KR101590026B1

KR101590026B1 - 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR101590026B1
Application number: KR1020150097811A
Authority: KR
Inventors: 이형훈
Original assignee: 주식회사 대산시빌테크날러지; 이형훈; 주식회사 쏘일리텐션코리아
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2016-02-01

Abstract

프리캐스트 블록을 자중과 구속앵커를 이용하여 안정적으로 상하 적층하여 벽체구조물을 시공할 수 있어 보다 경제적이고 효율적인 시공이 가능한 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 상기 프리캐스트 블록은 상면과 저면에 앵커홈이 각각 형성된 몸통부; 상기 앵커홈에 두부와 복부 일부가 노출되도록 몸통부에 매립 설치된 연결앵커;를 포함하는 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록에 상,하 적층되며, 상,하로 적층되는 프리캐스트 블록은 앵커홈들에 충진된 그라우팅재를 이용하여 서로 상,하로 마주보는 연결앵커가 강결 연결되도록 하게 된다.

Description

연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 및 그 시공방법{PRECAST BLOCK WITH CONNECTION ANCHOR AND THE CONSTRUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 및 그 시공방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 프리캐스트 블록을 자중과 구속앵커를 이용하여 안정적으로 상하 적층하여 벽체구조물을 시공할 수 있어 보다 경제적이고 효율적인 시공이 가능한 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 및 그 시공방법에 관한 것이다.

도 1a는 종래 현장 콘크리트를 이용한 벽체(예컨대 옹벽)의 시공단면도이다.

즉, 기초콘크리트(A)를 시공하고, 그 상면에 일정 높이로 1~4차 콘크리트 타설에 의하여 상부로 갈수록 폭이 작아지는 형태의 콘크리트 벽체를 시공하고 있음을 알 수 있다.

이러한 콘크리트 벽체는 거푸집(30)을 이용하여 시공하여 경제적이라는 장점은 있으나 매시브한 콘크리트 구조물을 시공함에 있어서는 거푸집 설치, 콘크리트 타설 및 거푸집 해체작업에 매우 많은 비용과 노력이 요구된다는 문제점이 있었다.

도 1b는 종래 프리캐스트 콘크리트 벽체(10)의 설치단면도를 도시한 것이다.

즉, 중량이 비교적 큰 블록을 제작하고 이를 연결봉(11)을 이용하여 적층하는 식으로 방파제용 안벽을 시공하고 있음 알 수 있음을 알 수 있다.

이러한 자중 만에 의한 블록 적층시공은 블록이 안정적으로 적층될 수 있을 정도의 중량을 가지도록 제작 한 경우라 할 수 있는데 이러한 방식은 제작, 운만 및 시공이 용이하지 않아 방바제 등과 같은 중량 구조물 시공에 제한적으로 사용할 수 있을 뿐, 절토부 또는 성토부 등에 있어 시공되는 옹벽과 같은 벽체구조물에 사용하는 것은 매우 제한적일 수 밖에 없으며, 이에 하부에 위치한 안벽을 크게 형성시켜야 하는 문제점이 있게 된다.

이에 종래 프리캐스트 콘크리트 벽체인 종래 옹벽의 경우,

중력식 옹벽은 통상 옹벽높이가 4m 미만의 경우에 적용되고,

반중력식의 경우는 옹벽높이가 5m미만의 경우에 적용되고,

캔틸레버식은 옹벽높이가 3m~10m의 경우에 적용되고, 부벽식은 옹벽높이가 8m~14m의 경우에 적용하는 것이 일반적이다.

이러한 옹벽 중 일반적으로 많이 사용되고 있는 캔틸레버식 옹벽은 옹벽에 작용하는 토압에 저항하기 위하여 옹벽 저판길이를 증가시켜서,

저판길이 상부의 뒤채움흙(배면토)의 자중에 의한 저항모멘트 효과와 교대 또는 옹벽의 저판하면에서의 저항마찰력 효과로 옹벽에 작용하는 토압에 대해 저항하는 구조이다.

이에 벽체의 높이가 증가할 수 록 저판 길이는 커질 수밖에 없고 이에 따라 저판 시공을 위한 터파기가 커질 수밖에 없어 캔틸레버식 적용은 한계가 있을 수밖에 없게 된다.

이러한 캔틸레버식 옹벽의 한계를 극복할 수 있는 종래 선반부착 적립식 옹벽(30) 이 도 1c에 소개되어 있다.

즉, H형 파일(31)을 지반(G)의 지지층까지 관입시켜 옹벽근입부(31)와 옹벽기초부(32)를 형성시키고, 옹벽기초부에 설치된 옹벽벽체(33)의 배면부에 옹벽선반(34)을 일체로 형성시키고 있음을 알 수 있다.

즉, 상기 옹벽선반(34)은 달리 지지되는 부재가 없이 옹벽벽체(34) 배면에 일체로 강결 형성시키는 것이라 할 수 있다. 이에 만약 배면토의 다짐불량 등에 의하여 옹벽선반(34)의 침하가 발생하는 경우 옹벽벽체(33)의 옹벽선반(34)의 연결부위에 하자가 발생한다면 안전사고 발생이 우려될 수밖에 없어 상기 연결부위를 보강해야 하는 등의 문제점이 발생할 수밖에 없게 된다.

