KR101679727B1 - 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽 및 이의 시공방법 - Google Patents

판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽 및 이의 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 성토 지반 내에 설치되는 판상 마찰앵커체를 인장연결재에 의하여 배면토 전면에 위치하는 벽체에 결합함으로써, 마찰 저항에 의해 앵커체를 지지하여 보다 안정적이고 경제적인 시공이 가능한 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽 및 이의 시공방법에 대한 것이다.
본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽은 배면토 전면에 배치되어 토압에 의한 휨모멘트를 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 벽체; 배면토 내에 매립되는 것으로 넓은 표면적을 갖는 중량의 판 형상으로 형성되어 자중과 배면토의 중량에 의한 저면과 배면토 접지면의 마찰력에 의해 배면토 내에 정착됨으로써 벽체가 배면토의 토압을 지지할 수 있도록 하는 복수 층의 판상 마찰앵커체; 및 일단은 상기 벽체 후면에 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 판상 마찰앵커체에 결합되어 벽체의 하중을 판상 마찰앵커체에 전달하는 인장연결재; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽 및 이의 시공방법{Retaining wall with panel type frictional plate anchor and construction method thereof}
본 발명은 성토 지반 내에 설치되는 판상 마찰앵커체를 인장연결재에 의하여 배면토 전면에 위치하는 벽체에 결합함으로써, 마찰 저항에 의해 앵커체를 지지하여 보다 안정적이고 경제적인 시공이 가능한 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽 및 이의 시공방법에 대한 것이다.
흙을 쌓아올리거나 산을 깎아낼 때 또는 해안을 메울 때 등 각종 비탈면 등에서 일어나는 지반의 붕괴를 막기 위하여 일정한 높이로 옹벽을 시공한다.
옹벽은 다양한 종류로 구분할 수 있는데, 이중 옹벽 자신의 중량 즉, 자중만으로 토압에 견디는 형식의 옹벽을 중력식 옹벽(gravity retaining wall)이라 하고, 그 중 성토되는 배면토(1)를 보강함으로써 배면토(1) 자체의 중량에 의해 토압에 견디는 옹벽을 보강토 옹벽이라 한다.
구체적으로 보강토 옹벽은 도 1과 같이 금속, 섬유, 목재 등 흙과의 결속력이 큰 보강재(22)를 적당한 간격으로 배치하고 흙을 성토하여 구성된다.
이에 따라 흙과 보강재(22) 사이의 마찰력에 의해 흙과 보강재(22)를 하나의 복합적인 중력저항체로 형성함으로써, 보강토, 즉 흙과 보강재(22)의 자중에 의해 배면의 토압에 저항하는 중력식 옹벽을 구성하게 된다.
즉, 보강토 옹벽은 보강토 자체가 옹벽의 역할을 하는 것으로, 전면 벽체에 작용하는 토압이 적어 통상 시공이 간단한 블록식 벽체(21)가 시공된다.
이러한 보강토 옹벽은 시공이 간단하고 공사기간이 짧은 장점이 있다.
그러나 보강토 옹벽은 점토질이 포함된 토사를 사용하거나 보강재의 매립 길이가 부족할 경우 옹벽의 배부름 현상 등과 같은 부분적인 붕괴 또는 전면적인 붕괴가 발생하게 되고, 붕괴가 발생한 구간을 원상태로 복구하는 것이 불가능한 단점이 있다.
또한, 높이가 높은 중대규모의 옹벽에서는 보강토 옹벽이 토압에 저항하기 위해서 보강토의 폭, 즉 보강재(22)의 길이가 옹벽 높이의 70% 이상 되어야 하므로, 토공 작업량이 과다하게 증가하여 경제성 및 시공성이 크게 저하되는 문제점이 있다.
뿐만 아니라 배면토(1)에 설치되는 보강재(22) 사이의 마찰력에 의해 저항하는 구조적 특성상 옹벽의 안정성은 배면토(1)의 종류와 다짐 정도에 따라 좌우된다. 이에 따라 불량한 배면토(1) 사용이나 배면토(1)의 다짐불량, 배수층의 시공 불량시 옹벽의 붕괴사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
이와 달리 앵커지지식 옹벽은 도 2에 도시된 바와 같이, 흙이 아닌 전면의 벽체(31) 자체가 벽체(31) 후방의 토압을 지지하고, 토압을 받는 벽체(31)를 앵커(32)에 의해 지지하는 형식으로 구성된다.
