KR102476068B1 - 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메인직립파일에 매설하고 블록을 연결, 고정함으로써 옹벽의 시공과정이 간결, 단순하고 공기가 단축되며 시공비를 절감할 수 있는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 메인직립파일의 수평 변위를 최소화할 수 있도록 함으로써 옹벽의 내구성과 안정성을 향상시킬 수 있는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물은, 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물에 있어서, 지반에 삽입되는 메인직립파일; 상기 메인직립파일의 전방에 적층되어 옹벽을 형성하는 블록; 상기 메인직립파일과 상기 블록을 서로 연결하는 블록연결수단; 및 상기 메인직립파일에 설치되어 밴딩을 저감하는 다방향 앵커고정장치를 포함하고, 상기 다방향 앵커고정장치는 상기 메인직립파일에 설치되는 앵커고정수단; 및 상기 앵커고정수단에 일단이 접속되고 타단이 지중에 설치되는 지중앵커부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법{RETAINING WALL STRUCTURE WITH MULTIDIRECTIONAL ANCHOR FIXTURES AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 메인직립파일에 매설하고 블록을 연결, 고정함으로써 옹벽의 시공과정이 간결, 단순하고 공기가 단축되며 시공비를 절감할 수 있는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 메인직립파일의 수평 변위를 최소화할 수 있도록 함으로써 옹벽의 내구성과 안정성을 향상시킬 수 있는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도로 건설, 주택단지 조성, 수로 및 제방공사 등의 각종 토목공사의 시행과정에는 성토지 또는 절개지에 토사의 유실로 인한 붕괴를 방지하기 위하여 옹벽을 시공하게 된다.
전통적으로 절토사면의 보호를 위한 옹벽은 주로 현장타설 콘크리트 방법에 의존하여 왔으나, 이러한 방식은 구조물의 성형 및 양생에 막대한 비용과 시간이 소모되는 문제점이 있었다. 이와 같은 현장타설 콘크리트 옹벽공법의 문제점을 해결하고자 최근에는 PC블록(프리캐스트 패널)을 설치하고 지면에 보강재를 정착하는 방식의 옹벽공법이 개발되어서 폭넓게 활용되는 추세이다.
보강재는 옹벽 시공 과정에서 흙 자중에 의해 발생하는 저항 모멘트를 증가시키기 위한 것으로, 어스앵커(Earth anchor), 록 볼트(Rock Bolt), 소일 네일링(Soil Nailing) 등의 보강재가 지반에 매설하여 인장력에 의해 토압을 지지하는 방식으로 사용되어 왔다.
그러나 기존의 옹벽 시공방식은 앵커체를 사면에 일정 각도로 비스듬히 삽입해 토압을 지지하는 방식으로, 보강재 설치로 인해 옹벽 배면의 지하 공간을 활용할 수 없을 뿐만 아니라, 용지 경계 또는 구역계가 인접한 지역에 옹벽을 시공할 경우 타인 토지 침범에 의한 토지 분쟁의 우려가 있어 옹벽 배면으로 보강재를 매설하는 것이 불가능하다는 문제가 있다.
그리고, 기존의 종래 옹벽 시공방식은 PC블록에 지지력을 제공하는 보강재를 지반에 다수 시공하여야 하는데, 이러한 보강재 시공은 굴착공 천공, 그라우팅재 주입, 양생 등 많은 공정과 시간이 소요되므로 공사비용의 상승과 공사기간의 증가를 초래하는 단점이 있다.
한편, 근래에는 옹벽 구조물의 후방에 H빔 파일을 수직방향으로 삽입, 설치하고, H빔 파일을 별도의 연결수단에 의해 옹벽 구조물과 연결하는 옹벽 시공방법이 제안되어 있다.
이러한 옹벽 시공방법은 옹벽 구조물의 후방에 수직방향으로 삽입되는 H빔 파일이 토압에 대응하는 휨강도를 가져야 하고, 토압에 밀려나지 않도록 버틸 수 있는 지지력을 가져야 한다.
하지만, 종래 옹벽 구조물에 적용되는 H빔 파일은 후방에서 작용하는 토압으로 인하여 점차적으로 전방으로 휘어지는 굽힘현상(전방변위)이 발생하게 된다. 이로 인해 옹벽 구조물의 안정성이 저감되고 심할 경우 옹벽의 붕괴와 같은 심각한 안전사고의 위험성이 증가되는 단점이 있다.
