KR200232630Y1 - 보강토 옹벽의 강재격자 전면틀 침강 유도구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 강재격자 전면틀과 식생매트를 이용하여 옹벽전면을 마감처리하고 전면틀 배면의 성토부에 아연도금 체인보강재를 설치하여 구조적인 안정성을 확보하는 동시에 식물의 생육환경을 조성하는 보강토 옹벽에 관한 것으로,

전면틀(10)을 이루기 위해 상하로 연결되는 수직평강재(11)들의 상하부분을 일정부분 겹쳐놓고 볼트체결시키되, 상,하 수직평강재(11)중 어느 하나 이상을 선택하여서 볼트(51)가 관통하는 자리에 상하로 길쭉한 슬리트홀(11a)을 형성하고, 상하 수직평강재(11)들을 볼트체결하여 연결한 구성을 통해, 성토재의 침하에 따라 하향이동하는 체인보강재(30)가 그와 연결된 수직평강재(11)를 하방으로 잡아당길 때, 상기 슬리트홀(11a)의 여유공간에서 상,하부 수직평강재(11)를 결착하고 있는 볼트(51)가 하향이동하면서 상부 수직평강재(11)도 함께 침강하도록 유도하여서 강재격자 전면틀(10)이 변위되거나 파손되지 않게 하여 줌으로써,

옹벽 전면의 평활도를 고르게 유지시켜 미관이 수려하고, 구조물의 안정성을 보장하여 수명을 오랫동안 유지하여 주는 효과가 있다.

Description

보강토 옹벽의 강재격자 전면틀 침강 유도구조{Structure for Sinking Frame in Reinforced Earth Retaining-Wall}

본 고안은 자연적으로 형성되거나 도로·철도·하천제방 등의 조성에 따른 사면을 보호하여 토사의 붕괴나 유출을 방지하기 위한 옹벽구조에 관한 것으로, 특히 강재 전면틀과 식생매트를 이용하여 옹벽전면을 마감처리하고 전면틀 배면의 성토부에 아연도금 체인보강재를 설치하여 구조적인 안정성을 확보하는 동시에 식물의 생육환경을 조성하는 보강토 옹벽에 있어서, 배면 성토부의 침하에 따라 전면틀도 함께 침강할 있도록 함으로써, 전면틀의 변위 및 파손을 방지할 수 있도록 한 보강토 옹벽의 전면틀 침강 유도구조에 관한 것이다.

우리나라의 경우 지금까지 도로·철도의 사면, 공원지역의 비탈면이나 하천제방, 해안도로 등의 옹벽을 공사함에 있어서, 토양안정과 경사면보호라는 측면을 최우선으로 중요시하여 전면을 철근콘크리트 구조물이나 콘크리트제 블록 또는 콘크리트제 패널로 마감한 옹벽이 주류를 이루고 있다.

이러한 콘크리트류 옹벽들은 성토재의 배면 측방토압을 상쇄시켜 전도를 방지하기 위한 조치가 필수적으로 요구되므로 대개의 경우 배면 성토부의 내부에 보강부재를 매립한 보강토 공법을 사용하고 있다.

종래, 위와 같이 성토부의 내부에 보강부재를 매립한 보강토 옹벽 중 대표적인 예로서 도1의 도시와 같은 블록식 보강토 옹벽이 알려져 있다.

이 보강토 옹벽은 콘크리트제 블록재(1)들을 기초콘크리트 위에 단계별로 적층시킨 구성의 전면으로 축조된다.

그리고, 블록재(1)들의 배면측에는 띠형상의 강판보강재(2)들을 일정간격마다 고정하고, 이 강판보강재(2)들을 성토부(3)쪽으로 수평하게 연장시켜 매립하고 있다.

이와 같이 성토부(3) 속에 매립된 강판보강재(2)는 성토재의 토압에 의해 그 위치가 보전되므로 블록재(1)들로 축조된 옹벽을 성토측으로 인장하게 되어 측방 토압에 의한 옹벽의 전도를 방지하게 된다.

