre-stressing)을 가하여 전면 블록을 일체화시키는 단계 이전에 상기 인장체의 상부 정착부는 플라스틱, 강관 또는 강선으로 이루어진 보강 캡에 의해 인근의 다른 전면 블록의 상부 정착부와 연결되도록 하며, 상기 인장체를 상기 보강 캡 위에서 스토퍼에 의해 고정하여 상기 인장체 상부 말단이 전체적으로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 보강토 옹벽의 시공 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 (b) 단계에서 바텀-업(bottom-up) 방식으로 원하는 높이까지 단위 블록을 인장체(23)에 관통시켜 전면 블록을 형성시키는 것은 일체형 인장체를 사용하여 단위 블록을 아래로부터 위로 일괄적으로 적층하거나 또는 분리형 인장체를 사용하여 인장체 연결과 단위 블록 적층을 교대로 진행하는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽의 시공 방법.
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청구항 13에 있어서, 상기 일측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단을 타측의 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단과 연결하는 연결체(27)는 상기 보강토 옹벽 최상부의 인장체 일단 뿐만 아니라 인장체의 중간에도 복수 연결되는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽의 설치 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 인장체의 일단이 상기 콘크리트 기초 또는 전면 블록의 최하부에 정착되는 것은 앵커링(anchoring), 그라우팅(grouting) 또는 볼팅(bolting)에 의하는 것을 특징으로 하는 일체형 전면 블록을 포함하는 우각부 또는 곡선부용 보강토 옹벽의 시공 방법.