한국등록특허 등록번호 제10-2243718호 “굽힘모멘트의 변위를 최소화하기 위한 흙막이 장치 시공방법” 한국등록특허 등록번호 제10-1773770호 “배면파일을 이용한 옹벽 및 그 시공방법” 한국등록특허 등록번호 제10-1641293호 “주열 보강된 2열 흙막이 자립 합성벽의 시공방법"
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 적층되는 블록을 지반에 매설되는 메인직립파일에 연결, 고정함으로써 옹벽의 시공과정이 간결, 단순하고 공기가 단축되며 시공비를 절감할 수 있도록 한 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 메인직립파일의 수평 변위를 최소화할 수 있도록 함으로써 옹벽의 내구성과 안정성이 향상되도록 한 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 메인직립파일의 앵커 보강방향을 연직 또는 사방향으로 다양하게 변경할 수 있도록 함으로써 현장 여건에 따라 호환성 있게 시공할 수 있도록 한 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물은, 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물에 있어서, 지반에 삽입되는 메인직립파일; 상기 메인직립파일의 전방에 적층되어 옹벽을 형성하는 블록; 상기 메인직립파일과 상기 블록을 서로 연결하는 블록연결수단; 및 상기 메인직립파일에 설치되어 밴딩을 저감하는 다방향 앵커고정장치를 포함하고, 상기 다방향 앵커고정장치는 상기 메인직립파일에 설치되는 앵커고정수단; 및 상기 앵커고정수단에 일단이 접속되고 타단이 지중에 설치되는 지중앵커부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 앵커고정수단은, 상기 메인직립파일의 상단에 설치되는 고정하우징; 상기 고정하우징에 설치되고 상기 지중앵커부재의 일단이 결속되는 앵커결속부재; 상기 앵커결속부재에 연결되고 상기 지중앵커부재가 배치각도를 조절하는 앵커배치각도조절부재; 및 상기 고정하우징과 상기 앵커결속부재 및 상기 앵커배치각도조절부재 사이에 설치되는 보강 및 마운팅 브라켓;을 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 메인직립파일은 H-형강으로 구성되고, 상기 고정하우징은 상기 메인직립파일의 상단에 삽입, 접속되도록 체결공을 갖는 사각통체로 형성되고, 상기 지중앵커부재는 상기 메인직립파일과 평행하게 설치되거나, 상기 메인직립파일에 대해 경사지게 설치될 수 있다.
상기 앵커결속부재는 상기 지중앵커부재의 상단부가 삽입되는 앵커결속홀이 형성된 앵커결속판, 상기 앵커결속판에 이격, 배치되고 앵커인입홀이 형성된 앵커인입판, 상기 앵커결속판과 상기 앵커인입판 사이에 연결되는 앵커지지부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 앵커배치각도조절부재는 앵커인입판에 연결되고 상기 앵커인입홀과 이어지도록 앵커안내굴곡홈이 형성된 굴곡부재로 이루어질 수 있다.
상기 보강 및 마운팅 브라켓은, 상기 굴곡부재에 결합되는 굴곡부와 상기 고정하우징에 결합되는 수직부 및 상기 앵커결속부재에 결합되는 경사부가 마련된 제1 보강판; 상기 앵커결속판과 상기 앵커인입판 사이에 설치되는 제2 보강판; 상기 앵커결속판의 내면에 결합되는 제1 상결합부, 상기 앵커지지부의 내면에 결합되는 제2 상결합부, 상기 고정하우징의 상부에 결합되는 제3 상결합부를 갖는 제3 보강판; 상기 앵커인입판의 내면에 결합되는 제1 하결합부, 상기 앵커지지부의 내면에 결합되는 제2 하결합부, 상기 고정하우징의 측면에 결합되는 제3 하결합부를 갖는 제4 보강판; 및 상기 제1 보강판과 상기 고정하우징에 결합되어 보강작용을 수행하는 제5 보강판;을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 블록은 블록관통공이 형성된 프리캐스트 패널로 구성되고, 상기 블록연결수단은 상기 메인직립파일에 설치되는 블록고정부재, 및 상기 블록관통공에 일단이 결속되고 타단이 상기 블록고정부재에 결속되는 연결볼트를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물은, 상기 메인직립파일 전방의 지반에 이격, 삽입되는 하부단직립파일; 및 상기 메인직립파일과 상기 하부단직립파일을 서로 결속 지지하는 파일연결수단;을 더 포함하고, 상기 메인직립파일 전방에 상기 블록연결수단에 의해 연결, 적층되는 상기 블록에 의해 하부단 옹벽이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 메인직립파일 및 상기 하부단직립파일은 H-형강으로 구성되고, 상기 파일연결수단은 상기 메인직립파일에 결합되는 제1 띠장, 상기 하부단직립파일에 결합되는 제2 띠장, 상기 제1 띠장 및 상기 제2 띠장 사이에 연결되는 스크류잭을 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물은, 상기 메인직립파일 후방의 지반에 이격, 삽입되는 상부단직립파일; 및 상기 메인직립파일과 상기 상부단직립파일을 서로 결속 지지하는 파일연결수단;을 더 포함하고, 상기 메인직립파일 후방에 상기 블록연결수단에 의해 연결, 적층되는 상기 블록에 의해 상부단 옹벽이 형되도록 구성할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법은, 전술한 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법에 있어서, 지반에 상기 메인직립파일을 삽입하는 메인직립파일설치단계; 상기 앵커고정수단을 상기 메인직립파일의 상부에 설치하고 상기 지중앵커부재를 지중에 설치하는 앵커설치단계; 상기 메인직립파일의 전방을 굴착하는 굴착단계; 상기 굴착단계를 수행한 상기 메인직립파일의 전방에 상기 블록을 설치하고 상기 블록연결수단을 이용하여 상기 메인직립파일에 상기 블록을 서로 연결하는 블록설치단계; 및 상기 메인직립파일과 상기 블록 사이에 뒤채움 작업을 수행하는 뒤채움단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법은, 전술한 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법에 있어서,
지반에 상기 메인직립파일을 삽입하는 메인직립파일설치단계; 상기 앵커고정수단을 상기 메인직립파일의 상부에 설치하고 상기 지중앵커부재를 지중에 설치하는 앵커설치단계; 상기 메인직립파일의 전방을 굴착하는 굴착단계; 상기 메인직립파일 전방의 지반에 상기 하부단직립파일을 이격되게 삽입하고, 상기 파일연결수단을 이용하여 상기 메인직립파일과 상기 하부단직립파일을 서로 결속하는 하부단직립파일설치단계; 상기 굴착단계를 수행한 상기 메인직립파일의 전방에 상기 블록을 설치하고 상기 블록연결수단을 이용하여 상기 메인직립파일에 상기 블록을 서로 연결하는 블록설치단계; 상기 하부단직립파일의 전방을 굴착하는 하부단굴착단계; 상기 하부단굴착단계를 수행한 상기 하부단직립파일의 전방에 상기 블록을 설치하고 상기 블록연결수단을 이용하여 상기 하부단직립파일에 상기 블록을 서로 연결하는 하부단블록설치단계; 및 상기 메인직립파일과 상기 블록 사이와 상기 하부단직립파일에 상기 블록 사이에 뒤채움 작업을 수행하는 뒤채움단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 하부단굴착단계는 토사의 유출을 방지하기 위해 상기 하부단직립파일에 토류판을 설치하는 과정을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법에 의하면, 적층되는 블록을 지반에 연직방향으로 매설되는 메인직립파일에 연결, 고정함으로써 옹벽의 시공과정이 간결, 단순하고 공기를 단축할 수 있으며 시공비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 타인의 토지를 침범하지 않으면서도 효과적으로 옹벽을 시공할 수 있다.