하지만, 상기와 같이 콘크리트제 블록을 이용하여 전면을 축조하고 있는 종래의 보강토 옹벽은 블록재들의 중량이 크기 때문에 운반이 어렵고 현장에서의 시공이 어려운 것은 물론, 자재 구입비용이 높아 전체적인 공사비가 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

그리고, 콘크리트 블록 자체에 배수기능이 없어 자갈 등으로 뒷채움공사를 실시하고는 있으나, 배수가 원활히 이루어지지 못하여서 수압에 의해 붕괴될 위험성이 상존하는 등 구조적인 안정성을 확보하는데 큰 어려움이 있었다.

더욱이, 콘크리트 블록에 의한 옹벽구조물은 현장주변의 주변의 자연환경과 전혀 조화되지 않는 회색의 외관을 제공하여 도회경관을 크게 해치고 있으며, 원래의 도로변이나 하천의 자연 생태계와는 이질적이어서 식물이나 미생물, 소동물 등의 자연 생태환경을 악화시키는 요인이 되고 있다.

또한, 상기와 같이 성토부 보강용으로 사용되는 강판보강재는 절첩할 수 없기 때문에 운반이 곤란하며, 필요한 마찰력을 얻기 위해서는 10m이상 길이의 보강재가 필요하게 되는 경우가 있는데, 이 경우 보강재들을 연결해야 하므로 시공이 까다로울 뿐만 아니라, 성토재와 강판보강재와의 사이에 충분한 마찰력을 얻는데 어려움이 있어 옹벽의 구조적 안정성을 확보하는데 실패하는 등 여러 문제점이 있었다.

이에 따라, 최근 상기한 바와 같은 콘크리트제 블록식 보강토 옹벽에서 나타나는 제반 문제점을 해결하기 위해, 일본국 공개특허공보 평9-328761호에서 강재격자 전면틀로 옹벽의 전면을 구축하고 성토부의 보강재로서 체인을 사용하고 있는 기술을 개시한 바 있다.

이 선행기술에 의한 옹벽구조는 도2a 및 도2b의 도시와 같이, 상하로 연결되는 복수의 수직평강재(4a)와 좌우로 연결되는 복수의 수평봉강재(4b)가 격자형상으로 조립 설치되는 전면틀(4)과, 상기 전면틀(4)의 배면측에 부착되는 식생매트(5)와, 상기 전면틀(4)에서 수직평강재(4a)들의 소정높이마다 연결되어 배면측 성토부 (6)내에 수평하게 뻗은 상태로 매설되는 사슬고리 형상의 체인보강재(7)로 구성된 것을 기술구성상의 특징으로 하고 있다.

이와 같이 구성되는 선행기술은 격자형의 강재격자 전면틀(4)과 식생매트(5)를 통해 옹벽전면의 식생을 유도하고, 성토재와 체인보강재(7)의 마찰저항으로 옹벽전면을 지지한다.

따라서 상기와 같이 구성된 선행기술에 의하면, 옹벽전면을 이루는 강재격자 전면틀과 식생매트의 구성자재가 콘크리트 블록에 비해 현저히 가볍기 때문에 운반이 용이하고 현장에서 효율적인 작업이 가능하다.

특히, 옹벽 전면에 식물의 정착 및 생육에 유리한 기반을 조성하여 줌으로써 녹화를 달성한 환경친화적인 토목구조물을 제공하는 장점이 있다.

또한, 굴곡이 심한 사슬고리 형상의 체인보강재로 마찰저항하면서 옹벽 전면을 성토부 측으로 인장하여 지지하므로 넓은 면적의 옹벽을 안정되게 구축할 수 있는 효과가 있다.

그러나, 본 출원인이 상기한 선행기술을 현장에 도입시킨 결과 몇가지 부분에서 미흡한 점이 나타났다.

그 미흡한 점들 중 하나는, 상기한 선행기술은 옹벽의 설계높이에 따라 여러단계로 나누어서, 하부 1개층의 전면틀을 설치하고, 그 전면틀의 수직평강재에 체인보강재를 연결하여 배면측으로 늘어뜨려 놓고, 전면틀 배면에 성토한 다음, 성토가 완료된 하부층 전면틀의 수직평강재 상단부에 상부층 전면틀의 수직평강재 하단부를 연결 조립하고 나서, 다시 그 배면에 성토를 하는 방식으로 반복시공하게 되는데, 수직평강재들의 상하 이음부분에서 변위가 발생되거나 파손되는 문제점이 있었다.