이에 상기 옹벽선반(34)에 의한 옹벽선반부착 적립식 옹벽(30)도 배면토 자중에 의한 저항모멘트 효과를 기준으로 한 것이라 할 수 있으며, 역시 종래 캔틸레버식 옹벽과 대비하여 상부판에 의한 벽체 작용 토압의 최대크기가 낮아지도록 하여 벽체의 단면을 최적화 시킬 수 있음에 장점은 있을 수 있으나 프리캐스트 방식으로 제작하는데 한계가 있고, 유지관리에 있어 불리하다는 단점이 있을 수 있다.

도 1d는 종래 보강토옹벽의 시공단면도이다.

이러한 보강토옹벽은 블록(40)이 상하로 적층되고, 이 블록의 후면에 흙이 성토되며, 상기 블록사이에 띄엄띄엄 보강재가 부설되어 외력이나 토압에 저항하는 구조물로서, 기존 콘크리트 옹벽을 대신하여 많이 시공되고 있다.

상기 보강재는 비신장성 보강재라 할 수 있는 금속재와, 신장성보강재라 할 수 있는 토목섬유를 주재료로 하는 시트(sheet)형, 그리드(Grid)형, 스트립(Strip)형 등으로 제작한 많은 제품들이 있다.

1980년대 초기에는 비신장성 보강재인 금속재를 주로 사용하였으나, 비신장성보강재는 무게가 무거워 운반 및 설치 시 어려운 점이 있고, 또한 부식으로 인한 내구성 감소 문제가 되어 그 사용량이 감소하는 추세에 있다.

우리나라의 경우 1994년 신장성보강재인 지오그리드 도입을 기점으로 보강토옹벽의 시장이 급속히 팽창하였으며, 지오그리드(50)를 사용한 블록식 옹벽이 많이 시공되고 있는 추세다.

그러나, 현재 보강토 옹벽 시공 시 신장성 보강재 또는 비신장성 보강재 중 어느 하나를 선택하여 시공하고 있다.

신장성 보강재를 사용하는 경우, 보강재 자체의 신장특성으로 인해 보강토체는 어느 정도 변형을 일으키게 된다. 즉, 보강토 옹벽의 중간부분에서 배부름 현상이 나타나는 문제점이 있다.

비신장성 보강재를 사용하는 경우에는 배부름 현상은 발생하지 아니하나, 신장성 보강재에 비해 무게가 무거워 운반 및 설치가 쉽지 아니하고, 가격이 비신장성 보강재에 비해 비싸며, 부식으로 인해 보강재의 내구성이 떨어져 옹벽이 무너질 수 있는 문제점이 있었다.

이에 종래 프리캐스트 블록을 단순 적층하는 방법은 중량이 큰 블록을 이용하는 경우에 제한적으로 사용될 뿐, 옹벽과 같은 벽체구조물 시공을 위하여 프리캐스트 블록을 자중 만에 의하여 적층시공 하는 것은 안전성에 문제가 있고,

거푸집과 현장 타설콘크리트에 의한 소규모 벽체 시공은 거푸집 설치 및 해체등에 있어 시공성이 저하되고 공기가 길어질 수밖에 없으며,

선반식 옹벽의 경우 프리캐스트 블록의 제작이 용이하지 않고 프리캐스트 블록을 이용한 적층시공에 있어 유리한 방식은 아니라는 문제가 있으며,

보강토 블록을 이용하는 경우 적층시공은 유리하나 배면토 다짐 및 시공에 품질관리가 수반되어야 하므로 사용에 한계가 있을 수밖에 없으며, 배면토 다짐을 위한 터파기 공간이 확보되어야 하는 등의 제한이 따르게 된다.

이에 본 발명은 프리캐스트 방식으로 제작된 블록을 연결앵커를 이용하여 옹벽과 같은 벽체구조물을 단순 적층시키는 것만으로도 간단하게 시공할 수 있도록 하면서도, 안전성을 확보할 수 있어 신속하고 경제적인 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 및 그 시공방법 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 프리캐스트 블록을 적층시키는 방식으로 벽체구조물을 시공하되, 토압에 의한 전도모멘트에 효과적으로 저항하기 위하여 프리캐스트 블록의 배면 하부에 수평으로 연장된 배면슬래브를 형성시킨 것을 이용하게 된다.

이를 본 발명은 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록이라 한다.

이에 프리캐스트 블록(배면슬래브가 형성되지 않은 블록)을 상방으로 적층 시공하면서 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록을 중간 중간에 설치함으로서 종래 보강토 옹벽과 같이 그리드를 사용하지 않고서도 자중에 의한 프리캐스트 블록의 안정적인 시공이 가능하도록 하게 된다.

둘째, 자중에 의한 적층시공 시, 각 배면슬래브를 가진 프리캐스트 블록들의 상하 수평연결면에는 매입된 연결앵커의 두부가 앵커홈에 의하여 노출되도록 하고 노출된 연결앵커의 두부를 서로 마주보도록 세팅 한 후,

연결커플러로 두부를 서로 연결시킨 후, 수평연결면이 서로 접하도록 하는 과정에서 앵커홈과 앵커홈 주변의 수평연결면에 지연경화제가 포함된 그라우팅재가 밀실하게 충진되어 적층 된 프리캐스트 블록들이 상하 연결되도록 하게 된다.

셋째, 상기 연결앵커는 연결커플러를 이용하여 서로 연결될 수 있도록 하게 되는데 이러한 연결커플러는 연결앵커의 두부가 상, 하로 삽입되도록 두부삽입홈이 상면과 저면을 기준으로 각각 내부로 직경이 작아지는 원추형 형태로 형성되도록 하고 두부삽입홈은 서로 중간연통홀에 의하여 충진된 그라우팅재 이동이 용이하도록 형성시키게 된다.