본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법에 의하면, 지중에 설치되는 지중앵커부재에 의해 지지되는 앵커고정수단이 메인직립파일 상단에 설치되어 있어서 메인직립파일의 수평 변위에 대한 지지력을 제공함에 따라 변위를 최소화할 수 있으므로 옹벽의 내구성과 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법에 의하면, 앵커고정수단에 구비된 앵커배치각도조절부재에 의해 지중앵커부재의 배치 각도를 조절할 수 있어서 현장 여건에 따라 메인직립파일의 앵커 보강방향을 연직 또는 사방향으로 다양하게 변경할 수 있으므로 호환성 있게 시공할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물을 나타낸 측단면도,
도2는 도1의 A부 확대도,
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물을 설명하기 위한 도2 부분의 정면도,
도4는 본 발명의 도2의 C부 확대도,
도5는 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물의 다방향 앵커고정장치를 나타낸 사시도,
도6은 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물의 다방향 앵커고정장치를 나타낸 분리사시도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물의 하단부를 설명하기 위한 도면,
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물의 다방향 앵커고정장치의 작용을 설명하기 위한 도면,
도9a 내지 도9i는 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도1 내지 도9i에 의거하여 상세히 설명하되, 도1 내지 도9i에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.
한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물을 나타낸 측단면도, 도2는 도1의 A부 확대도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물을 설명하기 위한 도2 부분의 정면도, 도4는 본 발명의 도2의 C부 확대도, 도5는 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물의 다방향 앵커고정장치를 나타낸 사시도, 도6은 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물의 다방향 앵커고정장치를 나타낸 분리사시도이다.
도1 내지 도6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물은 지반에 매설된 메인직립파일에 블록을 연결하는 방식으로 옹벽을 시공하되 메인직립파일의 수평방향 변위를 최소화할 수 있도록 구성한 것으로서 메인직립파일(1), 블록(2), 블록연결수단(3) 및 다방향 앵커고정장치(4)를 구비한다.
메인직립파일(1)은 지반에 연직방향으로 삽입되는 말뚝으로, 지반 상태, 암석 종류 등 현장 여건에 따라 적정한 지지력을 제공할 수 있도록 블록의 설치 영역을 따라 복수 개가 설정된 간격으로 설치된다. 여기서, 메인직립파일(1)은 ㄷ-형강, I-형강, PHC 파일 등 특별한 제한 없이 선택 적용할 수 있지만 블록연결수단(3)과의 용이한 결속과 지지 강성을 고려하여 H-형강으로 구성되고 H-형강의 조립 위치마다 체결공이 천공되어 있다.
블록(2)은 옹벽의 축조를 위해 메인직립파일의 전방에 적층되는 다양한 블록체를 의미하는 것으로서, 본 실시예에서 절개지 및 성토지의 옹벽용 블록체로 널리 사용되고 있는 프리캐스트 패널(2a, 이하 PC 패널이라 한다)을 의미한다.
PC 패널(2a)은 대략 사각판 형태로 형성된 것으로서 중앙에 후술되는 블록연결수단(3)과의 체결을 위해 블록관통공(21)이 형성되어 있고, PC 패널의 전면에는 블록관통공(21)으로 삽입된 블록연결수단(3)과의 체결하기 위한 블록지압너트(24)가 구비되어, 블록지압너트(24)를 조임으로써 지반에 작용되는 압축력이 유지되도록 할 수 있다.
블록연결수단(3)은 블록을 지지하기 위해 메인직립파일(1)과 블록(2) 사이에 서로 연결하는 구성요소로서, 메인직립파일(1)에 설치되는 블록고정부재(32)와, 블록(2)의 블록관통공(21)에 일단이 결속되고 타단이 블록고정부재(32)에 결속되는 연결볼트(34)로 구성된다.
