KR102018567B1 - 자립식 옹벽구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 옹벽의 설치위치를 따라 지중에 서로 소정거리 이격된 상태로 매입되며 각각의 사이에는 토류판이 적층 설치되는 복수의 파일부재; 상기 파일부재와 일정한 간격을 유지하여 설치되는 패널부재; 일단은 상기 파일부재에 결합되고 타단은 상기 패널부재에 결합되는 연결부재; 상기 파일부재 및 상기 토류판과 상기 패널부재 간 간격에 타설되는 뒷채움재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 자립식 옹벽구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

Description

자립식 옹벽구조{Self-supporting retaining wall structure and its construction method}

본 발명은 구조적 건전성이 높은 것은 물론 시공이 용이하고 경제적이며 좁은 공간에도 시공이 가능하여 공간활용도가 높은 자립식 옹벽구조 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 옹벽은 산, 언덕에 설치되는 도로의 성토부 또는 절토부 등에 있어 배면토의 토압을 지지하면서 옹벽 전면의 공간을 안전하게 이용할 수 있는 일종의 벽체구조물이다.

종래 옹벽의 시공은 앵커 등에 의해 지지되는 흙막이 가시설을 설치하고 흙막이 가시설의 전면토사를 굴착한다. 그 다음 굴착면을 따라 옹벽 벽체를 축조하고 흙막이 가시설을 해체한 후에 옹벽 벽체의 배후를 뒤채움재료 등으로 메우는 공정을 거쳐 완성하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래기술의 옹벽 시공방법은 넓은 영역의 대지가 소요되는 가시설을 하여야 하는 문제와, 이렇게 설치된 가시설을 해체하여야 하는 작업 등으로 인하여 시공이 용이하지 않은 문제, 공사비, 공사기간 등에서 불리한 문제 등이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로서 특허등록 제1173045호에서는 지반에 간격을 두고 박힌 복수의 말뚝 및 이웃한 상기 말뚝들 사이를 차단하는 토류판으로 구성된 흙막이 벽체와; 상기 흙막이 벽체의 전면에 타설된 합벽식의 콘크리트 옹벽 벽체와; 상기 이웃한 말뚝들을 서로 연결하며 상기 말뚝들의 길이방향을 따라 간격을 두고 배치된 복수의 연결부재와; 상기 옹벽 벽체의 타설 시 상기 흙막이 벽체로부터 전방에 거푸집을 설치하기 위하여 상기 연결부재들에 장착된 폼 타이를 포함하고, 상기 토류판은 상기 말뚝들의 배면에서 상기 말뚝들 사이를 차단하며, 상기 각 말뚝들의 배면에는 이격부재가 상기 말뚝들과 토류판 사이에 개재하도록 길이방향으로 구비되고, 상기 말뚝들과 토류판 사이에는 제1보강철근이 상기 이웃한 이격부재들을 관통하여 배근된 흙막이 겸용 옹벽을 제시하고 있다.

그러나 상기 기술의 경우 옹벽을 타설하기 위한 폼타이, 거푸집의 시공 및 시공후 거푸집 해체 등 시공경제면에서 불리한 점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1173045호

본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 가시설이 필요가 없음은 물론 옹벽시공을 위한 거푸집의 설치 및 해체가 필요가 없어 시공이 용이하고 경제적이며 더욱 좁은 공간에서도 시공이 가능하여 공간활용도가 높은 자립식 옹벽구조 및 이의 시공방법을 제공하고자 함이다.

본 발명에 따른 자립식 옹벽구조는 옹벽의 설치위치를 따라 지중에 서로 소정거리 이격된 상태로 근입되며 각각의 사이에는 토류판이 적층 설치되는 복수의 파일부재; 상기 파일부재와 일정한 간격을 유지하여 설치되는 패널부재; 일단은 상기 파일부재에 결합되고 타단은 상기 패널부재에 결합되는 연결부재; 및 상기 토류판 및 패널부재 간 간격에 타설되는 뒷채움재;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 파일부재는 단면이 양측에 플랜지와 플랜지를 연결하는 몸체로 구성되며, 상기 몸체에는 양측으로 격벽이 돌출 형성되고, 최외측에 위치하는 플랜지와 상기 격벽 사이에 상기 토류판이 게재되어 적층되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 연결부재는 제 1봉과 제 2봉이 'ㄴ'자 형태로 절곡되어 이뤄지되, 제 1봉은 상기 파일부재에 있어 최외측에 위치하는 플랜지 내주면에 밀착된 상태로 상기 제 2봉이 상기 패널부재에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 연결부재의 외주연에는 나선형태의 나사부가 형성되고, 상기 연결부재와 대응되는 직경을 갖는 중공이 형성된 제 1가압판 및 제 2가압판이 각각 상기 제 2봉에 삽입되되, 상기 제 1가압판 및 제 2가압판은 그 사이에 패널부재를 개재시킨 상태로 너트에 의해 패널부재를 가압하며 결합되는 것을 특징으로 한다.

