KR102193147B1 - 지수판 일체형 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지수판을 일체화하여 시공이 간편하고 용이하면서 박스 암거 간 접합부(이음부)의 휨 및 전단 저항력을 향상시킬 수 있는 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 시공방법을 제공하기 위한 것이다.
이에 본 발명에서는 (A) 콘크리트 모르타르를 타설 및 양생하고, 탈형하여 프리캐스트 콘크리트 박스 암거를 성형하는 공정, (B) 상기 (A) 공정을 통해 제조된 여러 개의 박스 암거에 각기 일체로 고정되어 있는 제1지수판의 안쪽 면 둘레와 제2지수판의 바깥쪽 면 둘레에 물과 접촉하면 부풀어 오르는 수팽창 지수재를 부착하는 공정, (C) 상기 (B) 공정을 통해 수팽창 지수재가 부착된 하나의 박스 암거의 제1지수판과 이웃하여 마주하는 다른 하나의 박스 암거의 제2지수판을 서로 겹쳐지게 끼우면서 그 하나의 박스 암거 접합면과 다른 하나의 박스 암거 접합면을 맞닿도록 연결하는 공정, (D) 주입구를 통해 하나의 박스 암거의 제1충진홈과 이웃하여 맞닿는 다른 하나의 박스 암거의 마주하는 제2충진홈에 충전 모르타르를 주입하여 메우는 공정으로 이루어지는 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 시공방법을 제시한다.

Description

지수판 일체형 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 시공방법{Precast Concrete Culvert and Method for Constructing The same}

본 발명은 박스 암거 간의 접합부(이음부)에 개재하는 수팽창 지수재의 신축 및 팽창 작용으로 지반 거동에 따른 변위가 발생하여 접합부가 벌어지더라도 수밀성을 양호하게 유지하여 누수를 확실하게 방지할 수 있는 조립식 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박스 암거와 지수판을 분리하지 않고 일체화하여 성형함으로써 시공이 간편하고 용이하게 이루어질 수 있고, 아울러 박스 암거 간 접합부(이음부)의 휨 및 전단 저항력을 향상시킬 수 있는 지수판 일체형 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 시공방법에 관한 것이다.

오늘날 프리캐스트 구조물은, 콘크리트를 재료로 하여 벽체, 저류조, 암거(Precast Concrete Culvert)는 하수관거, 전력구, 통신구, 공동구, 지하통로 등의 각종 시설물로 사용되고 있다.

이러한 프리캐스트 구조물은 주로 박스형의 세그먼트(segment)로 미리 제작한 후 현장에서 연속적으로 연결 및 조립하고 있는데, 이때 종방향으로의 연결 부분, 즉 세그먼트의 접합부(이음부) 사이에 모르타르(시멘트와 모래를 일정한 비율로 섞어 반죽해 놓은 것) 등 충전재를 주입하여 일체화하는 그라우팅 공법으로 내구성을 확보함은 물론 접합부의 틈새를 없애 누수로 인한 토양 및 지하수의 오염을 막고 있다.

그런데 모르타르를 주입하는 방식은 연약지반 또는 지진이나 진동 등에 의한 지반의 부등침하 또는 융기가 발생하거나 계절별 온도변화에 따른 수축과 팽창 작용이 일어나면 접합부에서 전단 응력과 휨 응력으로 인한 균열이 생겨서 누수가 발생되고, 또 토압 등의 압력에 의해 외부의 토사나 물이 내부로 유입되는 등 수밀성 및 방수 기능이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

최근에는 세그먼트의 이음부에 수팽창 지수재를 부착해 누수를 차단하는 공법이 알려졌으나, 이는 수팽창 지수재가 단단한 재질로 이루어지는 기계적 특성상 가요성(Flexibility)을 기대할 수 없기 때문에 세그먼트의 이음부 사이에서 변위가 발생하는 경우 거동에 제대로 대응하지 못하는 데다 세그먼트를 곡선으로 연결하는 사행 시공 등과 같이 연결면이 고르지 않으면 누수가 발생하는 한계가 있다.

