KR20000075357A

KR20000075357A - 블록식 보강토 앵커공법

Info

Publication number: KR20000075357A
Application number: KR1019990020077A
Authority: KR
Inventors: 최호광; 이희정
Original assignee: 최호광; 이희정
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 1999-05-28
Publication date: 2000-12-15
Also published as: KR100383460B1

Abstract

본 발명은 블록식 보강토 Anchor공법에 관한 것이며, 상·하·좌·우가 고정 될 수 있도록 고안된 보강토 블록(1)의 쐐기형 막대(bar(8))에 폭이 좁은 보강섬유(또는 강선(9))를 연결하여 앵커(Anchor(18))에 정착(19)시켜주는 구조로 되어있다.

본 발명은 기존의 보강토옹벽 공사비의 대부분을 차지하는 보강섬유(9) 비용을 최소화 하고, 특히 콘크리트 옹벽과 비교할 경우 6m이하에서 공사비가 상대적으로 비싼 보강토옹벽의 단점을 보완하며, 기존의 보강토옹벽에서 보강섬유가 포설되지 않는 부위의 취약점과 블록의 취약점을 동시에 보완한 공법으로서, 블록(1) 상호간의 결합력을 증대시킨 쐐기형 막대(bar(8))가 삽입된 새로운 블록(기존 보강토 옹벽에 대체사용이 가능한 구조임(도1-제2도 참조)에 다수의 앵커(Anchor(18))를 연결하여 공사비 절감과 안전성을 확보하는데 목적을 두었다.

본 발명은 블록(1)과 블록(1) 사이에 쐐기형 막대(bar(8))를 삽입할 수 있는 구조의 보강토옹벽 축조용 블록(1)과 폭이 좁은 보강섬유(또는 강선(9)) 그리고 앵커(Anchor(18))로 구성되어 있다.

본 발명은 토체(12)내의 토압(13) 발생시 블록(1)을 고정하고 있는 폭이 좁은 보강섬유(또는 강선(9))를 통해 앵커(Anchor(18))로 토압을 분산하는 구조로 되어있으며, 폭이 좁은 보강섬유(또는 강선(9))를 사용할 경우 기존 보강토옹벽 기능과 그에 추가된 앵커(Anchor(18)) 기능을 동시에 수행할 수 있게 되어있다. 본 발명에서 고안된 블록(1)은 쐐기형 막대(bar(8))를 사용하여 블록(1)과 블록(1)의 고정은 물론 블록(1)과 보강섬유(9)의 확실한 고정이(9') 가능한 구조이다. 이러한 블록(1) 및 공법은 기존의 보강토옹벽과 호환성이 뛰어나 보강토옹벽과 병행시공 또는 대체시공이 가능한 공법이다.

본 발명은 저층 또는 토질이 양호한 지반에 성토사면을 축조하거나 보강토옹벽 상단부등 많은 토압이 작용하지 않는 부위의 성토사면 축조시 기존 보강토옹벽에 비하여 공사비를 줄일 수 있는 공법이다. 또한 새롭게 고안된 보강토 블록(1)을 기존의 보강토옹벽 축조시 사용할 경우(도1-제2도 참조) 블록(1)과 블록(1)의 결합력 증진은 물론, 블록(1)과 보강섬유(9)의 결합(9')을 극대화하여 블록(1)에 토압(13)이 작용시 응력의 전달이 확실하여 토압(13)의 분산에 효과가 큰 안전한 옹벽축조가 가능하게 되었다.