블록고정부재(32)는 통상 찬넬 등으로 호칭되는 ㄷ-형강(321)과, 앵글로 호칭되는 ㄱ-형강(322)이 볼트 체결이나 용접 방식에 의해 메인직립파일(1)에 결합된다.
연결볼트(34)는 양단에 나사부가 형성된 봉상의 장볼트로 구성된 것으로서 일단이 블록관통공(21)으로 삽입된 상태에서 고정너트(36)에 의해 블록지압너트(24)에 고정되고, 타단이 고정너트(36)에 의해 블록고정부재(32)에 고정된다.
한편, 다방향 앵커고정장치(4)는 도4 내지 도6에 도시된 바와 같이 메인직립파일(1)의 굽힘 모멘트를 최소화(밴딩 저감) 하기 위해 메인직립파일(1)의 상부에 설치되는 구성요소로서, 메인직립파일에 설치되는 앵커고정수단(41)과, 이 앵커고정수단(41)에 일단이 접속되고 타단이 지중에 설치되는 지중앵커부재(42)가 구비되어 있다.
앵커고정수단(41)은, 메인직립파일(1)의 상단에 설치되는 고정하우징(411), 고정하우징에 설치되고 지중앵커부재(42)의 일단이 결속되는 앵커결속부재(412), 앵커결속부재에 연결되고 지중앵커부재(42)의 배치각도(굴곡 각도)를 조절하는 앵커배치각도조절부재(413), 고정하우징(411)와 앵커결속부재(412) 및 앵커배치각도조절부재(413) 사이에 설치되는 보강 및 마운팅 브라켓(414), 및 지중앵커부재(42)를 앵커결속부재(412)에 고정하는 앵커고정부재(415)를 구비한다.
고정하우징(411)은 메인직립파일(1)의 상부에 삽입, 접속되도록 대응하는 형상으로 형성된 것으로서 하부에 개구부가 마련된 사각통체로 형성되되, 사각통체를 형성하는 측판에 메인직립파일(1)에 볼트 체결되도록 체결공이 형성되어 있다. 여기서, 고정하우징(411)은 앵커결속부재(412)와 대응하는 방향 상단부에 모따기 부분이 형성되어 있다.
앵커결속부재(412)는 지중앵커부재(42)의 상단부가 삽입되는 앵커결속홀(4122)이 형성된 사각판 형상의 앵커결속판(4121), 앵커결속판(4121)에 이격, 배치되고 앵커인입홀(4124)이 형성된 사각판 형상의 앵커인입판(4123), 앵커결속판(4121)과 앵커인입판(4123) 사이에 연결되는 사각판 형상의 앵커지지부(4125)를 구비한다.
예컨대, 앵커결속부재(412)는 도4에 도시된 바와 같이 H-형강을 짧게 절단하여 형성한 것을 적용하였지만, 앵커결속판(4121), 앵커인입판(4123) 및 앵커지지부(4125)를 구비한 구조라면 특별한 제한 없이 다양한 부재를 이용하여 제작할 수 있다.
앵커배치각도조절부재(413)는 앵커인입판(4123)에 경사지게 연결되고 앵커인입홀(4124)과 이어지도록 앵커안내굴곡홈(4133)이 형성된 굴곡부재로 이루어진다. 여기서, 앵커배치각도조절부재(413)는 반구형 단면구조를 갖는 봉재(파이프를 1/2로 절단한 형상)를 이용하여 직선부(4131)와 굴곡부(4132)가 마련되도록 형성한 것을 적용한다.
상기 보강 및 마운팅 브라켓(414)은 앵커배치각도조절부재(413)의 보강 기능을 수행하는 제1 보강판(4141), 앵커결속부재(412)의 보강 기능을 수행하는 제2 보강판(4142), 앵커결속부재(412)를 고정하우징(411)에 결속하기 위한 제3 보강판(4143) 및 제4 보강판(4144), 제1 보강판(4141)을 고정하우징(411)에 결속하기 위한 제5 보강판(4145)을 구비한다.
제1 보강판(4141)은 한 쌍으로 평행하게 설치되고 대략 부채꼴 형상을 갖는 한 쌍의 판상편으로 구성된 것으로서, 앵커배치각도조절부재(413)에 결합되는 굴곡부(4141a), 고정하우징(411)에 결합되는 수직부(4141b) 및 앵커결속부재(412)에 결합되는 경사부(4141c)가 마련되어 있다.
제2 보강판(4142)은 한 쌍으로 평행하게 설치되고 대략 직사각판 형상을 갖는 한 쌍의 판상편으로 구성된 것으로서, 앵커결속판(4121)과 앵커인입판(4123) 사이에 설치되어 있다.
제3 보강판(4143)은 한 쌍으로 평행하게 설치되고 대략 사다리꼴 형상을 갖는 한 쌍의 판상편으로 구성된 것으로서, 앵커결속판(4121)의 내면에 결합되는 제1 상결합부(4143a), 앵커지지부(4125)의 내면에 결합되는 제2 상결합부(4143b), 고정하우징(411)의 상부에 결합되는 제3 상결합부(4143c)가 구비되어 있다.