상기 앵커지지식 옹벽은 벽체(31) 후면에 앵커(32)가 결합되어 앵커(32)의 인장력에 의해 벽체(31)가 토압을 지지한다.
이때, 상기 앵커(32)는 지반 내에 정착되는 앵커체, 즉 정착장(321) 외주면의 부착 저항에 의해 하중을 지지하며, 상기 정착장(321)과 벽체(31)를 연결하는 자유장(322)에 의해 벽체(31)의 하중을 정착장(321)으로 전달한다.
이러한 기존의 앵커지지식 옹벽은 지지력이 크고 안정성이 높아 중대 규모의 옹벽에도 적용 가능한 장점이 있다.
그러나 앵커체가 원기둥의 봉 형태로 구성되어 부착 면적에 한계가 있으므로 요구되는 소정의 부착력을 얻을 수 있는 정착장 형성을 위해 정착장(321)을 암반 내에 정착시켜야만 하고, 천공 깊이가 깊어져 시공성 및 경제성이 떨어지는 문제점이 있으며, 암반 내 정착된 정착장(321)의 지지력을 추정하기 어려운 한계가 있다.
뿐만 아니라 앵커(32)의 길이가 길어 벽체(31) 변위가 과다하게 발생하므로 앵커(32)에 프리스트레스를 도입하는 한편, 정착장(321)의 앵커체 시공을 위해 앵커(32)를 하향 경사지게 설치하므로 이로 인해 배면토(1) 토압이 상승하고 수직 분력이 증가하여 벽체(31)의 기초 반력이 증가하게 되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기존의 앵커지지식 옹벽을 개선하여 부착 저항이 아닌 마찰 저항에 의해 앵커체가 지지되도록 함으로써 보다 안정적이고 경제적인 시공이 가능한 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 앵커지지식 옹벽의 앵커체 형성을 위한 그라우팅 시공이나 앵커체에 인장력을 도입하는 공정과 같은 시공상의 번거로움이 없고 벽체 기초 반력을 증가시키지 않아도 되는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽 및 이의 시공방법을 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 배면토 전면에 배치되어 토압에 의한 휨모멘트를 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 벽체; 배면토 내에 매립되는 것으로 넓은 표면적을 갖는 중량의 판 형상으로 형성되어 자중과 배면토의 중량에 의한 저면과 배면토 접지면의 마찰력에 의해 배면토 내에 정착됨으로써 벽체가 배면토의 토압을 지지할 수 있도록 하는 복수 층의 판상 마찰앵커체; 및 일단은 상기 벽체 후면에 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 판상 마찰앵커체에 결합되어 벽체의 하중을 판상 마찰앵커체에 전달하는 인장연결재; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 제공한다.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 판상 마찰앵커체의 저면에는 폭 방향으로 돌기부 또는 홈부가 형성되는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 벽체는 상호 일정 간격 이격되게 설치되는 파일 부재 및 상기 파일 부재 사이에 결합되는 패널 부재로 구성되고, 상기 인장연결재의 일단은 상기 파일 부재 후면에 결합되는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 파일 부재 양측에는 플랜지부가 일체로 돌출 형성되고, 상기 패널 부재는 상기 플랜지부의 후면에 지지되는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 (a) 터파기된 지반에 기초 및 배면 토압에 의한 휨모멘트를 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 벽체를 시공하는 단계; (b) 상기 벽체 후면에 일정 높이로 배면토를 성토하는 단계; (c) 상기 배면토 상부에 넓은 표면적을 갖는 중량의 판상 마찰앵커체를 거치하는 한편 인장연결재로 벽체 후면과 상기 판상 마찰앵커체를 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 연결하는 단계; (d) 상기 판상 마찰앵커체 및 성토된 배면토 상부에 일정 높이로 배면토를 성토하는 단계; 및 (e) 상기 (c) 단계와 (d) 단계를 적어도 1회 이상 반복하여 벽체 높이까지 배면토를 성토하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 (a) 토압에 의한 휨모멘트를 수직 방향으로 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 복수의 파일 부재를 폭 방향으로 상호 일정 간격 이격되게 지반에 근입하는 단계; (b) 상기 파일 부재 사이에 일정 높이의 패널 부재를 결합하는 단계; (c) 상기 파일 부재 및 패널 부재 후면에 일정 높이로 배면토를 성토하는 단계; (d) 상기 배면토(1) 상부에 넓은 표면적을 갖는 중량의 판상 마찰앵커체를 거치하는 한편 인장연결재로 파일 부재 후면과 상기 판상 마찰앵커체를 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 연결하는 단계; (e) 상기 (b) 단계 내지 (d) 단계를 적어도 1회 이상 반복하는 단계; 및 (f) 상기 파일 부재의 높이까지 배면토를 성토하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기존의 앵커지지식 옹벽을 개선하여 성토 지반 내에 설치되는 중량의 판상 마찰앵커체를 인장연결재에 의하여 배면토 전면의 벽체에 결합함으로써, 마찰 저항에 의해 앵커체를 지지하여 보다 안정적이고 경제적인 옹벽 시공이 가능하다.