즉, 상기한 선행기술은 도2b의 도시와 같이, 수직평강재(4a)들의 상하 이음부분에 각기 동일한 간격을 갖는 원형구멍(4c)을 2개 형성하고, 상하 수직평강재(4a)들을 겹쳐 관통구멍(4c)들을 맞춘 후, 그 관통구멍(4c)들에 볼트(8)를 관통시켜 체결하고 있으며, 이때, 체인보강재(7)를 전면틀(4)에 연결하여 주는 결속부재 (9)를 상기 수직평강재(4a)의 볼트체결구조에서 하단에 체결되는 볼트(8)로 함께 결착시키고 결속부재(9)의 후방에 체인보강재(7)를 결속시키고 있다.

그런데, 도2c의 도시와 같이 성토재의 다짐 또는 자중에 의한 침하에 따라 체인보강재(7)도 성토재와 함께 하향이동하는데 이때 체인보강재(7)가 수직평강재 (4a)들의 이음부분을 후방 또는 하방으로 잡아당기는 힘을 작용시켜 수직평강재들의 이음부분을 변위시킴으로써 옹벽의 전면의 평활도를 크게 해쳐 미관이 불량하게 될 뿐만 아니라 심하면 이음부분을 파손시키게 되어 옹벽구조물의 안정성을 크게 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

따라서, 상기한 일본국 공개특허공보 평9-328761호에서 개시된 선행기술은 위와 같은 문제점을 해결해야 그 목적을 온전히 달성 가능할 것으로 판단되었다.

따라서, 본 고안의 목적은 녹화가 가능하도록 강재격자 전면틀로 구축되어지는 보강토 옹벽에서 성토재의 침하에 따라 하향이동하는 체인보강재가 그와 연결된 수직평강재를 하방으로 잡아당길 때 그 수직평강재도 함께 침강하도록 유도하여서 강재격자 전면틀이 변위되거나 파손되지 않도록 함으로써, 옹벽 전면의 평활도를 고르게 유지시키고 옹벽구조물의 안정성을 보장하여 주기 위한 보강토 옹벽의 전면틀 침강 유도구조를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 옹벽의 전면을 이루기 위한 강재격자 전면틀의 수직평강재들을 상하로 연결하는데 있어서, 상,하 수직평강재에서 볼트가 관통하는 자리에 상하로 길쭉한 슬리트홀을 형성하고 연결함으로써, 상기 슬리트홀의 여유공간에서 상,하부 수직평강재를 결착하고 있는 볼트가 하향이동하면서 상부 수직평강재도 함께 침강하도록 유도하여 수직평강재 이음부의 변위 및 파손이 방지되도록 한 기술구성을 제공한다.

도1은 종래 콘크리트 블록과 강판보강재를 이용한 보강토 옹벽의 일측단면도

도2a 내지 도2c는 종래 선행기술에 의한 강재격자 전면틀과 체인보강재를 이용한 보강토 옹벽의 도면

도3은 본 고안에 의한 보강토 옹벽의 일측단면도

도4는 본 고안의 제1실시예에 따른 전면틀 침강 유도구조를 나타낸 사시도

도5a 및 도5b는 본 고안의 제1실시예에 따른 전면틀 침강 유도구조의 작용상태를 나타낸 종단면도 및 일측면도

도6은 본 고안의 제2실시예에 따른 전면틀 침강 유도구조를 나타낸 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:전면틀 11:수직평강재 11a:슬리트홀

11b:원형구멍 12:수평봉강재 20:식생매트

21:철그믈망 30:체인보강재 31:결속부재

51:볼트 A:성토부

이하, 본 고안의 기술구성을 본 고안의 실시예들에 따른 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3 내지 도6에는 본 고안의 실시예들에 따른 강재격자 전면틀의 침강 유도구조가 도시되어 있으며, 이들 각 실시예에 의한 도면들에서 동일한 명칭이 부여되는 구성요소는 동일한 부호로 표시하였다.