넷째, 본 발명의 프리캐스트 블록은 운반 및 시공에 접합한 크기로 제작되어 푸팅 프리캐스트 블록이 먼저 측방으로 연속으로 시공되고, 푸팅 프리캐스트 블록 상면에 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록과 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록이 각각 다단으로 적층 시공되며 각 단의 프리캐스트 블록은 측방연결면이 상하로 어긋나도록 하되, 긴장재를 이용하여 상,하 압착 시공될 수 있도록 하게 된다.

다섯째, 상기 연결앵커는 두부, 복부 및 하부플랜지를 포함하는 수직봉 형태로 프리캐스트 블록의 수평연결면에 형성된 앵커홈에 상기 두부가 노출되도록 하여 인양 시 인양걸쇠에 결합되어 인양이 용이하도록 하면서 프리캐스트 블록의 상,하 강결에도 이용하게 된다.

이에 본 발명의 연결앵커는 프리캐스트 블록을 인양하는데 이용할 수 있게 되고, 이러한 인양을 위한 연결앵커를 적층하기 위한 연결수단으로 그대로 이용할 수 있는 구조로 형성시키게 된다.

이를 위해 본 발명은 수평고정단 역할을 하는 하부플랜지; 상기 복부 상면으로부터 상방으로 연장된 복부; 및 상기 복부 상면에 수평고정단 역할을 하는 두부를 포함하는 연결앵커의 상기 복부 일부와 두부가 노출되는 앵커홈이 상면과 저면인 수평연결면에 형성된 몸통부; 및 토압에 의하여 전도모멘트에 저항하기 위하여 상기 몸통부 배면 하부로부터 배면토방향으로 수평으로 연장되도록 형성된 배면슬래브;를 포함하며, 상, 하 적층되는 프리캐스트 블록의 수평연결면(A)에서 서로 마주보도록 세팅된 앵커홈에 그라우팅재에 의하여 서로 일체화되어 프리캐스트 블록의 강열 연결되도록 함과 더불어, 상기 앵커홈에 노출된 연결앵커의 복부 일부와 두부는 프리캐스트 블록을 인양하기 위한 인양수단으로도 사용되도록 하는 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록을 제공하게 된다.

본 발명은 프리캐스트 블록을 이용하여 상하 적층시키는 방식으로 콘크리트 벽체를 중량에 의하여 시공하게 되므로 보다 신속하게 시공이 가능하게 되며 특히 높이가 5m 미만의 벽체구조물 시공에 보다 유리하게 된다.

또한, 별도의 인양수단을 사용하지 않고 프리캐스트 블록에 미리 매입시킨 연결앵커의 두부를 그대로 인양수단으로 이용하여 시공하므로 시공이 매우 간편해지게 된다.

나아가 상기 연결앵커는 앵커홈에 서로 마주보도록 한 후 그라우팅재에 의하여 서로 결합되도록 하는 방식으로 프리캐스트 블록을 서로 상,하 연결시키기 위하여 이용함으로서 연결앵커를 효과적으로 활용하면서,

상기 연결앵커에 의하여 프리캐스트 블록에 의한 전도모멘트 저항이 가능하여 보다 효율적인 프리캐스트 콘크리트 벽체 시공이 가능하게 된다.

또한, 푸팅 프리캐스트 블록과 긴장재를 이용하여 보다 안정적인 자립시공이 가능하도록 할 수 있, 프리캐스트 블록의 수평연결면에는 연결앵커의 두부가 수평연결면에 작용하는 전단력에 유리한 일체형 확장형 두부 또는 분리형 확장형 두부로 형성되도록 하여 특히 높이가 낮은 프리캐스트 콘크리트 벽체 시공에 경제적으로 이용할 수 있게 된다.

도 1a는 종래 현장 콘크리트를 이용한 벽체의 시공단면도,
도 1b는 종래 프리캐스트 콘크리트 벽체의 설치단면도,
도 1c는 종래 선반부착 적립식 옹벽 시공도,
도 1d는 종래 보강토옹벽의 시공단면도,
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록의 사시도,
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 연결앵커의 작용도,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록의 연결구성도,
도 4d는 본 발명의 앵커홈에 설치되는 패킹재의 설치도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 시공방법의 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[ 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록(100,200,300) ]

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 본 발명의 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록의 사시도를 도시한 것이고, 도 2d는 본 발명의 패킹재의 설치도이다.

즉, 도 2a와 같이 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100), 도 2b와 같이 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200) 및 도 2c와 같이 푸팅 프리캐스트 블록(300)으로 구분된다.

먼저 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)은 미리 공장에서 제작한 콘크리트 블록으로서, 도 2a와 같이, 몸통부(110), 배면슬래브(120), 연결앵커(130) 및 앵커홈(140)을 포함하여 구성된다.

상기 몸통부(110)는 일정한 높이(h)를 가진 타원형, 사각 단면 등을 가진 콘크리트 부재로서 공장에서 거푸집과 콘크리트를 이용하여 제작하도록 하게 되며, 도 2a의 경우에는 타원형 단면을 가진 것이 도시되어 있다.

이러한 몸통부(110)의 상면과 저면은 수평연결면(A)으로 형성되어 적층에 의하여 수평연결면(A)이 서로 접하도록 하면서 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)이 안정적으로 적층되도록 하게 된다.

