KR101605012B1 - 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절취 및 파쇄 등에 의하여 발생된 토석의 유입을 차단하여 도로 및 각종 시설물을 보호하는 절토 방호벽에 관한 것으로, 방호벽의 벽체(10) 배면과 절토부에 구축된 정착부(30)를 신축부(21)가 구성된 이완상태의 선재(20)로 연결하고, 절토가 진행됨에 따라 벽체(10) 배후부에 성토부가 형성되면 신축부(21)를 수축하여 방호벽 벽체(10)를 절토부측으로 인장함으로써, 배후 성토부 토압 및 장비 접지압으로 인하여 유발되는 벽체(10) 전도측 외력에 효과적으로 저항할 수 있도록 한 것이다.
간소한 구성으로도 절토 방호벽 벽체(10)의 지지력을 효과적으로 증대할 수 있는 발명을 통하여, 절취 토사의 유입 및 작업용 성토 등으로 인한 배면토압을 비롯한 다량한 외력이 작용함에도 불구하고 가설구조물의 특성상 충분한 안정성 확보가 등한시되었던 종래 절토 방호벽 시공방법의 폐단을 타파할 수 있다.

Description

배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법{RETAINING WALL CONSTRUCTION METHOD USING BACKWARD TENSION}

본 발명은 절취 및 파쇄 등에 의하여 발생된 토석의 유입을 차단하여 도로 및 각종 시설물을 보호하는 절토 방호벽에 관한 것으로, 방호벽의 벽체(10) 배면과 절토부에 구축된 정착부(30)를 신축부(21)가 구성된 이완상태의 선재(20)로 연결하고, 절토가 진행됨에 따라 벽체(10) 배후부에 성토부가 형성되면 신축부(21)를 수축하여 방호벽 벽체(10)를 절토부측으로 인장함으로써, 배후 성토부 토압 및 장비 접지압으로 인하여 유발되는 벽체(10) 전도측 외력에 효과적으로 저항할 수 있도록 한 것이다.

절토 방호벽은 급경사 사면의 안정화, 도로 선형 개선 등의 목적으로 사면 지반을 절취하는 과정에서 발생되는 파쇄 토석의 낙하, 비산 및 유입을 차단하여, 도로 또는 주거지 등을 보호하는 임시 시설로서, 통상 도 1에서와 같이 절토부 전방측 지반에 하단부가 관입 고정된 기립 벽체(10)로 구성된다.

즉, 종래의 절토 방호벽은 절토부의 전방측 지반에 하단부가 관입되어 고정되는 자립형 벽체(10) 구조물로서, 방호벽을 구성하는 벽체(10)는 절토부 사면과 절토부 전방측 지반 지면의 경계선에서 전방측으로 소폭 이격된 위치에 설치되며, 사면의 절취, 암반 사면의 파쇄 등으로 인하여 낙하, 비산 및 하강되는 토석을 차단하게 된다.

이러한 절토 방호벽은 도 1에서와 같이, 벽체(10)의 하단 일부가 절토부 전방측 지반에 관입되어 자립하게 되는 바, 근입부(根入部)의 마찰 인발저항 및 수평토압에 의하여 자립상태의 유지 내지 배면 성토부의 지지를 수행하게 된다.

한편, 절토 방호벽의 벽체(10) 배면의 사면 절토부에 대한 절취 또는 파쇄가 진행되어 벽체(10)와 절토부 사이에 토석이 성토되거나, 장비의 진입 및 작업 공간 확보를 위한 인위적인 성토가 이루어지면, 도 1의 하단부에서와 같이, 방호벽 벽체(10) 배면에 과도한 토압이 작용하고 그에 따라 벽체(10)가 변형 또는 전도되는 사고가 발생될 수 있다.

이러한 방호벽 벽체(10)의 변형 내지 전도를 방지하기 위한 방안으로는, 우선 벽체(10)의 자립 강도를 증대시키는 방안을 고려할 수 있는데, 전술한 바와 같이, 종래 방호벽 벽체(10)의 지지력은 전적으로 근입장(根入長)에 의존하는 바, 지반에 관입된 벽체(10)에 충분한 근입장을 부여하는 방안을 적용할 수 있다.

그러나, 벽체(10)의 근입장 확장은 벽체(10) 설치 지점 지반의 천공 또는 벽체(10)의 타입 등의 공정에 있어서, 자재 및 장비 비용 증액은 물론 공기의 지연을 야기할 수 있으며, 근입장 확보를 위한 지반 천공 등의 사전 공사과정에서, 진동 및 지반 교란이 유발되는 문제점이 있다.