이들 실시예들에 의한 본 고안은, 상하로 연결되는 복수의 수직평강재(11)와 좌우로 연결되는 복수의 수평봉강재(12)가 격자형상으로 조립 설치되는 전면틀(10)과, 상기 전면틀(10)의 배면측에 부착되는 식생매트(20)와, 상기 전면틀(10)에서 수직평강재(11)들의 소정높이마다 연결되어 배면측 성토부(A)내에 수평하게 뻗은 상태로 매설되는 사슬고리 형상의 체인보강재(30)로 구성되어, 성토재와 체인보강재(30)의 마찰저항으로 옹벽을 보전하고 식생매트(20)를 통해 옹벽전면의 식생을 유도하도록 된다는 점에 있어서는, 종래 일본국에서 알려진 선행기술과 기술적 개념을 같이 한다.

다만, 본 고안은 상기한 기술구성에 있어서, 상하로 연결되는 수직평강재 (11)들의 상하부분을 일정부분 겹쳐놓고 그 겹침부분을 상하로 적어도 2개소에서 이상 관통하여 볼트체결시키되, 상,하 수직평강재(11)중 어느 하나 이상을 선택하여서 볼트(51)가 관통하는 자리에 상하로 길쭉한 슬리트홀(11a)을 형성하고, 상하 수직평강재(11)들을 볼트체결하여 연결한 것을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.

상기와 같은 특징의 기술구성을 갖는 본 고안은 도5a와 같이 설치된 상태에서, 성토재의 침하에 따라 하향이동하는 체인보강재(30)가 그와 연결된 수직평강재 (11)를 하방으로 잡아당길 때, 도5b의 도시와 같이 상기 슬리트홀(11a)의 여유공간에서 상,하부 수직평강재(11)를 결착하고 있는 볼트(51)가 하향이동하면서 상부 수직평강재(11)도 함께 침강하도록 유도하여서 강재격자 전면틀(10)이 변위되거나 파손되지 않도록 하여 준다.

본 고안을 실시함에 있어서, 상기와 같이 구성되는 침강 유도구조는 수직평강재(11)들이 연결되는 부분들의 각층마다 전부 설치할 필요는 없다.

즉, 본 고안에 의한 침강 유도구조에서 슬리트홀(11a)이 형성된 수직평강재 (11)는 옹벽의 높이 주변상황에 따라 적합하게 설계하여 수직평강재(11)들이 연결되는 2~5개층마다 1개층씩 선택하여 설치하고, 나머지 층들은 원형구멍(11b)이 형성된 것을 사용하여 볼트체결하여도 성토재의 침하에 따른 전면틀(10)의 변위 및파손을 충분히 막을 수 있다.

그리고, 상기 슬리트홀(11a)은 상,하 수직평강재(11) 중 어느 하나에만 형성된 것을 설치할 경우에는 도4의 도시와 같이 하부 수직평강재(11)의 상단부에 형성된 것을 사용하는 것이 유리하며, 뒷채움 성토재의 침하가 크게 발생될 것으로 예상되면 도6의 도시와 같이 하부 수직평강재(11)의 상단부와 상부 수직평강재(11)의 하단부에 모두 형성된 것을 사용하여 설치하는 것이 좋다.

한편, 본 고안이 적용되는 강재격자 전면틀을 이용한 보강토 옹벽을 실시함에 있어서, 상기 강재격자 전면틀(10)은 체인보강재를 결착시키고 흙이 무너져 내리는 것을 방지하기 위해 보강토의 전면에 설치되는 구조부로서, 그 조립부재인 수직평강재(11) 및 수평봉강재(12)는 아연도금된 금속제를 사용한다.

상기 식생매트(20)는 식생을 주도적으로 유도하기 위하여 설치되는 것으로서 지오그리드(geogrid)가 포함되어 있으며, 전면틀(10)의 조립을 완료 한 후, 전면틀 (10)의 배면에 먼저 철그믈망(21)을 설치하고 나서, 그 철그믈망(21)의 배면에 결속시켜 부착한다.

상기 체인보강재(30)는 전면틀(10)에 연결해서 뒷채움 흙속에 적당한 간격으로 배치하여 자체의 인장강도와 흙과의 마찰력으로 토압에 저항하여 주는 구성재로서, 아연도금 쇠사슬을 사용한다.

