KR200253377Y1 - 토목구조물용 콘크리트 블록 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자연적으로 형성된 비탈면이나 도로·철도·제방 등의 조성으로 인한 인위적인 비탈면을 안정시키기 위한 것으로;

본 고안의 목적은 시공이 용이하고 경제적인 비용으로 구조적인 안정성을 확보하는 동시에, 식물의 생육환경을 조성하여 주기 위한 토목구조물용 콘크리트 블록 및 그것을 이용한 경사지반의 안정화 공법을 제공하는데 있으며;

이 목적을 달성하기 위한 본 고안은 밑면판(11), 좌·우측면판(12)(13), 전면판(14), 돌출판(15) 또는 보강재 연결용 토막 지오그리드(16)가 일체로 성형되어진 토목구조물용 콘크리트 블록을 제공하는 한편, 이와 동시에 위와 같은 특징의 콘크리트 블록(10)을 사용하여 성토예정 지반의 저부로부터 엇갈리게 쌓으면서, 길이방향을 따라 적층되는 콘크리트 블록(10)들의 내부와 뒤쪽에 토사를 채우는 작업을 통해, 상기 콘크리트 블록(10)의 전면판(14)과 성토부(20)의 토사가 상하 좌우로 번갈아 가면서 노출되는 전면벽을 축조하되, 상기 성토부(20)의 내부에 앵커체를 구속시킨 앵커루프, 타이루프 또는 지오그리드 등의 보강재를 매설하면서 성토함을 특징으로 하는 경사지반의 안정화 공법을 제공한다.

Description

토목구조물용 콘크리트 블록{Civil Structural Concrete-Block}

본 고안은 자연적으로 형성된 비탈면이나 도로·철도·제방 등의 조성으로 인한 인위적인 비탈면을 안정시키기 위한 것으로, 특히 기성 콘크리트 블록들을 쌓아 구축되는 전면벽 상에 토사가 노출되게 하면서 뒷채움 토사의 일정높이마다 보강재를 설치하는 방식을 통해 구조적인 안정성을 확보하는 동시에, 식물의 생육환경을 조성하여 주기 위한 토목구조물용 콘크리트 블록에 관한 것이다.

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

상기와 같이 전면벽 전체를 콘크리트면으로 마감하고 있는 종래의 옹벽은 주변 자연환경과 전혀 조화되지 않는 회색빛 외관을 제공하여 도회경관을 크게 해치고 있으며, 원래의 자연 생태계와는 이질적이어서 식물이나 미생물, 소동물 등의 자연 생태환경을 악화시키는 요인이 되고 있다.

최근에 이르러 상기한 바와 같은 환경문제를 심각하게 인식하고, 환경 친화적인 도회경관에 대한 사람들의 욕구가 높아지면서 생태적으로 훼손된 주변환경을 재생, 복구하고자 하는 시도가 활발히 이루어지고 있다.

이들의 방책은 우선적으로 토목구조물의 전면에 식생을 도입하여 자연생태 기반을 조성시키는데 주안점을 두고 있다.

토목구조물 전면에 식생을 도입하기 위한 방책은 여러 갈래로 시도되고 있으며, 그 중 일부에서는 상자형으로 제작된 콘크리트 블록의 내부에 토사를 넣으면서 쌓는 방법을 통해 옹벽 등의 토목구조물을 구축함으로써 식생을 유도하고 있다.

상자형 콘크리트 블록을 이용한 토목구조물 시공의 일예로서 일본국 특개평 5-33346호가 개시된 바가 있다.

이 선행기술은, 도1a 및 도1b의 도시와 같이 수용공간이 상부로 개구되는 상자형상의 콘크리트 블록(1)에 앵커로드(2)의 일단부를 접합하고 그 앵커로드(2)의 타단부에 마찰력을 증대시키기 위한 앵커체(3)를 고정시킨 구조의 것을 공장 제작하여 다수 준비한 후, 각 콘크리트 블록(1)을 서로 이웃하도록 순차적으로 배열 설치하면서 쌓아 올리는 동시에 그 콘크리트 블록(1)의 후방에 성토하여 앵커로드(2)와 앵커체(3)를 매설하고 있다.

