KR101572571B1 - 옹벽 및 이의 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 옹벽 및 이의 시공 방법에 관한 것으로, 프리캐스트로 제작되며, 상기 지반의 횡 방향을 따라 설정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되고, 종 방향을 따라 복수 개 적층되는 옹벽용 블록들; 상호 이격된 상기 옹벽용 블록들을 연결시키도록 상기 옹벽용 블록들 사이에 상기 지반에 수직하게 삽입되도록 배치되되, 길이방향으로 길게 형성되는 웹과, 상기 웹의 양단에서 상기 웹과 교차하는 방향으로 연장되되, 상기 웹의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 포함하는 H-형 빔; 및 상기 흙은 걸러지면서 상기 지반의 수분은 상기 옹벽의 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 각 옹벽용 블록을 두께 방향으로 관통하도록 매립 설치되는 하나 이상의 배수거름유닛을 포함한다.

Description

옹벽 및 이의 시공 방법{Retaining walls and construction method thereof}

본 발명은 옹벽 및 옹벽 시공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프리캐스트 방식으로 제작된 블록과 H-형 빔을 이용하여 시공을 간편하게 할 수 있으며, 강성을 향상시킬 수 있는 옹벽 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 옹벽은 도로, 공원지역의 비탈면, 하천제방, 해안도로, 주거지역의 사면 등과 같은 고의 현장에서 철근과 거푸집을 설치하고 콘크리트를 타설하는 현장 습식공사로 시공하여 왔고, 이에 의해 시공된 옹벽으로는 역 T자형 옹벽이 가장 많다.

현장에서 콘크리트를 타설하여 시공되는 옹벽은 지반굴착, 기초 콘크리트 타설, 철근조립, 본체 콘크리트 타설, 뒷 채움 공사 등의 과정을 거쳐 시공된다.

즉, 종래 옹벽시공은 현장에서 옹벽의 배근도를 참조하여 철근의 배근 작업을 수행해야 하고, 거푸집을 설치한 후, 콘크리트를 타설하고, 콘크리트가 자립을 위한 강도를 유지하는데 약 7일 이상의 양생 시간이 필요하며, 양생 완료 후 거푸집을 해체하게 된다. 이에 따라 종래의 옹벽시공은 여러 단계의 시공과정 및 긴 공사시간이 소요되어 경제성 및 시공성에서 문제점이 있다. 이렇듯 종래의 옹벽 시공방법은 장기간의 차량통행 차단과 우회도로 확보 등으로 민원발생가능성이 높으며, 장기간 위험에 노출되는 문제점이 있어 안전성의 측면에서 불리한 단점이 있다.

또한, 종래의 옹벽에는 지반의 수분을 배출하기 위한 배수수단으로 드레인 보드가 설치되어 있었는데, 옹벽에 설치된 드레인 보드는 옹벽 시공 시 지반에서 쏟아지는 흙에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있었다. 이는 지반의 수분이 잘 배출되지 못하면서 수분에 의한 지반 무게의 증가로 옹벽이 무너지는 사고로 이어지는 문제를 야기할 수 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2012-0094886호

