KR102123810B1

KR102123810B1 - 세굴 방지용 보강 구조체 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR102123810B1
Application number: KR1020190097153A
Authority: KR
Inventors: 김정철
Original assignee: 주식회사 신흥산업
Priority date: 2019-08-09
Filing date: 2019-08-09
Publication date: 2020-06-18

Abstract

본 발명은 세굴 방지용 보강 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 세굴 방지용 보강 구조체 및 그 시공방법은, 노면의 측부에 발생된 세굴면을 보강하기 위한 구조체에 있어서, 상기 세굴면의 측부 지반에는 노면의 길이방향을 따라 일정 간격으로 복수의 스크류 파일이 매립되고, 상기 스크류 파일의 상단에는 H빔형 지주가 직립되게 결합되며, 인접된 H빔형 지주 사이에는 그 간격에 대응되는 길이를 지니는 복수의 보강블럭이 적층 구비되고, 상기 보강블럭과 세굴면 사이의 제1 공간부에 채움재를 구비하며, 최상단에 위치하는 보강블럭의 상부에는 L자형 마감블럭이 구비되고, 상기 L자형 마감블럭과 세굴면 사이의 제2 공간부에 연결철물이 결속된 후 기존 노면의 높이에 대응되도록 현장타설 콘크리트가 타설된다.
이로써, 거푸집 공정과 콘크리트 타설과 같은 현장 공정을 최소화하여 공기가 단축되어 경제적이며, 필요시에는 역으로 보강블럭을 지주로부터 분리할 수 있으므로 유지 보수가 용이한 이점이 있다.

Description

세굴 방지용 보강 구조체 및 그 시공방법{Reinforcing Structure for Preventing Scour and Construction Method thereof}

본 발명은 세굴 방지용 보강 구조체 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 노면의 측부에 발생된 세굴면을 보강하기 위하여 측부 지반에 길이방향을 따라 복수의 스크류 파일이 매립되고, H빔형 지주가 직립되게 결합되며, 인접된 H빔형 지주 사이에 복수의 보강블럭이 적층 구비되고, 상기 보강블럭과 세굴면 사이에 채움재를 구비하며, 보강블럭의 상부에는 L자형 마감블럭이 구비되고, 상기 L자형 마감블럭과 세굴면 사이에 연결철물이 결속된 후 현장타설 콘크리트가 타설되는 세굴 방지용 보강 구조체 및 그 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 도로는 지반을 다지고 상부에 콘크리트나 아스팔트를 타설함으로써 시공이 이루어진다. 그러나 지형의 특성상 단차가 존재하는 경우에는 토사나 골재로 성토부를 형성함으로써 단차를 정리한 후에 성토부를 다지고 콘크리트나 아스팔트를 타설함으로써 도로가 완성된다. 이로 인하여 대부분의 도로는 일측이나 양측에 법면이 경사지게 형성된다.

도로의 측면에 존재하는 법면은 외부에 노출된 상태에 있으므로 별도의 콘크리트 블록이나 개비온 등을 설치하고, 앵커를 구비하는 등 추가적인 법면 처리를 수행하는 경우도 있으나, 한지나 농어촌에 존재하는 많은 도로들은 여전히 법면이 노출된 상태로 방치되고 있다.

이와 같이 노출된 상태로 방치된 도로의 법면은, 도 1에 도시된 바와 같이 우수나 하천의 범람 등에 의한 유수로 세굴 현상이 발생될 수 있다. 시간의 경과로 도로의 법면에 발생된 세굴이 점진적으로 깊어지면 자중에 의하여 법면이 붕괴되면서 상부의 포장면에 균열 또는 탈리 현상이 발생되거나 심할 경우 법면과 함께 포장면도 무너져 내릴 수 있다.

도로의 법면을 보강하기 위한 선행기술문헌으로는 출원인의 선등록 특허인 특허 제1912324호의 "스크류 파일과 이를 이용한 옹벽 시공방법"(2018. 10. 22. 등록, 이하 '선행기술문헌'이라 한다)이 제안된 바 있다. 상기 선행기술문헌은 지반의 붕괴 부위의 주변에 일정한 높이의 지지블록을 형성하여 도로의 보강 및 보수가 이루어지도록 구현되었다.

그리나, 지지블록을 형성하기 위하여 콘크리트를 타설함에 있어서 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설하는 과정이 복수회에 걸쳐 이루어짐에 따라 필연적으로 공기가 길어지고, 현장에 반입되는 콘크리트와 철근의 양이 많아지는 문제점이 있었다.