특히, 전술한 바와 같이, 과도한 근입장이 부여되거나 근입장 확보와 같은 맥락으로 지반에 굴착공을 형성하고 벽체(10)를 투입한 후 콘크리트를 타설하여, 벽체(10)와 지반간 긴밀한 결착을 도모하는 경우, 추후 방호벽 시설물의 해체시 인발을 통한 벽체(10)의 철거가 사실상 불가능하며, 따라서 지반에 관입된 벽체(10) 하단부는 존치한 채 벽체(10) 상측 일부만을 강제로 절단하고 회수할 수 밖에 없는 바, 벽체(10) 구성 자재의 재사용이 불가능하고 자원이 낭비되는 문제점이 있었다.

이에, 통상의 토류벽 또는 옹벽에서와 같이, 벽체(10) 배면 지반 매설 선재(20)를 적용하여 근입장의 연장 없이도 벽체(10)의 전도 저항성을 확보하는 방안을 고려할 수 있으며, 관련 종래기술로서 공개특허 제2010-25130호를 들 수 있다.

공개특허 제2010-25130호를 비롯한 종래의 매설 선재(20) 적용 방호벽은 도 2에서와 같이, 벽체(10)를 설치하고, 벽체(10) 배면 절토부의 절취를 진행함에 따라 성토층이 형성되면, 벽체(10) 배면에 폐타이어 등이 결속된 선재(20)를 연결하고, 이러한 선재(20)의 연결을 성토층의 적층에 따라 반복 수행하여, 도 2의 하부 도면에서와 같이, 벽체(10)의 배면에 다수의 선재(20)가 다층으로 수평 설치될 수 있도록 한 것이다.

즉, 벽체(10)의 전도 안정성을 근입장에만 의존하는 것이 아니라, 벽체(10) 배면에 결속된 다층의 선재(20)가 분담하는 방식으로서, 일견(一見) 통상의 토류벽, 옹벽 또는 사면 지압판 등에 적용되는 매설 선재(20)형 보강공(補强工)인 어스앵커(earth anchor) 또는 소일네일(soil nail)과 유사한 효과를 얻을 수 있을 것으로 보이나, 실상 공개특허 제2010-25130호를 비롯한 종래의 매설 선재(20) 적용 방호벽은 통상의 어스앵커 또는 소일네일 등의 보강공과 역학적 거동에 있어서 근본적인 차이점이 있을 뿐 아니라, 유의(有意)한 지지력을 기대할 수도 없는 것이다.

토류벽 또는 옹벽에 적용되는 통상의 매설 선재(20)형 보강공은 절토 대상 지반에 우선 토류벽 등을 타입하거나, 설령 토류벽 또는 옹벽을 기 구축한 후 배후 성토를 진행한다 하여도 성토체에 대한 충분한 다짐을 실시하여 안정화한 상태에서, 토류벽 또는 옹벽을 관통하는 수평 내지 수평 근사 굴착공을 천공하고, 선재(20)의 선단을 암질 지반에 기계적으로 고정하거나, 굴착공에 선재(20)를 투입한 후 급결성 고착재를 주입하는 등의 방식으로 선재(20)와 해당 지반간의 견고한 결착을 달성하는 것으로, 선재(20)와 결속된 토류벽 또는 옹벽에 외력이 작용하여도 선재(20)의 변위가 수반되지 않을 뿐 아니라, 토류벽 또는 옹벽의 전면(前面)으로 노출된 선재(20)를 인장하여 선재(20)를 긴장상태로 유지함에 따라 벽체(10)에 고도의 전도 저항성을 부여할 수 있다.

반면, 공개특허 제2010-25130호를 비롯한 종래의 매설 선재(20) 적용 방호벽은 도 2에서와 같이, 방호벽 벽체(10) 배후부에 성토층이 형성되는 과정에서 다수의 선재(20)를 단순 거치하는 방식으로서, 성토층과 선재(20)간의 긴밀한 결착을 전혀 기대할 수 없을 뿐 아니라, 도 2의 하부에 도시된 바와 같이, 벽체(10)의 변형 내지 전도시 선재(20)의 동반 변위가 발생되는 바, 실질적인 지지력 보강 효과도 기대할 수 없는 것이다.

특히, 종래의 매설 선재(20) 적용 방호벽에 있어서는 전술한 통상의 매설 선재(20)형 보강공에서와 같은 선재(20)의 인장이 불가능할 뿐 아니라, 설령 선재(20)의 인장이 가능하다 하여도, 선재(20)가 거치되는 지면은 절토부 절취에 따라 불규칙하게 형성되는 성토층 상면으로서, 층별 선재(20)의 거치 상태 및 각각의 연장 또한 균일하지 않으므로, 인장에 따른 선재(20)의 긴장상태 부여가 사실상 불가능하고, 층별 선재(20)의 인장력 불균형이 유발될 수 밖에 없다.