본 발명은 프리캐스트 방식으로 제작된 블록과 H-형 빔을 이용하여 시공을 간편하게 할 수 있으며, 강성을 향상시킬 수 있는 옹벽 및 이의 시공방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 지반의 경사면에서 흙이 무너지는 것을 방지하기 위해 상기 지반을 횡 방향으로 지지하는 옹벽에 있어서, 프리캐스트로 제작되며, 상기 지반의 횡 방향을 따라 설정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되고, 종 방향을 따라 복수 개 적층되는 옹벽용 블록들; 상호 이격된 상기 옹벽용 블록들을 연결시키도록 상기 옹벽용 블록들 사이에 상기 지반에 수직하게 삽입되도록 배치되되, 길이방향으로 길게 형성되는 웹과, 상기 웹의 양단에서 상기 웹과 교차하는 방향으로 연장되되, 상기 웹의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 포함하는 H-형 빔; 및 상기 흙은 걸러지면서 상기 지반의 수분은 상기 옹벽의 외부로 배출시킬 수 있도록 상기 각 옹벽용 블록을 두께 방향으로 관통하도록 매립 설치되는 하나 이상의 배수거름유닛을 포함하며, 상기 웹에는 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 상기 콘크리트와의 결합력을 향상시키도록 길이 방향을 따라 설정된 간격만큼 상호 이격되는 복수 개의 전단연결부재들이 설치되고, 상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 어느 하나는 상기 옹벽용 블록들의 전면 또는 후면 중 어느 한 면과 공간을 이루도록 내측으로 돌출되며, 상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 다른 하나는 상기 옹벽용 블록들의 상기 전면 또는 상기 후면 중 다른 한 면과 이격되도록 상기 H-형 빔이 상기 옹벽용 블록들 사이에 끼워지고, 상기 웹에 설치된 상기 전단연결부재들이 상기 공간에 배치되어, 상기 옹벽용 블록들과 상기 H-형 빔 사이의 상기 공간에 상기 콘크리트가 타설되면 상기 옹벽용 블록들과 상기 전단연결부재들 및 상기 H-형 빔이 동시에 일체로 결합 고정되며, 상기 배수거름유닛은, 상기 각 옹벽용 블록의 두께 방향을 따라 상호 이격되며 상기 흙 중 제1 설정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 제1 필터들과, 상기 제1 필터들 내측에 상호 이격되어 구비되며, 상기 흙 중 상기 제1 설정 크기보다 작고 제2 설정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 제2 필터들 및 상기 제2 필터들 사이에 구비되며, 상기 흙 중 상기 제2 설정 크기보다 작은 입자들을 걸러내는 제3 필터로 이루어져, 상기 각 옹벽용 블록의 상기 전면 또는 상기 후면 중 상기 지반과 접촉하는 면에 매립 설치되어 상기 흙을 걸러내는 필터부재; 및 상기 필터부재의 후단에 상기 필터부재와 연통되며, 상기 각 옹벽용 블록의 두께 방향으로 관통하도록 매립 설치되어 상기 흙이 걸러진 상기 수분이 배출되는 유로를 형성하는 배수 파이프를 포함하고, 상기 각 제1 필터는 그레이팅을 포함하며, 상기 각 제2 필터는 섬유소재를 포함하고, 상기 제3 필터는 세골재를 포함하는 옹벽을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면 본 발명은, 지반의 경사면에 흙이 무너지는 것을 방지하기 위해 상기 지반을 횡 방향으로 지지하는 옹벽 시공방법에 있어서, 옹벽용 블록을 제작하는 단계; 상기 옹벽이 설치될 위치의 지반을 횡 방향으로 천공하는 단계; 상기 지반이 천공된 부분에 길이 방향으로 길게 형성되는 웹과, 상기 웹의 양단에서 상기 웹과 교차하는 방향으로 연장되되, 상기 웹의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 포함하는 H-형 빔을 수직하게 근입하는 단계; 상기 H-형 빔을 기준으로 양 측에 기 제작된 상기 옹벽용 블록들을 근입하되, 상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 상기 옹벽용 블록들의 내측으로 돌출되는 어느 하나는 상기 옹벽용 블록들의 전면 또는 후면 중 어느 한 면과 공간을 이루며, 상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 다른 하나는 상기 옹벽용 블록들의 상기 전면 또는 상기 후면 중 다른 한 면과 이격되도록 상기 옹벽용 블록들을 종 방향으로 적층하며 근입하는 단계; 상기 종 방향으로 적층된 상기 옹벽용 블록들에 강선을 삽입하고 긴장시키는 단계; 및 상기 H-형 빔과 상기 옹벽용 블록들 사이의 상기 공간과, 이웃하는 상기 옹벽용 블록들 사이로 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하며, 상기 옹벽용 블록을 제작하는 단계에서는, 상기 흙은 걸러지면서 상기 지반의 수분은 외부로 배출시킬 수 있도록 배수거름유닛을 상기 옹벽용 블록의 두께 방향을 따라 관통하여 매립 설치하고, 상기 웹에는 상기 웹의 길이 방향을 따라 설정된 간격만큼 상호 이격되는 복수 개의 전단연결부재들이 설치되어 있어, 상기 종 방향으로 적층하며 근입하는 단계에서 상기 전단연결부재들이 상기 공간에 배치되며, 상기 콘크리트를 타설하는 단계에서, 타설된 상기 콘크리트에 의해 상기 옹벽용 블록들, 상기 전단연결부재들 및 상기 H-형 빔이 동시에 일체로 결합 고정되며, 상기 배수거름유닛은, 상기 각 옹벽용 블록의 두께 방향을 따라 상호 이격되며 상기 흙 중 제1 설정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 제1 필터들과, 상기 제1 필터들 내측에 상호 이격되어 구비되며, 상기 흙 중 상기 제1 설정 크기보다 작고 제2 설정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 제2 필터들 및 상기 제2 필터들 사이에 구비되며, 상기 흙 중 상기 제2 설정 크기보다 작은 입자들을 걸러내는 제3 필터로 이루어져, 상기 각 옹벽용 블록의 상기 전면 또는 상기 후면 중 상기 지반과 접촉하는 면에 매립 설치되어 상기 흙을 걸러내는 필터부재; 및 상기 필터부재의 후단에 상기 필터부재와 연통되며, 상기 각 옹벽용 블록의 두께 방향으로 관통하도록 매립 설치되어 상기 흙이 걸러진 상기 수분이 배출되는 유로를 형성하는 배수 파이프를 포함하고, 상기 각 제1 필터는 그레이팅을 포함하며, 상기 각 제2 필터는 섬유소재를 포함하고, 상기 제3 필터는 세골재를 포함하는 옹벽 시공방법을 제공한다.

본 발명에 옹벽 및 이의 시공 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 프리캐스트 방식으로 기 제작된 블록들과 H-형 빔을 이용하고, 콘크리트를 타설하여 일체로 결합 고정되는 옹벽을 시공함으로써, 시공방법이 단순해지고 시공시간을 단축하며 비용을 절감시키는 효과를 가질 수 있다. 특히, 프리캐스트 방식으로 기 제작되는 블록들은 옹벽 시공 현장에서 제작되는 것이 아니므로, 시공 시간을 단축시키는데 큰 효과를 가질 수 있다.

둘째, 옹벽용 블록들에 강선을 삽입하고 강선에 인장력을 가하여 긴장시킴으로써, 강선에 가해진 인장력이 옹벽용 블록들에 전해지는 지반의 토압과 상쇄하여 옹벽용 블록들이 지반의 토압에 버티는 시간이 증가하고 이는 옹벽용 블록들의 강성을 향상시키는 효과를 갖는다.

셋째, 옹벽용 블록들을 연결시키는 H-형 빔에 전단연결부재들을 설치함으로써, 옹벽용 블록들과 H-형 빔을 일체로 결합 고정시키기 위해 타설되는 콘크리트와의 접촉 면적을 향상시켜 결합력을 향상시키는 효과를 갖는다.

넷째, 각 옹벽용 블록에 배수거름유닛을 매립 설치함으로써, 지반에서 쏟아지는 흙은 걸러내고 지반의 수분은 외부로 배출되기 때문에 지반의 무게가 증가하는 것을 방지할 수 있으며, 배수거름유닛은 다양한 크기의 흙 입자를 걸러낼 수 있으므로 막히는 것을 방지할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 옹벽의 일부 구조를 평면에서 본 것이다.
도 2는 도 1에 따른 옹벽의 H-형 빔이 도시된 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 옹벽의 옹벽용 블록이 도시된 사시도이다.
도 4 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 옹벽 시공방법이 도시된 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 옹벽의 강선을 긴장시킨 상태의 이해를 돕도록 도시한 것이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 옹벽의 구조에 대해 도시되어 있고, 도 4 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 옹벽의 시공방법에 대해 도시되어 있다.

먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 옹벽의 구조에 대해 살펴보면 다음과 같다. 옹벽은 지반의 경사면에서 흙이 무너지는 것을 방지하기 위해 상기 지반을 횡 방향으로 지지하도록 시공되는 것이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 옹벽은, 옹벽용 블록들(110) 및 블록 연결유닛(130)을 포함한다. 상기 각 옹벽용 블록(110)은 복수 개의 철근들(111)을 포함한다. 상기 철근들(111)은 수직 방향을 따라 설정 간격만큼 상호 이격되게 배근하고, 수평 방향을 따라 설정 간격만큼 상호 이격되게 배근한다. 상기 철근들(111)이 배근되면, 상기 철근들(111)을 뼈대로 상기 옹벽용 블록(110)을 제작할 수 있다. 즉, 상기 철근들(111)을 감싸는 거푸집(미도시)을 설치하고 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하고 양생하여 상기 옹벽용 블록(110)을 제작할 수 있다.

한편, 상기 옹벽용 블록(110)은 쉬스관(113)을 더 포함한다. 상기 쉬스관(113)은 상기 철근들(111)로부터 설정 간격만큼 이격되되, 상기 철근들(111) 중 수직 방향으로 설치되는 상기 철근들(111)과 나란하게 수직 방향으로 설치된다. 상기 쉬스관(113)은 길이 방향을 따라 내부가 관통되어 있다. 상기 쉬스관(113)은 상기 거푸집(미도시)에 콘크리트를 타설하기 전, 전술한 바와 같이 상기 철근들(111)로부터 설정된 간격만큼 이격되되, 수직 방향으로 설치되는 상기 철근들(111)과 나란하도록 상기 거푸집(미도시) 내부에 설치한다. 특히, 상기 쉬스관(113)은 상기 옹벽용 블록(110)의 폭 방향 중앙에 위치하도록 설치한다. 따라서 상기 쉬스관(113)은 상기 콘크리트에 의해 고정되고, 상기 거푸집(미도시)에 상기 콘크리트를 타설할 때에는 상기 쉬스관(113)의 내부가 상기 콘크리트에 의해 채워지지 않도록 주의한다.

상기 옹벽용 블록(110)은 강선(115)을 더 포함한다. 상기 강선(115)은 상기 쉬스관(113)의 내부에 삽입된다. 상기 강선(115)은 상기 옹벽용 블록(110)에 부족한 인장에 대한 강도를 보강하기 위해 구비되는 것이다. 콘크리트 구조물은 일반적으로 인장 강도가 작아 인장 응력이 쉽게 발생한다. 따라서 콘크리트 구조물에 프리스트레스(prestress)를 주어 강도를 향상시키는 프리텐션(pre-tension) 공법 또는 포스트텐션(post-tension) 공법이 이용된다. 상기 강선(115)은 전술한 바와 같이 상기 옹벽용 블록(110)에 프리텐션 공법 또는 포스트텐션 공법으로 프리스트레스를 주기 위해 구비되는 것이다.

상기 옹벽용 블록(110)에 프리텐션 공법으로 프리스트레스를 줄때에는 상기 강선(115)을 상기 쉬스관(113)의 내부에 삽입하고 상기 강선(115)에 인장력을 가한다. 상기 강선(115)에 인장력이 가해진 상태에서 상기 쉬스관(113)의 내부에 콘크리트를 타설하고 경화시키면 상기 강선(115)에 가해진 인장력에 의해 상기 옹벽용 블록(110)에 프리스트레스가 주어져 강성이 향상된다.

한편, 상기 옹벽용 블록(110)에 포스트텐션 공법으로 프리스트레스를 줄때에는 상기 강선(115)을 상기 쉬스관(113)의 내부에 삽입한 후, 상기 쉬스관(113)의 내부에 콘크리트를 타설하여 경화시킨다. 콘크리트가 경화되면 상기 강선(115)에 인장력을 가하여 정착한다. 상기 옹벽용 블록(110)은 상기 강선(115)에 가해진 인장력에 의해 프리스트레스가 주어져 강성이 향상된다.

상기 강선(115)은 상기 옹벽용 블록(110)마다 삽입되는 것은 아니다. 상기 강선(115)은 상기 옹벽용 블록(110)이 수직 방향으로 설정된 개수만큼 적층되면, 적층된 상기 옹벽용 블록들(110)에 하나의 강선(115)이 삽입된다. 즉, 적층된 상기 옹벽용 블록들(110)은 하나의 강선(115)에 의해 연결되는 것이다.

상기 옹벽용 블록(110)에는 배수거름유닛(150)이 매립되어 설치된다. 상기 배수거름유닛(150)는 상기 옹벽이 지지하는 지반의 흙은 걸러내면서 상기 지반에서 유출되는 수분은 외부로 배출될 수 있도록 상기 옹벽용 블록(110)을 두께 방향을 관통하도록 매립 설치된다.

상기 배수거름유닛(150)은 필터부재(151) 및 배수 파이프(153)를 포함한다. 상기 필터부재(151)는 상기 옹벽용 블록(110)의 전면(110a) 또는 후면(110b) 중 상기 지반과 접촉하는 면에 매립 설치되어 상기 지반의 흙을 걸러낸다. 본 실시예에서는 상기 옹벽용 블록(110)의 후면(110b)이 상기 지반과 접촉하는 것을 예로 들어 설명하므로 상기 필터부재(151)는 상기 후면(110b)에 매립 설치된다.