둘째, 인장연결재가 판상 마찰앵커체를 벽체에 연결하므로, 기존의 앵커지지식 옹벽과 달리 앵커체 형성을 위한 그라우팅 시공이나 앵커체에 인장력 도입과 같은 시공상의 번거로움이 없으며 벽체 기초 반력을 증가시키지 않아도 된다.
셋째, 임계파괴면과 상관없이 벽체에 가까운 임의의 위치에 판상 마찰앵커체를 자유롭게 결합하여 설치할 수 있다. 나아가 임계파괴면이 판상 마찰앵커체 후방으로 우회 이동되므로, 임계파괴면의 면적이 증가하여 성토사면의 붕괴 안전성이 대폭 증가한다.
넷째, 인장연결재의 일단을 벽체에 힌지 결합하는 경우에는 배면토 침하가 발생하더라도 판상 마찰앵커체가 함께 회동하여 마찰저항력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 보강토 옹벽을 도시하는 측단면도.
도 2는 종래 앵커지지식 옹벽을 도시하는 측단면도.
도 3은 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 도시하는 측단면도.
도 4는 시공 단계별 판상 마찰앵커체에 의한 영향을 도시하는 측단면도.
도 5의 (a)와 (b)는 각각 종래 앵커지지식 옹벽과 본 발명 앵커지지식 옹벽의 임계파괴면을 도시하는 측단면도.
도 6과 도 7은 각각 인장연결재의 길이에 따른 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 실시예들을 도시하는 사시도.
도 8은 인장연결재의 실시예들을 도시하는 사시도.
도 9는 벽체의 실시예들에 따른 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 도시하는 사시도.
도 10은 배면토 침하 발생시 판상 마찰앵커체의 거동을 도시하는 도면.
도 11은 돌기부 또는 홈부가 형성된 판상 마찰앵커체의 저면사시도.
도 12는 파일 부재와 패널 부재로 구성되는 벽체가 구비된 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 도시하는 사시도.
도 13은 분할된 패널 부재가 구비된 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 도시하는 사시도.
도 14는 파일 부재의 플랜지부와 패널 부재의 결합관계를 도시하는 도면.
도 15는 일실시예에 따른 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면.
도 16는 다른 실시예에 따른 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 도시하는 측단면도이고, 도 4는 시공 단계별 판상 마찰앵커체에 의한 영향을 도시하는 측단면도이며, 도 5의 (a)와 (b)는 각각 종래 앵커지지식 옹벽과 본 발명 앵커지지식 옹벽의 임계파괴면을 도시하는 측단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽은 배면토(1) 전면에 배치되어 토압에 의한 휨모멘트를 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 벽체(41); 배면토(1) 내에 매립되는 것으로 넓은 표면적을 갖는 중량의 판 형상으로 형성되어 자중과 배면토(1)의 중량에 의한 저면과 배면토(1) 접지면의 마찰력에 의해 배면토(1) 내에 정착됨으로써 벽체(41)가 배면토(1)의 토압을 지지할 수 있도록 하는 복수 층의 판상 마찰앵커체(42); 및 일단은 상기 벽체(41) 후면에 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 판상 마찰앵커체(42)에 결합되어 벽체(41)의 하중을 판상 마찰앵커체(42)에 전달하는 인장연결재(43); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 벽체(41)는 배면토(1) 전면에 배치되어 후방에서 작용하는 토압에 의한 휨모멘트를 지지한다.
상기 판상 마찰앵커체(42)는 배면토(1) 내에 매립되는 것으로, 중량의 판 형상으로 형성되어 저면과 배면토(1) 사이의 마찰력에 의해 배면토(1) 내에 정착된다.