이와 같은 선행기술은 앵커에 의해 지지되는 견고한 전면벽을 구축하는 동시에 콘크리트 블록의 수용공간 내에 채워진 식생용 토양을 통해 전면벽에 식물이 도입되어 육성되게 하는 작용 효과를 기대하고 있다.

그러나, 상기의 선행기술에 의한 상자형 콘크리트 블록은 그 구조가 복잡함으로 인해 제작상 까다로운 공정이 포함되어서 양산할 수 없는 문제점이 있으며, 이는 블록의 가격상승으로 이어져 경제성이 떨어지는 문제가 있다.

그리고, 복잡한 구조의 콘크리트 블록을 조립·설치해야 하고, 앵커로드와 콘크리트 블록, 앵커로드와 앵커체를 용접등으로 접합시켜야 하는 작업이 요구되기 때문에 시공이 난해하고 공기가 길게 소요되는 등 시공성이 나쁜 문제가 있다.

또한, 구조물 구축후 시간이 지남에 따라 콘크리트 블록과 앵커로드의 접합부위 및 앵커로드와 앵커체의 접합부위의 부식으로 인해 끊어짐으로써, 앵커작용을 상실하게 되고 결과적으로 구조물의 안정성이 저하되는 문제가 있다.

또, 상자형 콘크리트 블록의 내부에 담겨져 상면으로 노출되는 토사부분을 통해 식생을 유도하고 있지만, 자리가 협소하여 식생도입율에 있어서 그다지 만족할 만한 성과를 거두지 못하는 문제가 있다.

이에 따라, 본 고안은 경사가 급한 비탈면, 제방, 도로·철도의 노반이나 방음벽 등을 구축하는데 있어 상기한 선행기술이 가지는 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것이다.

따라서, 본 고안의 목적은 토목구조물의 전면벽 상에 토사를 노출시키면서 뒷채움 토사의 일정높이마다 보강재를 설치하는 방식을 통해, 경제적인 비용과 효율적인 시공으로 비탈면을 안정시키기 위한 토목구조물의 구축을 가능케 하고, 시공후 구조적 강도가 지속적으로 유지되게 하며, 식물이 정착할 자리를 넓게 확보하면서 식물이 고르게 분포되고 정착 및 생육에 유리한 기반을 조성할 수 있는 토목구조물용 콘크리트 블록을 제공하는데 있다.

도1a는 종래 상자형 콘크리트블록을 보여주는 사시도

도1b는 도1a에 의한 콘크리트 블록을 이용하여 시공한 옹벽의 측단면도

도2는 본 고안의 일 실시예에 따른 콘크리트 블록의 사시도

도3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 콘크리트 블록의 사시도

도4a는 본 고안을 이용한 제1시공예에 따른 토목구조물의 측단면도

도4b는 제1시공예의 발췌 평면도

도5a는 본 고안을 이용한 제2시공예에 따른 토목구조물의 측단면도

도5b는 제2시공예의 발췌평면도

도6a는 본 고안을 이용한 제3시공예에 따른 토목구조물의 측단면도

도6b는 제3시공예의 발췌평면도

도7a는 본 고안을 이용한 제4시공예에 따른 토목구조물의 측단면도

도7b는 제4시공예의 발췌평면도

도8은 본 고안을 이용한 시공예들에 따른 토목구조물의 전면구조를 나타낸 정면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10:콘크리트 블록 11:밑면판

12:좌측면판 13:우측면판

14:전면판 15:돌출판

16:연결용 토막 지오그리드 20:성토부

31:앵커루프 32:앵커체

33:타이루프 34:보강용 지오그리드

35:긴결재

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 4각형태의 밑면판과, 밑면판의 양쪽 가장자리에서 소정높이로 세워지는 좌·우측면판과, 밑면판의 앞쪽 가장자리에서 좌·우측면판에 그 양측 단부가 연결되면서 같은 높이로 세워지는 전면판과, 좌·우측면판 및 전면판들의 내측면과 일정간격을 두고 이격되면서 밑면판의 상면 위로 돌출되는 돌출판이 일체의 콘크리트 구조체로 성형되어진 것을 기술구성상의 기본적인 특징으로 하는 토목구조물용 콘크리트 블록을 제공한다.