상기 필터부재(151)를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 필터부재(151)는 제1 필터(151a)들, 제2 필터(151b)들 및 제3 필터(151c)를 포함한다. 상기 제1 필터(151a)들은 상기 옹벽용 블록(110)의 두께 방향을 따라 상호 이격되며, 상기 지반의 흙 중에서 제1 설정 크기 이상의 입자들을 걸러낸다. 예를 들면, 상기 흙 중에서도 큰 돌과 같이 크기가 가장 큰 입자들을 걸러내는 것이다. 상기 제1 필터(151a)는 예시적으로 그레이팅의 형태로 적용되지만 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 필터(151b)는 상기 제1 필터(151a)들의 내측에 상기 제1 필터(151a)와 마찬가지로 상기 옹벽용 블록(110)의 두께 방향을 따라 상호 이격되며, 상기 지반의 흙 중에서 상기 제1 설정 크기보다 작지만 제2 설정 크기 이상의 입자들을 걸러낸다. 예를 들면, 상기 흙 중에서도 자갈, 모래와 같이 중간 크기의 입자들을 걸러낸다. 상기 제2 필터(151b)는 예시적으로 부직포의 형태로 적용되지만 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 적용될 수 있다.

상기 제3 필터(151c)는 상호 이격되는 상기 제2 필터(151b)들 사이에 구비되며, 상기 지반에서 쏟아지는 흙 중에서도 상기 제2 설정 크기보다 작은 크기의 입자들을 걸러낸다. 예를 들면, 상기 흙 중에서도 진흙과 같이 미세한 크기의 입자들을 걸러내는 것이다. 상기 제3 필터(151c)는 예시적으로 세골재가 적용되는데, 이에 한정되는 것은 아니며 미세한 입자들을 걸러낼 수 있는 다양한 형태로 적용될 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 제1 필터(151a)들과 상기 제2 필터(151b)들은 상기 옹벽용 블록(110)의 두께 방향을 따라 상호 이격되어 구비되므로, 상기 지반의 흙을 이중으로 걸러내는 이중 필터의 효과를 기대할 수 있다.

상기 배수 파이프(153)는 상기 필터부재(151)의 후단에 상기 필터부재(151)와 연통되며, 상기 옹벽용 블록(110)의 두께 방향으로 관통하도록 매립 설치된다. 상기 배수 파이프(153)는 상기 지반에서 유출되는 수분을 상기 옹벽의 외부로 배출할 수 있도록 상기 수분이 유동할 수 있는 유로를 형성한다. 상기 배수 파이프(153)에 의해 상기 지반에서 유출되는 수분이 상기 옹벽의 외부로 배출될 수 있어 상기 옹벽이 지지하는 지반이 수분에 의해 무거워지는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 옹벽용 블록(110)의 양 측면에는 단턱(110c)이 형성된다. 상기 단턱(110c)은 상기 옹벽용 블록(110)의 상기 전면(110a) 또는 상기 후면(110b)과 단차를 갖도록 오목하게 형성된다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 옹벽용 블록(110)의 상기 전면(110a)과 단차를 갖는 상기 단턱(110c)이 형성된다. 상기 옹벽용 블록(110)들이 상기 블록 연결유닛(130)을 사이에 두고 배치될 때, 이웃하는 상기 옹벽용 블록(110)들은 상기 단턱(110c)들에 의한 요홈부(미표기)를 형성한다. 그리고 후술에서 설명하겠지만, 상기 요홈부(미표기)의 내부에는 상기 H-형 빔(131)의 상기 제1 플랜지(131b) 및 상기 제1 플랜지(131b)와 연결되는 상기 와이어 메시(135)가 배치된다.

상기 블록 연결유닛(130)은 H-형 빔(131), 전단연결부재(133) 및 와이어 메시(135)를 포함한다. 상기 블록 연결유닛(130)은 상기 지반(1)이 무너지는 것을 방지하기 위해 상기 지반(1)의 횡 방향으로 설정된 간격만큼 상호 이격되어 배치된 상기 옹벽용 블록들(110)을 연결하는 역할을 한다. 상기 H-형 빔(131), 상기 전단연결부재(133) 및 상기 와이어 메시(135) 중 상기 옹벽용 블록들(110)을 실질적으로 연결하는 것을 상기 H-형 빔(131)이며, 상기 와이어 메시(135)는 생략될 수도 있다. 그러나 본 실시예에서는 상기 H-형 빔(131), 상기 전단연결부재(133) 및 상기 와이어 메시(135)를 모두 포함하는 상기 블록 연결유닛(130)에 대해 설명한다.

상기 H-형 빔(131)은 길이 방향을 따라 길게 형성되는 웹(131a), 상기 웹(131a)의 양단에서 상기 웹(131a)과 교차하는 방향과, 상기 웹(131a)의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 제1 플랜지(131b)와, 제2 플랜지(131c)를 포함한다. 상기 H-형 빔(131)은 전술한 바와 같은 구조로 제작할 수도 있고, 기성품을 이용할 수도 있다.

상기 H-형 빔(131)은 양 측의 개구된 부분이 횡 방향으로 상기 옹벽용 블록(110)을 향하도록 배치한다. 보다 구체적으로는 상기 제1 플랜지(131b) 및 상기 제2 플랜지(131c)의 개구된 부분이 횡 방향을 향하도록 배치되는 것이다. 상기 제1 플랜지(131b)와 상기 제2 플랜지(131c) 중 어느 하나의 플랜지는 상기 옹벽용 블록(110)들 사이에 배치되고, 상기 제1 플랜지(131b)와 상기 제2 플랜지(131c) 중 다른 하나의 플랜지는 상기 옹벽용 블록들의 내측 즉, 시공되는 상기 옹벽에 의해 지지되는 지반을 향하는 방향으로 돌출되게 구비된다.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1 플랜지(131b)와 상기 제2 플랜지(131c) 중 어느 하나의 플랜지는 상기 옹벽용 블록(110)의 상기 전면(110a) 또는 상기 후면(110b)과 이격되어 공간을 형성할 수 있도록 상기 옹벽용 블록(110)들의 내측으로 돌출되는 것이며, 상기 제1 플랜지(131b)와 상기 제2 플랜지(131c) 중 다른 하나의 플랜지는 상기 옹벽용 블록(110)의 상기 전면(110a) 또는 상기 후면(110b) 중 다른 하나와 이격되도록 상기 H-형 빔(130)이 상기 옹벽용 블록(110)들 사이에 배치되는 것이다.