상기 판상 마찰앵커체(42)는 중량의 철근콘크리트 슬래브가 바람직하며, 공기 단축, 균일한 품질 확보 등을 위하여 프리캐스트 콘크리트로 미리 제작 가능하다.
상기 판상 마찰앵커체(42)의 저면은 하부 배면토(1)와의 마찰력이 직접 발생하는 부분이다. 그리고 판상 마찰앵커체(42)의 상면은 상부의 하중을 받아 판상 마찰앵커체(42)의 저면과 하부 배면토(1)의 접지면에 전달하여 마찰 저항을 증가시키는 역할을 한다.
이에 따라 본 발명을 적용하면 암반보다 적은 마찰 저항력을 가지며 사전에 지지력 확인이 용이한 토사로 구성된 성토 지반 내에 앵커체, 즉 정착장(321)을 설치하여, 부착 저항이 아닌 마찰 저항에 의해 판상 마찰앵커체(42)가 지지되도록 할 수 있다. 따라서 기존의 앵커지지식 옹벽을 개선하여 보다 안정적이고 경제적인 시공이 가능하다.
시공 과정 중 판상 마찰앵커체(42)의 구체적인 거동에 대하여는 도 4와 관련하여 후술하기로 한다.
상기 인장연결재(43)는 일단은 상기 벽체(41) 후면에 결합되고, 타단은 상기 판상 마찰앵커체(42)에 결합되어 벽체(41)의 하중을 판상 마찰앵커체(42)에 전달한다.
즉, 상기 인장연결재(43)는 벽체(41)에 작용하는 하중을 판상 마찰앵커체(42)에 전달하는 역할을 한다.
따라서 프리스트레스 도입을 위하여 앵커체에 별도의 긴장이 필요하지 않으므로, 인장연결재(43)의 단면이나 강성을 자유롭게 변경할 수 있다.
다시 말하면 본 발명에서는 벽체(41)와 판상 마찰앵커체(42)를 인장연결재(43)가 연결하므로, 기존의 앵커지지식 옹벽에서와 같이 앵커체 형성을 위한 그라우팅 시공이나 앵커에 인장력 도입과 같은 시공상의 번거로움이 없고, 벽체(41)의 기초 반력을 증가시키지 않아도 된다.
상기 인장연결재(43)는 강선 또는 강봉 등 인장력을 전달할 수 있는 것이기만 하면 다양한 것을 적용할 수 있다.
각 판상 마찰앵커체(42)에는 적어도 2개 이상의 인장연결재(43)를 결합하여 평면상 판상 마찰앵커체(42)에 편심 없이 응력이 전달되도록 하는 것이 바람직하다.
도 4의 (a)와 같이, 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공중에는 판상 마찰앵커체(42a)의 자중으로 인한 판상 마찰앵커체(42a)의 저면과 하부 배면토(1) 사이의 마찰력에 의해 벽체(41)를 지지하게 된다.
이때, 시공중 하부 판상 마찰앵커체(42a)의 마찰력 T1은 아래와 같다.
T1=W1×μf = Wbot×μf
여기에서 Wbot= 하부 판상 마찰앵커체의 무게, μf= 마찰계수를 뜻한다.
따라서 별도로 앵커를 긴장하지 않고도 시공중 벽체(41) 지지가 가능하다.
아울러 도 4의 (b)와 같이, 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공 후에는 배면토(1)의 성토 높이가 높아지므로 벽체(41)에 작용하는 배면 토압이 커지게 된다.
이에 따라 판상 마찰앵커체(42)의 저면과 하부 배면토(1) 사이의 마찰력은 판상 마찰앵커체(42)에 가해지는 무게에 비례한다. 즉, 배면토(1)의 성토 높이가 높아질수록 판상 마찰앵커체(42)와 배면토(1) 간 마찰력이 커지므로, 시공 단계별로 벽체(41)에 작용하는 토압과 동일한 비율로 마찰력이 증가한다.
이때, 시공 후 하부 판상 마찰앵커체(42a)의 마찰력 T2와 시공 후 상부 판상 마찰앵커체(42b)의 마찰력 T3는 각각 아래와 같다.