그리고, 상기 밑면판의 콘크리트 살 내부에 매입·정착되면서 뒤쪽으로 연장되어 외부로 노출되는 보강재 연결용 토막 지오그리드를 더 포함하여 일체로 성형되어진 것을 특징으로 하는 토목구조물용 콘크리트 블록을 제공한다.

이하, 본 고안의 기술구성을 첨부도면에 도시되는 본 고안의 실시예 및 본고안의 콘크리트 블록을 이용해 경사지반을 안정화 시키는 시공예를 통해 구체적으로 설명한다.

도2에는 본 고안에 따른 토목구조물용 콘크리트 블록의 일 실시예가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 의한 콘크리트 블록은, 4각형태의 밑면판(11), 상기 밑면판(11)의 양쪽 가장자리에서 소정높이로 세워지는 좌·우측면판(12)(13), 상기 밑면판(11)의 앞쪽 가장자리에서 상기 좌·우측면판 (12)(13)에 그 양측 단부가 연결되면서 같은 높이로 세워지는 전면판(14), 상기 좌·우측면판(12)(13) 및 전면판(14)들의 내측면과 일정간격을 두고 이격되면서 상기 밑면판(11)의 상면 위로 돌출되는 돌출판(15)이 일체의 콘크리트 구조체로 성형되어진 구조를 갖는다.

본 실시예에서 상기 밑면판(11)과 전면판(14) 및 돌출판(15)은 거의 대등한 두께로 형성된다.

그리고, 상기 좌·우측면판(12)(13)은 다른 면판들보다 더 두껍게 형성되며, 특히 상면으로터 하부로 내려갈수록 사다리꼴 형태로 확장되어서 블록 전체의 무게중심이 하부로 쏠리도록 한 모습을 취하고 있다.

상기 밑면판(11)은 그 마구리면들이 대략 좌·우측면판(12)(13) 두께만큼의 간격을 갖고 좌·우측면판(12)(13) 및 전면판(14)들의 내측면부터 이격된다.

도3에는 본 고안에 따른 토목구조물용 콘크리트 블록의 다른 실시예가 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시예에 의한 콘크리트 블록은 밑면판(11), 좌·우측면판(12)(13), 전면판(14) 및 돌출판(15)이 일체의 콘크리트 구조체로 성형되어진 구조를 갖는다는 점에 있어서는 앞서 설명한 본 고안의 일 실시예와 같다.

다만, 본 고안의 다른 실시예에 의한 콘크리트 블록은, 상기 밑면판(11)의 콘크리트 살 내부에 매입·정착되면서 뒤쪽으로 연장되어 외부로 노출되는 보강재 연결용 토막 지오그리드(16)를 더 포함하여 일체로 성형되어진 특징을 갖는다.

본 실시예에서 상기 밑면판(11)과 좌·우측면판(12)(13) 및 전면판(14)은 거의 대등한 두께로 두껍게 형성되며, 상기 돌출판(15)은 다른 면판들에 비해 얇게 형성된다.

특히, 좌·우측면판(12)(13)은 상면으로터 하부로 내려갈수록 사다리꼴 형태로 확장되어서 블록 전체의 무게중심이 하부로 쏠리도록 한 모습을 취하고 있다.

상기 밑면판(11)은 그 마구리 면들이 대략 좌·우측면판(12)(13) 두께만큼의 간격을 갖고 좌·우측면판(12)(13) 및 전면판(14)들의 내측면부터 이격된다.

상기 보강재 연결용 토막 지오그리드(16)는 격자형상으로 제작되어 각종 보강토 공사시 사용되는 일반적인 것으로, 재질은 철제 계통 또는 합성수지제 계통 등 어느 것이든 무방하며 공사의 성질에 따라 적당하게 채택된다.

한편, 위와 같은 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 콘크리트 블록의 내부에는 철근을 매입하여 구조적 강도를 높일 수도 있다.