본 실시예에서는 상기 제2 플랜지(131c)가 상기 옹벽용 블록(110)들의 상기 후면(110b)과 이격되어 공간을 형성하며, 상기 제1 플랜지(131b)는 상기 옹벽용 블록(110)들의 상기 전면(110a)과 이격되되, 상기 옹벽용 블록(110)들의 상기 단턱(110c)들에 의해 형성된 상기 요홈부(미표기)의 내부에 배치된다. 이때, 상기 제1 플랜지(131b)는 상기 요홈부(미표기)와 면접촉 하지 않도록 배치된다. 만약 상기 제1 플랜지(131b)가 상기 요홈부(미표기)와 면접촉하게 배치되면 후술하는 바와 같이 콘크리트가 타설될 때, 콘크리트와 접촉되는 면이 줄어들므로 결합력이 저하될 수 있다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이 상기 제1 플랜지(131b)는 상기 요홈부(미표기)의 내부에 배치된다.

상기 옹벽용 블록들(110) 사이에 배치되는 상기 H-형 빔(131)의 상기 제2 플랜지(131c)는 거푸집의 역할을 할 수 있다. 따라서 상기 H-형 빔(131)의 상기 제2 플랜지(131c)와 상기 옹벽용 블록(110)의 상기 후면(110b) 사이의 공간과, 상기 옹벽용 블록(110)들 사이, 상기 옹벽용 블록(110)들의 상기 단턱(110c)들에 의해 형성된 상기 요홈부로 콘크리트를 타설하면, 타설된 콘크리트가 경화되면서 상기 H-형 빔(131)과 상기 옹벽용 블록(110)을 일체로 결합시키며 고정시킬 수 있다.

상기 전단연결부재(133)는 상기 H-형 빔(131)에 설치된다. 상기 전단연결부재(133)는 철근 또는 두께가 얇은 플레이트로 구비될 수 있다. 상기 전단연결부재(133)는 "ㄴ"자 형상 또는 "T"자 형상으로 형성된다. 상기 전단연결부재(133)는 일단부가 상기 H-형 빔(131)에 고정되며 용접 등에 의해 고정된다. 상기 전단연결부재(133)는 상기 H-형 빔(131)의 길이 방향, 즉 상기 웹(131a)의 길이 방향을 따라 설정된 간격만큼 이격되어 복수 개 배치될 수 있다.

전술한 바와 같이 콘크리트의 타설에 의해 상기 H-형 빔(131)과 상기 옹벽용 블록(110)이 결합될 때, 상기 전단연결부재(133)는 타설된 콘크리트와의 결합력을 향상시키는 역할을 한다. 상기 H-형 빔(131)에 상기 전단연결부재(133)가 더 설치됨으로써, 상기 H-형 빔(131)과 타설되는 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시켜 결합력을 향상시키는 것이다.

상기 와이어 메시(135)는 상기 H-형 빔(131)의 길이 방향을 따라 연장되며, 상기 제1 플랜지(131b) 또는 상기 제2 플랜지(131c) 중 어느 하나와 연결되게 결합된다. 본 실시예에서는 상기 와이어 메시(135)가 상기 제1 플랜지(131b)와 연결되게 결합된다. 따라서 상기 와이어 메시(135)는 상기 제1 플랜지(131b)와 함께 상기 옹벽용 블록(110)들의 상기 단턱(110c)들이 형성하는 상기 요홈부(미표기)의 내부에 배치된다.

전술한 바와 같이, 상기 콘크리트가 타설되면 상기 콘크리트에 의해 상기 H-형 빔(131)의 상기 제1 플랜지(131b)도 상기 옹벽용 블록(110)들과 일체로 고정되는데, 상기 와이어 메시(135)는 상기 제1 플랜지(131b)와 연결되게 설치됨으로써 상기 제1 플랜지(131b)와 상기 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시켜 결합력을 향상시키는 효과를 갖는다.

본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 와이어 메시(135)가 "T"자 형상으로 형성되지만 이에 한정되지 않고, 상기 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 와이어 메시(135)는 예시적으로 단면적의 크기가 작은 복수 개의 미세한 철근들을 배근하여 제작되지만, 이에 한정되지 않고 다양하게 제작될 수 있다.

이하에서는 상기와 같은 옹벽의 시공방법에 대해 살펴보기로 한다. 도 4 내지 도 14를 참조하면, 먼저 옹벽용 블록들(110)을 제작한다. 상기 옹벽용 블록(110)의 제작을 살펴보면, 철근(111)을 수직 방향 및 수평 방향으로 배근한다. 상기 철근(111)이 배근되면, 제작될 상기 옹벽용 블록(110)의 폭 방향 중앙에 위치하도록 쉬스관(113)을 설치한다. 상기 쉬스관(113)은 상기 철근들(111)과 설정 간격만큼 이격되되, 수직 방향으로 배근되는 상기 철근들(111)과 나란하게 설치한다.

상기 철근(111)이 배근되고, 상기 쉬스관(113)까지 설치된 후 상기 철근들(111)과 상기 쉬스관(113)을 감싸는 거푸집(미도시)을 설치한다. 그리고 상기 거푸집(미도시)의 내부로 콘크리트를 타설하여 양생하면, 상기 옹벽용 블록(110)의 제작이 완료된다.