더욱이나, 현장에서 결속하여야 하는 철근의 양이 많음에 따라 결속과정이 번거로운 문제점이 있었으며, 무엇보다 토사나 골재와 같은 채움재와 상부의 콘크리트 간에 분리현상이 일어나 보수된 상부 노면에 균열이 발생하거나 이탈될 위험성이 존재하였고, 기존 노면의 측면에 앵커볼트를 매립하는 과정에서 측면을 정리하는 추가적인 공정이 요구되는 한계가 있었으며, 추후 유지 관리가 곤란한 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 거푸집 공정과 콘크리트 타설과 같은 현장 공정을 최소화하여 공기가 단축되어 경제적이며, 추후 구조체의 유지보수가 용이하고, 토압에 대한 지반의 안정적 고정이 가능하며, 기존 노면이나 채움재와의 일체화가 가능하여 구조적으로 견고하면서도 기존 노면을 가공하는데 소모되는 추가 공정을 줄일 수 있는 세굴 방지용 보강 구조체 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 노면(1)의 측부에 발생된 세굴면(2)을 보강하기 위한 구조체(RS)에 있어서, 상기 세굴면(2)의 측부 지반(3)에는 길이방향을 따라 연속적으로 일정 깊이로 굴착된 기초 안착면(4)이 형성되고, 상기 기초 안착면(4)에 일정 간격으로 복수의 스크류 파일(10)이 매립되되, 상기 스크류 파일(10)은 상단에 박스형 헤드(11)가 형성되어 상기 기초 안착면(4)의 상부에 노출되게 구비되며, 상기 박스형 헤드(11) 하부에는 스크류(12) 상단의 스크류 리스부(12a)의 측면을 감싸도록 실린더형 스커트(13)가 형성되고, 상기 스크류 리스부(12a)와 스커트(13) 사이에 복수의 보강 리브편(13a)이 방사상으로 형성되어 변형과 기울어짐이 방지되며, 상기 박스형 헤드(11)의 내측에 H빔형 지주(20)의 하단이 삽입 고정되어 직립되게 결합되며, 인접된 H빔형 지주(20) 사이에는 그 간격에 대응되는 길이를 지니는 복수의 보강블럭(30)이 적층 구비되고, 상기 보강블럭(30)과 세굴면(2) 사이의 제1 공간부(S1)에 채움재(F)를 구비하며, 최상단에 위치하는 보강블럭(30)의 상부에는 L자형 마감블럭(40)이 구비되고, 상기 L자형 마감블럭(40)의 측부에 형성되는 측부 연결구(43)에 측부 블럭철물(53)의 일측단부가 삽입되어 수평방향의 연결부(53b)가 마련되고, 상기 연결부(53b)의 타측단부가 일정 길이만큼 하향 절곡되어 삽입부(53c)가 형성되되, 상기 삽입부(53c)는 제1 공간부(S1)의 채움재(F)에 삽입 고정되며, 기존 노면(1)의 하단부에 노면 고정철물(52)의 수직부(52a) 상단이 삽입되고, 상기 수직부(52a)의 타단이 세굴면(2)의 외측으로 절곡 돌출되어 접속부(52b)가 형성되며, 상기 연결부(53b)와 접속부(52b) 사이에는 스페이서(54)가 결속되고, 상기 L자형 마감블럭(40)과 세굴면(2) 사이의 제2 공간부(S2)에 연결철물(50)이 결속된 후 기존 노면(1)의 높이에 대응되도록 현장타설 콘크리트(C)가 타설되는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 H빔형 지주(20)의 세굴면(2)측에는 와이어 체결구(21)가 형성되고, 와이어(22)가 복수의 H빔형 지주(20)의 와이어 체결구(21)를 연속적으로 관통하도록 노면(1)의 길이방향을 따라 결속될 수 있다.

또한, 상기 보강블럭(30)의 상하부에는 각각 일정 깊이의 로드 삽입공(31)이 형성되고, 상하로 인접된 보강블럭(30)의 로드 삽입공(31) 사이에 연결 로드(32)가 삽입될 수 있다.

삭제

한편, 노면(1)의 측부에 발생된 세굴면(2)을 보강하기 위한 구조체(RS)의 시공방법(M)에 있어서, 상기 세굴면(2)의 측부 지반(3)에 노면(1)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 복수의 스크류 파일(10)을 매립하되, 상기 스크류 파일(10)은 측부 지반(3)의 상단에 박스형 헤드(11)가 형성되어 상부에 노출되게 구비되며, 상기 박스형 헤드(11) 하부에는 스크류(12) 상단의 스크류 리스부(12a)의 측면을 감싸도록 실린더형 스커트(13)가 형성되고, 상기 스크류 리스부(12a)와 스커트(13) 사이에 복수의 보강 리브편(13a)이 방사상으로 형성되어 매립시 변형과 기울어짐이 방지되도록 하는 파일 매립단계(S10); 상기 스크류 파일(10)의 상단에 H빔형 지주(20)를 직립되게 결합하는 지주 결합단계(S20); 인접된 H빔형 지주(20) 사이에 그 간격에 대응되는 길이를 지니는 복수의 보강블럭(30)을 적층 구비하는 보강블럭 적층단계(S30); 상기 보강블럭(30)과 세굴면(2) 사이의 제1 공간부(S1)에 채움재(F)를 구비하는 채움재 구비단계(S40); 최상단에 위치하는 보강블럭(30)의 상부에 L자형 마감블럭(40)을 구비하는 마감블럭 구비단계(S50); 기존 노면(1)의 하단부에 노면 고정철물(52)의 수직부(52a) 상단을 삽입하고, 상기 수직부(52a)의 타단을 세굴면(2)의 외측으로 절곡 돌출시켜 접속부(52b)를 형성하는 상부철물 결속단계(S61); 상기 L자형 마감블럭(40)의 측부에 형성된 측부 연결구(43)에 측부 블럭철물(53)의 일측단부를 삽입하되, 타측단부를 제1 공간부(S1)의 채움재(F)에 삽입 고정하는 측부철물 고정단계(S62); 및 상기 측부 블럭철물(53)과 노면 고정철물(52) 사이에 스페이서(54)를 결속하는 스페이서 결속단계(S63);를 포함하여 상기 L자형 마감블럭(40)과 세굴면(2) 사이의 제2 공간부(S2)에 연결철물(50)을 결속하는 연결철물 결속단계(S60); 및 상기 제2 공간부(S2)에 기존 노면(1)의 높이에 대응되도록 현장타설 콘크리트(C)를 타설하는 콘크리트 타설단계(S70);를 포함한다.

또한, 상기 지주 결합단계(S20) 이후에는, 와이어(22)를 각각의 H빔형 지주(20)의 세굴면(2)측에 형성된 와이어 체결구(21)에 연속적으로 관통시키는 와이어 결속단계(S22);를 더 포함할 수 있다.