제4 보강판(4144)은 한 쌍으로 평행하게 설치되고 대략 사다리꼴 형상을 갖는 한 쌍의 판상편으로 구성된 것으로서, 앵커인입판(4123)의 내면에 결합되는 제1 하결합부(4144a), 앵커지지부(4125)의 내면에 결합되는 제2 하결합부(4144b), 고정하우징(411)의 측면에 결합되는 제3 하결합부(4144c)가 구비되어 있다.
제5 보강판(4145)은 제1 보강판(4141)과 고정하우징(411)에 결합되어 보강작용을 수행하는 부재로서, 양쪽 제1 보강판(4141)의 측면에 상하로 용접되어 결합되는 것으로서, 대략 삼각 형상을 갖는 판상편으로 형성되어 있다.
앵커고정부재(415)는 지중앵커부재(42)의 상측 단부를 앵커결속부재(412)에 고정할 수 있다면 형태나 구조에 특별한 제한이 없지만, 본 실시예에서는 원판형몸체에 4개의 고정홀(4152)이 천공된 구조로 형성된 것으로서, 고정홀로 강연선이 인입된 상태에서 이 고정홀(4152)로 쐐기(미도시)를 압입, 설치하는 방식으로 고정한다.
지중앵커부재(42)는 메인직립파일(1)과 평행하게 지반에 설치되거나, 메인직립파일(1)에 대해 소정 각도로 경사지게 지반에 설치되는 구성요소로서, 상부는 앵커결속홀(4122)로 인출된 후 앵커고정부재(415)에 의해 앵커결속판(4121)에 고정된 상태에서 앵커배치각도조절부재(413)의 앵커안내굴곡홈(4133)을 경유한 후 지반으로 향하도록 배치된다.
지중앵커부재(42)는 철근 등으로도 구성할 수 있지만 본 실시예에서는 굴곡성을 갖도록 복수의 강연선을 꼬아서 만든 강연선묶음체로 이루어진 어스앵커로 구성될 수 있다. 예컨대 강연선묶음체는 외경 13mm 내외의 강연선 4가닥을 꼬아서 형성한 것으로서, 이 강연선묶음체의 상측 부분은 강연선의 결속 상태를 해제한 후 각각의 강연선 가닥을 앵커결속부재(41)의 앵커인입홀(4124) 및 앵커결속홀(4122)로 인입한 후 앵커고정부재(415)에 의해 결속 고정한다.
그리고 지중앵커부재(42)는 지반에 천공된 매설공에 삽입되고 이 매설공으로 주입, 양생되는 그라우팅재(43)에 의해 지반에 견고하게 고정된다.
이때, 지중앵커부재(42)는 메인직립파일(41)과 평행하게 지반에 연직 방향으로 설치되어 있지만, 현장 여건이나 소요 보강력에 따라 소정 각도로 경사지는 사방향으로도 설치될 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물의 하단부를 설명하기 위한 도면으로서, 도1의 B부 확대도이다. 이하에서, 하부단 옹벽은 도1의 A부에 해당하는 옹벽을 기본 옹벽이라고 할 때 그 하측에 형성되는 옹벽 부분을 의미하고, 상부단 옹벽은 기본 옹벽의 상측에 형성되는 옹벽 부분을 의미한다.
도7를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물은 메인직립파일(1) 전방에 블록연결수단(3)에 의해 연결, 적층되는 블록(2)에 의해 하부단 옹벽이 형성되도록, 메인직립파일(1) 전방의 지반에 이격, 삽입되는 하부단직립파일(5)과, 메인직립파일(1)과 하부단직립파일(5)을 서로 결속 지지하는 파일연결수단(6)이 구성되어 있다.
하부단직립파일(5)은 메인직립파일과 마찬가지로 H-형강으로 구성되어 있다. 이 하부단직립파일(5)과 메인직립파일(1)에는 토사의 유출을 방지하기 위해 그 접방을 굴삭과정에서 토류판(7)을 설치한다.
한편, 파일연결수단(6)은 메인직립파일(1)의 상단에 횡방향으로 결합되는 제1 띠장(61), 하부단직립파일(5)의 대응하는 위치에 횡방향으로 결합되는 제2 띠장(62), 제1 띠장(61) 및 제2 띠장(62) 사이에 연결되는 스크류잭(63)을 구비한다.
제1 띠장(61) 및 제2 띠장(62)은 H-형강으로 구성되어 메인직립파일(1)과 하부단직립파일(5)에 각각 체결된다.
스크류잭(63)은 토목 공사에서 수평 또는 수직 방향의 하중을 지지하기 위하여 널리 사용되는 공지의 토목용 자재로서, 제1 띠장(61)에 안착되는 제1 지지부(631)와, 제2 띠장(62)에 안착되는 제2 지지부(632), 그리고 제1 지지부(631)와 제2 지지부(632)를 서로 연결하고 스크류 방식에 의하여 간격(길이)를 조절하기 위한 나사조절부(633)로 구성되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물은 메인직립파일(1) 전방에 적층되는 블록(2)에 의해 형성되는 하부단 옹벽 외에도, 도면으로 도시하지는 않았으나 메인직립파일(1) 후방에 블록연결수단에 의해 연결, 적층되는 블록에 의해 상부단 옹벽(미도시)이 형성되도록 구성할 수 있다.