Description

블록식 보강토 앵커공법{Block &Anchor Sysetm}

본 발명은 블록식 보강토 앵커(Anchor)에 관한 것으로 상·하·좌·우가 고정될 수 있도록 고안된 쐐기형 막대(bar(8))에 폭이 좁은 보강섬유(또는 강선(9))를 고정하여 블록(1)과 블록(1)사이에 결합시킨 다음 앵커(Anchor(18))에 정착(19)시킨 후 토사를 박층다짐하여 완성하는 구조로 설계되었다. 본 발명에서 사용되는 쐐기형 막대(bar(8))를 가진 옹벽축조용 블록(1)은 일반 보강토옹벽(도1-제2도)에서도 사용하기에 편리한 구조로 되어있으며, 쐐기형 막대(bar(8))는 블록(1)의 좌·우를 막대의 힘으로 고정하고, 블록(1)의 위·아래홈(2,3)으로 쐐기형 막대(bar(8))를 물고 있어 상·하 결합이 용이하도록 되어있다. 새로 고안된 이 블록(1)을 기존 보강토옹벽 축조에 사용할 경우, 보강섬유(9)를 쐐기형 막대(bar(8))에 한 번 정도 감아서(9') 블록(1) 상하에 있는 윗홈(3)과 아래홈(2)에 끼워 넣으면 홈(2,3)과 쐐기형 막대(bar(8))의 마찰력으로 스스로 결합될 수 있다. 본 공법은 새로 고안된 블록(1)의 상·하·좌·우 결합력과 기존보강토옹벽 축조에 사용된 보강섬유(9)의 인장력을 최대한 활용한 것으로, 쐐기형 막대(bar(8))에 폭이 좁은 보강섬유(또는 강선(9))를 연결하고 토압(13)으로부터 안전한 곳에 앵커(Anchor(18))를 두어 정착(19)시킴으로써 보강토옹벽 공사비의 대부분을 차지하는 보강섬유(9)의 수량을 획기적으로 줄일 수 있어 공사비를 크게 절감할 수 있다.

본 발명과 유사한 기존의 공법으로는 보강토옹벽 공법이 있었으나, 보강토옹벽 공법은 보강섬유의 보강작용만으로 토체를 형성하였다. 이때 토체에서 발생되는 토압의 전부를 보강섬유가 받게 되고 보강토옹벽 공사비의 대부분을 보강섬유비가 차지하여 공사비 증가의 원인이 되었으며, 기존의 블록은 구조역학상의 기능이 거의 없는 단지 미관을 위한 구성품이었고, 구조계산시도 블록의 계산은 제외하고 계산하였다. 또 본 공법의 Anchor공법과 유사한 공법으로는 Earth Anchor공법, Soil Nailing, Rock Anchor공법 등이 있으나, 이들 공법은 성토지반이 아닌 원지반을 보링(Boring)하여 앵커(Anchor)로 구속하는 구조로 되어있다. 그러므로 현재까지 토사다짐을 실시하며 블록(1)을 앵커(Anchor(18))로 정착(19)한 예가 없었고, 그 이유는 블록자체의 상·하·좌·우를 확실하게 구속하여주는 블록(1)이 지금까지 개발되지 않았기 때문이라고 생각된다.

종래의 보강토옹벽 축조용 블록으로는 중력식 블록, 핀형 블록, 앵커(Anchor)형 블록 등이 있다.

첫째, 중력식의 경우는 블록의 크기를 크게 하여 자중에 의해 블록과 보강섬유를 구속하는 방법으로, 자중이 커서 작업이 불편할 뿐만아니라 블록과 블록의 상·하·좌·우를 구속하는 힘이 없어 결합력이 불충분하고, 블록과 보강섬유의 결합부족으로 보강섬유의 뽑힘현상이 일어날 수 있다.

둘째, 핀형 블록의 경우는 블록의 전면인접부에 있는 두 개의 구멍에 핀을 넣어 블록과 블록을 상·하 고정하고, 보강섬유의 위사(11)를 한 두개 고정할 수 있는 구조로 되어 있으나, 보강섬유의 주 인장 방향인 경사(10)를 고정하지 못하여 토압이 블록에 작용할 때 블록의 저항능력이 없어 보강섬유의 주 인장 방향인 경사(10)보다 상대적으로 약한 위사(11)가 핀에 의해 절단될 수 있고, 보강섬유의 뽑힘이 일어날 수도 있으며, 블록이 상·하는 구속되었으나 좌·우는 구속되지 않아 토압이 고르게 분배되지 않는 문제점이 있다.