그리하여 일본 특개평10-131319호에 고무와 같은 탄성재로 이루어져 콘크리트 부재의 마주보는 접합면이 벌어지는 경우 접혀진 형태로 있던 탄성 연결부가 펼쳐지면서 그 틈새를 메우도록 하는 지수성 접합부재에 대한 기술이 종래의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 제안된 바 있으나, 이는 시공 과정에서 많은 주의를 기울이지 않으면 지수성 접합부재의 자유단부가 처져서 일직선을 이루지 못하여 시공 이 매우 불편하고 불량률이 높은 문제점이 있다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝히며, 아울러 종래기술에서의 도면 부호는 본 발명에서의 도면 부호와 상호 무관한 것이다.

KR 10-1912152 B1(2018.10.22) KR 10-1881745 B1(2018.07.19) KR 10-1623091 B1(2016.05.16) KR 10-1416329 B1(2014.07.01) KR 10-0986300 B1(2010.10.01) KR 10-2009-0037053 A(2009.04.15) KR 20-0318080 Y1(2003.06.17)

김동철, 프리캐스트 콘크리트 암거의 연결기술 개발에 관한 연구, 창원대학교 2005년. 김제두, 접합구조 보강형 프리캐스트 콘크리트 암거의 접합부 분절거동, 연세대학교 2018.

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 기존의 프리캐스트 콘크리트 박스 암거가 지닌 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상에서 지수판의 분리 시공으로 인해 공사가 지연되는 점에 착안하여 이를 일체형으로 변경 시공함으로써 시공이 간편하고 용이하여 공사일수 단축과 비용절감 효과를 거두면서 견고한 고정 상태를 유지하여 박스 암거 간 접합부(이음부)의 휨 및 전단 저항력 향상은 물론 강성을 높이고 내력을 증대시키는 효과를 도모할 수 있을 뿐만 아니라 박스 암거 간의 접합부(이음부)에 개재하는 수팽창 지수재의 신축 및 팽창 작용으로 지반 거동에 따른 변위가 발생하여 접합부가 벌어지더라도 수밀성을 양호하게 유지하여 누수를 확실하게 방지할 수 있는 새로운 구조의 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 및 그 시공방법을 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 지수판을 일체화하여 시공이 간편하고 용이하면서 양호한 수밀성을 유지할 수 있도록 하는 프리캐스트 구조물 시공방법을 제공하는 데 있는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제 및 목적은 박스 암거 간 접합부(이음부)의 휨 및 전단 저항력을 향상시키고 강성을 높일 수 있도록 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 및 그 시공방법을 제공하는 데 있는 것이다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적 수단은, 길이 방향의 양쪽 접합면 둘레에 일정한 깊이로 제1 및 제2충진홈이 형성되고, 가운데에 통수로가 형성되며, 여러 개를 맞추어 하나로 연결하는 프리캐스트 콘크리트 박스 암거에 있어서, 상기 제1충진홈에 한쪽이 일체로 매립되고, 다른 쪽의 자유단이 이웃하여 맞닿는 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거의 마주하는 제2충진홈에 끼워져 차수하도록 일정한 길이로 돌출되게 구비된 사각링 형상의 제1지수판, 상기 제2충진홈에 상기 제1지수판과 대응되도록 한쪽이 일체로 매립되고, 자유단이 이웃하여 맞닿는 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거의 마주하는 제1충진홈에 그 제1지수판과 겹쳐지게 끼워져 차수하는 사각링 형상의 제2지수판, 상기 제1지수판과 이웃하여 맞닿는 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거의 제2지수판 사이에 부착되고, 물과 접촉하면 부풀어 오르는 수팽창 지수재 및 상기 제1충진홈과 이웃하여 맞닿는 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거의 마주하는 제2충진홈에 주입하여 메우는 충전 모르타르를 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 암거를 제시한다.

