KR102270648B1

KR102270648B1 - 보강토옹벽의 보강재 고정체

Info

Publication number: KR102270648B1
Application number: KR1020190090081A
Authority: KR
Inventors: 이영민
Original assignee: (주)한미글로벌건축사사무소
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2021-06-28
Also published as: KR20210012413A

Abstract

본 발명은 보강토옹벽 보강재의 수평 저항력 증강을 위한 고정체에 관한 것으로서, 수직 방향으로 배열되는 수직펜스(110); 및, 상기 수직펜스(110)의 하단부를 따라 하향 돌출되는 다수 개의 쐐기(130);를 포함하여 구성되거나, 수직 방향으로 배열되는 수직펜스(110); 상기 수직펜스(110)의 하단부에서 옹벽을 향하여 수평 방향으로 돌출되는 수평유지재(120); 및, 상기 수직펜스(110)의 하단부를 따라 하향 돌출되는 다수 개의 쐐기(130);를 포함하여 구성되며, 배면 토압에 대한 저항력을 증가시켜 옹벽의 구조적 안정성을 확보하는 것을 특징으로 한다.

Description

보강토옹벽의 보강재 고정체{Retaining Wall Geogrid Fixing Apparatus}

본 발명은 보강토옹벽 보강재(GEOGRID)의 수평 저항력 증가를 위한 고정체에 관한 것으로서, 고정체의 수직면을 활용하여 마찰력을 증대시킴으로써 토압 및 내부 수압에 의한 보강재(GEOGRID)의 밀림을 방지하고, 옹벽의 변형과 붕괴 위험성을 최소화하는 기술이다.

지오그리드는 토목공사시 옹벽보강, 사면보강, 지반보강 등의 용도로 사용되고 있다. 지오그리드는 제조방법 및 재료에 따라서 플라스틱 지오그리드와 텍스타일 지오그리드로 구분된다.

플라스틱 지오그리드는 압출기를 통하여 압출된 고분자 시트를 롤러에 통과시켜 일정 간격으로 구멍을 뚫은 다음 일축 또는 이축으로 연신시켜 제조하거나, 고분자 수지를 스트립 형태로 압출 연신한 경방향 스트립과 위방향 스트립을 평면적인 격자 형태로 만든 다음 이들을 레이저 또는 마찰열을 이용하여 접착시키는 방법으로 제조한다. 그러나 플라스틱 지오그리드는 소재 특성상 장시간 하중 부여시 크리프 변형이 크게 일어나므로 보강 구조물의 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

텍스타일 지오그리드는 고강도 섬유를 이용하여 격자형태의 직물을 제직한 다음, 폴리비닐클로라이드, 역청, 아크릴, 라텍스 및 고무계 수지 등으로 피복하여 제조한다. 텍스타일 지오그리드는 고강도 섬유를 사용하므로 인장강력과 크리프 특성은 우수하나, 시공시 토질의 상태에 따라 지오그리드가 손상을 입을 가능성이 커서 내시공성이 저하되며 제조공정이 복잡하여 경제적으로도 바람직하지 않다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 등록특허 제10-0635207호에는 섬유 보강 고분자 스트립을 이용한 지오그리드 및 그 제조방법이 개시되어 있는데, 이러한 지오그리드는 크리프 변형 저항성과 내시공성이 우수한 장점이 있지만, 뒷채움 토사의 입도분포에 따라 인발저항력이 저하되는 문제가 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도1에 도시된 것처럼 보강재용 지오그리드에 결합되어, 뒷채움 토사의 입도분포에 영향을 덜 받으면서 인발저항력을 향상시킬 수 있는 마찰판(등록특허 제10-1080816호)이 개발되었다.

도1에 도시된 마찰판(1)을 보면, 지오그리드(100)의 상부에 탈착되는 상부판(200); 상부판(200)과 대응되는 형상으로 지오그리드(100) 하부에 탈착되는 하부판(300); 및 상부판(200)의 상면에 돌출되는 마찰돌기(400); 가 포함되되, 마찰돌기(400)는 상부판(200)의 상면 길이방향 중심에서 돌출되는 원형돌기(410)와, 상부판(200)의 상면 길이방향 양측면에서 돌출되는 반원형돌기(420)가 포함되며, 원형돌기(410)와 반원형돌기(420)는 서로 엇갈리게 배치되며; 반원형돌기(420)는 수직 평면으로 형성된 평면부(422)와, 반원형태의 만곡부(424)가 일체로 형성되어 반원 형태를 이루되, 평면부(422)는 상부판(200)의 측면과 맞닿아 평행을 이루게 배치되고; 상부판(200)의 상면에 관통형성되는 고정홈(210)과, 하부판(300)의 상면에서 고정홈(210)에 대응되는 위치에 돌출되는 고정구(310)가 포함되되, 하부판(300)의 고정구(310)가 상부판(200)의 고정홈(210)에 끼움결합되어, 지오그리드(100)를 사이에 두고, 상부판(200)과 하부판(300)이 탈착되는 것을 특징으로 하고 있으나, 시공이 복잡하고, 마찰판이 지오그리드와 나란하게 수평 방향으로 배치되어 2차원 평면을 형성하고 원형돌기(410)나 반원형돌기(420)만으로는 마찰력의 증가가 미약하여 소정의 목적을 달성하기 어렵다는 문제점이 있다.