삭제

본 발명의 세굴 방지용 보강 구조체 및 그 시공방법에 의하면, 인접된 H빔형 지주 사이에 미리 제작된 복수의 보강블럭을 적층 구비하고, 최상단에 위치하는 보강블럭의 상부에는 L자형 마감블럭을 구비하며, 상기 L자형 마감블럭과 세굴면 사이에만 현장타설 콘크리트를 타설함으로써, 거푸집 공정과 콘크리트 타설과 같은 현장 공정을 최소화하여 공기가 단축되어 경제적인 이점이 있다.

필요시에는 역으로 보강블럭을 지주로부터 분리할 수 있으므로 유지 보수가 용이한 이점도 있다.

또한, 상기 스크류 파일은 상단에 박스형 헤드가 형성되어 내측에 H빔형 지주의 하단이 안착되도록 삽입 고정됨으로 시공성이 향상되고, 지주와 스크류 파일의 안정적인 일체화가 가능한 효과가 있다.

나아가, 상기 스크류 파일은 스크류의 측면을 감싸도록 실린더형 스커트가 형성되어 배면에서 작용하는 토압에 대하여 측부 지반에 보다 안정적 고정이 가능한 효과가 발휘된다.

뿐만 아니라, 상기 H빔형 지주의 와이어 체결구를 연속적으로 관통하도록 와이어가 구비되어 길이방향으로 복수 개 배치되는 지주들의 일체 거동이 가능하므로 구조적 안정성을 기대할 수 있다.

또한, 보강블럭의 상하부에는 대응되는 위치에 로드 삽입공이 형성되고, 마감블럭의 하부에도 로드 삽입공이 형성되어 연결 로드를 삽입함으로써, 시공성이 향상되며, 인접 블럭간의 일체 거동이 가능하므로 구조적 안정성을 꾀할 수 있다.

나아가, 상기 L자형 마감블럭의 상부와 측부에는 연결철물을 결속하기 위한 상부 연결구 및 측부 연결구가 각각 하나 이상 형성되어 시공성이 향상되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 마감블록에 삽입 고정되는 상부 블럭철물과 측부 블럭철물을 바탕으로 기존 노면이나 채움재와의 일체화가 가능하여 구조적으로 견고한 보강 구조체를 형성할 수 있다.

그리고 노면 고정철물은 수직부의 상단이 기존 노면의 측하단부에 삽입되도록 시공되는 경우, 기존 노면의 측단부를 가공하는데 소모되는 추가 공정을 줄일 수 있으며, 측부 블럭철물과 노면 고정철물 사이에 스페이서를 결속함으로써 전단보강이 가능함은 물론 시공간 노면 고정철물의 지지 및 결속력을 확보할 수 있다.

도 1은 도로의 세굴현상을 나타낸 이미지.
도 2는 (a) 일반적인 도로의 형상을 도시한 개념도와 (b) 유수에 의하여 세굴 현상이 발생된 도로의 형상을 도시한 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 방지용 보강 구조체의 전체적인 형상을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 스크류 파일을 도시한 사시도 및 단면도.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 방지용 보강 구조체의 시공과정을 시계열적으로 도시한 사시도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 방지용 보강 구조체의 연결철물 결합 상세도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 세굴 방지용 보강 구조체의 시공과정을 도시한 블록도.

이하에서는 도면에 도시된 사항을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명한다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 일반적으로 도로는 성토부의 상부에 포장면(이하 '노면(1)'이라 한다)이 형성되고, 일측 또는 양측으로 경사지게 법면이 형성된다. 이후, 우수나 하천의 범람 등에 의한 유수로 세굴 현상이 발생되면, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 세굴면(2)이 형성된다.

이에 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 노면(1)의 측부에 발생된 세굴면(2)을 보강하기 위한 구조체(RS)에 관한 것으로, 상기 세굴면(2)의 측부 지반(3)에는 노면(1)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 복수의 스크류 파일(10)이 매립되고, 상기 스크류 파일(10)의 상단에는 H빔형 지주(20)가 직립되게 결합된다.

이때, 상기 측부 지반(3)에는 길이방향을 따라 연속적으로 일정 깊이로 굴착된 기초 안착면(4)이 형성될 수 있다. 먼저 도 5에 도시된 바와 같이 기초 안착면(4)을 형성한 후에 그 길이방향으로 일정 간격마다 복수의 스크류 파일(10)을 매립할 수 있다. 상기 스크류 파일(10)은 상단에 박스형 헤드(11)가 형성되어 상기 기초 안착면(4)의 상부에 노출되게 구비될 수 있으며, 하부의 스크류(12)는 기초 안착면(4)의 저면으로 측부 지반에 매립 고정된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 기초 안착면(4)의 상부로 노출된 박스형 헤드(11)의 내측에 H빔형 지주(20)의 하단을 삽입하여 체결수단으로 고정함으로써, 상기 스크류 파일(10)을 지중에 안정적으로 매립 고정함과 동시에 H빔형 지주(20)와의 견고한 일체화가 가능해진다. 따라서, 상기 박스형 헤드(11)와 H빔형 지주(20)이 맞닿는 부분에는 체결공이 형성될 수 있으며, 상호 대응되는 크기로 제작되는 것이 바람직하다.