전술한 상부단 옹벽을 형성하기 위해서는 메인직립파일(1) 후방 상측의 지반에 이격, 삽입되는 상부단직립파일(미도시)과, 메인직립파일과 상부단직립파일을 서로 결속 지지하는 파일연결수단(미도시)이 구비될 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법의 작용을 간략하게 설명한다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물의 다방향 앵커고정장치의 작용을 설명하기 위한 도면이고, 도9a 내지 도9i는 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법을 설명하기 위한 도면이다.
도1 내지 도9i를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법은 메인직립파일설치단계, 앵커설치단계, 굴착단계, 블록설치단계, 및 뒤채움단계를 순차 시행함으로써 도1에 도시된 바와 같은 옹벽구조물을 축조할 수 있다.
메인직립파일설치단계는 도9a에 도시된 바와 같이 지반에 메인직립파일(1)을 연직방향으로 삽입하는 단계로서, 삽입을 위해 지반 상태를 고려하여 소정의 깊이로 지반 천공 작업을 수행하고, 메인직립파일(1)을 삽입하거나 항타기 등의 건설장비를 이용하여 압입하는 방식으로 설치한다.
앵커설치단계는 도9b에 도시된 바와 같이 앵커고정수단(41)을 메인직립파일(1)의 상부에 설치하고 지중앵커부재(42)를 지중에 설치하는 단계이다.
먼저, 앵커고정수단(41)을 설치하는 과정은 그 방식에 특별한 제한은 없지만, 고정하우징(411), 앵커결속부재(412), 앵커배치각도조절부재(413)를 각각 제작하고, 보강 및 마운팅 브라켓(414)을 이용하여 하나의 조립블록으로 구성한 다음 고정하우징(411)을 볼트를 이용하여 메인직립파일(1)의 상부에 체결, 고정하는 것이 바람직하다.
지중앵커부재(42)를 지중에 설치하는 과정은, 메인직립파일(1) 후방에 평행하게 매설공을 천공하고, 4 가닥의 강연선으로 제작된 지중앵커부재(42)를 삽입한 다음 그라우팅재를 주입하여 양생한다.
여기서, 지중앵커부재(42)의 설치각도는 도1에 도시된 바와 같이 연직 방향으로 설치하지 않고 도8에 도시된 바와 같이 현장 여건이나 소요 보강력에 따라 소정 각도로 경사지는 사방향으로도 설치할 수 있다.
그리고, 지중앵커부재(42)를 지중에 설치하는 과정이 완료되면, 지중앵커부재(42)가 앵커배치각도조절부재(413)의 앵커안내굴곡홈(4133) 내부에 위치하도록 하고 강연선묶음체의 상측 부분은 4 가닥의 강연선의 결속 상태를 해제한 후 각각의 강연선 가닥을 앵커결속부재(41)의 앵커인입홀(4124), 앵커결속홀(4122) 및 앵커고정부재(415)의 고정홀(4152)로 인입한다. 이러한 상태에서 강연선에 당김력을 작용하여 긴장상태를 유지되도록 하고 앵커고정부재(415)의 고정홀(4152)에 쐐기(미도시)를 압입하는 방식으로 결속, 고정한다.
굴착단계는 도9c에 도시된 바와 같이 메인직립파일(1)의 전방을 굴착하는 굴착단계로서, 굴삭기 등을 이용하여 설계된 옹벽 높이에 맞게 토사 등을 굴삭한다. 이때, 토사의 유출을 방지하기 위해 메인직립파일(1)에 토류판(7)을 설치하는 과정을 시행한다.
블록설치단계는 도9e에 도시된 바와 같이 굴착단계를 수행한 메인직립파일(1)의 전방에 블록(2)을 설치하는 단계로서 블록연결수단(3)을 이용하여 메인직립파일에 블록을 서로 연결하는 고정한다. 이 블록설치단계는 상기한 굴착단계의 시행 후에 실시하거나, 후술되는 하부단직립파일설치단계의 시행 후에 실시할 수도 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 블록설치단계는 블록(2)을 설치하는 기초부(8)를 형성하는 기초부 형성과정과, 기초부(8)에 블록(2)을 적층, 조립하는 적층과정으로 구성되어 있다.
기초부 형성과정은 블록(2)이 설치되는 지반을 굴삭기 등의 건설기계를 이용하여 현장여건, 시공도면, 및 시방서에 따라 절취하여 기초면(82)을 형성하고, 블럭(2)을 지지하기 위해 기초블록(81)을 기초면(82)에 설치하여 기초부(8)를 형성한다.
적층과정은 기초부(8)가 마련된 지반에 블록(2)을 적층하는 과정으로 다수의 블록(2)을 열을 이루도록 배열하면서 적층한다.
적층과정을 보다 구체적으로 설명하면, 블록으로 적용되는 PC 패널(2a)을 기초블록(81)에 끼워 넣어 직립시키고, PC 패널의 블록관통공(21)으로 연결볼트(34)의 일단을 삽입하는 한편 고정너트(36)에 의해 블록지압너트(24)에 고정되도록 하고 타단이 고정너트(36)에 의해 블록고정부재(32)에 고정시키는 방식으로 시행한다. 이때, 블록고정부재(32)는 엇갈리게 설치되는 PC 패널의 정확한 위치 선정을 위해 ㄷ-형강(321)과, ㄱ-형강(322)을 적절하게 배치한 다음 볼트 체결에 의해 메인직립파일(1)에 결합한다.
