KR20010016465A - 보강토 옹벽 및 사면 보강용 판상형 토사 보강재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사면 또는 옹벽의 보강토에 매설되어 토압을 줄여 토사의 흘러내림을 방지하고 옹벽의 붕괴를 방지하기 위한 결속력 및 지지력을 제공하는 보강용 판상형 토사 보강재에 관한 것으로, 소정의 두께와 소정의 넓이를 갖는 정사각 또는 직사각을 이루는 판상형의 판재와, 상기 판재에는 다수의 구멍이 종횡으로 등간격을 이루면서 배열되도록 천공되어 형성되고, 상기 판재의 일측 모서리면의 내측에는 상기 판재의 두께보다 높고 소정 굵기를 갖는 기둥과, 상기 기둥의 상부에 일체로 형성되고 상기 기둥의 굵기보다 크며 상기 구멍보다 작은 머리부로 이루어지는 연결부가 복수개 돌출 형성되며, 상기 판재의 타측 모서면에 근접하여 천공되어 있는 구멍들에는 상기 연결부의 기둥의 굵기보다 크고 머리부보다 작도록 병목형상을 이루면서 연장 형성되는 결합공을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 보강재는 상호 연결되는 간단한 구조로서 규격을 생산, 관리 및 시공의 편리성을 제공하여 생산장비의 소규모화와 물류비용의 절감 극대화를 이룰 수 있으며, 보강재의 물리적 특성인 낮은 신장률, 강도 및 생화학적 내구성의 향상으로 토목공사의 주요 구조물공사에 대한 안전도를 높일 수 있는 토목공사의 용이성과 경제성을 이루는 매우 유용한 것이다.

Description

보강토 옹벽 및 사면 보강용 판상형 토사 보강재{PLATE GEOGRID FOR SEGMENTAL RETAINING WALL AND SLOPE REINFORCEMENT}

본 발명은 블록식, 판넬식 등의 보강토 옹벽 또는 사면(斜面)의 붕괴를 방지하기 위한 토사 보강재에 관한 것으로서, 특히 토압을 방지하고 옹벽 후면의 뒷채움을 보강하는 판상형 토사 보강재에 관한 것이다.

일반적으로 토사가 적층 또는 채움되는 사면 또는 옹벽에서 발생되는 토압을 줄여 토사의 흘러내림과 붕괴를 막기 위하여 토사 내부에 보강재를 매설하게 되고, 블록식 및 판넬식과 같이 복수개의 구조물을 적층하여 시공하는 옹벽의 경우에는 매설된 보강재의 일단이 옹벽을 구축하는 구조물과 상호간 결합되어 결속력과 지지력을 향상시키도록 이루어진다.

상기 종래의 보강재로서는, 그물조직으로 형성된 보강용 제품인 지오그리드(GEOGRID)를 사용하여 왔다. 상기 지오그리드는, 고분자인 폴리에틸렌과 폴리프로필렌을 시트상으로 압출한 후, 시트를 종,횡방향으로 천공하고 기계적인 방법으로 시트를 적정비율로 천공된 구멍 사이를 신장시킨 시트형 지오그리드와, 기존의 섬유제직 방법을 이용하여 폴리에스터 섬유로 위사와 경사 형태로 직조하여 격자형태로 만든 후, PVC 등으로 코팅한 직포형 지오그리드로 분리할 수 있다.

상기 종래의 시트형 또는 직포형 지오그리드는 공통적으로 롤 형태로 생산되어 일반적으로 폭이 수 미터이며, 길이 또한 수십 미터로 생산된다. 따라서 생산설비의 대형화로 장비가 고가일 수 밖에 없으며 최종 제품의 부피가 커 과도한 운반비 부담, 공장 및 현장보관의 불편으로 물류비용이 증대되는 문제점이 있다. 또한, 사면이나 옹벽의 규모에 따라 시트형 또는 직포형 지오그리드 보강재의 길이가 결정되므로 시공시 절단하여 사용할 경우 코팅부위가 손상되며, 가수분해 현상이 발생하여 지오그리드의 강토 및 내구성이 급격히 감소되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 생산의 편리성, 물류관리의 효율성 및 시공의 편리성을 갖도록 판상형의 토사 보강재를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 목적은 종래의 시트형 또는 직포형 지오그리드 보강재에 비하여 인장강도, 신장률, 생화학적내구성 그리고 연결부에서의 결합강도 및 매설시 지지저항력 등이 한층 향상된 판상형의 토사 보강재를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 토사 보강재의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 토사 보강재의 요부 확대 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 토사 보강재가 상호 연결된 상태를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 토사 보강재가 옹벽의 블록에 결합된 상태를 일부 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 토사 보강재가 옹벽의 블록에 앵글핀에 의하여 고정되는 상태를 일부 도시한 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 토사 보강재가 옹벽의 블록에 다층으로 결합된 상태를 도시한 단면도,