도 7에 도시된 바와 같이 상기 박스형 헤드(11)와 H빔형 지주(20)의 체결 고정이 완료되면, 일정 깊이로 굴착되어 형성되는 기초 안착면(4)의 상부에 콘크리트를 타설함으로써 추가적인 고정력이 확보될 수 있으며, 길이방향으로 인접한 H빔형 지주(20)들 간의 일체 거동을 기대할 수 있다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 스크류 파일(10)의 박스형 헤드(11) 하부에는 스크류(12)의 측면을 감싸도록 실린더형 스커트(13)가 형성될 수 있다. 상기 실런더형 스커트(13)는 스크류 파일(10)을 회전하여 삽입하는 과정에서 직립되게 매립될 수 있도록 가이드하는 기능을 수행함은 물론 삽입과정에서 발생되는 유동을 방지할 수 있다. 나아가, 시공 이후에는 스크류(12)와 스커트(13) 사이에 측부 지반(3)의 흙이 구비되므로 측부 지반(3)에 구조적으로 보다 안정적인 고정이 가능한 이점이 있다.

다른 실시형태로, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 스크류 파일(10)은 스커트(13)의 내부에는 스크류 리스부(12a)가 형성되고, 상기 스크류 리스부(12a)와 스커트(13) 사이에 복수의 보강 리브편(13a)이 방사상으로 형성될 수 있다. 상기 스크류 파일(10)은 일정 깊이만큼 회전에 의하여 스크류(12)가 삽입되어 지고, 스커트(13)가 측부 지반의 표면에 다다르면, 타입방식으로 스커트(13)가 지중에 삽입될 수 있도록 항타한다.

이때, 상기 스커트(13)와 스크류 리스부(12a) 사이에 형성되는 보강 리브편(13a)에 의하여 강도가 확보되어지므로 항타에 따른 타격에 변형이 발생되지 않으며, 보강 리브편(13a)이 보다 용이하게 삽입될 수 있도록 가이드하므로, 유동이나 기울어짐을 방지할 수 있는 추가적인 기술적 이점이 있다.

또한, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 H빔형 지주(20)의 세굴면(2)측에는 와이어 체결구(21)가 형성되고, 와이어(22)가 복수의 H빔형 지주(20)의 와이어 체결구(21)를 연속적으로 관통하도록 노면(1)의 길이방향을 따라 결속될 수 있다. 이로써, 복수 개 배치되는 H빔형 지주(20)들의 일체 거동이 가능하므로 배면에서 작용되는 토압으로부터 구조적 안정성을 기대할 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이 인접된 H빔형 지주(20) 사이에는 그 간격에 대응되는 길이를 지니는 복수의 보강블럭(30)이 적층 구비된다. 상기 H빔형 지주(20)는 한 쌍의 플랜지가 각각 세굴면(2)과 그 반대면을 향하도록 배치되고, 인접된 H빔형 지주(20)의 웨브 간에 상기 보강블럭(30)이 배치된다.

상기 보강블럭(30)은 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 것으로 공장에서 미리 제작된 후, 현장으로 이동되어 시공이 이루어진다. 도 3의 확대도에 도시된 바와 같이 상기 보강블럭(30)의 상하부에는 각각 일정 깊이의 로드 삽입공(31)이 대응되는 위치에 형성되고, 상하로 인접된 보강블럭(30)의 로드 삽입공(31) 사이에 연결 로드(32)가 삽입될 수 있다.

상기 보강블록(30)을 인접된 H빔형 지주(20) 사이에 순차적으로 적층함에 있어서, 이미 구비된 상기 연결 로드(32)가 하부의 로드 삽입공(31)에 삽입되도록 함으로써 정위치에 안착시킬 수 있는 바 시공성이 향상되며, 상기 연결 로드(32)는 인접 보강블럭(30)간에 일체 거동이 가능하도록 기능하므로 구조적 안정성을 꾀할 수 있다.

또한, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 보강블럭(30)과 세굴면(2) 사이의 제1 공간부(S1)에 토사나 골재 등으로 구성되는 채움재(F)가 구비되며, 상기 보강블록(30)에는 전면과 배면으로 노출되도록 관통되는 배수구(33)가 형성될 수 있다. 상기 배수구(33)는 배면에서 전면을 향하여 하향 경사지게 형성됨으로써, 상기 채움재(F)에 유입된 유수가 배출될 수 있도록 기능한다.

한편, 최상단에 위치하는 보강블럭(30)의 상부에는 L자형 마감블럭(40)이 구비된다. 상기 L자형 마감블럭(40)은 프리캐스트 콘크리트로 제작되는 것으로 공장에서 미리 제작된 후, 현장으로 이동되어 시공이 이루어진다. 상기 L자형 마감블럭(40)은 측단부가 세굴면(2)을 향하다록 배치되는 것으로 하부에는 일정 깊이의 로드 삽입공(41)이 형성되어 최상단에 위치하는 보강블럭(30)의 로드 삽입공(31)에 삽입된 연결 로드(32)가 삽입되도록 하여 시공의 효율성과 안정적인 일체화를 도모할 수 있다.

또한, 또한, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 L자형 마감블럭(40)의 상부와 측부에는 연결철물(50)을 결속하기 위한 상부 연결구(42) 및 측부 연결구(43)가 각각 하나 이상 형성될 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 상기 상부 연결구(42)와 측부 연결구(43)에는 각각 상부 블럭철물(51)과 측부 블럭철물(53)이 삽입될 수 있으며, 상기 상부 연결구(42)와 측부 연결구(43)는 일정 깊이의 홀로 형성될 수도 있으나, 미리 인서트 너트를 매립시킨 상태에서 성형하여 암나사산이 형성되도록 제작할 수도 있다. 이 경우, 상부 블럭철물(51)과 측부 블럭철물(53)도 나사산이 형성되도록 탭 가공하여 상기 상부 연결구(42)와 측부 연결구(43)에 나사 결합할 수 있다.

상기 L자형 마감블럭(40)과 세굴면(2) 사이의 제2 공간부(S2)에 연결철물(50)이 결속된 후에는 기존 노면(1)의 높이에 대응되도록 현장타설 콘크리트(C)가 타설된다. 이때, L자형 마감블럭(40)의 상단이 노면(1)의 높이와 같거나 그 이상일 경우 길이방향 양 단을 제외하면 별도의 거푸집이 불필요하며, 노면(1)의 높이 보다 낮게 형성되는 경우 추가적인 거푸집 설치가 필요하다.