끝으로 앵커(Anchor)형 역시 블록의 하단부에 앵커(Anchor)형 돌기를 형성하는 블록으로, 앵커(Anchor) 자체가 작은 돌기로 되어있으며, 보강섬유를 구속하지 않고 물려있는 마찰력만을 사용하기 때문에 뽑힐 가능성이 높고, 블록사이의 상·하·좌·우를 구속하는 구조가 없어 토압에도 적절히 대응하지 못하고, 블록의 돌기로 인하여 운반시 돌기의 파손 및 운반이 용이하지 못한 단점이 있다.

본 발명은 블록면을 하나의 구조체로 활용할 수 있고, 새로 개발된 블록(1)에 폭이 좁은 보강섬유(또는 강선(9))를 연결하여 토압(13)이 작용하지 않는 안전한 지대에 앵커(Anchor(18))를 두어 토압(13)을 지지하는 공법이다.

기존의 보강토옹벽의 문제점으로는 보강섬유 포설시 한층 전체에 대하여 일률적으로 포설하고 3∼6블록(약60cm∼120cm)을 아무런 보강없이 블록만 조적함으로써 보강되지 않은 부분이 상대적으로 취약한 부분으로 작용했다. 또한 기존의 보강토 블록의 문제점으로는 블록의 상단과 하단에 대하여만 구속하고 좌·우에 대하여는 구속하지 않아 블록과 블록의 결합력이 부족하였으며, 블록과 보강섬유의 결합력이 부족하였다. 즉 보강섬유가 전체 토압에 대하여 저항하게되고, 블록에는 토압이 작용하지 않는 것으로 설계되었으며 블록은 단지 미관상의 전면판 역할만 수행하고 토압에 저항하는 힘은 거의 없었다. 또한 토압에 비해 보강섬유의 인장력이 상대적으로 크지만 토체에서 정착시켜줄 방법이 없기 때문에 뽑힘현상이 발생하거나 필요이상의 토목섬유가 투입되어 공사비증가의 원인이 되었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 새로운 블록(1)을 개발하여 블록 상호간의 결합력을 증진시켰고, 새로운 공법으로 기존 보강토옹벽의 취약점인 토압의 집중을 분산시켰다.

첫째, 쐐기형 막대(bar(8))를 블록(1)내에 삽입하여 블록(1)과 블록(1), 블록(1)과 보강섬유(또는 강선(9))의 결합력을 증진시켰다.

둘째, 기존의 보강토옹벽에서 한 층에 전부 포설하던 보강섬유를 폭을 좁혀 여러 층에 나누어 교차되게 포설하므로 토압(13)의 집중을 분산시키고 보강섬유가 포설되지 않은 부분의 취약점을 보완할 수 있게 되었으며, 폭을 줄인 보강섬유(9)로 인해 특히 저층 시공시 그 비용이 절감될 수 있게 되었다.

셋째, 쐐기형 막대(bar(8))에 고정시킨 보강섬유(또는 강선(9))를 토사로부터 안전한 지대에 있는 앵커(Anchor(18))에 연결(19)하므로서 토압(13)의 작용시 블록(1), 보강섬유(또는 강선(9)), 앵커(Anchor(18))가 토압(13)을 분산하여 받기 때문에 기존의 보강토옹벽에 비해 보다 안전하게 시공할 수 있다.

그러나 본 공법의 기술적 과제는 블록(1)이 앵커(Anchor(18))에 결합된 보강섬유(또는 강선(9))의 인장력에 저항할 수 있어야 한다는 것이다.