이에, 선재(20)의 벽체(10) 결속 시점에 선재(20)의 절토부측 단부를 절토부 지반에 별도의 시설물을 구축하여 고정하고 인장력을 부여하는 방안을 고려할 수 있으나, 이 경우 벽체(10) 배후부 성토층이 형성되지 않은 시점에 선재(20)의 인장이 이루어질 수 밖에 없는 바, 벽체(10)가 절토부측으로 전도되는 사고가 유발되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 벽체(10)의 하단부가 절토부 전방측 지반에 고정되어 기립상태로 설치되는 절토 방호벽 시공방법에 있어서, 절토부 전방측 지반에 벽체(10) 하단부가 관입되어 벽체(10)가 기립상태로 설치되는 기립단계(S10)와, 절토부 하부 지면에 정착부(30)가 구축되고, 신축부(21)가 구성된 선재(20)로 벽체(10)의 배면과 정착부(30)가 이완상태로 결속되는 결속단계(S20)와, 절토부가 일부 절취되어 벽체(10)의 배면과 절토부의 하부 사이에 성토부가 형성되면, 신축부(21)가 수축되어 선재(20)가 긴장상태로 인장되는 인장단계(S30)와, 상기 성토부 및 절토부가 제거되고 정착부(30), 선재(20) 및 벽체(10)가 제거되는 해체단계(S40)로 이루어짐을 특징으로 하는 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법이다.

또한, 상기 정착부(30)로는 성토부 형성시 상면에 토압이 작용하는 매설판(31)이 적용되고, 결속단계(S20)에서는 절토부 하부 지면에 매설판(31)이 설치되고, 신축부(21)가 구성된 선재(20)로 벽체(10)의 배면과 매설판(31)이 이완상태로 결속됨을 특징으로 하는 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법이며, 상기 정착부(30)로는 고정말뚝(35)이 적용되고, 결속단계(S20)에서는 절토부 지면에 고정말뚝(35)이 관입 고정되고, 신축부(21)가 구성된 선재(20)로 벽체(10)의 배면과 고정말뚝(35)이 이완상태로 결속됨을 특징으로 하는 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법이다.

또한, 상기 벽체(10)는 하단부가 지반에 관입 고정되는 다수의 엄지말뚝(11)과, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 결합되는 다수의 토류판(12)으로 구축되되, 엄지말뚝(11)의 하단은 지반에 관입된 주상체(45)에 매입된 매입형강(16)에 체결나사(17)로 체결 접합되고, 기립단계(S10)에서는 중심부에 매입형강(16)이 매입된 주상체(45)가 절토부 전방측 지반에 천공된 굴착공에 삽입 고정되되, 매입형강(16) 상단의 체결나사(17) 체결부위는 주상체(45) 상측으로 노출되며, 노출된 매입형강(16) 상단부에 엄지말뚝(11)의 하단이 체결나사(17)로 체결되어, 엄지말뚝(11)이 자립하고, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 다수의 토류판(12)이 결합되어 벽체(10)가 기립상태로 설치됨을 특징으로 하는 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법이다.

또한, 상기 벽체(10)는 하단부가 지반에 관입 고정되는 다수의 엄지말뚝(11)과, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 결합되는 다수의 토류판(12)으로 구축되고, 기립단계(S10)에서는 중심부에 엄지말뚝(11)과 일치하는 단면 형상의 삽입홈(46)이 형성된 주상체(45)가 절토부 전방측 지반에 천공된 굴착공에 삽입 고정되고, 주상체(45)의 삽입홈(46)에 엄지말뚝(11)의 하단부가 삽입되어 엄지말뚝(11)이 자립하며, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 다수의 토류판(12)이 결합되어 벽체(10)가 기립상태로 설치됨을 특징으로 하는 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법이다.

간소한 구성으로도 절토 방호벽 벽체(10)의 지지력을 효과적으로 증대할 수 있는 발명을 통하여, 절취 토사의 유입 및 작업용 성토 등으로 인한 배면토압을 비롯한 다량한 외력이 작용함에도 불구하고 가설구조물의 특성상 충분한 안정성 확보가 등한시되었던 종래 절토 방호벽 시공방법의 폐단을 타파할 수 있다.

이러한, 절토 방호벽의 지지력 및 안정성 제고를 통하여, 절토 공사의 안정적인 수행이 가능할 뿐 아니라, 절토 공사 수행 지점의 도로 및 주거지 등의 안전을 확보할 수 있다.