이로써 본 발명은 시공이 간편하고 용이하면서 견고한 고정 상태를 유지하여 박스 암거 간 접합부(이음부)의 휨 및 전단 저항력 향상은 물론 강성을 높이고 내력을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 박스 암거 간의 접합부(이음부)에 개재하는 수팽창 지수재의 신축 및 팽창 작용으로 지반 거동에 따른 변위가 발생하여 접합부가 벌어지더라도 수밀성을 양호하게 유지하여 누수를 확실하게 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)은, 한쪽 접합면에 일정한 깊이로 다수 형성된 결합구멍 및 다른 쪽 접합면에 한쪽이 일체로 고정되고, 다른 쪽의 자유단이 이웃하여 맞닿는 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거의 마주하는 결합구멍에 끼워지도록 그 접합면에서 일정한 길이로 돌출된 다수 개의 다웰바를 더 포함하여 구성됨으로써, 부등침하 시 수직 응력을 증대시키고 수축팽창 변위(수평 변위) 시에 일정방향으로 균일하게 변화한 후 복원되기 때문에 박스 암거 간 접합부(이음부)의 휨 및 전단 저항력 향상은 물론 강성을 높이고 내력을 크게 증대시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)으로 상기 제1 및 제2지수판은, 이웃하여 맞닿는 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거의 대응하는 제1 및 제2지수판과 서로 긴밀하게 겹쳐지게 중공이 일정한 간격을 두고 다수 형성됨으로써, 차수 효과를 극대화할 수 있다.

그리고 본 발명의 다른 실시 태양(aspect)에 따른 구체적 수단은, (A) 길이 방향의 양쪽 접합면 둘레에 일정한 깊이로 제1 및 제2충진홈이 형성되고, 가운데에 통수로가 형성되도록 제작한 기초몰드에, 사각링 형상으로 이루어진 제1지수판의 한쪽을 상기 제1충진홈 안쪽에 인서트 하도록 배치하고, 그 제1지수판의 다른 쪽 자유단을 접합면에서 돌출되도록 배치하며, 사각링 형상으로 이루어진 제2지수판의 한쪽을 상기 제2충진홈 안쪽에 인서트 하도록 배치하고, 그 제2지수판의 다른 쪽 자유단을 접합면에서 돌출되도록 배치한 후, 콘크리트 모르타르를 타설 및 양생하고, 탈형하여 프리캐스트 콘크리트 박스 암거를 성형하는 공정, (B) 상기 (A) 공정을 통해 제조된 여러 개의 박스 암거에 각기 일체로 고정되어 있는 상기 제1지수판의 안쪽 면 둘레와 상기 제2지수판의 바깥쪽 면 둘레에 물과 접촉하면 부풀어 오르는 수팽창 지수재를 부착하는 공정, (C) 상기 (B) 공정을 통해 수팽창 지수재가 부착된 하나의 박스 암거의 제1지수판과 이웃하여 마주하는 다른 하나의 박스 암거의 제2지수판을 서로 겹쳐지게 끼우면서 그 하나의 박스 암거 접합면과 다른 하나의 박스 암거 접합면을 맞닿도록 연결하는 공정, (D) 주입구를 통해 하나의 박스 암거의 제1충진홈과 이웃하여 맞닿는 다른 하나의 박스 암거의 마주하는 제2충진홈에 충전 모르타르를 주입하여 메우는 공정으로 이루어지는 프리캐스트 시공방법을 제시한다.

이로써 본 발명은 시공이 간편하고 용이할 뿐만 아니라 박스 암거 간의 접합부(이음부)에 개재하는 수팽창 지수재의 팽창 작용으로 지반 거동에 따른 변위가 발생하여 접합부가 벌어지더라도 수밀성을 양호하게 유지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 실시 태양(aspect)으로 상기 (A) 공정 중, 상기 제1 및 제2지수판을 사이에 두고 상기 제1 및 제2충진홈의 양쪽에 상기 제1 및 제2충진홈 반쪽과 대응하는 형상의 제1 및 제2우레탄 몰드를 각각 삽입하여 정착시킨 후, 상기 기초몰드에 콘크리트 모르타르를 타설 및 양생하여 상기 제1 및 제2충진홈에 상기 제1 및 제2지수판의 한쪽을 인서트 함으로써 제1 및 제2지수판을 더욱 쉽고 효율적으로 일체화할 수 있다.