도 7(a),(b),(c)는 본 발명에 따른 토사 보강재의 판재에 천공되는 구멍의 다른 실시예를 일부 도시한 평면도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보강재는, 소정의 두께와 소정의 넓이를 갖는 판상형의 판재와, 상기 판재에는 다수의 구멍이 종횡으로 등간격을 이루면서 배열되도록 천공되어 형성되고, 상기 판재의 일측 모서리면의 내측에는 상기 판재의 두께보다 높고 소정 굵기를 갖는 기둥과, 상기 기둥의 상부에 일체로 형성되고 상기 기둥의 굵기보다 크며 상기 구멍보다 작은 머리부로 이루어지는 연결부가 복수개 돌출 형성되며, 상기 판재의 타측 모서면에 근접하여 천공되어 있는 구멍들에는 상기 연결부의 기둥의 굵기보다 크고 머리부보다 작도록 병목형상을 이루면서 연장 형성되는 결합공을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 일실시예의 판상형 토사 보강재를 도시한 일부 또는 전체 사시도로를 나타내고 있다.

본 발명의 보강재(1)는 평평한 판재(2)와, 상기 판재(2)에 천공되는 구멍(3)과, 상기 판재(2)의 일측에 형성되는 연결부(4) 및 상기 판재(2) 타측에 천공된 구멍(3)으로부터 연장되어 형성되는 결합공(5)으로 이루어져 형성되며, 상기와 같이 형성된 보강재(1)의 연결부(4)와 차선으로 연이어지는 보강재(1)의 결합공(5)이 상호 끼워져 결합되어 연결되도록 이루어진다.

판재(2)는, 대략 2~6㎜의 범위 내의 소정 두께와, 정사각 또는 직사각을 이루면서 생산, 운반, 보관 및 설치가 용이하도록 대략 1~1.5㎡ 범위 내의 소정 넓이를 갖는 평평한 것이며, 상기 판재(2)의 두께 및 넓이는 소재에 따라 변화될 수 있다. 또한, 상기 판재(2)의 소재는 토압을 분산시키면서 후술되는 옹벽의 결속력 및 지지력을 증대시키기 위한 낮은 신장률 및 향상된 강도와 생화학적 내구성을 가질 수 있도록 유리섬유가 함유된 합성수지의 고분자화합물로 형성하게 되며, 이에 한정하지 않고 알루미늄, 주철 또는 스테인레스 중 어느 하나의 금속으로 만들되 표면에는 부식을 방지하기 위한 도금 또는 피막처리를 하여 안전성을 높일 수 있도록 형성하게 된다.

상기 판재(2)에는 토사에 매립된 후 토압을 분산시키면서 마찰력을 증대시키기 위하여 다수의 구멍(3)이 종횡으로 등간격을 이루면서 배열되도록 천공하게 되며, 상기 구멍(3)으로는 판재(2) 상하측의 토사와 맞닿으면서 채워지는 토사에 의하여 마찰력이 발생된다. 상기 마찰력의 증감은 구멍(3)의 크기 및 수량에 따라 변화되므로 판재(3)에 요구되는 인장강도를 유지할 수 있도록 그 구멍(3)의 크기 및 수량을 조절하게 되고, 통상 구멍(3)의 총 면적은 60~80%를 차지하도록 형성하게 된다. 또한, 상기 구멍(3)의 형상은 도 1 및 도 7에서와 같이 장공, 원형, 타원형 또는 다각형(육각형) 중 어느 하나로 선택하여 형성하게 된다.