T2=W2×μf=(Wa+Wb+Wtop+Wbot)×μf
T3=W3×μf=(Wb+Wtop)×μf
여기에서 Wa= Wtop과 Wbot 사이의 배면토 무게, Wb= Wtop 상부의 배면토 무게, Wtop= 상부 판상 마찰앵커체의 무게, Wbot= 하부 판상 마찰앵커체의 무게, μf= 마찰계수를 뜻한다.
한편, 종래 앵커지지식 옹벽은 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 앵커체가 부착에 의해 암반에 지지되므로, 앵커체의 안정적 정착을 위해 정착장(321)이 임계파괴면(S1) 후방에 위치하여야 한다.
여기에서 β는 파괴각, φ는 내부마찰각을 의미한다.
그러나 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽에서는 판상 마찰앵커체(42)의 전단 강도가 토사에 비해 매우 크므로 판상 마찰앵커체(42)의 배치 위치를 조정하여 임계파괴면의 궤적을 조정할 수 있다.
즉, 상기 판상 마찰앵커체(42)는 전단 강성이 토사에 비해 매우 크고 표면적이 넓으므로, 오히려 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 임계파괴면이 S1에서 판상 마찰앵커체(42) 후방인 S2로 우회 이동되는 효과가 있다.
이에 따라 임계파괴면의 길이가 길어져 임계파괴면의 면적이 넓어지므로, 성토사면의 붕괴 안정성이 훨씬 증가한다.
그러므로 계산된 임계파괴면의 위치, 판상 마찰앵커체(42)의 높이 및 길이 등에 따라 인장연결재(43)의 길이를 적절하게 조절하여 판상 마찰앵커체(42)의 위치를 변경함으로써, 임계파괴면을 이동시켜 성토사면의 붕괴 안정성을 증가시킬 수 있다.
도 6과 도 7은 각각 인장연결재의 길이에 따른 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 실시예들을 도시하는 사시도이다.
상기 판상 마찰앵커체(42)는 판상 마찰앵커체(42)의 길이 또는 높이나 배면토(1)의 마찰각에 의해 산출된 임계파괴면 등에 따라 설치 위치를 조절할 수 있다.
따라서 도 6과 같이 판상 마찰앵커체(42)를 벽체(41)와 가깝게 배치하거나 도 7과 같이 벽체(41)와 멀리 배치 가능하다.
도 8은 인장연결재의 실시예들을 도시하는 사시도이다.
상기 인장연결재(43)는 도 8과 같이 다양한 실시예들을 이용할 수 있다.
즉, 상기 인장연결재(43)는 인장연결재(43)의 길이에 따라 도 8의 (a)에 도시된 실시예와 같은 샤클, 도 8의 (b)에 도시된 실시예와 같은 연결고리, 도 8의 (c)에 도시된 실시예와 같은 철근, 강선 또는 강봉 등으로 구성 가능하다.
또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 인장연결재(43)의 일단은 벽체(41) 후면과 회동 및 승하강이 가능하도록 결합된다.
도 9는 벽체의 실시예들에 따른 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 도시하는 사시도이다.
배면토(1) 전면에 배치되는 벽체(41)는 도 9의 (a)와 같이 하부의 직립형 기초(44)와 일체화하여 벽체(41) 하부가 지반에 근입되도록 할 수 있다.
또는 상기 벽체(41)는 도 9의 (b)와 같이 하부에 수평 방향으로 돌출 형성된 저판형 기초(45)와 함께 L형 옹벽으로 구성하는 것도 가능하다.
도 10은 배면토 침하 발생시 판상 마찰앵커체의 거동을 도시하는 도면이다.
상기 인장연결재(43)의 일단은 벽체(41) 후면과 힌지 결합 또는 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하도록 구성할 수 있다.
도 10의 (a)와 같이 벽체(41)와 판상 마찰앵커체(42)가 상호 강결합되면, 판상 마찰앵커체(42) 하부의 배면토(1) 침하시 판상 마찰앵커체(42)의 저면과 하부 배면토(1) 사이에 소정의 공간이 발생한다.
이에 따라 판상 마찰앵커체(42) 저면과 배면토(1) 사이에 마찰력 확보가 불가능하다.
특히, 시공중 판상 마찰앵커체(42) 상부에 배면토(1)가 없는 때에는 이러한 하부 배면토(1) 침하시 판상 마찰앵커체(42)가 벽체(41)를 지지할 수 없는 문제가 발생한다.