상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양(aspect)은, 박스 암거의 양쪽 접합면에 일체형으로 매립되어 있는 제1 및 제2지수판이 박스 암거 간을 연결 시 서로 겹쳐지게 끼워지므로 시공이 간편하고 용이하게 이루어질 수 있고, 이로 인해 공사일수 단축과 비용절감 효과를 거둘 수 있다.

아울러 결합구멍에 다웰바가 끼워져 박스 암거의 부등침하 시 수직 응력을 증대시키고 수축팽창 변위(수평 변위) 시에 일정방향으로 균일하게 변화한 후 복원되도록 유도 및 완충작용을 하기 때문에 박스 암거 간 접합부(이음부)의 휨 및 전단 저항력 향상은 물론 강성을 높이고 내력을 크게 증대시킬 수 있다.

그뿐만 아니라 박스 암거 간의 접합부(이음부)에 개재하는 수팽창 지수재의 팽창 작용으로 제1 및 제2지수판 사이의 간격을 완전히 밀착시켜서 차수 효과를 극대화함으로써 지반 거동에 따른 변위가 발생하여 박스 암거 간의 접합부가 벌어지더라도 수밀성을 양호하게 유지하여 누수를 확실하게 방지할 수 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 두 개의 프리캐스트 콘크리트 박스 암거를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다른 두 개의 프리캐스트 콘크리트 박스 암거를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 두 개의 프리캐스트 콘크리트 박스 암거에서 제1지수판과 제2지수판을 서로 연결한 상태를 나타낸 국부 확대 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거의 시공방법을 설명하기 위한 국부 확대 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 박스 암거의 접합후 충전 모르타르를 주입시키는 과정을 도시한 개략도이다.
도 7은 도 6의 정면으로 다웰바와 전단키가 배열된 상태를 도시한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 기술이 적용되는 또 다른 실시예의 적용예를 보인 구성도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.

그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명 및 지칭할 수 있다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거(10)는, 여러 개를 서로 맞대어 하나로 연결하기 위해 그 길이 방향의 한쪽 접합면 둘레에는 일정한 깊이로 제1충진홈(11)이 형성되어 있고, 다른 쪽(반대쪽) 접합면 둘레에는 제2충진홈(12)이 형성되어 있으며, 가운데 부분에는 통수로(13)가 형성되어 있는 것으로, 제1 및 제2지수판(20)(30), 수팽창 지수재(40), 충전 모르타르(50)를 포함하여 구성된다.

그리고 박스 암거(10)의 길이 방향 한쪽 접합면에는 일정한 깊이로 결합구멍(14)이 다수 형성되어 있고, 다른 쪽(반대쪽) 접합면에는 결합구멍(14)에 대응하여 다수 개의 다웰바(15)이 박혀 있다.

즉, 다웰바(15)의 한쪽은 박스 암거(10)의 길이 방향 다른 쪽 접합면에 일체로 매립되어 있고, 다른 쪽의 자유단은 이웃하여 맞닿는 다른 박스 암거(10-1)의 마주하는 결합구멍(14)에 끼워져 결합되도록 일정한 길이로 돌출되게 형성되어 있다.

이러한 다웰바(15)는 박스 암거(10)의 부등침하 시 수직 응력을 증대시키고 수축팽창 변위(수평 변위) 시에 일정방향으로 균일하게 변화한 후 복원되도록 유도한다.