특히, 방호벽 벽체(10)의 설치 초기에는 벽체(10)의 자립을 유지하다가, 절토부에 대한 절취가 진행되고 벽체(10) 배면 성토부가 누적됨에 따라, 신축부(21)를 조절하여 선재(20)의 인장력을 조정함으로써, 벽체(10)의 과다 설계를 방지하면서도 절토 공사의 진행 상황에 따라 소기의 방호벽 벽체(10) 지지력을 탄력적으로 확보할 수 있다.

또한, 종래 캔틸레버로 국한되었던 방호벽 벽체(10)의 구조 양태를 양단이 지지되는 형식으로 변환하여, 벽체(10)의 지면 인근 부위 작용 모멘트를 극소화함으로써, 벽체(10)의 지반 관입 부위와 지면 상측 노출 부위를 분리형 내지 착탈형으로 구성할 수 있으며, 이로써 벽체(10)의 최초 구축시는 물론 해체시에도 시공의 신속성 및 편의성을 확보할 수 있다.

뿐만 아니라, 벽체(10)의 분리형 내지 착탈형 구성을 통하여, 벽체(10) 하측의 지반 관입 부위과 상측의 노출 부위를 자재의 손상 없이 안정적으로 분리할 수 있으며, 이로써 해당 자재의 용이한 재사용이 가능하여, 자원의 낭비를 억제하고, 자재 비용을 절감하는 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 종래의 방호벽 사용상태 설명도
도 2는 선재가 매설된 종래 방호벽 사용상태 설명도
도 3은 본 발명이 적용된 방호벽의 사용상태 설명도
도 4는 본 발명의 벽체 및 매설판 사시도
도 5는 널말뚝이 적용된 본 발명 벽체의 사시도
도 6은 본 발명의 수행 과정 설명도
도 7은 매설판이 적용된 본 발명 실시예의 수행 과정 설명도
도 8은 매설판 및 고정핀이 적용된 본 발명 실시예의 수행 과정 설명도
도 9는 고정말뚝이 적용된 본 발명 실시예의 수행 과정 설명도
도 10은 본 발명의 절토부 상부 결속형 실시예 수행 과정 설명도
도 11은 종래기술과 본 발명의 역학적 거동 비교도
도 12는 본 발명의 착탈형 엄지말뚝 발췌 사시도
도 13은 본 발명의 삽입형 엄지말뚝 발췌 사시도

본 발명의 상세한 구성을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

우선 도 3은 본 발명이 적용된 절토 방호벽의 사용상태를 도시한 대표 단면도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명은 벽체(10)의 하단부가 절토부 전방측 지반에 고정되어 기립상태로 설치되는 절토 방호벽 시공방법에 관한 것으로, 방호벽을 구성하는 벽체(10)의 배면에는 선재(20)가 연결되고, 선재(20)의 절토부측 선단에는 정착부(30)가 구축된다.

도 4는 도 3에 도시된 바와 같은 벽체(10), 벽체(10) 결속 선재(20) 및 정착부(30)를 발췌하여 도시한 것으로, 도시된 실시예에서는 벽체(10)로서 엄지말뚝(11) 및 토류판(12)이 적용되었으며, 정착부(30)로는 장방형 판체인 매설판(31)이 적용되어 절토부 하단 경사면에 매설판(31) 저면이 밀착된 상태에서 고정핀(32)이 타입되어 고정된다.

벽체(10)에 연결되는 선재(20)로는 도 4에서와 같은 강연선(鋼撚線)은 물론 철근 또는 체인 등이 적용될 수 있으며, 동 도면에 도시된 바와 같이, 벽체(10)를 구성하는 강제(鋼製) 엄지말뚝(11)에 결속브래킷(13)이 용접되고, 이 결속브래킷(13)에 선재(20)가 결속되는 방식으로 설치될 수 있다.

한편, 본 발명 적용 절토 방호벽을 구성하는 벽체(10)로는 도 5에서와 같이 측방 연결된 다수의 널말뚝(14)이 채용될 수도 있으며, 이 경우 강제 널말뚝(14) 본체에 결속브래킷(13)이 용접되어 선재(20)가 결속될 수 있다.

또한, 도 3 및 도 4에서와 같이, 선재(20)에는 신축부(21)가 구성되어 신축부(21)를 조절함으로써 선재(20)의 전체 연장이 조절되며, 이로써 선재(20)에 인장력을 가하여 선재(20)를 긴장상태로 유지할 수 있다.