이와는 다른 방법으로 인발 저항력을 증대시키기 위해 도2와 같은 방식(공개특허 제10-2009-0053570호)이 개발되기도 하였는데, 도2에 도시된 방식을 살펴보면, 절개사면에 대하여 순차적으로 적층되어 토사가 붕괴되는 것을 차단하는 복수개의 블록들을 절개사면에 고정되는 고정앵커들과 연결되어 상기 각 블록들의 이탈을 방지하는 보강토 옹벽 고정용 지오그리드에 있어서, 지오그리드에 횡절(橫切)하는 지그재그 형태로 끼움 결합되며, 고정앵커와 연결됨에 의해 고정앵커들로부터 지오그리드에 대하여 균일하게 전달되는 인장력이 작용되게 하는 인장바를 포함하는 것을 특징으로 하고 있으나, 보강재인 지오그리드와 결합되는 인장바를 사용하여 절토부를 천공하고 레진으로 고정앵커의 걸림부에 걸어 연결하는 방식으로 절토부가 토사면이나 풍화암반면일 경우 그 사용이 극히 제한되며, 시공절차가 복잡하여 과도한 공사비의 증가가 예상되는 문제점이 있다.

[선행기술문헌]

등록특허 제10-0635207호

등록특허 제10-1080816호

공개특허 제10-2009-0053570호

상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 시공의 편의성과 경제성을 확보함과 동시에 고정체의 3차원 수직면을 통하여 마찰력을 증대시킴으로써 토압 및 내부 수압에 의한 보강재(GEOGRID)의 밀림을 방지하고, 옹벽의 변형과 붕괴 위험성을 최소화할 수 있는 고정체를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.

본 발명은 보강토옹벽 보강재의 수평 저항력 증강을 위한 고정체에 관한 것으로서, 수직 방향으로 배열되는 수직펜스(110); 및, 상기 수직펜스(110)의 하단부를 따라 하향 돌출되는 다수 개의 쐐기(130);를 포함하여 구성되거나, 수직 방향으로 배열되는 수직펜스(110); 상기 수직펜스(110)의 하단부에서 옹벽을 향하여 수평 방향으로 돌출되는 수평유지재(120); 및, 상기 수직펜스(110)의 하단부를 따라 하향 돌출되는 다수 개의 쐐기(130);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 따른 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, 3차원 수직면을 형성하는 수직펜스(110)를 통하여 마찰력을 증대(수평 저항력 증가)시킴으로써 인발 저항력을 극대화시킬 수 있고, 이를 통하여 옹벽의 변형과 붕괴 위험을 최소화할 수 있다.

둘째, 보강토옹벽의 상하 보강토 블록(BLOCK) 사이에 보강재(GEOGRID) 전단을 끼워 넣어 압착되도록 설치한 다음 보강재(GEOGRID)를 뒷채움 다짐 구간에 펼쳐서 배치하고, 보강재(GEOGRID)의 후단에 본 발명인 고정체를 압입하면 쐐기(130)가 보강재(GEOGRID)를 관통하면서 수평유지재(120)가 보강재(GEOGRID)의 상부면을 압착하는 방식으로 설치될 수 있어 보다 신속하고 편리하게 고정체 설치 작업을 수행할 수 있다.

셋째, 보강재(GEOGRID)의 후단을 연장하여 본 발명인 고정체를 감싸는 형태로 설치할 경우 고정체의 수직펜스(110)의 마찰력을 더욱 증대시킬 수 있고, 이를 통하여 토압 및 내부 수압에 의한 보강재(GEOGRID)의 밀림을 효과적으로 방지하여 옹벽의 변형과 붕괴 위험을 최소화할 수 있다.