한편, 상기 판재(2)의 일측 모서리면의 내측에는 상기 판재(2)의 두께보다 높고 소정 굵기를 갖는 기둥(41)과, 상기 기둥(41)의 상단에 머리부(42)가 일체로 형성되는 연결부(4)가 돌출 형성된다. 상기 머리부(42)는 상기 기둥(41)의 굵기보다 크며 상기 판재(2)에 천공된 구멍(3)보다 작도록 형성시키게 된다. 또한, 상기 연결부(4)는 판재(2)의 일측에 4개소 돌출 형성된 것으로 도면에 표현되어 있으나, 이에 한정되지 않고 토압 및 인장력에 따라 증감할 수 있으며, 상기 판재(2)의 소재가 유리섬유가 함유된 합성수지의 고분자화합물로 형성되는 경우에는 상기 연결부(4)를 판재(2)와 일체로 사출 등의 장치를 통해 성형시키게 되고, 상기 판재(2)의 소재를 금속으로 형성할 경우에는 일체식 주물 또는 용접을 통하여 연결부(4)를 판재(2)에 부착 형성하게 된다.

결합공(5)은 상기 판재(2)의 타측 모서면에 근접하여 천공되어 있는 즉, 상기 연결부(4)와 대응하는 반대편에 천공되어 있는 구멍(3)들로부터 연장되도록 형성하되 상기 연결부(4)의 기둥(41)의 굵기보다 조금 크고 머리부(42)보다 작도록 병목형상으로 형성하게 되며, 상기 결합공(5)은 선두의 연결부(4)에 끼워져 보강재(1)가 연이어지도록 이루어진다. 또한, 결합공(5)은 첨부된 도 4 및 도 5에서와 같이 적층되는 블록(6)과 블록(6) 사이에 선두의 보강재(1)인 판재(2)가 개재되면서 상기 블록(6)의 경사각을 조정하는 앵글핀(7)에 의하여 고정되어 옹벽(8)의 붕괴를 방지하도록 지지하게 된다.

다음은 상기 본 발명의 실시예 중 보강재(1)의 사용방법의 일 실시예를 도 3 내지 도 6을 통하여 블록을 적층하여 옹벽을 축조하는 구성을 통하여 설명한다.

먼저 도 4 및 도 6에서와 블록(6)과 앵글핀(7)을 사용하여 적층시키면서 옹벽(8)을 축조하는 과정 중에 소정의 높이의 블록(6)의 적층 및 토사의 뒤채움이 이루어진 상태에서 보강재(1)인 판재(2)의 결합공(5)이 천공된 부분을 도 5에서와 같이 블록(6)의 상부에 위치시킨 후 앵글핀(7)의 하부를 상기 결합공(5)으로 통과시켜 블록(6)의 고정구멍(61)으로 끼워 고정시켜 선두의 보강재(1)를 설치하게 되고, 상기 앵글핀(7)에 의해 선두의 보강재(1)가 고정된 상태에서 상부에 차기 블록(6)의 삽입홈(62)으로 상기 앵글핀(7)의 머리부가 끼워지도록 차기 블록(6)을 적층한 다음 상기 선두의 보강재(1)의 판재(2) 연결부(4)에 수평을 유지시키면서 연이어지도록 차기의 보강재(1)인 판재(2)의 결합공(5)을 끼워서 고정시키게 된다. 또한, 상기 보강재(1)는 연이서 결합되어 소정의 길이만큼 복수개 연장시키게 되고, 이어서 소정의 높이로 블록(6)을 적층하면서 토사의 뒤채움을 하여 토사가 결합공(5)으로 채워지면서 보강재(1)의 판재(2) 상측에 토사가 접하고 결합공(5)에 채워진 토사를 통해 연결된 상태를 유지시키게 된다.