이로써, 거푸집 공정과 콘크리트 타설과 같은 현장 공정을 최소화하여 공기가 단축되며, 필요시에는 역으로 보강블럭을 지주로부터 분리할 수 있으므로 유지 보수가 용이한 본 발명의 세굴 방지용 보강 구조체(RS)가 완성된다.

한편, 도 3 및 도 12에 도시된 바와 같이 상기 L자형 마감블럭(40)의 상부에 형성되는 상부 연결구(42)에는 상부 블럭철물(51)이 삽입될 수 있다. 상기 상부 연결구(42)가 형성되는 '상부'는 상단면 또는 세굴면(2)에 대응되는 면의 상부일 수 있다. 일 실시예로서, 상기 L자형 마감블럭(40)의 상단면에 상부 연결구(42)가 형성되는 경우, 상기 상부 블럭철물(51)은 수직부(51a)의 상단이 세굴면(2)측으로 절곡되어 접속부(51b)가 형성될 수 있다.

또한, 기존 노면(1)의 측단부에는 노면 고정철물(52)이 돌출되도록 삽입되어 상기 상부 블럭철물(51)의 접속부(51b)와 결속될 수 있다. 이로써, L자형 마감블록(40)에 삽입 고정되는 상부 블럭철물(51)과 노면 고정철물(52)의 결속을 바탕으로 추후 콘크리트(C) 타설시 기존 노면(1)과 일체화가 가능하여 구조적으로 견고한 보강 구조체를 형성할 수 있다. 이때, 상기 노면 고정철물(52)은 앵커볼트를 매립하여 고정할 수 있으며, 홀 가공을 한 후에 상기 노면 고정철물(52)을 삽입 구비할 수도 있다.

한편, 상기 L자형 마감블럭(40)의 측부에 형성되는 측부 연결구(43)에는 측부 블럭철물(53)이 삽입될 수 있다. 상기 측부 연결구(43)가 형성되는 '측부'는 세굴면(2)에 대향하는 면 또는 세굴면(2)으로 돌출된 부분의 상부일 수 있다. 일 실시예로서, 상기 L자형 마감블럭(40)의 돌출된 부분의 상부에 측부 연결구(43)가 형성되는 경우, 상기 측부 블럭철물(53)은 수직부(53a)의 상단이 세굴면(2)측으로 절곡되어 연결부(53b)가 형성되고, 상기 연결부(53b)가 일정 길이만큼 하향 절곡되어 삽입부(53c)가 형성될 수 있다.

상기 측부 블럭철물(53)이 측부 연결구(43)에 삽입됨에 있어서 상기 측부 블럭철물(53)의 하향 절곡된 삽입부(53c)가 제1 공간부(S1)의 채움재(F)에 삽입 고정될 수 있다. 이로써, 측부 블럭철물(53)의 양단이 안정적으로 고정될 수 있어 추후 콘크리트(C) 타설시 채움재(F)와의 일체화도 기대할 수 있으므로 구조적으로 보다 견고한 보강 구조체를 형성할 수 있다.

한편, 실시형태에 따라서는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 노면 고정철물(52)은 수직부(52a)의 하단이 세굴면(2)의 외측으로 절곡 돌출되어 접속부(52b)가 형성되어 상기 수직부(52a)의 상단이 기존 노면(1)의 하단부에 삽입되도록 시공될 수 있다. 이로써, 기존 노면(1)의 측단부를 추가적으로 가공하는 공정을 생략할 수 있으며, 노면(1)을 형성함에 있어서 충분한 피복을 확보할 수 있으므로 내구성이 향상되고, 균열을 방지할 수 있는 이점이 있다.

이때, 상기 노면 고정철물(52)은 자중에 의하여 안정적인 결속이 어려울 수 있으므로, 상기 측부 블럭철물(53)의 연결부(53b)와 노면 고정철물(52)의 접속부(52b) 사이에는 스페이서(54)가 결속될 수 있다. 상기 스페이서(54)는 양 단이 노면 고정철물(52) 또는 측부 블럭철물(53)과 결속될 수 있다면 다양한 형상을 형성될 수 있으며, 철근을 결속하여 형성하는 것도 가능하다. 상기 스페이서(54)를 결속함으로써 전단보강이 가능함은 물론 시공간 노면 고정철물(52)의 지지력 및 결속력을 확보할 수 있다.

또한, 상기 연결부(53b)에는 길이방향으로 복수의 주철근(55)이 배근되어 타설 콘크리트의 인장강도를 확보하고, 연결철물(50)들을 상호 결속함으로써 일체 거동이 가능하도록 제작할 수 있다.

한편, 이하에서는 본 발명에 따른 세굴 방지용 보강 구조체(RS)의 시공방법(M)에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명은 노면(1)의 측부에 발생된 세굴면(2)을 보강하기 위한 구조체(RS)의 시공방법(M)에 관한 것으로, 도 13의 블록도에 도시된 바와 같이 파일 매립단계(S10), 지주 결합단계(S20), 보강블럭 적층단계(S30), 채움재 구비단계(S40), 마감블럭 구비단계(S50), 연결철물 결속단계(S60) 및 콘크리트 타설단계(S70)를 포함한다.

상기 파일 매립단계(S10)는 도 5에 도시된 바와 같이 세굴면(2)의 측부 지반(3)에 노면(1)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 복수의 스크류 파일(10)을 매립하는 단계이다. 상기 스크류 파일(10)은 박스형 헤드(11) 하부에는 스크류(12)의 측면을 감싸도록 실린더형 스커트(13)가 형성될 수 있다.