일례로써, 상기 패널부재는 다수의 패널유닛이 서로 간 결합되어 이뤄지는 것으로, 상기 패널유닛은,상기 제 2봉이 통과하는 관통공; 상기 관통공의 외측에서 관통공과 연통되며 상기 제 1가압판이 안착되도록 구성되는 가압홈; 상기 가압홈의 외측에서 가압홈과 연통되는 마감홈; 상기 마감홈에 결합되는 마감구;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상기 자립식 옹벽구조의 시공방법에 대해서도 개시한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자립식 옹벽구조 및 이의 시공방법은 구조적 건전성이 높은 것은 물론 거푸집 등의 시공 및 해체가 필요없어 시공이 용이하고 경제적이며 좁은 공간에도 시공이 가능하여 지하구조물 등의 제약없이 공간활용도가 높은 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자립식 옹벽구조의 일 실시 예를 나타내는 평면도.
도 2는 도 1의 A부분 확대도.
도 3은 도 1의 측단면도.
도 4는 도 3의 B부분 확대도.
도 5는 본 발명의 일 구성인 패널유닛의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 자립식 옹벽구조의 시공방법을 개략적으로 나타내는 도면.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자립식 옹벽구조의 일 실시 예를 나타내는 평면도이고, 도 2는 도 1의 요부확대도이며, 도 3은 도 1의 측단면도이다. 또한, 도 4는 도 3의 요부확대도이고, 도 5는 본 발명의 일 구성인 패널유닛의 일 실시 예를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 자립식 옹벽구조의 시공방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 그리고 도 7은 도 6의 실시 예들을 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 자립식 옹벽구조는 서로 이격되는 파일부재(100), 파일부재(100) 간의 토류판(110) 및 패널부재(200) 사이에 콘크리트를 타설함으로써 시공되어 지는 것이다.

이러한 본 발명에 따른 자립식 옹벽구조는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 파일부재(100), 패널부재(200), 연결부재(300) 및 뒷채움재(400)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

먼저, 상기 파일부재(100)는 도 1에서와 같이 복수로 마련되는 것으로 옹벽이 설치되는 위치를 따라 소정거리 이격시켜 매입되도록 구성된다.

이때, 상기 파일부재(100)는 천공(10)에 H-Pile을 매입한 뒤 레미콘을 충진함으로써 이뤄질 수 있게 된다.

그리고 도 1에서와 같이 복수의 파일부재(100)들 사이에는 토류판(110)이 적층 설치되도록 하여 면 구조를 취할 수 있게 된다.

이때, 파일부재(100)에는 도 2에 도시된 바와 같이 격벽(120)을 마련하여 적층 설치되는 토류판(110)의 유격을 제어하도록 구성할 수 있다. 즉 파일부재(100)는 단면이 양측에 플랜지(101)와 양 플랜지를 연결하는 몸체(102)로 구성되되, 상기 몸체(102)에서 격벽(120)이 양측으로 돌출되도록 하여 최외측 플랜지(101)와 격벽(120) 사이에 토류판(110)이 게재되도록 하는 것이다. 이와 같이 격벽(120)을 구성하는 이유는 토류판(110)이 토압으로부터 밀림을 제어토록 하여 파일부재(100)에서 토류판(110)이 고정되도록 하기 위한 것이다. 이와 같이 구성됨에 의해 상기 기존기술과 달리 토류판(110)이 파일부재(100)의 내측으로 구성되도록 하여 그 만큼 옹벽의 두께를 작게 가져갈 수 있도록 하는 것으로 이러한 점에 의해 본 발명은 지하구조물 등에 덜 영향을 받고 시공을 할 수 있는 것이다.

또한, 상기 패널부재(200)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 파일부재(100)와 일정한 간격을 유지하여 설치되는 것으로, 이러한 패널부재(200)는 다수의 패널유닛(210)이 서로 간 결합되어 이뤄질 수 있게 된다.

상기 패널부재(200)는 상기 파일부재(100) 및 상기 토류판(110)에 의해 형성되는 벽체구조와 연결부재(300)에 의해 연결된다.