뒤채움단계는 도9e에 도시된 바와 같이 메인직립파일(1)과 블록(2) 사이에 뒤채움 작업을 수행하는 단계로서 시방서나 현장 여건에 맞게 토사, 잡석 등을 메인직립파일(1)의 앞쪽과 블록(2)의 후면 사이에 투입하고 다지는 방식으로 수행한다. 이러한 뒤채움단계는 블록설치단계의 시행 후에 실시하거나 후술되는 하부단블록설치단계의 시행 후에 시행하는 것으로서 개별적으로 시행하거나 동시에 시행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물을 시공하는 과정에서 도1의 A부에 해당하는 기본 옹벽을 시공하고 그 하측으로 하부단 옹벽을 시공하고자 할 경우 하부단직립파일설치단계, 하부단굴착단계 및 하부단에 뒤채움 작업을 시행하는 뒤채움단계를 시행한다.
하부단직립파일설치단계는 도9d에 도시된 바와 같이 메인직립파일(1) 전방의 지반에 하부단직립파일(5)을 이격되게 삽입하는 하부단직립파일 삽입과정과, 파일연결수단(6)을 이용하여 메인직립파일(1)과 하부단직립파일(5)을 서로 결속하는 파일연결수단 설치과정을 구비한다.
하부단직립파일 삽입과정은 지반에 하부단직립파일(5)을 연직방향으로 삽입하는 과정으로 지반 상태를 고려하여 소정의 깊이로 지반 천공 작업을 수행하고, 하부단직립파일(5)을 삽입하거나 항타기 등의 건설장비를 이용하여 압입하는 방식으로 설치한다.
파일연결수단 설치과정은 메인직립파일(1)과 하부단직립파일(5)을 서로 결속 지지하는 파일연결수단(6)을 설치하는 과정으로서 메인직립파일(1)에 제1 띠장(61)을 설치하고, 하부단직립파일(5)에 제2 띠장(62)을 설치하는 한편, 제1 띠장(61) 및 제2 띠장(62) 사이에 스크류잭(63)을 설치하고 메인직립파일(1)과 하부단직립파일(5) 사이에 긴장 상태가 유지되도록 나사조절부(633)로 조작하는 방식으로 시행한다.
하부단굴착단계는 하부단직립파일(5)의 전방을 굴착하는 단계로서, 전술한 굴착단계와 마찬가지로 굴삭기 등을 이용하여 설계된 옹벽 높이에 맞게 토사 등을 굴삭하되, 토사의 유출을 방지하기 위해 하부단직립파일(5)에 토류판(7)을 설치하는 과정을 시행한다. 토류판(7)은 지반 굴착이 진행됨에 따라 토사의 변형, 붕괴를 방지하기 위해 설치되는 흙막이 구조물로 하부단직립파일 사이에 공지의 방식으로 설치한다.
하부단블록설치단계는 도9h 및 도9i에 도시된 바와 같이 하부단굴착단계를 수행한 하부단직립파일(5)의 전방에 블록(2)을 설치하고 블록연결수단(3)을 이용하여 하부단직립파일(5)에 블록(2)을 서로 연결하는 단계로서, 전술한 블록설치단계와 유사하게 블록(2)의 설치를 위한 기초부(8)를 형성하는 기초부 형성과정과, 기초부에 블록을 적층하는 적층과정을 유사하게 시행하는 것이므로 구체적인 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이 하부단블록설치단계를 통해 블록(2)의 설치가 완료되면 하부단직립파일(5)에 블록(2) 사이에 뒤채움 작업을 수행하는 뒤채움단계를 수행하고 마감작업을 수행하여 옹벽구조물의 시공을 완료한다.
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 및 그 시공방법의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:메인직립파일
2:블록
3:블록연결수단
4:다방향 앵커고정장치
41:앵커고정수단
411:고정하우징
412:앵커결속부재
413:앵커배치각도조절부재
414:보강 및 마운팅 브라켓
415:앵커고정부재
42:지중앵커부재
5:하부단직립파일
6:파일연결수단
61:제1 띠장
62:제2 띠장
63:스크류잭
7:토류판
8:기초부

Claims (11)

  1. 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물에 있어서,
    지반에 삽입되는 메인직립파일; 상기 메인직립파일의 전방에 적층되어 옹벽을 형성하는 블록; 상기 메인직립파일과 상기 블록을 서로 연결하는 블록연결수단; 및 상기 메인직립파일에 설치되어 밴딩을 저감하는 다방향 앵커고정장치를 포함하고, 상기 다방향 앵커고정장치는 상기 메인직립파일에 설치되는 앵커고정수단; 및
    상기 앵커고정수단에 일단이 접속되고 타단이 지중에 설치되는 지중앵커부재;를 포함하고,
    상기 앵커고정수단은, 상기 메인직립파일의 상단에 설치되는 고정하우징; 상기 고정하우징에 설치되고 상기 지중앵커부재의 일단이 결속되는 앵커결속부재; 상기 앵커결속부재에 연결되고 상기 지중앵커부재가 배치각도를 조절하는 앵커배치각도조절부재; 및 상기 고정하우징과 상기 앵커결속부재 및 상기 앵커배치각도조절부재 사이에 설치되는 보강 및 마운팅 브라켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인직립파일은 H-형강으로 구성되고,
    상기 고정하우징은 상기 메인직립파일의 상단에 삽입, 접속되도록 체결공을 갖는 사각통체로 형성되고,
    상기 지중앵커부재는 상기 메인직립파일과 평행하게 설치되거나, 상기 메인직립파일에 대해 경사지게 설치되며,
    상기 앵커결속부재는 상기 지중앵커부재의 상단부가 삽입되는 앵커결속홀이 형성된 앵커결속판, 상기 앵커결속판에 이격, 배치되고 앵커인입홀이 형성된 앵커인입판, 상기 앵커결속판과 상기 앵커인입판 사이에 연결되는 앵커지지부를 포함하고,