도1 및 도2는 종래 기술을 예시적으로 도시한다.
도3은 본 발명의 구체적 실시예가 적용된 시스템 개요도이다.
도4는 본 발명의 구체적 실시예를 도시하는데, (a)고정체(100)의 구조, 및 (b)고정체(100)를 이용한 시공방법을 각각 도시한다.
도5는 본 발명의 다른 구체적 실시예를 도시하는데, (a)고정체(100)의 구조, 및 (b)고정체(100)를 이용한 시공방법을 각각 도시한다.
도6은 본 발명의 또 다른 구체적 실시예를 도시한다.

이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명은 보강토옹벽 보강재의 수평 저항력 증강을 위한 고정체에 관한 것으로서 수직펜스(110), 수평유지재(120) 및 쐐기(130)를 포함하여 구성된다.

이러한 고정체(100)는 도3에 도시된 것과 같은 시공에 사용되는데, 보강토옹벽의 전면부에 적층되어 외벽을 구성하는 보강토 블록(300)을 적층하는 과정에서 상하 보강토 블록(300) 사이에 보강재(200)의 전단을 끼워 넣어 압착 고정되도록 설치한 다음 보강재(200)를 뒷채움 다짐 구간에 펼쳐서 배치하고, 보강재(200)의 후단에 고정체(100)를 압입하면 쐐기(130)가 보강재(200)를 관통하면서 보강재(200)의 후단을 고정하는 방식으로 시공이 이루어지게 된다.

이와 같이 고정체(100)의 장착이 완료되면 그 상부에 뒤채움잡석과 뒤채움골재를 포설하는 다짐 시공과 되매움(비다짐) 시공이 순차적으로 이루어져 도3에 도시된 단면 형태로 보강토옹벽 시공이 완료된다. 여기서 보강토 블록(300)의 내부 공간에는 속채움잡석을 채우는 과정도 단계 별로 병행하여 이루어진다.

도3에 도시된 방법으로 시공이 이루어져 보강재(200)의 후단에 연결되는 고정체(100)는 구체적 실시예들은 도4 내지 도6에 도시되어 있다.

도4(a)에 도시된 고정체(100)를 보면 강봉 형태의 부재로 제작된다. 여기서 강봉의 단면 구조는 원형에 한정되지 않으며 다각형이 될 수도 있고, 내부가 꽉 채워진 솔리드(solid) 타입의 부재는 물론 속이 비어 있는 할로우(hollow) 타입의 부재도 사용될 수 있고, 용접 등의 방법으로 결합될 수 있다.

수직 방향으로 배열되는 수직펜스(110)는 수평 방향으로 배열되는 수평강봉(112)와 수직 방향으로 배열되는 수직강봉(111)이 교차하도록 결합된 구조이고, 수평유지재(120)는 이러한 수직강봉(111) 각각의 하단부 일측에서 수평 방향으로 돌출되는데, 수평유지재(120)도 수직강봉(111)과 마찬가지로 강봉 형태의 부재로 제작된다.

강봉 부재의 직격이나 두께는 10mm 이상이 되는 것을 사용하고, 수직펜스(110)의 높이는 보강토 블록(300) 높이의 1.0배 이상이 되도록 제작하고, 수직펜스(110)의 가로 폭은 보강토 블록(300) 폭의 2.0배 이상이 되도록 제작할 수 있다.

아울러, 수평유지재(120)의 길이는 150mm 이상이 되도록 제작할 수 있다.

쐐기(130)는 수직강봉(111) 각각의 하단부에서 하향 돌출되어 수직 방향으로 연장되는데, 하단부가 쐐기 형태로 가공되어 보강재(200)나 지면에 쉽게 압입될 수 있다.

쐐기(130)의 길이는 100mm 이상이 되도록 제작할 수 있다.

도4(b)는 도4(a)에 도시된 고정체(100)를 이용하여 보강재(200)의 후단부를 고정하는 시공방법을 도시하고 있는데, 다짐 구간에 보강재(200)인 지오그리드(GEOGRID)를 펼치고, 보강재(200)의 후단을 여유있게 연장하여 고정체(100) 전체를 감싸도록 이중으로 겹치고 고정체(100)의 쐐기(130)와 수평유지재(120)에 보강재(200)를 끼우는 방식으로 시공하여 강봉을 사용한 수직펜스(110)임에도 불구하고 보강재(200)와 함께 3차원 수직면을 형성하여 충분한 마찰 저항력을 확보할 수 있다.

아울러, 이러한 강봉으로 제작된 고정체(100)는 보강재(200)가 서로 겹쳐지는 이음부에도 필요에 따라 설치하면 보강재(200) 상호 간 결합력을 증대시켜 마찰 저항력 증가 효과가 더욱 배가될 수 있다.