상기 연결부재(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 'ㄱ'자 또는 'ㄴ' 형태로 절곡되어 이뤄지는 봉 구조로써, 설명의 편의를 위해 절곡지점을 기준으로 일측은 제 1봉(310) 타측은 제 2봉(320)이라 지칭한다.

이러한 연결부재(300)는 도 2에서와 같이 상기 제 1봉(310)이 상기 파일부재(100)의 내주면에 밀착된 상태로 제 2봉(320)이 상기 패널부재(200)에 결합되도록 하여 파일부재(100) 및 패널부재(200)는 서로 간 일정 간격을 유지한 채로 상호 이탈되지 않도록 하는 것이다.

상기 연결부재(300)는 상기 제 1봉(310)이 상기 파일부재(100)에 있어 내측에 위치하는 플랜지(101)에 걸린상태에서 상기 제 2봉(320)이 상기 패널부재(200)에 고정되도록 하여 파일부재(100)와 패널부재(200)가 연결되도록 하는 것으로 너트 등에 의한 체결수를 줄이면서도 충분한 고정이 가능하도록 하여 시공이 용이해지도록 하는 구조를 제시하는 것이다.

그리고 상기 뒷채움재(400)는 상기 파일부재(100) 및 상기 토류판(110)과 상기 패널부재(200)에 의해 형성된 간격에 타설되는 것으로, 이와 같이 상기 뒷채움재(400)는 상기 파일부재(100) 및 상기 토류판(110)과 상기 패널부재(200)에 의해 형성된 간격에 타설되어 옹벽구조가 완성되도록 하는 것으로 별도의 거푸집의 설치없이도 벽구조가 타설되도록 하는 것이다. 상기 뒷채움재(400)의 재질은 다양한 공지의 재질을 사용할 수 있는 바, 특별히 재질을 한정하지 않는다.

이때, 파일부재(100) 및 토류판(110)과 패널부재(200)는 그 사이에 타설되는 뒷채움재(400)에 의해 발생하는 압력에 의해 상호 간 이격되려는 힘이 작용하게 되는 반면 상기에서 언급한 바와 같이 파일부재(100)와 패널부재(200)는 상기 연결부재(300)에 의해 연결된 상태가 되어 상기 연결부재(300)가 실질적으로 상기 파일부재(100)에 부착되지 않더라도 상호 견고한 고정구조가 발현되는 것이다.

따라서, 본 발명의 일 구성인 연결부재(300)는 일측인 제 1봉(310)은 파일부재(100)에 걸치고 타측인 제 2봉(320)이 패널부재(200)에 결합되도록 하는 간단한 체결구조만으로 파일부재(100)와 패널부재(200) 간을 견고하게 결합시킬 수 있게 되므로, H-Pile의 손상을 최소화하여 자재의 재사용률을 높여줄 수 있으며, 작업성 개선에 따른 시공성이 크게 향상되는 효과가 발현될 수 있게 된다.

또한 뒷채움재(400)에 파일부재(100)에 있어 내측에 위치하는 플랜지(101)와 절곡된 형상의 연결부재(300)가 매립된 형상으로 경화됨에 따라 파일부재(100) 및 토류판(110)과 패널부재(200)는 뒷채움재(400)에 의해 견고한 고정이 이루어지도록 하는 것이다.

이하, 도 2를 참조하여 상기 연결부재(300)가 상기 패널부재(200)에 결합되는 구체적인 실시 예에 대해 살펴보기로 한다.

본 실시 예에 따른 연결부재(300)는 도시된 바와 같이 연결부재(300) 전체 적어도 제 2봉(320)의 외주연에 나선형태의 나사부(321)가 형성된다.

그리고 상기 제 2봉(320)에는 연결부재(300)의 직경보다 큰 직경의 중공을 갖는 제 1가압판(322) 및 제 2가압판(323)이 삽입되도록 구성되되, 상기 패널부재(200)는 상기 제 1가압판(322)과 제 2가압판(323) 사이에 개재된 상태로, 제 1가압판(322) 및 제 2가압판(323)이 각각 그 가압방향의 후측에서 너트(324)의 조임에 의해 패널부재(200)를 가압하면서 결합될 수 있게 된다.