도시된 실시예에서는 신축부(21)로서 턴버클이 적용되었으며, 도 3에서와 같이, 벽체(10) 배면과 정착부(30)가 선재(20)로 연결되고, 성토부가 형성된 후, 턴버클을 회전하여 수축시킴으로써 전제 선재(20) 연장을 축소하여 선재(20)에 인장력을 가하고, 벽체(10)를 후방측 즉, 절토부 측으로 견인하여 성토부로 인한 토압에 저항하게 된다.

도 3에 도시된 실시예에서는 정착부(30)로서 매설판(31)이 적용되는데, 여기서 매설판(31)은 도 4에서와 같이, 장방형의 판체로서, 절토 방호벽의 구축 초기 벽체(10)와 선재(20)의 결속시에는 절토부 경사면 하단부 또는 절토부와 벽체(10) 사이의 지면에 노출된 상태로 거치되며, 이후 절토부에 대한 절취 또는 파쇄의 진행에 따라 매설판(31) 상부에 성토부가 형성되면 매설판(31)에 토압이 작용하여 선재(20)를 견고하게 지지하게 된다.

본 발명에서는 벽체(10) 배후부에 선재(20)를 단순 거치하고 성토부를 형성한 후 추가 조치가 이루어지지 않는 종래기술과 달리, 일단 선재(20)를 정착부(30)에 결속하여 벽체(10), 선재(20) 및 정착부(30)로 구성되는 본 발명의 절토 방호벽 구조체가 구축된 후, 벽체(10) 배후부에 성토가 이루어짐에 따라 선재(20)에 부설된 신축부(21)를 조절하여 선재(20)에 인장력을 부여할 수 있을 뿐 아니라, 부여되는 인장력의 크기를 성토고의 증감에 따라 가감할 수도 있다.

이렇듯, 본 발명에서는 선재(20)에 구성된 신축부(21)를 통하여 선재(20)의 전체 연장을 자유롭게 조절하고, 이로써 선재(20)가 벽체(10)에 가하는 절토부측 견인력을 조절할 수 있는데, 이는 벽체(10)의 구축 초기 안정확보 및 과다설계 방지, 벽체(10) 배후 성토부 형성에 따른 토압에 대한 저항 및 벽체(10) 해체시의 견인력 해제 등 본 발명 적용 방호벽 시공과정 전반에 있어서 주요한 역할을 담당한다.

즉, 본 발명의 수행과정을 도시한 도 6에서와 같이, 본 발명은 절토부 전방측 지반에 벽체(10) 하단부가 관입되어 벽체(10)가 기립상태로 설치되는 기립단계(S10)로 개시되고, 이후 절토부 하부 지면에 정착부(30)가 구축되고, 신축부(21)가 구성된 선재(20)로 벽체(10)의 배면과 정착부(30)가 이완상태로 결속되는 결속단계(S20)가 이어지는데, 선재(20)의 긴장상태를 조성하는 인장력을 조절할 수 없고, 결속단계(S20)의 벽체(10)에 대한 선재(20)의 결속 직후 선재(20)에 인장력이 가해진다면, 벽체(10)가 기립상태를 유지하지 못하고 절토부측으로 전도될 수 있는 바, 본 발명에서는 벽체(10) 배후 성토부의 형성전에는 선재(20)를 이완상태로 결속함으로써, 벽체(10)의 근입장을 연장하거나 벽체(10)의 구조적 강성을 증대하는 등의 과다설계 없이도 벽체(10)의 안정적인 자립상태를 유지하게 되는 것이다.

이러한 결속단계(S20)의 수행 후, 절토부에 대한 본격적인 절취 또는 파쇄가 진행되어 도 6의 좌하단에서와 같이 절토부가 일부 절취되어 벽체(10)의 배면과 절토부의 하부 사이에 성토부가 형성되면, 신축부(21)가 수축되어 선재(20)가 긴장상태로 인장되는 인장단계(S30)가 수행되어, 선재(20)가 벽체(10)를 배후 절토부측으로 견인하면서, 성토부의 토압에 효과적으로 저항하게 된다.

인장단계(S30)에서는 신축부(21)를 수축조절하여 즉, 도 6에 도시된 실시예에서는 선재(20)에 설치된 턴버클을 회전하여 수축함으로써 전체 선재(20)의 연장을 축소하고, 선재(20)에 인장력을 가하게 되며, 이때 선재(20)와 벽체(10)의 연결부는 벽체(10) 배후 성토부의 예상 상단 표고 또는 계획 상단 표고와 벽체(10) 상단 사이에 형성하고, 신축부(21)는 성토부의 완성 후에도 성토부 상측으로 노출되도록 함으로써, 용이한 신축부(21)의 조절이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 도 3에서와 같이, 본 발명에 있어서, 방호벽의 벽체(10)와 선재(20)의 연결 위치는 벽체(10)의 중심에서 상단 사이로 설정되며, 정착부(30)는 절토부 사면 하부측에 설정되어, 선재(20)는 벽체(10)측이 높고 절토부측이 낮은 경사를 이루며 결속되고, 선재(20)의 연장을 조절하는 신축부(21)는 벽체(10) 배후 성토부의 상단 표고 이상에 구성하여 성토부 형성후에도 노출되도록 함으로써, 신축부(21)의 용이한 조작이 가능하도록 하는 것이다.