이러한 기술적 과제는 쐐기형 막대(bar(8))의 형태로 해결이 가능하다.

앵커(Anchor(18))에 결합된 보강섬유(또는 강선(9))는 토압(13) 작용시 인장력으로 작용하나 쐐기형 막대(bar(8))를 보강섬유(또는 강선(9))가 감싸고 있기 때문에 쐐기형 막대(bar(8))에는 압축력이 작용한다. 그러므로 쐐기형 막대(bar(8))를 압축력에 저항할 수 있도록 블록의 수평방향으로 폭을 길게(즉 도1에서 쐐기의 폭 B가 쐐기의 높이 H보다·상대적으로 크게)하면 큰 압축력에도 견딜 수 있게 된다. 또한 쐐기형 막대(bar(8))와 결합된 블록의 뒷면(6)에도 압축력이 작용하나 이러한 압축력은 콘크리트 구조물에서는 문제되지 않는다. 압축력 이외에도 쐐기형 막대(bar(8))에 일부 작용하는 전단응력 및 휨 모멘트(Moment)는 쐐기형 막대(bar(8)) 내부를 철근등으로 보강하면 충분히 극복할 수 있어 문제되지 않는다.

도1은 블록 조적 사시도.

<제 1도>는 블록식 보강토 앵커(Anchor)공법 적용시

<제 2도>는 기존 보강토옹벽에 새로 고안된 블록만 적용시.

도2는 블록도면.

<제 1도>는 블록을 위에서 본 평면도.

<제 2도>는 블록의 측면도.

<제 3도>는 블록을 뒤에서 본 측면도.

도3은 블록의 조립 전·후 단면도.

도4는 조립된 블록의 정면도.

도5는 도4의 A-A단면도(조립된 블록의 단면도)

각부 명칭

1. 블록, 2. 블록의 아래홈, 3. 블록의 윗홈, 4. 블록의 뒷홈

5. 블록의 전면, 6. 블록의 뒷면, 7. 블록 내부의 속이 빈공간(쇄석채움)

8. 쐐기형 막대(bar), 9. 보강섬유(또는 강선)

9' . 보강섬유(또는 강선(9))를 쐐기형 막대(bar(8))에 결속시킨 형태

10. 보강섬유의 주 인장 방향(경사) 11. 보강섬유의 수평 인장 방향(위사)

12. 보강토 옹벽이 형성된 토체 13. 토압의 작용방향

14. 보강섬유(또는 강선(9))의 저항방향

15. 블록뒷면(6)의 토압에 대한 저항방향

16. 보강섬유(또는 강선(9))의 인장방향

17. 앵커(Anchor(18))의 저항방향 18.앵커(Anchor)

19. 보강섬유(또는 강선(9))를 앵커(Anchor(18))에 정착시킨 형태

B. 쐐기형 막대(bar(8))의 폭(b)

H. 쐐기형 막대(bar(8))의 높이(h)

본 발명은 도1에서와 같이 블록(1), 쐐기형 막대(bar)(8), 폭이 좁은 보강섬유(또는 강선(9)), 그리고 토압(13)으로부터 안전한 지대에 위치한 앵커(Anchor(18))로 구성되어 있다. 본 발명의 사용방법은 블록(1)을 조적한 후 쐐기형 막대(bar(8))에 보강섬유(또는 강선(9))를 감거나 묶어서(9') 먼저 조적된 블록(1) 상부에 위치한 윗홈(2)에 끼워넣고, 그 위에 또하나의 블록(1)을 아래홈(3)이 쐐기형 막대(bar(8))에 맞도록 조적하고, 블록내부(7)는 쇄석채움을 한 후 토압(13)으로부터 안전한 지대에 앵커(Anchor(18))를 두어 정착(19)하고 상부에 토사를 박층다짐하면 된다. 이때 쐐기형 막대(bar(8))가 수평으로 연결되어 블록(1)의 좌·우를 구속하고 블록(1) 위·아래홈(2,3)이 블록(1) 상·하를 구속하여 조적되므로 블록(1) 전체는 일체의 구조물이 되며, 보강섬유(또는 강선(9))에 전달되는 토압(13)은 블록(1) 전체에 분산되어 응력이 작용해 보다 견고한 보강토옹벽을 축조할 수 있다.