이때, 상기 너트(324)는 나사부(321)가 형성는 제 2봉(320)에 나사체결 방식으로 체결되는 것으로, 제 1가압판(322)과 제 2가압판(323)의 가압방향 뒤쪽에 배치된 상태로 제 2봉(320)의 양측에 체결되어 각 가압판을 패널부재(200) 측으로 가압시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 패널부재(200)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 패널유닛(210)들이 서로 간 상하좌우에서 결합됨으로써 패널부재(200)가 이뤄지도록 구성되는 것으로, 도 2에서와 같이 패널유닛(210)의 일측에는 결합돌기(215)가 형성되고 타측에는 결합홈(216)이 형성되어 상호 간 결합시 견고성이 향상되도록 구성될 수 있게 된다.

이러한 상기 패널유닛(210)은 도 5에 나타낸 바와 같이 관통공(211), 가압홈(212), 마감홈(213) 및 마감구(214)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 관통공(211)은 상기 제 2봉(320)이 통과할 수 있도록 패널유닛(210)의 중심에서 제 2봉(320)의 직경보다 크게 형성되어 상기 패널유닛(210)이 상기 제 2봉(320)에 삽입된 상태로 그 양측에서 가압하는 제 1가압판(322)과 제 2가압판(323)에 의해 패널유닛(210)이 제 2봉(320)에 견고하게 결합될 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 가압홈(212)은 상기 관통공(211)의 외측에서 그에 연통되도록 구성되는 것으로, 상기 가압홈(212)의 형태는 상기 가압판의 형태에 대응되도록 하여 상기 가압판이 가압홈(212)에 안착되도록 구성된다.

이때, 상기 가압홈(212)의 높이는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제 1가압판(322)이 안착된 상태에서 제 1가압판(322)에 밀착되어 가압력을 제공하는 너트(324)가 수용될 수 있는 정도로 형성시킴이 바람직하다.

상기 마감홈(213)은 상기 가압홈(212)의 외측에서 그에 연통되도록 구성되는 것으로, 이하의 마감구(214)가 마감홈(213)에 결합됨으로써 관통공(211), 제 2봉(320) 및 가압홈(212)이 패널유닛(210)의 외측으로 노출되지 않도록 하여 패널부재(200)의 미관을 향상시킬 수 있게 된다.

그리고 상기 마감구(214)는 상술한 바와 같이 상기 마감홈(213)에 결합되는 것으로, 이때, 상기 마감구(214)의 외면은 도면에서와 같이 패널유닛(210)의 외면에서 마감홈(213)이 형성되지 않는 부위와 동일한 형태로 구성할 수 있으며, 그 밖에도 마감구(214)의 외면은 다양한 디자인이 적용될 수 있음은 자명한 바이다.

한편, 본 발명에서는 도 6에서 보는 바와 같이 상기에서 설명한 자립식 옹벽구조의 시공방법에 대하여도 개시하고 있다.

본 발명에 따른 자립식 옹벽구조의 시공방법은 상기 파일부재(100) 매입단계, 터파기 및 토류판(110) 설치단계, 패널부재(200) 설치단계 및 뒷채움재(400) 타설단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

먼저, 상기 파일부재(100) 매입단계는 옹벽이 설치되는 위치를 따라 지중(G)에 서로 이격된 상태로 파일부재(100)를 매입하는 것으로, 이때, 파일부재(100)는 H-Pile이 적용될 수 있다.

또한, 상기 파일부재(100) 매입단계는 도 6-① 내지 도 6-③에 도시된 바와 같은 단계를 더 포함하여 구성될 수 있는 것으로, 도 6-①에서와 같이 지중(G)에 천공(10)을 형성하는 천공단계와 도 6-②에서와 같이 상기 단계에서 형성된 천공(10)에 파일부재(100)를 매입하는 단계 및 도 6-③에 도시된 바와 같이 파일부재(100)가 매입된 천공(10)에 콘크리트를 타설하되, 콘크리트는 절토계획레벨까지 타설하도록 구성될 수 있다.

이때, 천공(10)에 파일부재(100)를 매입하는 단계에서는 도 6-②에 도시된 바와 같이 파일부재(100) 매입시 트레미관(20)을 동시에 매입시켜 이후 단계인 절토계획레벨까지 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설단계시 상기 트레미관(20)을 통해 콘크리트가 타설되도록 구성할 수 있게 된다.

이와 같이 파일부재(100)가 지중에 매립되도록 하여 앵커 등 별도의 장치없이도 벽체구조가 형성될 수 있는 기반이 형성되는 것이다.

이후, 상기 터파기 및 토류판(110) 설치단계는 도 6-④에 도시된 바와 같이 상기 파일부재(100)가 매입된 지점을 따라 터파기를 하면서, 노출되는 파일부재(100) 간 사이에 토류판(110)을 설치하도록 구성된다. 이때 상기에서 언급한 바와 같이 각 토류판(110)은 각 파일부재(100)에 기 형성되는 격벽(120)과 최외측에 위치하는 플랜지 사이에 게재되도록 설치하는 것이다.