본 고안을 이용한 경사지반의 안정화 공법은 기본적으로 상기와 같이 구성된 본 고안의 콘크리트 블록을 이용하여 비탈면의 전면벽을 구축하며, 전면벽 뒤쪽의 성토부에 보강재를 설치하여 보강하는 기술구성을 제공한다.

도4a 내지 도8은 본 고안을 이용해 구축되는 토목구조물의 시공예들을 보여주고 있으며, 이들 각 시공예에 의한 도면들에서 동일한 명칭이 부여되는 구성요소는 동일한 부호로 표시하였다.

도4a 및 도4b는 본 고안을 이용한 경사지반 토목구조물의 제1시공예를 예시하고 있다.

이 제1시공예는, 성토예정 지반의 저부로부터 앞서 설명한 본 고안의 일 실시예에 의한 콘크리트 블록(10)을 엇갈리게 쌓으면서, 길이방향을 따라 적층되는 콘크리트 블록(10)들의 내부와 뒤쪽에 토사를 채우는 작업을 통해, 상기 콘크리트 블록(10)의 전면판(14)과 성토부(20)의 토사가 상하 좌우로 번갈아 가면서 노출되는 전면벽을 축조하되, 상기 콘크리트 블록(10)의 돌출판(15)에 앵커루프(31)를 감아둘러서 후방으로 연장시키고 그 앵커루프(31)의 후단부에 앵커체(32)를 구속시키는 구조의 보강재를 설치하면서 성토함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 앵커루프(31)는 소요길이로 연장되는 철근을 타원형 루프형태로 구부려서 설치하며, 상기 앵커체(32)는 그 앵커루프(31)의 내측에 들어가 걸쳐지는 형태로 구속시킨다.

도5a 및 도5b는 본 고안을 이용한 경사지반 토목구조물의 제2시공예를 예시하고 있다.

이 제2시공예는, 성토예정 지반의 저부로부터 앞서 설명한 본 고안의 제1실시예에 의한 콘크리트 블록(10)을 엇갈리게 쌓으면서, 길이방향을 따라 적층되는 콘크리트 블록(10)들의 내부와 뒤쪽에 토사를 채우는 작업을 통해, 상기 콘크리트 블록(10)의 전면판(14)과 성토부(20)의 토사가 상하 좌우로 번갈아 가면서 노출되는 전면벽을 축조하되, 상기 전면벽은 길이방향을 따라 가면서 일정거리를 두고 마주보는 양측에 콘크리트 블록(10)을 적층하여 축조하고, 길이방향을 따라 상호 마주보는 콘크리트 블록(10)들의 돌출판(15)에 각각 타이루프(33)의 일,타측부를 감아둘러서 연결시키는 구조의 보강재를 설치하면서 성토함을 특징으로 한다.

도6a 및 도6b는 본 고안을 이용한 경사지반 토목구조물의 제3시공예를 예시하고 있다.

이 제3시공예는, 성토예정 지반의 저부로부터 앞서 설명한 본 고안의 제1실시예에 의한 콘크리트 블록(10)을 엇갈리게 쌓으면서, 길이방향을 따라 적층되는 콘크리트 블록(10)들의 내부와 뒤쪽에 토사를 채우는 작업을 통해, 상기 콘크리트 블록(10)의 전면판(14)과 성토부(20)의 토사가 상하 좌우로 번갈아 가면서 노출되는 전면벽을 축조하되, 상기 콘크리트 블록(10)의 뒤쪽에 형성되는 성토부(20)의 일정높이마다 단계적으로 지오그리드(34)로 된 보강재를 포설하면서 성토함을 특징으로 한다.

도7a 및 도7b는 본 고안을 이용한 경사지반 토목구조물의 제4시공예를 예시하고 있다.

이 제4시공예는, 앞서 설명한 본 고안의 다른 실시예에 따라 보강재 연결용 토막 지오그리드(16)가 구비된 콘크리트 블록(10)을 사용하여 성토예정 지반의 저부로부터 엇갈리게 쌓으면서, 길이방향을 따라 적층되는 콘크리트 블록(10)들의 내부와 뒤쪽에 토사를 채우는 작업을 통해, 상기 콘크리트 블록(10)의 전면판(14)과 성토부(20)의 토사가 상하 좌우로 번갈아 가면서 노출되는 전면벽을 축조하되, 보강용 지오그리드(34)를 사용하여 그 일측단부를 상기 콘크리트 블록(10)의 보강재 연결용 토막 지오그리드(16)에 엇갈리게 끼워서 물려 놓고, 그 지오그리드(16)(34)들이 엇물려진 부분에 봉상의 긴결재(35)를 질러서 체결시키는 구조의 보강재를 설치하면서 성토함을 특징으로 한다.