쐐기형 막대(bar(8))에 감아서(9') 조적된 보강섬유(9)는 특별히 묶지 않고 사용하여도 토압(13) 작용시 인장력을 받으면서 블록사이의 위·아래 홈(2,3)의 마찰력과 블록내부(7)에 채워진 쇄석의 마찰력으로 결속되어 보강섬유(9)를 물고 있으며, 고안된 쐐기형 막대(bar(8))와 블록(1)은 기존의 보강토옹벽에서 사용할 경우에도 블록간 결합 및 보강섬유의 결속력을 높여주게 된다. 또한 블록(1)에 강선을 사용할 때는 쐐기형 막대(bar(8))에 묶은 강선을 블록(1) 뒤쪽으로 빼기에 용이하도록 뒷홈(4)을 두었다. 블록(1) 내부의 빈 공간(7)은 각 층의 조적이 끝난 후 배수 및 마찰력 증대를 위하여 쇄석채움을 실시하고, 보강섬유(9) 윗쪽은 토사를 20∼30cm로 박층다짐하여 토사의 점착력 및 토사와 보강섬유(9)의 마찰력을 증가시킨다.

본 발명은 블록식 보강토 앵커(Anchor) 공법으로 기존의 보강토옹벽의 단점을 보완하여 토압의 집중을 분산시키고, 블록사이의 부족했던 결합력을 증대시키며, 특히 6m이하에서 기존 보강토옹벽 적용시 과다한 보강섬유비로 인한 비경제적인 공사비를 폭이 좁은 보강섬유를 사용해 절감할 수 있고, 앵커(Anchor(18))를 사용하여 보다 안정적이며 경제적인 효과를 얻을 수 있다.

또한 새로 고안된 블록(1)은 쐐기형 막대(bar(8))에 의해 좌·우가 고정되고, 블록의 홈에 의해 상·하 구속이 확실하게 되며, 블록(1)과 보강섬유(9)의 구속력은 한 단계 높여서 보강토옹벽 축조시 기존 블록보다 결합력이 뛰어나 일체형 구조의 옹벽축조에 매우 효과적이다.

Claims

블록식 보강토 앵커(Anchor)공법으로 성토사면 축조에 사용되는 공법이며, 블록(1)을 조적하고 블록(1)과 연결된 인장재(폭이 좁은 보강섬유 또는 강선등(9))를 재질 및 형상에 구애받지 아니하고 토압으로부터 안전한 지대에 있는 앵커(Anchor(18))에 정착(19)한 후 성토재를 박층다짐하여 앵커(Anchor(18))와 블록(1), 인장재(9)가 일체 구조물로 되어 안전한 성토사면을 축조할 수 있는 공법.
제 1항에 있어서 블록식 옹벽 축조시 보강섬유(또는 강선(9)) 등의 인장재와 모양과 형태 그리고 재질에 구애받지 아니하고 결합성이 뛰어난 구조로 되어 있는 쐐기형 막대(bar(8)), 그리고 쐐기형 막대(bar(8))를 블록(1)의 위, 아래홈(2,3)에 삽입하여 결합하므로써 블록(1)과 블록(1)사이의 상.하.좌.우를 구속할 수 있으며, 쐐기형 막대(bar(8))에 인장재를 감거나 묶어서(9') 블록에 삽입하므로써 블록의 상·하면에 위치한 홈(2,3)과 쐐기형 막대(bar(8))의 마찰력에 의해 인장재를 완벽히 구속(9')하도록 고안된 구조로 된 옹벽 축조용 블록.