그리고 상기 패널부재(200) 설치단계를 갖는데, 본 단계에서는 도 6-⑤에서와 같이 패널부재(200)가 파일부재(100)와 일정한 간격을 유지도록 설치되는 것으로, 이때 상기 패널부재(200)는 다수의 패널유닛(210)이 서로 결합되어 이뤄지는 것으로, 도 6-⑥에서와 같이 패널유닛(210)이 터파기가 이뤄진 최하부에서부터 상측으로 단계적인 시공이 이뤄지도록 하는 것이다.

특히 본 단계에서는 상기 파일부재(100)와 상기 패널부재(200)는 서로 간 상기 연결부재(300)에 의해 일정간격 유지되면서 연결되도록 하는 것으로, 상기 연결부재(300)는 상기 제 2봉(320)이 패널부재(200)에 고정된 상태에서 제 1봉(310)이 파일부재(100)에 있어 내측에 위치하는 플랜지에 걸쳐지도록 연결되는 것이다.

그 다음으로 상기 파일부재(100) 및 상기 토류판(110)과 상기 패널부재(200) 사이 공간에 콘크리트 등의 뒷채움재(400)를 타설함으로써, 뒷채움재(400)에 의해 발생하는 압력에 의해 상기 파일부재(100) 및 상기 토류판(110)과 상기 패널부재(200)는 상호 간 이격되려는 힘이 작용하게 되고, 또한 상술한 바와 같이 상기 파일부재(100)와 패널부재(200)는 서로 간 연결부재(300)에 의해 서로 이격된 간격이 유지되도록 구성되어 견고한 고정이 이루어지도록 하는 것이다. 이러한 과정에서 상기에서 언급한 바와 같이 파일부재(100)와 패널부재(200)는 연결부재(300)에 의해 연결되되 H-Pile이 적용되는 파일부재(100)에는 연결부재(300)와 용접 또는 볼트결합 등이 없이도 체결이 이루어지도록 하여 H-Pile의 손상을 최소화하여 자재의 재사용률을 높여줄 수 있으며, 작업성 개선에 따른 시공성이 크게 향상되는 효과가 발현될 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

100 : 파일부재 110 : 토류판
120 : 격벽 200 : 패널부재
210 : 패널유닛 300 : 연결부재
310 : 제 1봉 320 : 제 2봉
400 : 뒷채움재

Claims (6)

1. 옹벽의 설치위치를 따라 지중에 서로 소정거리 이격된 상태로 매입되며 각각의 사이에는 토류판이 적층 설치되되, 단면이 양측에 플랜지와 플랜지를 연결하는 몸체로 구성되며 상기 몸체에는 양측으로 격벽이 돌출 형성되고 최외측에 위치하는 플랜지와 상기 격벽 사이에 상기 토류판이 게재되어 적층되는 복수의 파일부재;
   상기 파일부재와 일정한 간격을 유지하여 설치되는 패널부재;
   제 1봉과 제 2봉이 'ㄴ'자 형태로 절곡되고 제 1봉이 상기 파일부재에 있어 내측에 위치하는 플랜지의 내면에 밀착된 상태로 연결되고 제 2봉의 외주연에는 나사부가 형성되어 상기 패널부재에 나사결합되는 연결부재; 및
   상기 파일부재 및 상기 토류판과 상기 패널부재 간 간격에 타설되는 뒷채움재;를 포함하고,
   상기 연결부재는,
   상기 연결부재와 대응되는 직경을 갖는 중공이 형성된 제 1가압판 및 제 2가압판이 각각 상기 제 2봉에 삽입되되, 상기 제 1가압판 및 제 2가압판은 그 사이에 패널부재를 개재시킨 상태로 너트에 의해 패널부재를 가압하며 결합되어, 뒷채움재에 파일부재에 있어 내측에 위치하는 플랜지와 절곡된 형상의 연결부재가 매립된 상태로 경화되며,
   상기 패널부재는,
   상기 제 2봉이 통과하는 관통공과, 상기 관통공의 외측에서 관통공과 연통되며 상기 제 1가압판이 안착되도록 구성되는 가압홈과, 상기 가압홈의 외측에서 가압홈과 연통되는 마감홈과, 상기 마감홈에 결합되는 마감구를 포함하는 패널유닛이 복수로 구비되어 상호 간의 결합에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 자립식 옹벽구조.
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