이렇듯, 벽체(10) 배후부를 정착부(30)와 연결된 긴장상태의 선재(20)로 결속하여 절토부측으로 견인함으로써, 벽체(10) 배후 성토부 토압은 물론 도 3에서와 같이, 성토부 상부에 추가 작용되는 각종 장비의 접지압에도 효과적인 저항이 가능하다.

인장단계(S30)의 수행 이후, 절토부에 대한 파쇄 및 절취가 계속되어 상기 성토부 및 절토부가 제거되고 정착부(30), 선재(20) 및 벽체(10)가 제거되는 해체단계(S40)가 수행되며, 이 과정에서 벽체(10) 배후 성토부 제거에 따라 벽체(10)에 작용하는 토압이 경감되면, 그에 따라 신축부(21)를 조절하여 선재(20)를 이완함으로써, 벽체(10)에 작용하는 견인력과 배후부 토압의 균형이 유지될 수 있도록 한다.

이렇듯, 절토 방호벽을 구성하는 벽체(10)의 지지를 전적으로 벽체(10)의 근입장에 의존하는 것이 아니라, 신축부(21)가 구성된 선재(20)를 통하여 벽체(10) 후방측으로 가변적인 견인력을 작용시킴으로써, 토압과 견인력의 균형을 유도하고, 최소한의 근입장 및 벽체(10) 강성으로도 충분한 지지력을 확보할 수 있다.

한편, 도 7 내지 도 10은 선재(20)의 선단 즉, 절토부측 말단에 구축되는 정착부(30)의 다양한 실시예를 도시한 것으로, 우선 도 7 및 도 8에는 전술한 도 3에서와 같은 매설판(31) 적용 실시예가 도시되어 있다.

매설판(31)이 적용되는 정착부(30)는 매설판(31)의 상면에 작용하는 정지토압이 매설판(31)을 견고하게 고정하는 방식으로서, 매설판(31)은 도 7에서와 같이 절토부 사면의 하단과 벽체(10) 사이의 지면에 안착된 상태로 거치되거나, 도 8에서와 같이 절토부 하단의 사면에 매설판(31)의 저면이 밀착된 상태로 거치된다.

즉, 도 7 및 도 8에서와 같이, 정착부(30)로는 성토부 형성시 상면에 토압이 작용하는 매설판(31)이 적용되고, 결속단계(S20)에서는 절토부 하부 지면에 매설판(31)이 설치되고, 신축부(21)가 구성된 선재(20)로 벽체(10)의 배면과 매설판(31)이 이완상태로 결속되는 것이다.

한편, 도 8에서와 같이, 급경사인 절토부 사면에 매설판(31)을 거치하는 경우, 매설판(31)의 위치를 안정적으로 유지하기 어려우므로, 도 4에서와 같이, 매설판(31)을 관통하는 고정공(33)을 천공하고, 매설판(31)을 절토부 사면에 밀착 거치한 상태에서 고정공(33)에 고정핀(32)을 타입함으로써, 매설판(31)의 최초 거치 및 이후의 성토부 형성 과정에서 매설판(31)의 위치를 안정적으로 유지할 수 있다.

도 9 및 도 10은 매설판(31)에 작용하는 고정토압으로 선재(20)를 고정하는 것이 아니라, 지반에 타입 고정된 고정말뚝(35)의 인발저항으로 선재(20)를 고정하는 것으로, 경질 암반에 정착부(30)를 구축함에 있어서 특히 유용하다.

즉, 고정말뚝(35)의 타입시 충분한 주면마찰 및 인발저항을 확보할 수 있는 경우, 절토부 또는 절토부와 벽체(10) 사이의 지반에 고정말뚝(35)을 타입하고, 고정말뚝(35)의 두부에 선재(20)를 결속함으로써, 정착부(30)를 구성할 수 있는 것으로, 전술한 결속단계(S20)에서는 절토부 지면에 고정말뚝(35)이 관입 고정되고, 신축부(21)가 구성된 선재(20)를 통하여, 벽체(10)의 배면과 고정말뚝(35)이 이완상태로 결속되는 것이다.