이때, 체인보강재(30)는 전면틀(10)에 연결하여 결속시키기 위한 결속부재 (31)를 상기 수직평강재(4a)의 볼트체결구조에서 하단에 체결되는 볼트(51)로 함께결착시키고, 그 결속부재(31)의 후방에 체인보강재(30)를 결속시키게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안은 다음과 같은 효과가 있다.

식생이 가능하여 환경친화적인 구조물을 제공할 수 있으며, 또한 전면 격자틀 및 쇠사슬보강재로 구성된 보강체로서 부등침하에 대한 내성이 강하다.

유연성과 내구성이 큰 아연도금 체인보강재가 사용되므로 높은 인장강도, 흙과의 큰 마찰저항 등을 가짐과 동시에 지속하중에 대하여 생기는 소성(creep)변형에 저항성이 크고 영구적으로 대응할 수 있다.

옹벽높이가 증가할수록 횡방향 구속응력이 커져 구조적으로 안전하며 높이에 따른 단가 상승요인이 상대적으로 적다.

공장 제작된 철제품을 사용하므로 시공이 간단하고 용이하며, 기후나 환경변화에 상관없이 최소 인력으로 볼트조립하면서 저면에서 상부까지 동일작업을 하므로 공사기간이 대폭 단축된다.

구조체 전면이 필터기능을 가진 격자망으로 이루어지기 때문에 전면 개방에 의한 자연배수가 이루어지므로 지하수 피해가 전혀 없다.

특히, 본 고안은 강재격자 전면틀의 수직평강재들을 상하로 연결하는데 있어서, 상,하 수직평강재에서 볼트가 관통하는 자리에 상하로 길쭉한 슬리트홀을 형성하고 연결함으로써, 상기 슬리트홀의 여유공간에서 상,하부 수직평강재를 결착하고있는 볼트가 하향이동하면서 상부 수직평강재도 함께 침강하도록 유도하여 수직평강재 이음부의 변위 및 파손이 방지되어서, 옹벽 전면의 평활도를 고르게 유지시키고 옹벽구조물의 안정성을 보장하여 옹벽수명을 오랫동안 유지하여 주는 매우 유용한 고안이다.

Claims (2)

1. 상하로 연결되는 복수의 수직평강재(11)와 좌우로 연결되는 복수의 수평봉강재(12)가 격자형상으로 조립 설치되는 전면틀(10)과, 상기 전면틀(10)의 배면측에 부착되는 식생매트(20)와, 상기 전면틀(10)에서 수직평강재(11)들의 소정높이마다 연결되어 배면측 성토부(A)내에 수평하게 뻗은 상태로 매설되는 사슬고리 형상의 체인보강재(30)로 구성되어, 성토재와 체인보강재(30)의 마찰저항으로 옹벽을 보전하고 식생매트(20)를 통해 옹벽전면의 식생을 유도하도록 된 옹벽구조에 있어서,

   상하로 연결되는 수직평강재(11)들의 상하부분을 일정부분 겹쳐놓고 그 겹침부분을 상하로 적어도 2개소에서 이상 관통하여 볼트체결시키되, 상,하 수직평강재 11)중 어느 하나 이상을 선택하여서 볼트(51)가 관통하는 자리에 상하로 길쭉한 슬리트홀(11a)을 형성하고, 상하 수직평강재(11)들을 볼트체결하여 연결한 구성을 통해,

   성토재의 침하에 따라 하향이동하는 체인보강재(30)가 그와 연결된 수직평강재(11)를 하방으로 잡아당길 때, 상기 슬리트홀(11a)의 여유공간에서 상,하부 수직평강재(11)를 결착하고 있는 볼트(51)가 하향이동하면서 상부 수직평강재(11)도 함께 침강하도록 유도하여서 강재격자 전면틀(10)이 변위되거나 파손되지 않도록 한 것을 보강토 옹벽의 강재격자 전면틀 침강 유도구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 침강 유도구조는 상기 수직평강재(11)들이 연결되는부분들의 각층마다 전부 설치하지 않고, 2~5개층마다 1개층씩 선택하여 설치함을 특징으로 하는 보강토 옹벽의 강재격자 전면틀 침강 유도구조.