여기서 결합구멍(14)은 그 바깥쪽 단부로 갈수록 점차 폭이 넓어지는 형상으로 형성될 수 있고, 이와 대응하여 다웰바(15)는 그 자유단으로 갈수록 점차 폭이 좁아지거나 자유단의 끝부분이 뾰족하게 경사진 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 다웰바(15)는 박스 암거(10)에 묻히는 부분의 길이보다 바깥쪽으로 돌출되는 길이를 더 짧게 형성하는 것이 바람직하고, 다웰바(15)의 바깥쪽 둘레 면에는 박스 암거(10)에 일체로 제작 시 고정력을 증대시키기 위하여 요철이 형성될 수도 있다.

또한, 다웰바(15)는 모서리 부분만이 아닌 둘레를 따라 복수개 형성되도록 할 수 있고, 이때 모서리 부분에 설치된 다웰바(15)는 수직력과 함께 길이방향의 신축력을 제어하고 가로 세로 방향에 설치된 다웰바(15)는 전단 응력을 제어할 수 있게 된다.(도 7 참조)

아울러 제1 및 제2충진홈(11)(12)은 그 단면의 형상이 반원형, 사각형, 타원형, 등변사다리꼴 등과 같이 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.

그리고 박스 암거(10)의 길이 방향 양쪽 상면에는 제1 및 제2충진홈(11)(12)과 통하는 충전 모르타르(50) 주입용 주입구(16)가 적어도 하나 이상 형성되어 있다. 그리고 상기 주입구(16)와 동일하게 충전 모르타르(50)의 채움을 위해 공기를 배출시키는 공기 배출구가 형성된다.

충전 모르타르(50)의 채움은 제1 및 제2지수판(20)(30)의 표면에 통과홀이 형성되도록 하여 주입구(16)로 채움되는 충전 모르타르(50)가 통과되면서 충진홈(11)(12)에 채워지도록 할 수도 있다.

한편, 도 6에 도시된 바와같이 충진홈(11)(12)이 제1 및 제2지수판(20)(30)을 기준으로 외측과 내측으로 분리 구성된 상태에서 충진홈(11)(12)의 내측와 외측에 모르타르 채움시 별도로 내측과 외측을 연통하는 주입구(18)(19) 및 공기 배출구를 형성시켜 모르타르를 채움시킬 수 있다.

상기한 경우 채움되는 모르타르가 제1 및 제2지수판(20)(30)을 기준으로 하여 충진홈(11)(12)의 내측과 외측에 각각 채워지게 된다.

상기 주입구(19)는 공장에서의 성형시 제1 및 제2지수판(20)(30)과의 간섭없이 성형되도록 하면 된다.

제1지수판(20)은 사각링 형상으로 이루어져 한쪽이 제1충진홈(11)에 일체로 매립되어 있고, 다른 쪽의 자유단이 이웃하여 맞닿는 다른 박스 암거(10-1)의 마주하는 제2충진홈(12)에 끼워져 차수 작용을 하도록 박스 암거(10)의 접합면에서 일정한 길이로 돌출되어 있다.

즉, 제1지수판(20)은 제1 및 제2충진홈(11)(12) 사이에 채워진 충전 모르타르(50)에 균열이 발생하더라도 수분이 침투하는 것과 누수를 방지할 수 있다.

그리고 제1지수판(20)은 이웃하여 맞닿는 다른 박스 암거(10-1)의 대응하는 제2지수판(30)과 서로 긴밀하면서 유연하고 탄력적으로 겹쳐지게 중공(21)이 일정한 간격을 두고 다수 형성되어 있다.

여기서 중공(21)은 충전 모르타르(50)가 주입 및 경화되면 전단키(share key) 작용을 하여 부등침하 시 발생하는 전단력과 휨 인장력에 저항할 수 있다.

제2지수판(30)은 사각링 형상으로 이루어져 제1지수판(20)과 대응되도록 구비되어 있고, 한쪽이 제2충진홈(12)에 일체로 매립되어 있고, 다른 쪽의 자유단이 이웃하여 맞닿는 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거(10-2)의 마주하는 제1충진홈(11)에 그 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거(10-2)의 제1지수판(20)과 겹쳐지게 끼워져 차수 작용을 하도록 박스 암거(10)의 접합면에서 일정한 길이로 돌출되어 있다.