이때 상기 몸통부(110) 배면 하부에는 수평으로 연장된 배면슬래브(120)가 일체로 형성되어 있음을 알 수 있다.

이러한 배면슬래브(120)는 몸통부(110)의 후방 배면토(D)의 하중(P)에 의하여 배면슬래브에 작용하는 저항모멘트(M1)에 의하여, 벽체구조물(B)에 작용하는 토압에 의한 전도모멘트(M2)를 상쇄시키는 역할을 함과 더불어

상기 배면슬래브(120)는 전도모멘트(M2)를 마찰력(T)에 의하여 저항하는 역할도 하게 된다.

이에 본 발명은 상기 배면슬래브(120)가 몸통부(110) 배면 하부에 형성된 블록을 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)이라 한다.

또한, 상기 몸통부(110)의 수평연결면(A)에는 적어도 1개 이상의 앵커홈(140)이 형성되어 있는데 이러한 앵커홈(140)은 반원형 홈 형태로 형성되어 있음을 알 수 있으며 몸통부(110) 제작 시 자연스럽게 형성되도록 하면 된다.

이러한 앵커홈(140)에는 그라우팅재(600)가 충진되는 공간 역할을 함과 더불어 연결앵커(130)의 두부(131)가 노출되도록 하되 두부(131)의 상면은 앵커홈(140) 주변의 수평연결면(A) 아래에 형성되도록 하여 후술되는 연결커플러(500)의 설치가 가능하도록 하게 된다.

나아가 상기 앵커홈(140)은 몸통부(110) 배면측 즉 중심축을 기준으로 인장부에 2개가 일정 깊이로 형성되어 있고, 전면측 압축부에 1개가 일정 깊이로 형성되도록 하고 있으나 인장부가 압축부보다 형성개수가 더 많은 것을 제외하면 달리 설치개수가 제한되지 않는다.

이러한 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)의 배면에 토압이 작용할 때, 토압에 의하여 전도모멘트(M2) 발생 시 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)의 배면측은 인장력(인발되려는 힘), 전면측은 압축력이 발생하고 수평연결면(A)에는 전단력이 발생하게 된다.

이에 앵커홈(140)에 매립된 연결앵커(130)를 이용하여 상,하 적층된 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)을 서로 구속시켜 인장력과 전단력에 저항하도록 하게 된다.

이에 상기 연결앵커(130)는 수직봉 형태로서 강봉인 복부(132)와 복부 상단에 두부(131)가 형성되어 있고 복부 하단에 하부플랜지가(133)가 형성된 것을 이용하게 된다. 즉, 수평고정단 역할을 하는 하부플랜지; 상기 복부 상면으로부터 상방으로 연장된 복부; 및 상기 복부 상면에 수평고정단 역할을 하는 두부를 포함하도록 형성시키게 된다.

이에 앵커홈(140)에는 두부(131)와 복부 상단 일부가 노출되어 있는데, 이러한 두부(131)는 원형플랜지 형태로 형성시켜 도 3a와 같이 인양수단의 걸림홈(410)에 삽입이 용이하도록 형성시키게 된다.

이로서 상기 두부(131)를 걸림구 역할을 하여 인양와이어(미도시)에 설치된 걸림쇠에 상기 걸림구가 걸려져 일종의 인양수단으로 이용할 수 있도록 하게 되며 그라우팅재(600)와 함께 적층되는 프리캐스트 블록의 연결앵커 두부와 일체화되어 적층된 프리캐스트 블록의 연결수단으로의 역할도 하게 된다.

이에 상기 하부플랜지(133)는 몸통부(120)의 내부에 고정단 역할을 하도록 하게 되며 고정단 역할을 위해 확장된 원형 플랜지 형태로 형성되어 있음을 알 수 있다.

이에 도 3a와 같이, 상기 연결앵커(130)는 인양수단(400)으로서 걸림구 역할 및 프리캐스트 블록을 서로 연결하는 역할을 하고,

나아가 도 3b와 같이, 연결앵커(130)를 하광상협의 원추형 두부(134)가 복부(132)와 일체로 형성되도록 하여 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)의 수평연결면(A)에서 전단앵커 역할을 할 수 있도록 하고,

나아가 도 3c와 같이, 역시 상기 두부(131)에 두부확장커플러(700)에 체결되도록 하여 역시 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)의 수평연결면(A)에서 전단앵커 역할을 할 수 있도록 하게 된다.

이때 상기 두부확장커플러(700)는 하광상협의 원추형 커플러로 형성되도록 하되 연결앵커(130)의 두부(131)가 삽입될 수 있도록 저면에는 앵커두부홈(710)이 형성되어 두부(131)가 상기 앵커두부홈에 삽입되어 그라우팅재(600)에 의하여 일체화되도록 하게 된다.

이때 상기 앵커두부홈(710)에는 외부로 연통되는 그라우팅홈(720)이 추가 형성되도록 하여 앵커홈(140)에 충진된 그라우팅재(600)가 두부확장커플러(700)의 내부에 충진되면서 외부로도 배출될 수 있도록 하여 보다 밀실한 그라우팅재 충진이 가능하도록 하게 된다.