도5(a)에 도시된 고정체(100)는 수직펜스(110)가 수직 방향으로 세워진 판상 구조이고, 수평유지재(120)는 수직펜스(110)의 하단부에서 수평 방향으로 돌출된 판상 구조이다.

판상 부재의 두께는 10mm 이상의 것을 사용하고, 수직펜스(110)의 높이는 보강토 블록(300) 높이의 1.0배 이상이 되도록 제작하고, 수직펜스(110)의 가로 폭은 보강토 블록(300) 폭의 2.0배 이상이 되도록 제작할 수 있다.

아울러, 수평유지재(120)의 길이는 100mm 이상이 되도록 제작할 수 있다.

쐐기(130)는 도4(a)에 도시된 것과 마찬가지로 각각의 하단부가 쐐기 형태로 가공되어 보강재(200)나 지면에 쉽게 압입될 수 있다.

쐐기(130)의 길이는 50mm 이상이 되도록 제작할 수 있다.

도5(b)는 도5(a)에 도시된 고정체(100)를 이용하여 보강재(200)의 후단부를 고정하는 시공방법을 도시하고 있는데, 수직펜스(110)가 판상 구조라 보강재(200)로 고정체(100) 전체를 둘러싸지 않더라도 수직펜스(110)가 충분한 마찰 저항력을 발휘할 수 있는 바 그냥 펼쳐진 보강재(200) 상부면에 압입하는 방법으로 시공할 수 있다. 도면에 별도로 도시되지 않았으나 경우에 따라서는 보강재(200)의 후단부를 접어서 겹쳐지도록 한 후 고정체(100)를 압입할 수도 있다.

도6은 본 발명의 또 다른 실시예인데, 수평유지재(120)가 없고 수직펜스(110)와 쐐기(130)만 구비되는 경우인데, 수직펜스(110)는 판상 구조에 전후면을 관통하는 다수 개의 펀칭홀(113)이 이 미리 설정된 간격마다 형성된다.

여기서 펀칭홀(113)의 형태는 원형으로 한정되지는 않으며, 사각형, 타원형, 그 밖의 여러 형태로 형성될 수 있는데, 되매움재 규격이 암버릭이 아닌 토사일 경우를 대비하여 펀칭홀(113)이 원형으로 형성될 경우 직경은 50mm 이하, 사각형으로 형성될 경우 각 변의 길이는 50mm 이하가 되도록 함이 바람직하다.

아울러 첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 수평유지재(120)가 부착된 형태로 제작되어 사용될 수도 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.

100:고정체
200:보강재(GEOGRID)
300:보강토 블록(BLOCK)
110:수직펜스
111:수직강봉 112:수평강봉 113:펀칭홀
120:수평유지재
130:쐐기

Claims

격자형 그물망 구조를 가지는 보강토옹벽 보강재(GEOGRID)의 수평 저항력 증강을 위한 고정체에 관한 것으로서,
수직 방향으로 배열되는 수직펜스(110);
상기 수직펜스(110)의 하단부를 따라 하향 돌출되는 강봉으로서 하단부가 쐐기 형태로 가공되며, 격자형 그물망 구조의 보강재(200)를 통과한 후 지면에 압입되는 다수 개의 쐐기(130); 및,
상기 수직펜스(110)의 하단부에서 옹벽을 향하여 수평 방향으로 돌출되는 강봉으로서, 격자형 그물망 구조의 보강재(200)가 끼워지는 수평유지재(120);
를 포함하고,
상기 수직펜스(110)는,
수평 방향으로 배열되는 수평강봉(112)과 수직 방향으로 배열되는 수직강봉(111)이 교차하도록 결합된 구조이고,
상기 수평유지재(120)는,
상기 수직강봉(111) 각각의 하단부에서 수평 방향으로 돌출되고,
상기 쐐기(130)는,
상기 수직강봉(111) 각각의 하단부에서 수직 방향으로 연장되고,
다짐 구간에 펼쳐진 격자형 그물망 구조를 가지는 보강재(200)의 후단이 상기 쐐기(130)에 끼워진 후 상기 수직펜스(110)의 전후를 감싸도록 겹친 후, 상기 수평유지재(120)에 끼워지는 구조로 결합되면서 상기 수평강봉(112)과 상기 수직강봉(111)이 교차하는 구조로 제작된 상기 수직펜스(110)에 3차원 수직면을 형성하여 마찰 저항력을 증대시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 보강토옹벽의 보강재 고정체.
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