    상기 앵커배치각도조절부재는 앵커인입판에 연결되고 상기 앵커인입홀과 이어지도록 앵커안내굴곡홈이 형성된 굴곡부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보강 및 마운팅 브라켓은,
    상기 굴곡부재에 결합되는 굴곡부와 상기 고정하우징에 결합되는 수직부 및 상기 앵커결속부재에 결합되는 경사부가 마련된 제1 보강판;
    상기 앵커결속판과 상기 앵커인입판 사이에 설치되는 제2 보강판;
    상기 앵커결속판의 내면에 결합되는 제1 상결합부, 상기 앵커지지부의 내면에 결합되는 제2 상결합부, 상기 고정하우징의 상부에 결합되는 제3 상결합부를 갖는 제3 보강판;
    상기 앵커인입판의 내면에 결합되는 제1 하결합부, 상기 앵커지지부의 내면에 결합되는 제2 하결합부, 상기 고정하우징의 측면에 결합되는 제3 하결합부를 갖는 제4 보강판; 및
    상기 제1 보강판과 상기 고정하우징에 결합되어 보강작용을 수행하는 제5 보강판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블록은 블록관통공이 형성된 프리캐스트 패널로 구성되고,
    상기 블록연결수단은 상기 메인직립파일에 설치되는 블록고정부재, 및 상기 블록관통공에 일단이 결속되고 타단이 상기 블록고정부재에 결속되는 연결볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인직립파일 전방의 지반에 이격, 삽입되는 하부단직립파일; 및
    상기 메인직립파일과 상기 하부단직립파일을 서로 결속 지지하는 파일연결수단;을 포함하고,
    상기 메인직립파일 전방에 상기 블록연결수단에 의해 연결, 적층되는 상기 블록에 의해 하부단 옹벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메인직립파일 및 상기 하부단직립파일은 H-형강으로 구성되고,
    상기 파일연결수단은 상기 메인직립파일에 결합되는 제1 띠장, 상기 하부단직립파일에 결합되는 제2 띠장, 상기 제1 띠장 및 상기 제2 띠장 사이에 연결되는 스크류잭을 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메인직립파일 후방의 지반에 이격, 삽입되는 상부단직립파일; 및
    상기 메인직립파일과 상기 상부단직립파일을 서로 결속 지지하는 파일연결수단;을 포함하고,
    상기 메인직립파일 후방에 상기 블록연결수단에 의해 연결, 적층되는 상기 블록에 의해 상부단 옹벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물.
  9. 제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법에 있어서,
    지반에 상기 메인직립파일을 삽입하는 메인직립파일설치단계;
    상기 앵커고정수단을 상기 메인직립파일의 상부에 설치하고 상기 지중앵커부재를 지중에 설치하는 앵커설치단계;
    상기 메인직립파일의 전방을 굴착하는 굴착단계;
    상기 굴착단계를 수행한 상기 메인직립파일의 전방에 상기 블록을 설치하고 상기 블록연결수단을 이용하여 상기 메인직립파일에 상기 블록을 서로 연결하는 블록설치단계; 및
    상기 메인직립파일과 상기 블록 사이에 뒤채움 작업을 수행하는 뒤채움단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법.
  10. 제6항 또는 제7항의 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법에 있어서,
    지반에 상기 메인직립파일을 삽입하는 메인직립파일설치단계;
    상기 앵커고정수단을 상기 메인직립파일의 상부에 설치하고 상기 지중앵커부재를 지중에 설치하는 앵커설치단계;
    상기 메인직립파일의 전방을 굴착하는 굴착단계;
    상기 메인직립파일 전방의 지반에 상기 하부단직립파일을 이격되게 삽입하고, 상기 파일연결수단을 이용하여 상기 메인직립파일과 상기 하부단직립파일을 서로 결속하는 하부단직립파일설치단계;
    상기 굴착단계를 수행한 상기 메인직립파일의 전방에 상기 블록을 설치하고 상기 블록연결수단을 이용하여 상기 메인직립파일에 상기 블록을 서로 연결하는 블록설치단계;
    상기 하부단직립파일의 전방을 굴착하는 하부단굴착단계;
    상기 하부단굴착단계를 수행한 상기 하부단직립파일의 전방에 상기 블록을 설치하고 상기 블록연결수단을 이용하여 상기 하부단직립파일에 상기 블록을 서로 연결하는 하부단블록설치단계; 및
    상기 메인직립파일과 상기 블록 사이와 상기 하부단직립파일에 상기 블록 사이에 뒤채움 작업을 수행하는 뒤채움단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 굴착단계 및 상기 하부단굴착단계는 토사의 유출을 방지하기 위해 상기 메인직립파일 및 상기 하부단직립파일에 토류판을 설치하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다방향 앵커 고정장치를 이용한 옹벽구조물 시공방법.
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