다음으로 도 2b와 같이 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)은 앞서 살펴본 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록(100)과 대비하여 배면슬래브가 몸통부(210)에 형성되어 있지 않을 뿐, 몸통부(210), 연결앵커(230) 및 앵커홈(240)이 형성되며,

도 3a와 같이, 상기 하부플랜지(231), 복부(232) 및 두부(231)를 포함하는 연결앵커(230)는 수평연결면(A)에서 인양수단으로서 걸림구 역할 및 프리캐스트 블록을 서로 연결하는 역할을 하고,

도 3b와 같이, 연결앵커(230)를 하광상협의 원추형 두부(134)가 복부(232)와 일체로 형성되도록 하여 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)의 수평연결면(A)에서 전단앵커 역할을 할 수 있도록 하고,

도 3c와 같이, 역시 상기 두부(231)에 두부확장커플러(700)에 체결되도록 하여 역시 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)의 수평연결면(A)에서 전단앵커 역할을 할 수 있도록 하게 된다.

이때 상기 두부확장커플러(700)는 하광상협의 원추형으로 형성되도록 하되 연결앵커(230)의 두부(231)가 삽입될 수 있도록 저면에는 앵커두부홈(710)이 형성되어 두부(231)가 상기 앵커두부홈에 삽입되어 그라우팅재(600)에 의하여 일체화되도록 하게 된다.

또한 상기 앵커두부홈(710)에는 외부로 연통되는 그라우팅홈(720)이 형성되도록 하여 앵커홈(240)에 충진된 그라우팅재(600)가 두부확장커플러(700)의 내부에 충진되면서 외부로도 배출될 수 있도록 하여 보다 밀실한 그라우팅재 충진이 가능하도록 하게 된다.

다음으로 도 2c와 같이, 푸팅 프리캐스트 블록(300)은 도 5b와 같이 시공되는 벽체구조물(B)에 있어 제일 하단에 위치한 프리캐스트 블록으로서,

저판(350)이 몸통부(310) 하부에 더 형성되어 있어 적층 시공에 있어 안정적인 푸팅(기초판) 역할을 하도록 하되,

몸통부(310)를 수직으로 관통하는 긴장홀에 삽입된 긴장재(400)의 하단이 정착될 수 있도록 저판(350)과 몸통부 수평연결면(A) 사이의 몸통부에는 수평으로 연장된 블럭아웃된 긴장공간(S)이 형성되도록 하는 것에 특징이 있고, 역시 몸통부(310), 연결앵커(330) 및 앵커홈(340)이 형성되며,

도 3a와 같이, 상기 하부플랜지(331), 복부(332) 및 두부(331)를 포함하는 연결앵커(330)는 인양수단으로서 걸림구 역할 및 프리캐스트 블록을 서로 연결하는 역할을 하고,

도 3b와 같이, 연결앵커(330)를 하광상협의 원추형 두부(134)가 복부(332)와 일체로 형성되도록 하여 푸팅 프리캐스트 블록(300)의 수평연결면(A)에서 전단앵커 역할을 할 수 있도록 하고,

도 3c와 같이, 역시 상기 두부(331)에 두부확장커플러(700)에 체결되도록 하여 역시 푸팅 프리캐스트 블록(300)의 수평연결면(A)에서 전단앵커 역할을 할 수 있도록 하게 된다.

이때 상기 두부확장커플러(700)는 하광상협의 원추형으로 형성되도록 하되 연결앵커(330)의 두부(331)가 삽입될 수 있도록 저면에는 앵커두부홈(710)이 형성되어 두부(331)가 상기 앵커두부홈에 삽입되어 그라우팅재(600)에 의하여 일체화되도록 하게 된다.

또한 상기 앵커두부홈(710)에는 외부로 연통되는 그라우팅홈(720)이 형성되도록 하여 앵커홈(340)에 충진된 그라우팅재(600)가 두부확장커플러(700)의 내부에 충진되면서 외부로도 배출될 수 있도록 하여 보다 밀실한 그라우팅재 충진이 가능하도록 하게 된다.

[ 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록(100,200,300)의 상,하 연결 ]

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 본 발명의 프리캐스트 블록(100,200,300)들의 상,하 연결 구성도를 도시한 것이다.

먼저 도 4a는 연결앵커(130)를 이용하여 프리캐스트 블록(100,200)들을 서로 상,하로 강결시키는 경우를 도시한 것이다.

즉, 아래에 위치한 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)의 상면(수평연결면)과 위쪽에 위치한 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록(100)의 저면(수평연결면)에는 연결앵커(130,230)의 두부(131,231)가 노출된 앵커홈(140,240)이 각각 형성되어 있어 서로 상,하로 두부(131,231)가 마주보도록 세팅된다.

이에 서로 마주보도록 세팅된 연결앵커(130,230)는 연결커플러(500)를 이용하여 서로 연결시키게 된다.

이러한 연결커플러(500)는 서로 이격되어 마주보도록 세팅된 두부(131,231)들이 상면과 저면에 형성된 두부삽입홈(520)에 삽입되도록 한 후, 두부삽입홈(520)에 충진된 그라우팅재(600)에 의하여 서로 일체화되면서 상기 프리캐스트 블록(100,200)이 서로 상하 강결되도록 하게 된다.

이에 상기 연결커플러(500)는 원통형의 커플러몸통부(510) 상면과 저면으로부터 내부로 갈수록 직경이 좁아지는 두부삽입홈(520)이 각각 일정 깊이로 형성되어 있으며,

상기 각각의 앵커두부홈(520)에는 외부로 연통되는 그라우팅홈(540)이 역시 형성되도록 하여 앵커홈(140,240)에 충진된 그라우팅재(600)가 연결커플러(500)의 내부에도 충진되면서 앵커홈으로 다시 배출될 수 있도록 하여 보다 밀실한 그라우팅재 충진(연결커플러 내부의 공기의 배출)이 가능하도록 하게 된다.