상기와 같이 복수개의 보강재(1)가 상호 연결되고 선두에 있는 보강재(1)가 앵글핀(7)에 의하여 블록(6) 사이에 개재되어 고정되는 과정은 도 6에서와 같이 지반 침하 또는 뒤채움되는 토사의 면적 및 토압의 정도 그리고 옹벽(8)의 높이에 따라 소정의 간격을 이루면서 복수 배열로 설치될 수 있으며, 상기 보강재(1)는 판재(2)에 천공된 다수의 구멍(3)에 채워진 토사에 의하여 마찰 저항력이 작용되고, 상기 저항력은 보강재(1)를 통해 상기 옹벽(8) 블록(6)의 유동을 방지할 수 있도록 지지하게 되고, 뒤채움된 토사로부터 발생되는 토압은 보강재(1)의 인장력 및구멍(3)에 채워진 토사를 통한 마찰력의 작용 및 압력의 분산을 통해 안정성의 향상과 보강효과를 증대시키게 된다.

또한, 보강재(1)는 그 구성이 간편하고 차기의 보강재(1)와 상호 결합이 용이함으로써 상기에서와 같이 반드시 후방으로 일렬로 연이어지는 상태로만 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 미도시하였지만 차기 두 개의 보강재(1)가 선두의 보강재(1)의 판재(2) 후방에 1/2씩 결합되도록 후방으로 연결할 수 있고, 또한, 차기의 보강재(1)가 선두 두 개의 보강재(1)를 1/2씩 나누어 결합되도록 형성하여 옹벽(8)을 축조하고 있는 블록(6)의 결속력 및 지지력을 향상시켜 붕괴를 방지할 수 있게 된다.

한편, 상기 실시예에서는 본 발명의 보강재(1)가 옹벽(8)의 붕괴를 방지하기 위하여 시공되는 과정을 설명하였으나 본 발명의 보강재(1)를 상호 전후 및/또는 좌우로 연결하여 사면에 매립시켜 토압을 줄여 토사의 흘러내림과 붕괴를 방지할 수도 있음을 밝혀둔다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

본 발명에 따른 보강재는 상호 연결되는 간단한 구조로서 규격을 생산, 관리 및 시공의 편리성을 제공하여 생산장비의 소규모화와 불류비용의 절감 극대화를 이룰 수 있으며, 보강재의 물리적 특성인 낮은 신장률, 강도 및 생화학적 내구성의 향상으로 토목공사의 주요 구조물공사에 대한 안전도를 높일 수 있는 토목공사의 용이성과 경제성을 이루는 매우 유용한 것이다.

Claims (4)

1. 사면 또는 옹벽의 보강토에 매설되는 보강재(1)에 있어서,

   상기 보강재(1)는 소정의 두께와 넓이를 갖는 사각 판형상의 판재(2)로 이루어지며,

   상기 판재(2)에는 다수의 구멍(3)이 종횡으로 등간격을 이루면서 배열되도록 천공되고,

   상기 판재(2)의 일측 모서리면의 내측에는 상기 판재(2)의 두께보다 높은 높이를 가지는 소정 굵기의 기둥(41)과, 상기 기둥(41)의 상부에 일체로 형성되고 상기 기둥(41)의 굵기보다는 크고 상기 구멍(3)의 최소 직경부보다는 작은 굵기를 갖는 머리부(42)로 이루어지는 연결부(4)가 복수개 돌출 형성되며,

   상기 판재(2)의 타측 모서면에 근접하여 천공되어 있는 구멍(3)들에는 상기 연결부(4)의 기둥(41)의 굵기보다는 크고 머리부(42)의 굵기보다는 작은 병목형상의 결합공(5)가 일체로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 보강토 옹벽 및 사면 보강용 판상형 토사 보강재.
2. 제1항에 있어서,

   상기 판재(2)는 알루미늄, 주철 또는 스테인레스 중 어느 하나의 금속으로 이루어지고, 상기 연결부(4)는 상기 판재(2)에 용접에 의하여 접합형성되는 것을 특징으로 하는 보강토 옹벽 및 사면 보강용 판상형 토사 보강재.
3. 제1항에 있어서,

   상기 판재(2)는 유리섬유가 함침된 고분자화합물의 합성수지로 형성되며, 상기 판재(2)와 상기 연결부(4)는 일체로 성형되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 보강토 옹벽 및 사면 보강용 판상형 토사 보강재.
4. 제1항에 있어서,

   상기 구멍(3)은 원형, 타원형, 장공 또는 다각형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 보강토 옹벽 및 사면 보강용 판상형 토사 보강재.