즉, 제2지수판(30)은 제1 및 제2충진홈(11)(12) 사이에 채워진 충전 모르타르(50)에 균열이 발생하더라도 수분이 침투하는 것과 누수를 방지할 수 있다.

그리고 제2지수판(30)의 바깥쪽 둘레는 제1지수판(20)의 바깥쪽 둘레보다 폭이 약간 좁게 형성되어 있다.

또한, 제2지수판(30)은 이웃하여 맞닿는 다른 박스 암거(10-2)의 대응하는 제1지수판(20)과 서로 긴밀하면서 유연하고 탄력적으로 겹쳐지게 중공(31)이 일정한 간격을 두고 다수 형성되어 있다.

여기서 중공(21)은 충전 모르타르(50)가 주입 및 경화되면 전단키 작용을 하여 부등침하 시 발생하는 전단력과 휨 인장력에 저항할 수 있다.

수팽창 지수재(40)는 하나의 박스 암거(10)에 매립되어 있는 제1지수판(20)과, 여기에 이웃하여 맞닿는 다른 박스 암거(10-1)의 제2지수판(30) 사이에 부착되어 있다.

즉, 수팽창 지수재(40)는 충전 모르타르(50)를 주입하면, 그 수분과 접촉 시 약 2~5배 정도로 급속히 팽창하여 하나의 박스 암거(10)의 제1지수판(20)과 다른 하나의 박스 암거(10-1)의 제2지수판(30) 사이의 틈을 메우고 밀폐 압력을 유지함으로써 들뜸 현상 없이 완벽한 지수효과를 발휘한다.

여기서 수팽창 지수재(40)는 탄성과 유연성 및 완충 기능을 가지며 내구성 및 내후성이 우수한 벤토나이트 수팽창 지수재를 채용할 수 있고, 제1지수판(20)과 다른 박스 암거(10-1)의 제2지수판(30) 사이에 안정적으로 밀착되도록 접착제로 부착 또는 이중으로 겹치거나 여러 개를 나란히 배열할 수 있다.

충전 모르타르(50)는 하나의 박스 암거(10)와 이웃하여 맞닿는 다른 박스 암거(10-1)를 긴결하게 일체화시키며 수밀성을 확보하기 위해 제1충진홈(11)과 다른 박스 암거(10-1)의 제2충진홈(12), 그리고 제1지수판(20)과 다른 박스 암거(10-1)의 제2지수판(30) 사이의 틈 및 공극을 완전히 메운다.

즉, 충전 모르타르(50)는 하나의 박스 암거(10)의 제1충진홈(11)과 이웃하여 맞닿는 다른 박스 암거(10-1)의 마주하는 제2충진홈(12)에 중력이나 펌프를 이용해 강제로 주입한 후 고화시킴으로써 구조적 안정성을 증가시키고, 박스 암거(10) 간의 일체화를 이룰 수 있다.

여기서 충전 모르타르(50)로는 화학적 무수축 작용과 고강도로 인하여 이음새 부분의 충전 보강용으로 주로 사용하는 철분질 그라우트 등을 채용할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거(10)는 양쪽 접합면에 다른 박스 암거(10-1)(10-2)를 연결 시 제1 및 제2지수판(20)(30)이 서로 겹쳐지면서 제1 및 제2충진홈(11)(12)에 끼워지므로 시공이 간편하고 용이하게 이루어질 수 있다.

아울러 결합구멍(14)에 끼워지는 다른 박스 암거(10-2)의 다웰바(15)가 부등침하 시 수직 응력을 증대시키고 수축팽창 변위(수평 변위) 시에 일정방향으로 균일하게 변화한 후 복원되도록 유도하고 완충작용을 하기 때문에 박스 암거(10)(10-1)(10-2) 간 접합부(이음부)의 휨 및 전단 저항력 향상은 물론 강성을 높이고 내력을 크게 증대시킬 수 있다.