또한 상기 두부삽입홈(520)은 서로 수직연통홀(530)에 의하여 서로 연통되도록 하여 두부삽입홈(520)에 충진된 그라우팅재(600)가 연결커플러 내부에서 자유롭게 이동하여 충진에 유리하도록 하게 된다.

이때 그라우팅재(600)는 지연경화제(일종의 혼화제)가 포함되어 있어 연결커플러(500)로 연결앵커(130,230)를 서로 연결시킨 후, 앵커홈(140,240)을 충진하되 일정시간 동안은 경화되지 않고 앵커홈(140,240) 주변의 수평연결면(A)들에도 확장(위쪽의 프리캐스트 블록 자중에 의하여 충진된 그라우팅재가 압착되어) 주입되도록 하여

시간이 경과하게 되면 프리캐스트 블록(100,200)들의 수평연결면(A)들이 연결앵커(130,230)와 그라우팅재(600)의 경화에 의하여 서로 강결 연결 되도록 하게 된다.

이때, 상기 앵커홈의 외주면에는 도 4d와 같이 ㄱ형 단면의 패킹재(450)를 설치하거나, 앵커홈의 외주면들에 패킹홈이 형성되어 있어 원형링 형태의 패킹재(460)를 패킹홈에 삽입설치하여 그라우팅재의 확장을 제한시키는 것이 앵커홈에 밀실하게 그라우팅재(600)가 충진되도록 하는 역할을 하도록 함이 바람직하다.

다음으로 도 4b는 연결앵커(130)를 이용하여 프리캐스트 블록(100,200)을 서로 상,하로 전단연결 시키는 경우이다.

즉 도 3b 및 도 3c와 같이 연결앵커(230)를 전단응력에 저항하도록 전단앵커로 이용한 경우이다.

즉, 도 3b와 같이, 아래쪽 배면슬리부가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)의 상면에 형성된 앵커홈(240)에는 연결앵커(230)의 두부가 노출되도록 하되,

상기 두부(234)가 하광상협(下廣上狹)의 원추형으로 형성되어 프리캐스트 블록(100,200)의 수평연결면(A)에서 전단앵커 역할을 할 수 있도록 하게 된다.

이로서 위쪽에 배치되는 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록의 앵커홈(140)에는 달리 연결앵커가 형성되지 않고 단지 두부(231)가 하광상협의 원추형으로 형성된 연결앵커(230)가 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록의 앵커홈(140)에 연장 상입되도록 하고 있음을 알 수 있다.

나아가 도 3c를 참조하면, 상기 두부(231)에 앞서 살펴본 두부확장커플러(700)에 체결되도록 하여 역시 프리캐스트 블록(100,200)의 수평연결면(A)에서 전단앵커 역할을 하도록 하고 있음을 알 수 있다.

역시, 위쪽에 배치되는 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록의 앵커홈(140)에는 달리 연결앵커가 형성되지 않고 단지 두부(231)에 두부확장커플러(234)가 형성된 연결앵커(230)가 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록의 앵커홈(140)에 연장 상입되도록 하고 있음을 알 수 있다.

다음으로 도 4c는 긴장재를 이용하여 푸팅 프리캐스트 블록(300)과 프리캐스트 블록(100,200)의 상,하 연결을 도시한 것이다.

본 발명의 프리캐스트 블록(100,200,300)은 서로 연결앵커(130)와 그라우팅재(600)를 이용하여 서로 강결되도록 하거나, 전단연결 되도록 하게 되는데,

푸팅 프리캐스트 블록(300)은 벽체구조물의 최하단에 위치하여 적층된 프리캐스트 블록(100,200)을 긴장재(160)에 의하여 서로 압착되도록 할 수 있다.

이는 적층된 프리캐스트 블록(100,200)에 미리 수직긴장홀(430)을 형성시켜 상,하로 연통되도록 하여 연통된 긴장홀에 강봉 또는 강연선과 같은 긴장재(420)를 삽입하고, 긴장재의 하단을 푸팅 프리캐스트 블록의 긴장공간에서 정착장치로 고정 정착 시키고, 긴장재의 상단을 최상단에 위치한 프리캐스트 블록의 상면에서 정착장치로 긴장 정착시키면 된다.

[ 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록(100,200,300)의 시공방법 ]

도 5a 및 도 5b는 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록(100,200,300)의 시공방법의 순서도로서 상기 상기 시공방법을 도 2 내지 도 4를 참고하여 살펴보면,

먼저 도 5a와 같이 벽체구조물(B)을 시공하기 위한 지반에 터파기를 하여 앞서 살펴본 푸팅 프리캐스트 블록(300)을 인양하여 터퍼기된 지반(G)의 저면에 안착시키게 된다.

즉, 벽체구조물의 연장길이에 맞추어 푸팅 프리캐스트 블록(300)의 측면을 서로 접하도록 하되(측방연결면 형성), 특히 저판(320) 사이의 이격공간에 연속화 콘크리트(C)를 타설하여 푸팅 프리캐스트 블록(300)이 서로 측방(벽체구조물의 연장방향)연속화 시키게 된다.

이에 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)을 측방으로 연속화된 푸팅 프리캐스트 블록(300) 상면에 안착되도록 하되, 이는 연결앵커(330), 연결커플러(500) 및 지연결화제가 포함된 그라우팅재(600)를 이용하여 강결 시키는 방식을 이용하면 된다.