따라서 본 발명에서는 도 10의 (b)와 같이 인장연결재(43)를 벽체(41) 후면과 힌지 결합하거나 도 10의 (c)와 같이 상하 이동이 가능한 힌지 결합이 되도록 구성하여 인장연결재(43)가 자유롭게 회동 가능하도록 함으로써, 배면토(1) 침하 발생시 판상 마찰앵커체(42)가 자연스럽게 같이 회동하도록 하며, 이를 위해 전술한 바와 같이 인장연결재(43)의 일단은 벽체(41) 후면과 회동 및 승하강이 가능하도록 결합된다.
이에 따라 판상 마찰앵커체(42)의 마찰 저항력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 돌기부 또는 홈부가 형성된 판상 마찰앵커체의 저면사시도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 판상 마찰앵커체(42)의 저면에는 폭 방향으로 돌기부 또는 홈부(421)가 형성되도록 구성 가능하다.
상기 돌기부 또는 홈부(421)는 인장연결재(43)의 길이 방향과 수직 방향으로 복수 개 형성되는 것으로, 판상 마찰앵커체(42)의 저면과 하부 배면토(1) 사이의 마찰 저항력을 증대시키기 위한 것이다.
도면에는 도시되지 않았으나 판상 마찰앵커체(42)의 상면에도 돌기부 또는 홈부(421)를 형성하여, 앵커체 시공 완료 후 판상 마찰앵커체(42)의 상면과 상부 배면토(1) 사이의 마찰 저항력을 증대시키도록 할 수 있다.
도 12는 파일 부재와 패널 부재로 구성되는 벽체가 구비된 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 도시하는 사시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 벽체(41)는 상호 일정 간격 이격되게 설치되는 파일 부재(411) 및 상기 파일 부재(411) 사이에 결합되는 패널 부재(412)로 구성되고, 상기 인장연결재(43)의 일단은 상기 파일 부재(411) 후면에 결합되도록 구성할 수 있다.
상기 벽체(41)를 벽체(41)의 길이 방향을 따라 일체로 시공하면 시공성이 떨어지므로, 벽체(41)를 패널 부재(412)와 파일 부재(411)로 분리하여 시공성을 향상시키도록 한다.
이 경우 벽체(41) 배면 토압은 패널 부재(412)의 수평 방향 휨모멘트에 의해 파일 부재(411)로 전달되고, 파일 부재(411)의 수직 방향 휨모멘트에 의해 저항된다.
상기 파일 부재(411)는 내부에 수직 방향으로 중공부(413)를 형성하여 파일 부재(411) 형성에 소요되는 물량 및 파일 부재(411)의 중량을 줄이도록 할 수 있다.
도 13은 분할된 패널 부재가 구비된 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 도시하는 사시도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 파일 부재(411) 양측에는 플랜지부(414)가 일체로 돌출 형성되고, 상기 패널 부재(412)는 상기 플랜지부(414)의 후면에 지지되도록 구성 가능하다.
파일 부재(411)에 플랜지부(414)가 형성되는 경우, 토압에 의하여 패널 부재(412)에 작용하는 하중은 플랜지부(414)를 통해 파일 부재(411)로 전달된다.
결국, 파일 부재(411)가 수직 방향 휨모멘트에 의해 주로 토압을 지지하게 된다.
이 경우 패널 부재(412)는 수평 방향 모멘트에 의해 토압에 저항하므로, 수직 방향으로 일체화될 필요가 없다. 따라서 도 13과 같이 적절한 높이로 패널 부재(412)를 분할하여 시공할 수 있어 벽체(41)의 시공성 향상이 가능하다.
도 14는 파일 부재의 플랜지부와 패널 부재의 결합관계를 도시하는 도면이다.
상기 플랜지부(414)는 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 파일 부재(411)의 압축측인 전면 측에 위치시켜 파일 부재(411)의 강성을 증대시킴으로써 토압을 효과적으로 지지하는 것이 바람직하나, 도 14의 (b)와 같이 파일 부재(411) 후면 측에 위치시키는 것도 가능하다.
상기 패널 부재(412)의 양측은 상기 플랜지부(414)와 대응되는 형상으로 구성하여 플랜지부(414)와 상호 맞물리도록 구성할 수 있다.
도 15는 일실시예에 따른 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면이다.