도 9 및 도 10은 각각 절토부의 하부 및 상측에 고정말뚝(35) 적용 정착부(30)가 구축된 실시예를 도시한 것으로, 특히, 도 10에서와 같이 절토부 상측에 고정말뚝(35) 적용 정착부(30)가 구성되는 경우, 절토 완료 후에도 존치되는 지점의 지반에 정착부(30)를 구축하는 것이 바람직하다.

이렇듯, 본 발명에서는 벽체(10)의 지반 근입부 즉, 벽체(10) 하단의 고정부에 벽체(10)의 지지력을 전적으로 의존하는 종래의 절토 방호벽을 탈피하여, 벽체(10)의 상, 하 양단부가 배후 성토부의 토압을 분담하게 되는데, 이러한 종래기술과 본 발명의 역학적 거동을 모식화하면 도 11에서와 같이 도시될 수 있다.

즉, 종래기술과 본 발명의 구조, 외력 및 벤딩모멘트다이어그램(Bending Moment Diagram)을 도시한 도 11에서와 같이, 좌측에 도시된 종래기술에서는 벽체(10)가 캔틸레버로서 거동하여 벽체(10)의 지면부에 벤딩모멘트가 집중되는 반면, 우측에 도시된 본 발명에서는 일층 완화된 벤딩모멘트가 벽체(10)의 중간부에 작용될 뿐 아니라 종래기술에서 취약부로 작용하였던 지면 인근 벽체(10)에서는 벤딩모멘트를 극적으로 경감할 수 있는 바, 동 도면에 도시된 바와 같이, 이론상 벽체(10)의 지면부를 구조적으로 힌지(hinge)로 구성하여도 문제가 없다.

따라서, 본 발명 적용 방호벽 벽체(10)의 경우, 벽체(10)의 근입부 지반 결착 강도를 상대적으로 저감하여도 충분한 벽체(10)의 안정성 확보가 가능하며, 엄지말뚝(11) 적용 벽체(10)의 경우 도 12에서와 같이, 엄지말뚝(11)을 분할형으로 구성하고 지반 관입부와 지상 노출부를 필요에 따라 착탈하거나, 도 13에서와 같이, 엄지말뚝(11)의 하단을 지반에 고정된 주상체(45)에 삽입하는 방식으로도 벽체(10)를 구축할 수 있다.

우선, 도 12는 분할 및 착탈형 엄지말뚝(11)을 예시한 것으로, 도시된 바와 같이, 벽체(10)는 하단부가 지반에 관입 고정되는 다수의 엄지말뚝(11)과, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 결합되는 다수의 토류판(12)으로 구축되되, 엄지말뚝(11)의 하단은 지반에 관입된 주상체(45)에 매입된 매입형강(16)에 체결나사(17)로 체결 접합된다.

또한, 기립단계(S10)에서는 중심부에 매입형강(16)이 매입된 주상체(45)가 절토부 전방측 지반에 천공된 굴착공에 삽입 고정되되, 매입형강(16) 상단의 체결나사(17) 체결부위는 주상체(45) 상측으로 노출되며, 노출된 매입형강(16) 상단부에 엄지말뚝(11)의 하단이 체결나사(17)로 체결되어, 엄지말뚝(11)이 자립하고, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 다수의 토류판(12)이 결합되어 벽체(10)가 기립상태로 설치된다.

즉, 기립단계(S10)의 수행에 있어서, 벽체(10)의 구축시 엄지말뚝(11)을 그대로 지반에 고정하는 것이 아니라, 지반에 천공된 굴착공에 매입형강(16)이 매입되고 프리캐스트 콘크리트(precast concrete) 등으로 사전 제작된 주상체(45)를 우선 삽입 고정한 후, 기 고정된 주상체(45) 상측으로 노출된 매입형강(16) 상단에 체결나사(17)를 통하여 엄지말뚝(11)을 체결 및 고정하는 것이다.

이렇듯 엄지말뚝(11)을 착탈식으로 구성함으로써, 전술한 해체단계(S40)의 수행시 엄지말뚝(11)의 하단을 강제로 절단하는 등의 공정 없이도 간판하게 벽체(10)를 해체할 수 있으며, 해체과정에서 벽체(10)를 구성하는 엄지말뚝(11) 등의 자재에 가해지는 손상을 방지할 수 있으므로, 해체작업의 편의성을 확보함은 물론 자재의 용이한 재활용이 가능하다.