즉, 푸팅 프리캐스트 블록(300)의 상면에 형성된 앵커홈(340)에 노출된 연결앵커(330)의 두부에 연결커플러(500)를 설치하고,

앵커홈(340)에 지연경화제가 포함된 그라우팅재(600)를 연결커플러(500)가 잠기도록 충진시켜 놓게 된다.

상기 지연경화제가 포함된 그라우팅재(600)는 겔 형태이지만 압착되는 경우 유동성을 가지면 시간이 경화되면 최종 경화되는 일종의 접착제라 할 수 있다.

다음으로는 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)의 저면에 역시 연결앵커(230)의 두부(231)가 상기 연결커플러(500)의 상면에 형성된 두부앵커홈(520)에 삽입되도록 하는 방식으로 설치하게 된다.

이때 상기 앵커홈(240)에도 연결앵커(230)의 두부가 잠기도록 역시 지연경화제가 포함된 그라우팅재(600)를 주입시켜 놓게 된다.

이에 수평연결면(A)이 서로 접하면서, 즉 푸팅 프리캐스트 블록(300)의 상면과 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)의 저면이 서로 접하면서, 앵커홈(320,220)에 충진된 지연경화제가 포함된 그라우팅재(600)가 서로 합쳐지면서 상하로 연통된 앵커홈(340,240)을 충진시키면서 서로 접한 수평연결면(A)에 지연경화제가 포함된 그라우팅재(600)가 확장 주입되도록 하게 된다.

이로서 푸팅 프리캐스트 블록(300) 상면에는 도 5a의 경우 2단의 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)이 적층되도록 하고 있으며,

각 단의 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200) 측방연결면은 상,하로 서로 어긋나도록 설치하게 된다.

이때 2단의 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)이 적층됨을 알 수 있으나 이는 벽체구조물(B)의 높이에 따라 증감이 가능하다.

이러한 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)의 적층은 역시 서로 접하는 수평연결면(A)에 연결앵커(230), 지연경화제가 포함된 그라우팅재(600)를 이용하여 강결 시키면 된다.

다음으로는 적층 시공된 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200) 상면에 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록(100)을 역시 적층되도록 하되 이는 역시 수평연결면에 연결앵커(230), 지연경화제가 포함된 그라우팅재(600)를 이용하여 강결시키면 된다.

나아가 도 5b와 같이, 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록(100) 상면에 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)을 다시 다단 적층되도록 하되 이는 역시 앞서 살펴본 수평연결면(A)에 연결앵커(130), 지연경화제가 포함된 그라우팅재(600)를 이용하여 강결시키는 방식을 따르게 되어 최종 벽체구조물(B) 시공이 완료될 수 있게 됨을 알 수 있다.

따로 도시하지 않았지만, 긴장재 또는 전단앵커 역할을 하는 연결앵커와 지연경화제가 포함된 그라우팅재를 이용하여 각단의 프리캐스트 블록을 서로 추가로 압착시키거나 강결 연결이 아닌 전단연결 방식으로 다단 적층시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예 들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록
110: 몸통부 120: 배면슬래브
130: 연결앵커 140: 앵커홈
200: 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록
210: 몸통부 230: 연결앵커
240: 앵커홈 300: 푸팅 프리캐스트 블록
310: 몸통부 330: 연결앵커
340: 앵커홈 410: 걸림홈
420: 긴장재 430: 수직긴장홀
450,460: 패킹재 500: 연결커플러
510: 커플러몸통부 520: 두부삽입홈
530: 그라우팅홈 540: 연통홀
600: 그라우팅재 A: 수평연결면, B:벽체구조물