상기 파일 매립단계(S10)는 상기 스크류 파일(10)을 회전하면서 측부 지반(3)에 삽입되도록 매립하는 것으로, 스커트(13)가 형성되는 실시형태에서는 스크류(12)와 스커트(13) 사이에 측부 지반(3)의 흙이 구비되므로 측부 지반(3)에 구조적으로 보다 안정적인 고정이 가능한 이점이 발휘된다.

한편, 상기 파일 매립단계(S10) 이전에 추가적으로 측부 지반(3)을 길이방향으로 일정 깊이로 굴착하여 기초 안착면(4)을 형성하는 기초 굴착단계(S00)를 추가적으로 진행할 수 있다. 상기 기초 안착면(4)을 형성함으로써, 그 길이방향으로 일정 간격마다 복수의 스크류 파일(10)을 매립할 수 있다.

상기 스크류 파일(10)의 상단에 박스형 헤드(11)가 형성될 수 있으며, 상기 파일 매립단계(S10)에서 상기 박스형 헤드(11)가 기초 안착면(4)의 상부에 노출되게 구비될 수 있다.

한편, 상기 파일 매립단계(S10) 이후에 진행되는 지주 결합단계(S20)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스크류 파일(10)의 상단에 H빔형 지주(20)를 직립되게 결합하는 단계이다. 상기 기초 안착면(4)의 상부로 노출된 박스형 헤드(11)의 내측에 H빔형 지주(20)의 하단을 삽입하여 체결수단으로 고정할 수 있다. 이때, 상기 박스형 헤드(11)와 H빔형 지주(20)이 맞닿는 부분에는 체결공이 형성될 수 있으며, 상호 대응되는 크기로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 지주 결합단계(S20)를 바탕으로 상기 박스형 헤드(11)와 H빔형 지주(20)의 체결 고정이 완료되면, 일정 깊이로 굴착되어 형성되는 기초 안착면(4)의 상부에 콘크리트를 타설하는 기초 콘크리트 타설단계(S21)을 추가적으로 진행할 수 있다. 키초 콘크리트를 타설함으로써 추가적인 고정력이 확보될 수 있으며, 길이방향으로 인접한 H빔형 지주(20)들 간의 일체 거동을 기대할 수 있다.

또한, 와이어(22)를 각각의 H빔형 지주(20)의 세굴면(2)측에 형성된 와이어 체결구(21)에 연속적으로 관통시키는 와이어 결속단계(S22)를 추가적으로 진행할 수 있다. 상기 H빔형 지주(20)의 세굴면(2)측에는 와이어 체결구(21)가 형성되고, 와이어(22)가 복수의 H빔형 지주(20)의 와이어 체결구(21)를 연속적으로 관통하도록 노면(1)의 길이방향을 따라 결속될 수 있다. 이로써, 복수 개 배치되는 H빔형 지주(20)들의 일체 거동이 가능하므로 배면에서 작용되는 토압으로부터 구조적 안정성을 기대할 수 있다.

상기 지주 결합단계(S20) 이후에는 도 7에 도시된 바와 같이 인접된 H빔형 지주(20) 사이에 그 간격에 대응되는 길이를 지니는 복수의 보강블럭(30)을 적층 구비하는 보강블럭 적층단계(S30)가 진행된다.

상기 보강블럭 적층단계(S30)를 수행함에 있어서, 상기 보강블럭(30)의 상하부에는 각각 일정 깊이의 로드 삽입공(31)이 대응되는 위치에 형성되고, 상하로 인접된 보강블럭(30)의 로드 삽입공(31) 사이에 연결 로드(32)가 삽입될 수 있다. 이로써, 이미 구비된 상기 연결 로드(32)가 하부의 로드 삽입공(31)에 삽입되도록 함으로써 정위치에 안착시킬 수 있는 바 시공성이 향상되며, 상기 연결 로드(32)는 인접 보강블럭(30)간에 일체 거동이 가능하도록 기능하므로 구조적 안정성을 꾀할 수 있다.

상기 보강블록 적층단계(S30) 이후에는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 보강블럭(30)과 세굴면(2) 사이의 제1 공간부(S1)에 채움재(F)를 구비하는 채움재 구비단계(S40)가 진행된다. 상기 채움재(F)는 토사나 골재 등으로 구성될 수 있으며, 상기 보강블록(30)에는 경사진 배수구(33)를 형성함으로써 상기 채움재(F)에 유입된 유수가 배출될 수 있도록 기능한다.

상기 채움재 구비단계(S40) 이후에는 도 9에 도시된 바와 같이 최상단에 위치하는 보강블럭(30)의 상부에 L자형 마감블럭(40)을 구비하는 마감블럭 구비단계(S50)가 진행된다. 상기 마감블럭 구비단계(S50)는 상기 L자형 마감블럭(40)의 하부에 형성된 일정 깊이의 로드 삽입공(41)이 최상단에 위치하는 보강블럭(30)의 로드 삽입공(31)에 삽입된 연결 로드(32)가 삽입되도록 하여 시공의 효율성과 안정적인 일체화를 도모할 수 있다. 이때, 상기 L자형 마감블럭(40)의 상부와 측부에는 연결철물(50)을 결속하기 위한 상부 연결구(42) 및 측부 연결구(43)가 각각 하나 이상 형성될 수 있다.

상기 마감블럭 구비단계(S50) 이후에는 도 10에 도시된 바와 같이 상기 L자형 마감블럭(40)과 세굴면(2) 사이의 제2 공간부(S2)에 연결철물(50)을 결속하는 연결철물 결속단계(S60)가 진행될 수 있다. 한편, 상기 연결철물 결속단계(S60)는 상부철물 결속단계(S61), 측부철물 고정단계(S62), 스페이서 결속단계(S63) 및 주철근 배근단계(S64)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 12를 바탕으로 상세하게 설명한다.