또한, 박스 암거(10)(10-1)(10-2) 간의 접합부(이음부)가 지반의 융기 또는 침하로 인해 수평에 어긋나 불균등하게 내려앉아 경사지거나 변형하게 되어도 다수 개의 결합구멍(14)과 다웰바(15) 간의 수평방향 강성 및 고정력으로 충전 모르타르(50)에 균열이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

더구나 박스 암거(10)(10-1)(10-2) 간의 접합부(이음부)에 개재하는 수팽창 지수재(40)의 팽창 작용으로 제1 및 제2지수판(20)(30) 사이를 간격 없이 완전히 밀착시켜서 차수 효과를 극대화함으로써 지반 거동에 따른 변위가 발생하여 박스 암거(10)(10-1)(10-2) 간의 접합부가 벌어지더라도 수밀성을 양호하게 유지하여 누수를 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 시공방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 길이 방향의 양쪽 접합면 둘레에는 일정한 깊이로 제1 및 제2충진홈(11)(12)이 형성되어 있고, 가운데 부분에는 통수로(13)가 형성되도록 프리캐스트 콘크리트 박스 암거(10)를 성형한다.

즉, 기초몰드(M)에 사각링 형상으로 이루어진 제1지수판(20)의 한쪽을 제1충진홈(11) 안쪽에 인서트 하도록 배치하고, 그 제1지수판(20)의 다른 쪽 자유단을 접합면에서 돌출되도록 배치하며, 사각링 형상으로 이루어진 제2지수판(30)의 한쪽을 제2충진홈(12) 안쪽에 인서트 하도록 배치하고, 그 제2지수판(30)의 다른 쪽 자유단을 접합면에서 돌출되도록 배치한 후, 콘크리트 모르타르를 타설 및 양생하고, 탈형하여 성형할 수 있다.

이 과정에서 도 5에 도시된 바와 같이 제1 및 제2지수판(20)(30)을 사이에 두고 제1 및 제2충진홈(11)(12)의 양쪽에 그 제1 및 제2충진홈(11)(12)의 반쪽과 대응하는 형상의 제1 및 제2우레탄 몰드(UM1)(UM2)를 각각 삽입하여 정착시킨 후, 기초몰드(M)에 콘크리트 모르타르를 타설 및 양생함으로써 제1충진홈(11) 안쪽에 제1지수판(20)의 한쪽을 인서트 하여 일체화하고, 제2충진홈(12) 안쪽에 제2지수판(30)의 한쪽을 인서트하여 일체화할 수 있다.

아울러 제1 및 제2우레탄 몰드(UM1)(UM2)는 콘크리트 모르타르가 양생할 때 발생하는 열에 의해 제1 및 제2충진홈(11)(12)과 사이에 자연스럽게 틈이 생겨서 쉽게 탈형하거나 분리할 수 있다.

다음으로, 성형공정을 통해 제조된 여러 개의 박스 암거(10)(10-1)(10-2) 각각에 일체로 형성되어 있는 물과 접촉하면 부풀어 오르는 수팽창 지수재(40)를 박스 암거(10)의 제1지수판(20)의 안쪽 면 둘레와 제2지수판(30)의 바깥쪽 면 둘레에 부착한다.

이때, 하나의 박스 암거(10)에 일체로 고정되어 있는 제1지수판(20)의 안쪽 면 둘레에 부착하거나, 이웃하여 맞닿는 다른 하나의 박스 암거(10-1)에 일체로 고정되어 있는 제2지수판(30)의 바깥쪽 면 둘에 부착할 수도 있다.

다음으로, 수팽창 지수재(40)가 부착된 하나의 박스 암거(10)의 제1지수판(20)과, 이웃하여 마주하는 다른 하나의 박스 암거(10-1)의 제2지수판(30)을 서로 겹쳐지게 끼우면서 그 하나의 박스 암거(10) 접합면과 다른 하나의 박스 암거 (10-1) 접합면끼리 맞닿도록 하나로 연결한다.

이와 동시에 하나의 박스 암거(10)의 다웰바(15)를 이웃하여 마주하는 다른 하나의 박스 암거(10-1)의 결합구멍(14) 속에 끼운다.