Claims

수평고정단 역할을 하는 하부플랜지; 상기 하부플랜지 상면으로부터 상방으로 연장된 복부; 및 상기 복부 상면에 수평고정단 역할을 하는 두부를 포함하는 연결앵커(130)의 상기 복부 일부와 두부가 노출되는 앵커홈이 상면과 저면인 수평연결면에 형성된 몸통부; 및
토압에 의하여 전도모멘트에 저항하기 위하여 상기 몸통부 배면 하부로부터 배면토방향으로 수평으로 연장되도록 형성된 배면슬래브(120);를 포함하며,
상기 연결앵커(130)는 상, 하 적층되는 프리캐스트 블록의 수평연결면(A)에서 서로 마주보도록 세팅된 앵커홈(140)에 그라우팅재(600)에 의하여 서로 일체화되어 프리캐스트 블록의 강결 연결되도록 함과 더불어, 상기 앵커홈(140)에 노출된 연결앵커의 복부 일부와 두부는 프리캐스트 블록을 인양하기 위한 인양수단으로도 사용되도록 하며,
상기 배면슬래브(120)가 형성된 프리캐스트 블록(100)은, 상면과 저면인 수평연결면(A)에 앵커홈(240)이 각각 형성된 몸통부; 상기 앵커홈(240)에 두부와 복부 일부가 노출되도록 몸통부에 매립 설치된 연결앵커;를 포함하는 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)에 상,하 적층되며,
상기 연결앵커(130)의 두부(131)는 연결커플러(500)를 이용하여 상,하 강결 연결되도록 하되, 상기 연결커플러(500)는 서로 이격되어 마주보도록 세팅된 두부들이 상면과 저면인 수평연결면에 형성된 두부삽입홈(520)에 삽입되도록 한 후, 두부삽입홈(520)에 충진된 그라우팅재(600)에 의하여 서로 일체화되면서 상기 프리캐스트 블록(100,200)이 서로 상하 강결되도록 하는 것으로서,
원통형의 커플러몸통부(510) 상면과 저면으로부터 내부로 갈수록 직경이 좁아지는 두부삽입홈(520)이 각각 일정 깊이로 형성되어 있으며, 상기 각각의 앵커두부홈(520)에는 외부로 연통되는 그라우팅홈(540)이 형성되도록 하여 앵커홈(140,240)에 충진된 그라우팅재(600)가 연결커플러(500)의 내부에도 충진되면서 앵커홈으로 다시 배출될 수 있도록 하는 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록.
제 1항에 있어서,
상,하로 적층되는 프리캐스트 블록(100,200)은 앵커홈들에 충진된 그라우팅재를 이용하여 서로 상,하로 마주보는 연결앵커가 강결 연결되도록 하는 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록.
제 1항에 있어서,
상기 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록(100) 또는 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)은
저판(350)이 몸통부(310) 하부에 더 형성되는 것으로서, 상기 몸통부(310)를 수직으로 관통하는 긴장홀에 삽입된 긴장재(420)의 하단이 정착될 수 있도록 저판(350)과 몸통부 상면인 수평연결면 사이의 몸통부에는 블럭아웃된 긴장공간(S)이 블록 아웃되어 형성되도록 하는 푸팅 프리캐스트 블록(300)에 적층되도록 하는 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록.
제 1항에 있어서,
상기 연결앵커(130)는,
수직봉 형태의 복부(132)와 복부 상단에 두부(131)가 형성되어 있고 복부 하단에 하부플랜지가(133)가 형성된 연결앵커;
수직봉 형태의 복부(132)와 하광상협의 원추형 두부(134)가 상기 복부(132)와 일체로 형성되도록 하는 연결앵커; 또는
수직봉 형태의 복부(132)와 두부(131)에 두부확장커플러(700)에 체결되도록 하는 것으로서, 상기 두부확장커플러(700)는 하광상협의 원추형 커플러로 형성되도록 하되 연결앵커의 두부가 삽입될 수 있도록 저면에는 앵커두부홈(710)이 형성되어 두부가 상기 앵커두부홈에 삽입되어 그라우팅재(600)에 의하여 일체화되도록 하되, 상기 앵커두부홈(710)에는 외부로 연통되는 그라우팅홈(720)이 형성되도록 하여 앵커홈(140)에 충진된 그라우팅재(600)가 두부확장커플러(700)의 내부에 충진되면서 외부로도 배출될 수 있도록 하는 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록.
삭제
(a) 저판(350)이 몸통부(310) 하부에 형성된 푸팅 프리캐스트 블록(300)을 설치하는 단계;
(b) 상면과 저면인 수평연결면(A)에 앵커홈(240)이 각각 형성된 몸통부; 상기 앵커홈에 두부와 복부 일부가 노출되도록 몸통부에 매립 설치된 연결앵커;를 포함하는 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200)을 상기 푸팅 프리캐스트 블록(300)에 적층하는 단계;
(c) 수평고정단 역할을 하는 하부플랜지; 상기 하부플랜지 상면으로부터 상방으로 연장된 복부; 및 상기 복부 상면에 수평고정단 역할을 하는 두부를 포함하는 연결앵커(130)의 상기 복부 일부와 두부가 노출되는 앵커홈이 상면과 저면인 수평연결면에 형성된 몸통부; 및 토압에 의하여 전도모멘트에 저항하기 위하여 상기 몸통부 배면 하부로부터 배면토방향으로 수평으로 연장되도록 형성된 배면슬래브(120);를 포함하는 배면슬래브가 형성된 프리캐스트 블록(100)을 상기 배면슬래브가 형성되지 않은 프리캐스트 블록(200) 상면에 적층하는 단계;를 포함하며,
상기 프리캐스트 블록(100,200,300)의 상,하 강결 연결은 상,하로 적층되는 프리캐스트 블록의 앵커홈에 충진된 그라우팅재에 의하여 상,하로 마주보는 연결앵커가 일체화되어 이루어지도록 하며,
상기 연결앵커(130)의 두부(131)는 연결커플러(500)를 이용하여 상,하 강결 연결되도록 하되, 상기 연결커플러(500)는 서로 이격되어 마주보도록 세팅된 두부들이 상면과 저면인 수평연결면에 형성된 두부삽입홈(520)에 삽입되도록 한 후, 두부삽입홈(520)에 충진된 그라우팅재(600)에 의하여 서로 일체화되면서 상기 프리캐스트 블록(100,200)이 서로 상하 강결되도록 하는 것으로서,
원통형의 커플러몸통부(510) 상면과 저면으로부터 내부로 갈수록 직경이 좁아지는 두부삽입홈(520)이 각각 일정 깊이로 형성되어 있으며, 상기 각각의 앵커두부홈(520)에는 외부로 연통되는 그라우팅홈(540)이 형성되도록 하여 앵커홈(140,240)에 충진된 그라우팅재(600)가 연결커플러(500)의 내부에도 충진되면서 앵커홈으로 다시 배출될 수 있도록 하는 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 시공방법.
제 6항에 있어서,
상기 (a),(b) 및 (c) 단계의 그라우팅재(600)는 앵커홈의 외주면들에 형성된 패킹재를 설치하여 그라우팅재의 확장을 제한시켜 앵커홈에 밀실하게 그라우팅재(600)가 충진되도록 하는 연결앵커가 형성된 프리캐스트 블록 시공방법.