상기 상부철물 결속단계(S61)는 상기 L자형 마감블럭(40)의 상부에 형성된 상부 연결구(42)에 삽입되는 상부 블럭철물(51)과 기존 노면(1)의 측단부에 삽입되는 노면 고정철물(52)을 상호 결속하는 단계이다. 실시형태에 따라서 상기 노면 고정철물(52)은 수직부(52a)의 하단이 세굴면(2)의 외측으로 절곡 돌출되어 접속부(52b)가 형성되어 상기 수직부(52a)의 상단이 기존 노면(1)의 하단부에 삽입되도록 시공될 수 있다.

이로써, 기존 노면(1)의 측단부를 추가적으로 가공하는 공정을 생략할 수 있으며, 노면(1)을 형성함에 있어서 충분한 피복을 확보할 수 있으므로 내구성이 향상되고, 균열을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 측부철물 고정단계(S62)는 상기 L자형 마감블럭(40)의 측부에 형성된 측부 연결구(43)에 측부 블럭철물(53)의 일측단부를 삽입하되, 타측단부를 제1 공간부(S1)의 채움재(F)에 삽입 고정하는 단계이다. 실시형태에 따라서 상기 측부 블럭철물(53)은 수직부(53a)의 상단이 세굴면(2)측으로 절곡되어 연결부(53b)가 형성되고, 상기 연결부(53b)가 일정 길이만큼 하향 절곡되어 삽입부(53c)가 형성될 수 있다. 상기 측부 블럭철물(53)이 측부 연결구(43)에 삽입됨에 있어서 상기 측부 블럭철물(53)의 하향 절곡된 삽입부(53c)가 제1 공간부(S1)의 채움재(F)에 삽입 고정될 수 있다.

이로써, 측부 블럭철물(53)의 양단이 안정적으로 고정될 수 있어 추후 콘크리트(C) 타설시 채움재(F)와의 일체화도 기대할 수 있으므로 구조적으로 보다 견고한 보강 구조체를 형성할 수 있다.

한편, 상기 상부철물 결속단계(S61) 및 측부철물 고정단계(S62)는 시계열적인 순서를 달리하여 진행될 수 있다.

또한, 상기 스페이서 결속단계(S63)는 상기 측부 블럭철물(53)과 노면 고정철물(52) 사이에 스페이서(54)를 결속하는 단계이다. 상기 노면 고정철물(52)이 기존 노면(1)의 하부에 구비되는 경우에는 자중에 의하여 안정적인 결속이 어려울 수 있으므로, 상기 측부 블럭철물(53)의 연결부(53b)와 노면 고정철물(52)의 접속부(52b) 사이에는 스페이서(54)가 결속될 수 있다. 상기 스페이서(54)에 의하여 타설되는 콘크리트에 대한 전단보강이 가능함은 물론 시공간 노면 고정철물(52)의 지지력 및 결속력을 확보할 수 있다.

상기 주철근 배근단계(S64)는 상기 측부 블럭철물(53)에 길이방향으로 복수의 주철근(55)을 배근하는 단계이다. 또한, 상기 주철근(55)은 측부 블럭철물(53)의 연결부(53b)에 배근하는 것이 바람직하다. 상기 주철근(55)은 타설 콘크리트의 인장강도를 확보하고, 연결철물(50)들을 상호 결속함으로써 일체 거동이 가능토록 한다.

한편, 상기 연결철물 결속단계(S60) 이후에는 도 11에 도시된 바와 같이 상기 제2 공간부(S2)에 기존 노면(1)의 높이에 대응되도록 현장타설 콘크리트(C)를 타설하는 콘크리트 타설단계(S70)가 진행된다.

본 발명의 세굴 방지용 보강 구조체의 시공방법(M)에 의하면 거푸집 공정과 콘크리트 타설과 같은 현장 공정을 최소화하여 공기가 단축되며, 필요시에는 역으로 보강블럭을 지주로부터 분리할 수 있으므로 유지 보수가 용이한 본 발명의 세굴 방지용 보강 구조체(RS)를 시공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 세굴 방지용 보강 구조체(RS) 및 그 시공방법(M)은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것을 해석되어야 한다.

RS:세굴 방지용 보강 구조체 1:노면
2:세굴면 3:측부 지반
4:기초 안착면 10:스크류 파일
11:박스형 헤드 12:스크류
13:스커트 20:H빔형 지주
21:와이어 체결구 22:와이어
30:보강블럭 31:로드 삽입공
32:연결 로드 33:배수구
40:L자형 마감블럭 41:로드 삽입공
42:상부 연결구 43:측부 연결구
50:연결철물 51:상부 블럭철물
52:노면 고정철물 53:측부 블럭철물
54:스페이서 55:주철근
C:현장타설 콘크리트 F:채움재
M:세굴 방지용 보강 구조체 시공방법
S00:기초 굴착단계 S10:파일 매립단계
S20:지주 결합단계 S30:보강블럭 적층단계
S40:채움재 구비단계 S50:마감블럭 구비단계
S60:연결철물 결속단계 S70:콘크리트 타설단계