다음으로, 주입구(16)를 통해 하나의 박스 암거(10)의 제1충진홈(11)과, 이웃하여 맞닿는 다른 하나의 박스 암거(10-1)의 마주하는 제2충진홈(20)에 충전 모르타르(50)를 주입하여 메운다.

이후, 박스 암거(10)(10-1)(10-2) 간의 접합부(이음부) 내외부를 마감 처리함으로써 수밀성을 양호하게 유지하고 누수를 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다.

그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 박스 암거 11: 제1충진홈
12: 제2충진홈 13: 통수로
14: 결합구멍 15: 다웰바
20: 제1지수판 21: 중공
30: 제2지수판 31: 중공
40: 수팽창 지수재 50: 충전 모르타르
M: 몰드 UM1: 제1우레탄 몰드
UM2: 제2우레탄 몰드

Claims (1)

1. (A) 길이 방향의 양쪽 접합면 둘레에 일정한 깊이로 제1 및 제2충진홈(11)(12)이 형성되고, 가운데에 통수로(13)가 형성되도록 제작한 기초몰드에, 사각링 형상으로 이루어진 제1지수판(20)의 한쪽을 상기 제1충진홈(11) 안쪽에 인서트 하도록 배치하고, 그 제1지수판의 다른 쪽 자유단을 접합면에서 돌출되도록 배치하며, 사각링 형상으로 이루어진 제2지수판(30)의 한쪽을 상기 제2충진홈(12) 안쪽에 인서트 하도록 배치하고, 그 제2지수판(30)의 다른 쪽 자유단을 접합면에서 돌출되도록 배치한 후, 콘크리트 모르타르를 타설 및 양생하고, 탈형하여 프리캐스트 콘크리트 박스 암거를 성형하는 공정;
   (B) 상기 (A) 공정을 통해 제조된 여러 개의 박스 암거에 각기 일체로 고정되어 있는 상기 제1지수판(20)의 안쪽 면 둘레와 상기 제2지수판(30)의 바깥쪽 면 둘레에 물과 접촉하면 부풀어 오르는 수팽창 지수재(40)를 부착하는 공정;
   (C) 상기 (B) 공정을 통해 수팽창 지수재(40)가 부착된 하나의 박스 암거의 중공(21)이 형성된 제1지수판(20)과 이웃하여 마주하는 다른 하나의 박스 암거의 중공(31)이 형성된 제2지수판(30)을 서로 긴밀하게 겹쳐지게 끼우면서 그 하나의 박스 암거 접합면과 다른 하나의 박스 암거 접합면을 맞닿도록 연결하는 공정;
   (D) 주입구를 통해 하나의 박스 암거의 제1충진홈(11)과 이웃하여 맞닿는 다른 하나의 박스 암거의 마주하는 제2충진홈(12)에 충전 모르타르(50)를 주입하여 메우는 공정;으로 시공하되,
   상기 (A) 공정 중, 상기 제1 및 제2지수판(20)(30)을 사이에 두고 상기 제1 및 제2충진홈(11)(12)의 양쪽에 상기 제1 및 제2충진홈(11)(12) 반쪽과 대응하는 형상의 제1 및 제2우레탄 몰드를 각각 삽입하여 정착시킨 후, 상기 기초몰드에 콘크리트 모르타르를 타설 및 양생하여 상기 제1 및 제2충진홈에 상기 제1 및 제2지수판의 한쪽을 인서트 하도록 하고;
   상기 (C) 공정 중, 한쪽 접합면에 한쪽이 일체로 고정되고 다른 쪽의 자유단이 이웃하여 맞닿는 다른 프리캐스트 콘크리트 박스 암거의 마주하며 다른 한쪽 접합면에 일정한 깊이로 다수 형성된 결합구멍(14)에 일정한 길이로 돌출된 다수 개의 다웰바(15)를 결합시키도록 하는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 콘크리트 박스 암거 시공방법.
   

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