도 15의 (a) 내지 (e)에 도시된 바와 같이, 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법은 (a) 터파기된 지반에 기초(44, 45) 및 배면 토압에 의한 휨모멘트를 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 벽체(41)를 시공하는 단계; (b) 상기 벽체(41) 후면에 일정 높이로 배면토(1)를 성토하는 단계; (c) 상기 배면토(1) 상부에 넓은 표면적을 갖는 중량의 판상 마찰앵커체(42)를 거치하는 한편 인장연결재(43)로 벽체(41) 후면과 상기 판상 마찰앵커체(42)를 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 연결하는 단계; (d) 상기 판상 마찰앵커체(42) 및 성토된 배면토(1) 상부에 일정 높이로 배면토(1)를 성토하는 단계; 및 (e) 상기 (c) 단계와 (d) 단계를 적어도 1회 이상 반복하여 벽체(41) 높이까지 배면토(1)를 성토하는 단계; 를 포함하여 구성된다.
도 15는 앞서 도 3 내지 도 13과 관련하여 설명한 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽을 시공하는 방법에 대한 것이다.
상기 (a) 단계 내지 (e) 단계에 대한 각 공정은 각각 도 15의 (a) 내지 (e)에 도시된다.
상기 (a) 단계에서 기초는 직립형 기초(44) 또는 저판형 기초(45) 등으로 구성 가능하며, 기초(44, 45)는 벽체(41)와 분리하여 선시공하거나 벽체(41)와 일체로 시공할 수 있다.
상기 (c) 단계에서는 일정 높이로 성토된 배면토(1) 상부에 콘크리트 등으로 구성되는 중량의 판상 마찰앵커체(42)를 거치하여 인장연결재(43)로 벽체(41) 후면과 연결한다.
이에 따라 판상 마찰앵커체(42) 저면과 하부 배면토(1) 사이의 마찰력에 의하여 벽체(41)를 지지할 수 있다.
그리고 (d) 단계 및 (e) 단계를 통하여 배면토(1) 성토 및 판상 마찰앵커체(42)의 설치를 반복하며, 벽체(41) 높이까지 배면토(1)를 성토하여 시공을 마무리한다.
배면토(1)를 높이 성토하면 할수록 판상 마찰앵커체(42)와 배면토(1) 사이의 마찰력이 증가하므로, 배면 토압을 효과적으로 지지할 수 있다.
도 16는 다른 실시예에 따른 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법에 대한 단계별 공정을 도시하는 도면이다.
도 16의 (a) 내지 (f)에 도시된 바와 같이, 본 발명 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법은 (a) 토압에 의한 휨모멘트를 수직 방향으로 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 복수의 파일 부재(411)를 폭 방향으로 상호 일정 간격 이격되게 지반에 근입하는 단계; (b) 상기 파일 부재(411) 사이에 일정 높이의 패널 부재(412)를 결합하는 단계; (c) 상기 파일 부재(411) 및 패널 부재(412) 후면에 일정 높이로 배면토(1)를 성토하는 단계; (d) 상기 배면토(1) 상부에 넓은 표면적을 갖는 중량의 판상 마찰앵커체(42)를 거치하는 한편 인장연결재(43)로 파일 부재(411) 후면과 상기 판상 마찰앵커체(42)를 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 연결하는 단계; (e) 상기 (b) 단계 내지 (d) 단계를 적어도 1회 이상 반복하는 단계; 및 (f) 상기 파일 부재(411)의 높이까지 배면토(1)를 성토하는 단계; 를 포함하여 구성된다.
도 16에 도시된 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법은 파일 부재(411)와 패널 부재(412)로 구성되는 벽체(41)를 포함하여 구성되는 앵커지지식 옹벽 시공방법에 대한 것이다.
상기 (a) 단계 내지 (f) 단계에 대한 각 공정은 각각 도 16의 (a) 내지 (f)에 도시된다.
이 경우 도 16의 (a) 및 (b)와 같이 파일 부재(411)와 패널 부재(412)를 순차적으로 시공하며, (d) 단계에서 판상 마찰앵커체(42)를 파일 부재(411) 후면에 결합하는 것을 제외하고는 도 15에 도시된 앵커지지식 옹벽 시공방법에서와 구체적인 구성 및 그 역할이 동일하다.
특히, 적절한 높이로 패널 부재(412)를 상하로 분절하여 구성하는 경우, 상기 (b) 단계에서는 최하단 패널 부재(412)를 설치하고 (c) 단계에서는 최하단 패널 부재(412) 높이 이하로 배면토(1)를 성토한다.