Claims

노면(1)의 측부에 발생된 세굴면(2)을 보강하기 위한 구조체(RS)에 있어서,
상기 세굴면(2)의 측부 지반(3)에는 길이방향을 따라 연속적으로 일정 깊이로 굴착된 기초 안착면(4)이 형성되고, 상기 기초 안착면(4)에 일정 간격으로 복수의 스크류 파일(10)이 매립되되, 상기 스크류 파일(10)은 상단에 박스형 헤드(11)가 형성되어 상기 기초 안착면(4)의 상부에 노출되게 구비되며,
상기 박스형 헤드(11) 하부에는 스크류(12) 상단의 스크류 리스부(12a)의 측면을 감싸도록 실린더형 스커트(13)가 형성되고, 상기 스크류 리스부(12a)와 스커트(13) 사이에 복수의 보강 리브편(13a)이 방사상으로 형성되어 변형과 기울어짐이 방지되며,
상기 박스형 헤드(11)의 내측에 H빔형 지주(20)의 하단이 삽입 고정되어 직립되게 결합되며, 인접된 H빔형 지주(20) 사이에는 그 간격에 대응되는 길이를 지니는 복수의 보강블럭(30)이 적층 구비되고, 상기 보강블럭(30)과 세굴면(2) 사이의 제1 공간부(S1)에 채움재(F)를 구비하며, 최상단에 위치하는 보강블럭(30)의 상부에는 L자형 마감블럭(40)이 구비되고,
상기 L자형 마감블럭(40)의 측부에 형성되는 측부 연결구(43)에 측부 블럭철물(53)의 일측단부가 삽입되어 수평방향의 연결부(53b)가 마련되고, 상기 연결부(53b)의 타측단부가 일정 길이만큼 하향 절곡되어 삽입부(53c)가 형성되되, 상기 삽입부(53c)는 제1 공간부(S1)의 채움재(F)에 삽입 고정되며, 기존 노면(1)의 하단부에 노면 고정철물(52)의 수직부(52a) 상단이 삽입되고, 상기 수직부(52a)의 타단이 세굴면(2)의 외측으로 절곡 돌출되어 접속부(52b)가 형성되며, 상기 연결부(53b)와 접속부(52b) 사이에는 스페이서(54)가 결속되고,
상기 L자형 마감블럭(40)과 세굴면(2) 사이의 제2 공간부(S2)에 연결철물(50)이 결속된 후 기존 노면(1)의 높이에 대응되도록 현장타설 콘크리트(C)가 타설되는 것을 특징으로 하는 세굴 방지용 보강 구조체.
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제1항에 있어서,
상기 H빔형 지주(20)의 세굴면(2)측에는 와이어 체결구(21)가 형성되고, 와이어(22)가 복수의 H빔형 지주(20)의 와이어 체결구(21)를 연속적으로 관통하도록 노면(1)의 길이방향을 따라 결속되는 것을 특징으로 하는 세굴 방지용 보강 구조체.
제1항에 있어서,
상기 보강블럭(30)의 상하부에는 각각 일정 깊이의 로드 삽입공(31)이 형성되고, 상하로 인접된 보강블럭(30)의 로드 삽입공(31) 사이에 연결 로드(32)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 세굴 방지용 보강 구조체.
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노면(1)의 측부에 발생된 세굴면(2)을 보강하기 위한 구조체(RS)의 시공방법(M)에 있어서,
상기 세굴면(2)의 측부 지반(3)에 노면(1)의 길이방향을 따라 일정 간격으로 복수의 스크류 파일(10)을 매립하되, 상기 스크류 파일(10)은 측부 지반(3)의 상단에 박스형 헤드(11)가 형성되어 상부에 노출되게 구비되며, 상기 박스형 헤드(11) 하부에는 스크류(12) 상단의 스크류 리스부(12a)의 측면을 감싸도록 실린더형 스커트(13)가 형성되고, 상기 스크류 리스부(12a)와 스커트(13) 사이에 복수의 보강 리브편(13a)이 방사상으로 형성되어 매립시 변형과 기울어짐이 방지되도록 하는 파일 매립단계(S10);
상기 스크류 파일(10)의 상단에 H빔형 지주(20)를 직립되게 결합하는 지주 결합단계(S20);
인접된 H빔형 지주(20) 사이에 그 간격에 대응되는 길이를 지니는 복수의 보강블럭(30)을 적층 구비하는 보강블럭 적층단계(S30);
상기 보강블럭(30)과 세굴면(2) 사이의 제1 공간부(S1)에 채움재(F)를 구비하는 채움재 구비단계(S40);
최상단에 위치하는 보강블럭(30)의 상부에 L자형 마감블럭(40)을 구비하는 마감블럭 구비단계(S50);
기존 노면(1)의 하단부에 노면 고정철물(52)의 수직부(52a) 상단을 삽입하고, 상기 수직부(52a)의 타단을 세굴면(2)의 외측으로 절곡 돌출시켜 접속부(52b)를 형성하는 상부철물 결속단계(S61); 상기 L자형 마감블럭(40)의 측부에 형성된 측부 연결구(43)에 측부 블럭철물(53)의 일측단부를 삽입하되, 타측단부를 제1 공간부(S1)의 채움재(F)에 삽입 고정하는 측부철물 고정단계(S62); 및 상기 측부 블럭철물(53)과 노면 고정철물(52) 사이에 스페이서(54)를 결속하는 스페이서 결속단계(S63);를 포함하여 상기 L자형 마감블럭(40)과 세굴면(2) 사이의 제2 공간부(S2)에 연결철물(50)을 결속하는 연결철물 결속단계(S60); 및
상기 제2 공간부(S2)에 기존 노면(1)의 높이에 대응되도록 현장타설 콘크리트(C)를 타설하는 콘크리트 타설단계(S70);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 세굴 방지용 보강 구조체 시공방법.
제10항에 있어서,
상기 지주 결합단계(S20) 이후에는,
와이어(22)를 각각의 H빔형 지주(20)의 세굴면(2)측에 형성된 와이어 체결구(21)에 연속적으로 관통시키는 와이어 결속단계(S22);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세굴 방지용 보강 구조체 시공방법.
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