한편, 상기 옹벽용 블록(110)을 제작하는 과정에서 콘크리트를 타설하기 전, 상기 지반에서 유출되는 수분을 외부로 배출하기 위한 배수거름유닛(150)을 상기 옹벽용 블록(110)의 거푸집(미도시)에 미리 설치한 후 콘크리트를 타설하여 상기 옹벽용 블록(110)을 제작할 수 있다. 또는 상기 옹벽용 블록(110)을 제작한 후, 상기 옹벽용 블록(110)을 두께 방향으로 관통하는 홀을 형성하여 상기 배수거름유닛(150)을 상기 옹벽용 블록(110)에 매립하여 설치할 수도 있다.

상기 옹벽용 블록들(110)을 제작한 다음에는, 옹벽이 시공될 위치의 지반(1)을 천공한다. 상기 지반(1)의 천공은 예시적으로 오거라는 크레인 장비(3)를 이용하여 이루어질 수 있다. 상기 지반(1)을 천공하기 전에는 상기 크레인 장비(3)가 놓일 수 있도록 상기 지반(1)의 일부(A)를 제거한다. 상기 옹벽이 횡 방향으로 시공될 수 있도록 상기 지반(1)의 천공도 횡 방향으로 이루어진다.

상기 지반(1)을 천공한 후에는, 천공된 부분(1a)에 H-형 빔(131)을 근입하는 단계가 이루어진다. 크레인과 같은 장비를 사용하여 H 형강 구조의 상기 H-형 빔(131)을 상기 천공된 부분(1a)에 근입한다. 상기 H-형 빔(131)이 길이 방향으로 수직하게 배치되도록 근입하며, 상기 H-형 빔(131)의 개구된 부분이 횡 방향을 향하도록 한다. 한편, 상기 H-형 빔(131)에는 상기 H-형 빔(131)의 길이 방향을 따라 설정 간격만큼 상호 이격된 복수 개의 전단연결부재(133)들이 설치되어 있다.

상기 H-형 빔(131)은 상기 제1 플랜지(131b)와 상기 제2 플랜지(131c)를 포함하는데, 상기 전단연결부재(133)와 근접하는 플랜지를 상기 지반을 향하도록 하여 상기 H-형 빔(131)을 근입한다. 본 실시예에서는 상기 제2 플랜지(131c)가 상기 전단연결부재(133)와 근접하므로 상기 제2 플랜지(131c)가 상기 지반을 향하도록 배치하여 상기 H-형 빔(131)을 근입한다. 그리고 상기 천공된 부분(1a)에 상기 H-형 빔(131)이 근입된 후에는, 설정 높이만큼 콘크리트(C)를 타설하여 근입된 상기 H-형 빔(131)을 고정시키도록 한다.

상기 H-형 빔(131)을 근입한 후에는, 기 제작된 상기 옹벽용 블록들(110)을 상기 천공된 부분(1a)에 근입한다. 상기 옹벽용 블록들(110)을 근입하기 전에는 상기 옹벽용 블록들(110)의 높이(1b)만큼 상기 지반(1)을 굴착한다. 그리고 상기 옹벽용 블록들(110)은 상기 H-형 빔(131)을 기준으로 상기 H-형 빔(131)의 양측에 배치된다. 이때, 상기 H-형 빔(131)의 상기 제1 플랜지(131b)가 상기 옹벽용 블록들(110) 사이에 배치되고, 상기 제2 플랜지(131c)는 상기 지반을 향하는 상기 옹벽용 블록들(110)의 내측으로 돌출되도록 배치된다.

상기 옹벽용 블록(110)의 양 측면에는 상기 단턱(110c)이 형성되어 있기 때문에 전술한 바와 같이 상기 옹벽용 블록(110)들이 상기 H-형 빔(131)을 기준으로 상기 H-형 빔(131)의 양 측에 배치되면, 상호 마주하는 상기 단턱(110c)들이 요홈부(미표기)를 형성한다. 상기 H-형 빔(131)의 상기 제1 플랜지(131b)는 상기 요홈부(미표기)의 내부에 배치된다. 이때, 상기 제1 플랜지(131b)가 상기 요홈부(미표기)와 접촉하지 않도록 배치되어야 한다. 만약 상기 제1 플랜지(131b)가 상기 요홈부(미표기)와 접촉하게 배치되면 후 공정에서 타설되는 콘크리트가 상기 제1 플랜지(131b)와 접촉하지 않는 부분이 발생하여 결합력이 저하될 수 있다.

한편, 상기 제1 플랜지(131b)에는 타설되는 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있는 상기 와이어 메시(135)가 연결되어 있기 때문에 상기 와이어 메시(135)도 상기 요홈부(미표기)의 내부에 배치된다.

전술하였듯이, 상기 옹벽용 블록들(110)은 수직 방향(종 방향)으로 적층되게 근입한다. 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 하나의 옹벽용 블록(110)을 근입할 때 마다 상기 지반(1)을 상기 옹벽용 블록(110)의 높이만큼 굴착한 후, 상기 옹벽용 블록(110)을 근입하는 것이다. 그리고 상기 옹벽용 블록들(110)을 적층할 때, 상기 옹벽용 블록(110)에 설치된 상기 쉬스관(113)이 동일한 중심축 상에 위치하도록 주의하며 적층한다.

상기 옹벽용 블록들(110)을 근입한 후에는, 상기 옹벽용 블록들(110)에 구비된 상기 쉬스관(113)에 강선(115)을 삽입하고, 프리텐션 공법 또는 포스트텐션 공법으로 상기 강선(115)에 인장력을 가해 상기 강선(115)을 긴장시킨다. 상기 옹벽용 블록들(110)에 의해 시공되는 상기 옹벽이 지지하는 상기 지반(1)으로부터 토압이 작용하는 방향을 향해 인장력을 가하여 상기 강선(115)을 긴장시킨다.