이후, (d) 단계에서 인장연결재(43)에 의해 판상 마찰앵커체(42)를 결합한 다음 (e) 단계에서는 이웃하는 파일 부재(411) 사이에서 최하단 패널 부재(412) 상부에 패널 부재(412)를 결합, 배면토(1) 성토 및 판상 마찰앵커체(42)를 결합하는 과정을 반복하고, 마지막으로 (f) 단계에서 최상부 배면토(1)를 성토하여 시공을 마무리한다.
1: 배면토 21: 블록식 벽체
22: 보강재 31: 벽체
32: 앵커 321: 정착장
322: 자유장 41: 벽체
411: 파일 부재 412: 패널 부재
413: 중공부 414: 플랜지부
42, 42a, 42b: 판상 마찰앵커체 421: 돌기부 또는 홈부
43: 인장연결재 44, 45: 기초
S1: 임계파괴면

Claims (7)

  1. 배면토(1) 전면에 배치되어 토압에 의한 휨모멘트를 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 벽체(41);
    배면토(1) 내에 매립되는 것으로 넓은 표면적을 갖는 중량의 판 형상으로 형성되어 자중과 배면토(1)의 중량에 의한 저면과 배면토(1) 접지면의 마찰력에 의해 배면토(1) 내에 정착됨으로써 벽체(41)가 배면토(1)의 토압을 지지할 수 있도록 하는 복수 층의 판상 마찰앵커체(42); 및
    일단은 상기 벽체(41) 후면에 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 판상 마찰앵커체(42)에 결합되어 벽체(41)의 하중을 판상 마찰앵커체(42)에 전달하는 인장연결재(43); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 판상 마찰앵커체(42)의 저면에는 폭 방향으로 돌기부 또는 홈부(421)가 형성되는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽.
  4. 제1항에서,
    상기 벽체(41)는 상호 일정 간격 이격되게 설치되는 파일 부재(411) 및 상기 파일 부재(411) 사이에 결합되는 패널 부재(412)로 구성되고, 상기 인장연결재(43)의 일단은 상기 파일 부재(411) 후면에 결합되는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽.
  5. 제4항에서,
    상기 파일 부재(411) 양측에는 플랜지부(414)가 일체로 돌출 형성되고, 상기 패널 부재(412)는 상기 플랜지부(414)의 후면에 지지되는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽.
  6. (a) 터파기된 지반에 기초(44, 45) 및 배면 토압에 의한 휨모멘트를 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 벽체(41)를 시공하는 단계;
    (b) 상기 벽체(41) 후면에 일정 높이로 배면토(1)를 성토하는 단계;
    (c) 상기 배면토(1) 상부에 넓은 표면적을 갖는 중량의 판상 마찰앵커체(42)를 거치하는 한편 인장연결재(43)로 벽체(41) 후면과 상기 판상 마찰앵커체(42)를 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 연결하는 단계;
    (d) 상기 판상 마찰앵커체(42) 및 성토된 배면토(1) 상부에 일정 높이로 배면토(1)를 성토하는 단계; 및
    (e) 상기 (c) 단계와 (d) 단계를 적어도 1회 이상 반복하여 벽체(41) 높이까지 배면토(1)를 성토하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법.
  7. (a) 토압에 의한 휨모멘트를 수직 방향으로 지지하도록 수직 방향으로 일체로 형성되는 복수의 파일 부재(411)를 폭 방향으로 상호 일정 간격 이격되게 지반에 근입하는 단계;
    (b) 상기 파일 부재(411) 사이에 일정 높이의 패널 부재(412)를 결합하는 단계;
    (c) 상기 파일 부재(411) 및 패널 부재(412) 후면에 일정 높이로 배면토(1)를 성토하는 단계;
    (d) 상기 배면토(1) 상부에 넓은 표면적을 갖는 중량의 판상 마찰앵커체(42)를 거치하는 한편 인장연결재(43)로 파일 부재(411) 후면과 상기 판상 마찰앵커체(42)를 상하 이동이 가능한 힌지 결합되어 상하좌우로 회동 가능하게 연결하는 단계;
    (e) 상기 (b) 단계 내지 (d) 단계를 적어도 1회 이상 반복하는 단계; 및
    (f) 상기 파일 부재(411)의 높이까지 배면토(1)를 성토하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 판상 마찰앵커체에 의한 앵커지지식 옹벽의 시공방법.
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