또한, 도 13 역시 방호벽의 벽체(10)가 하단부가 지반에 관입 고정되는 다수의 엄지말뚝(11)과, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 결합되는 다수의 토류판(12)으로 구축되는 경우를 상정한 것으로, 기립단계(S10)에서는 중심부에 엄지말뚝(11)과 일치하는 단면 형상의 삽입홈(46)이 형성된 주상체(45)가 절토부 전방측 지반에 천공된 굴착공에 삽입 고정되고, 주상체(45)의 삽입홈(46)에 엄지말뚝(11)의 하단부가 삽입되어 엄지말뚝(11)이 자립하며, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 다수의 토류판(12)이 결합되어 벽체(10)가 기립상태로 설치된다.

즉, 프리캐스트 콘크리트 등으로 사전 제작된 주상체(45)를 지반에 천공된 굴착공에 삽입하여 고정하고, 주상체(45)에 형성된 삽입홈(46)에 엄지말뚝(11) 하단부를 삽입하여 고정하는 것으로, 엄지말뚝(11)을 주상체(45)로부터 인발하는 간편한 공정만으로 해체단계(S40)의 수행이 가능하며, 시공과정 전반에 걸쳐 엄지말뚝(11)을 온전하게 보존할 수 있어, 자재의 용이한 재활용 가능하다.

10 : 벽체
11 : 엄지말뚝
12 : 토류판
13 : 결속브래킷
14 : 널말뚝
16 : 매입형강
17 : 체결나사
20 : 선재
21 : 신축부
30 : 정착부
31 : 매설판
32 : 고정핀
33 : 고정공
35 : 고정말뚝
45 : 주상체
46 : 삽입홈
S10 : 기립단계
S20 : 결속단계
S30 : 인장단계
S40 : 해체단계

Claims (5)

1. 벽체(10)의 하단부가 절토부 전방측 지반에 고정되어 기립상태로 설치되는 절토 방호벽 시공방법에 있어서,
   절토부 전방측 지반에 벽체(10) 하단부가 관입되어 벽체(10)가 기립상태로 설치되는 기립단계(S10)와;
   절토부 하부 지면에 정착부(30)가 구축되고, 신축부(21)가 구성된 선재(20)로 벽체(10)의 배면과 정착부(30)가 이완상태로 결속되는 결속단계(S20)와;
   절토부가 일부 절취되어 벽체(10)의 배면과 절토부의 하부 사이에 성토부가 형성되면, 신축부(21)가 수축되어 선재(20)가 긴장상태로 인장됨으로써 선재(20)가 벽체(10)를 절토부 측으로 견인하되, 신축부(21)는 성토부 상측으로 노출되도록 하는 인장단계(S30)와;
   인장단계(S30) 수행 이후 절토부에 대한 파쇄 및 절취가 계속되는 과정에서 벽체(10) 배후 성토부 제거에 따라 벽체(10)에 작용하는 토압이 경감되면, 신축부(21)가 조절되어 선재(20)가 이완됨으로써, 벽제(10)에 작용하는 견인력과 배후부 토압의 균형이 유지될 수 있도록 하고, 정착부(30), 선재(20) 및 벽체(10)가 제거되는 해체단계(S40)로 이루어짐을 특징으로 하는 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   벽체(10)는 하단부가 지반에 관입 고정되는 다수의 엄지말뚝(11)과, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 결합되는 다수의 토류판(12)으로 구축되되, 엄지말뚝(11)의 하단은 지반에 관입된 주상체(45)에 매입된 매입형강(16)에 체결나사(17)로 체결 접합되고,
   기립단계(S10)에서는 중심부에 매입형강(16)이 매입된 주상체(45)가 절토부 전방측 지반에 천공된 굴착공에 삽입 고정되되, 매입형강(16) 상단의 체결나사(17) 체결부위는 주상체(45) 상측으로 노출되며, 노출된 매입형강(16) 상단부에 엄지말뚝(11)의 하단이 체결나사(17)로 체결되어, 엄지말뚝(11)이 자립하고, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 다수의 토류판(12)이 결합되어 벽체(10)가 기립상태로 설치됨을 특징으로 하는 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   벽체(10)는 하단부가 지반에 관입 고정되는 다수의 엄지말뚝(11)과, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 결합되는 다수의 토류판(12)으로 구축되고,
   기립단계(S10)에서는 중심부에 엄지말뚝(11)과 일치하는 단면 형상의 삽입홈(46)이 형성된 주상체(45)가 절토부 전방측 지반에 천공된 굴착공에 삽입 고정되고, 주상체(45)의 삽입홈(46)에 엄지말뚝(11)의 하단부가 삽입되어 엄지말뚝(11)이 자립하며, 인접한 엄지말뚝(11) 사이에 다수의 토류판(12)이 결합되어 벽체(10)가 기립상태로 설치됨을 특징으로 하는 배면 인장을 이용한 절토 방호벽 시공방법.
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