프리텐션 공법으로 상기 강선(115)을 긴장시키는 경우를 살펴보면, 상기 쉬스관(113)에 상기 강선(115)을 삽입하고 콘크리트를 타설한다. 이때 상기 콘크리트가 경화되기 전 상기 강선(115)에 인장력을 가해 상기 강선(115)을 긴장시킨다. 반면, 포스트텐션 공법으로 상기 강선(115)을 긴장시키는 경우를 살펴보면, 상기 쉬스관(113)에 상기 강선(115)을 삽입하고 상기 쉬스관(113)에 콘크리트를 타설한다. 그리고 타설된 상기 콘크리트가 경화된 후, 상기 강선(115)에 인장력을 가해 상기 강선(115)을 긴장시킨 후 정착시킨다.

전술한 바와 같이, 하나의 상기 강선(115)은 적층된 소정 개수의 상기 옹벽용 블록(110)에 삽입되므로, 상기 강선(115)을 긴장시키기 위해 상기 쉬스관(113)에 타설되는 콘크리트는 수직 방향으로 적층되는 상기 옹벽용 블록들(110)을 임시 고정시키는 역할을 할 수도 있다.

상기 강선(115)을 긴장시킨 후에는 상기 H-형 빔(131)과 상기 옹벽용 블록(110) 사이에 콘크리트를 타설하고 양생하여 상기 H-형 빔(131)과 상기 옹벽용 블록(110)을 일체로 결합하여 고정시킨다. 특히, 상기 H-형 빔(131)의 상기 제2 플랜지(131c)는 상기 옹벽용 블록(110)의 상기 후면(110b)과 공간을 형성하도록 이격되어 있어 거푸집과 같은 역할을 하므로 상기 H-형 빔(131)과 상기 옹벽용 블록(110) 사이의 공간에 콘크리트를 타설할 수 있다.

이렇게 콘크리트를 타설하고 양생하면 상기 H-형 빔(131)과 상기 옹벽용 블록(110)은 상기 콘크리트에 의해 일체로 결합되며 고정된다. 이때, 상기 H-형 빔(131)에 설치된 상기 전단연결부재(133)들은 상기 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시켜 결합력을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 상기 제1 플랜지(131b)와 연결된 상기 와이어 메시(135)도 상기 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시키므로 상기 콘크리트와 상기 제1 플랜지(131b)와의 결합력도 향상될 수 있다.

전술한 바와 같이 상기 강선(115)을 긴장시키면 상기 옹벽의 강도를 향상시키는 효과를 가질 수 있다. 이에 대해 보다 구체적으로 설명하며 다음과 같다.

도 14에는 상기 강선(115)을 긴장시킨 상태가 도시되어 있다. 도 14에 "B"는 상기 강선(115)이 긴장된 상태를 도시한 것으로, 상기 강선(115)은 상기 쉬스관(113)의 내부에 삽입되었기 때문에 실질적으로는 "B"로 도시된 것과 같이 절곡되지는 않으나, "B"로 도시된 것과 같이 상기 강선(115)이 인장력을 받고 있는 것이다. 즉, 상기 강선(115)은 상기 옹벽용 블록들(110)이 지지하고 있는 상기 지반(1)을 향하는 방향으로 인장력이 가해지고 있는 것이다.

상기 옹벽용 블록들(110)은 상기 지반(1)으로부터 화살표 방향의 토압을 전달받는다. 상기 옹벽용 블록들(110)이 상기 토압을 버티지 못하면 상기 옹벽용 블록들(110)은 상기 토압에 의해 무너지게 된다. 그런데, 전술한 바와 같이 상기 강선(115)이 "B"와 같이 인장력이 가해져 긴장되어 있으면 상기 지반(1)의 토압과 상기 강선(115)에 가해진 인장력이 상쇄되게 된다. 즉, 상기 지반(1)의 토압을 상기 강선(115)의 인장력 "B`"와 같이 상쇄시키면서 상기 옹벽용 블록들(110)이 상기 지반(1)을 지지하여 흙이 무너지는 것을 방지할 수 있는 것이다. 상기 옹벽용 블록들(110)의 강성이 상기 강선(115)에 가해진 인장력에 의해 향상되는 것을 알 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110: 옹벽용 블록 110a: 전면
110b: 후면 110c: 단턱
111: 철근
113: 쉬스관 115: 강선
130: 블록 연결유닛 131: H-형 빔
131a: 웹 131b: 제1 플랜지
131c: 제2 플랜지 133: 전단연결부재
135: 와이어 메시 150: 배수거름유닛
151: 필터부재 151a: 제1 필터
151b: 제2 필터 151c: 제3 필터
153: 배수 파이프

Claims (4)

1. 지반의 경사면에서 흙이 무너지는 것을 방지하기 위해 상기 지반을 횡 방향으로 지지하는 옹벽에 있어서,
   프리캐스트로 제작되며, 상기 지반의 횡 방향을 따라 설정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되고, 종 방향을 따라 복수 개 적층되는 옹벽용 블록들;
   상호 이격된 상기 옹벽용 블록들을 연결시키도록 상기 옹벽용 블록들 사이에 상기 지반에 수직하게 삽입되도록 배치되되, 길이방향으로 길게 형성되는 웹과, 상기 웹의 양단에서 상기 웹과 교차하는 방향으로 연장되되, 상기 웹의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 포함하는 H-형 빔; 및
   일면이 상기 옹벽용 블록이 상기 지반을 지지하는 일면과 나란하도록 상기 옹벽용 블록의 내부에 매립 설치되어, 상기 지반의 흙을 걸러내는 필터부재와, 상기 필터부재의 타면과 연통되면서 상기 옹벽용 블록의 타면을 향해 관통하도록 상기 옹벽용 블록의 내부에 매립 설치되어 상기 지반의 수분을 상기 옹벽용 블록의 외부로 배출시키는 배수파이프를 포함하는 하나 이상의 배수거름유닛을 포함하며,
   상기 웹에는 콘크리트와의 접촉면적을 증가시켜 상기 콘크리트와의 결합력을 향상시키도록 길이 방향을 따라 설정된 간격만큼 상호 이격되는 복수 개의 전단연결부재들이 설치되고,
   상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 어느 하나는 상기 옹벽용 블록들의 전면 또는 후면 중 어느 한 면과 공간을 이루도록 내측으로 돌출되며, 상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 다른 하나는 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시켜, 콘크리트에 의한 상기 H-형 빔과 상기 옹벽용 블록들의 결합력이 향상되도록 상기 옹벽용 블록들의 상기 전면 또는 상기 후면 중 다른 한 면과 이격되어 상기 H-형 빔이 상기 옹벽용 블록들 사이에 끼워지고,
   상기 웹에 설치된 상기 전단연결부재들이 상기 공간에 배치되어, 상기 옹벽용 블록들과 상기 H-형 빔 사이의 상기 공간에 상기 콘크리트가 타설되면 상기 옹벽용 블록들과 상기 전단연결부재들 및 상기 H-형 빔이 동시에 일체로 결합 고정되며,
   상기 필터부재는,
   각각의 상기 옹벽용 블록의 두께 방향을 따라 상호 이격되며 상기 흙 중 제1 설정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 제1 필터들;
   상기 제1 필터들 내측에 상호 이격되어 구비되며, 상기 흙 중 상기 제1 설정 크기보다 작고 제2 설정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 제2 필터들; 및
   상기 제2 필터들 사이에 구비되며, 상기 흙 중 상기 제2 설정 크기보다 작은 입자들을 걸러내는 제3 필터를 포함하고,
   각각의 상기 제1 필터는 그레이팅을 포함하며, 각각의 상기 제2 필터는 섬유소재를 포함하고, 상기 제3 필터는 세골재를 포함하는 옹벽.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 다른 하나에는 상기 H-형 빔의 길이 방향을 따라 연장되어 와이어 메시가 연결되며,
   상기 와이어 메시가 상기 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시켜 상기 콘크리트와 상기 H-형 빔의 결합력을 향상시키는 옹벽.
3. 지반의 경사면에 흙이 무너지는 것을 방지하기 위해 상기 지반을 횡 방향으로 지지하는 옹벽 시공방법에 있어서,
   옹벽용 블록을 제작하는 단계;
   상기 옹벽이 설치될 위치의 지반을 횡 방향으로 천공하는 단계;
   상기 지반이 천공된 부분에 길이 방향으로 길게 형성되는 웹과, 상기 웹의 양단에서 상기 웹과 교차하는 방향으로 연장되되, 상기 웹의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 제1 플랜지 및 제2 플랜지를 포함하는 H-형 빔을 수직하게 근입하는 단계;
   상기 H-형 빔을 기준으로 양 측에 기 제작된 상기 옹벽용 블록들을 근입하되, 상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 상기 옹벽용 블록들의 내측으로 돌출되는 어느 하나는 상기 옹벽용 블록들의 전면 또는 후면 중 어느 한 면과 공간을 이루며, 상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 다른 하나는 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시켜, 콘크리트에 의한 상기 H-형 빔과 상기 옹벽용 블록들의 결합력이 향상되도록 상기 옹벽용 블록들의 상기 전면 또는 상기 후면 중 다른 한 면과 이격되도록 상기 옹벽용 블록들을 종 방향으로 적층하며 근입하는 단계;
   상기 종 방향으로 적층된 상기 옹벽용 블록들에 강선을 삽입하고 긴장시키는 단계; 및
   상기 H-형 빔과 상기 옹벽용 블록들 사이의 상기 공간과, 이웃하는 상기 옹벽용 블록들 사이로 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하며,
   상기 옹벽용 블록을 제작하는 단계에서는, 필터부재와 배수파이프를 포함하는 배수거름유닛을 매립 설치하되, 상기 필터부재는 일면이 상기 옹벽용 블록이 상기 지반을 지지하는 일면과 나란하도록 상기 옹벽용 블록의 내부에 매립 설치하고, 상기 배수파이프는 상기 필터부재의 타면과 연통되면서 상기 옹벽용 블록의 타면을 향해 관통하도록 상기 옹벽용 블록의 내부에 매립 설치하며,
   상기 웹에는 상기 웹의 길이 방향을 따라 설정된 간격만큼 상호 이격되는 복수 개의 전단연결부재들이 설치되어 있어, 상기 종 방향으로 적층하며 근입하는 단계에서 상기 전단연결부재들이 상기 공간에 배치되며, 상기 콘크리트를 타설하는 단계에서, 타설된 상기 콘크리트에 의해 상기 옹벽용 블록들, 상기 전단연결부재들 및 상기 H-형 빔이 동시에 일체로 결합 고정되며,
   상기 필터부재는,
   각각의 상기 옹벽용 블록의 두께 방향을 따라 상호 이격되며 상기 흙 중 제1 설정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 제1 필터들;
   상기 제1 필터들 내측에 상호 이격되어 구비되며, 상기 흙 중 상기 제1 설정 크기보다 작고 제2 설정 크기 이상의 입자들을 걸러내는 제2 필터들; 및
   상기 제2 필터들 사이에 구비되며, 상기 흙 중 상기 제2 설정 크기보다 작은 입자들을 걸러내는 제3 필터를 포함하고,
   각각의 상기 제1 필터는 그레이팅을 포함하며, 각각의 상기 제2 필터는 섬유소재를 포함하고, 상기 제3 필터는 세골재를 포함하는 옹벽 시공방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1 플랜지 또는 상기 제2 플랜지 중 다른 하나에는 상기 H-형 빔의 길이 방향을 따라 연장되는 와이어 메시가 연결되며,
   상기 콘크리트를 타설하는 단계에서, 상기 와이어 메시가 상기 콘크리트와의 접촉 면적을 증가시키는 옹벽 시공방법.
   

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