한편, 전술한 제1시공예 및 제2시공예에서 성토부(20)의 보강재로 사용되는 앵커루프(31) 및 타이루프(33)는 철봉·철띠판·쇠사슬 등의 다른 재료를 이용하여도 무방하며, 각 재료들에는 부식을 방지하기 위한 아연도금 또는 에폭시수지를 도포하는 것이 바람직하다.

그리고, 전술한 제3시공예 및 제4시공예에서 성토부(20)의 보강재로 사용되는 상기 지오그리드(34)는 격자망 형태로 제작되어 각종 보강토 공사시 사용되는 일반적인 것으로, 재질은 철제 계통 또는 합성수지제 계통 등 어느 것이든 무방하며, 공사의 성질에 따라 적당한 것을 채택되는 것임을 밝힌다.

이상과 같은 본 고안의 제1시공예 내지 제4시공예들은, 경사가 급한 비탈면의 옹벽, 도로·철도의 노반이나 방음벽, 제방, 교대 옹벽 등의 토목구조물을 구축하는데 적절하게 이용되는 것으로, 도8의 도시와 같이 콘크리트 블록(10)의 전면판과 성토부(20)의 토사가 상하 좌우로 번갈아 가면서 노출되는 전면벽을 형성하여 식물이 정착되어 생육될 수 있는 공간을 넓게 확보하며, 전면벽 뒤쪽의 성토부(20)에는 기구적으로 연결되는 보강재의 설치를 통해 견고하게 안정시킨 일종의 보강토 구조물을 제공한다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 고안의 콘크리트 블록에 의하면, 기본적으로 식물이 정착할 자리가 넓게 확보되고, 식물의 정착 및 생육에 유리한 기반을 조성하여 줌으로써, 생태적으로 안정된 환경친화적인 토목구조물을 구현할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 고안에 의하면, 블록의 제작이 용이하고 양산이 가능하여 블록을 저렴하게 공급할 수 있게 됨으로써, 경제적인 비용으로 각종 토목구조물을 구축할수 있게 된다.

또한, 본 고안은 경사지반에서 요구되는 중력식 옹벽을 충족시키면서 앵커와 지오그리드 등의 보강재를 이용해 구조물 전체를 유기적으로 구축하여 일체화시킬 수 있게 됨으로써, 보강재가 성토부의 횡방향 변위를 억제하면서 전면벽에 작용하는 토압을 감소시켜 주게 되고, 구조체 자체의 유연성으로 부등침하에 민감하지 않아 보다 견고하면서도 안정된 토목구조물을 구현하여 준다.

아울러, 블록의 구조가 단순하여 조립성이 좋고 곡선이나 각선으로 이루어지는 토목구조물의 설치가 용이하고 간편한 이점이 있다.

이상과 같이 본 고안은 옹벽 자체 전면에 식생이 가능하여 자연 환경친화적이며 구조적으로 안정된 구조물을 구현하여 줄 뿐만 아니라, 시공성이 좋고, 경제성이 높다. 따라서, 향후 21세기형 옹벽으로는 환경친화적인 공법들이 선진국에서도 계속 개발되는 추세이므로 본 고안은 국내시장의 선두일 뿐만 아니라, 가까운 이웃나라에서도 기술수출이 가능한 매우 유용한 고안이다.

Claims (2)

1. 4각형태의 밑면판(11), 상기 밑면판(11)의 양쪽 가장자리에서 소정높이로 세워지는 좌·우측면판(12)(13), 상기 밑면판(11)의 앞쪽 가장자리에서 상기 좌·우측면판(12)(13)과 그 양측 단부가 연결되면서 같은 높이로 세워지는 전면판(14), 상기 좌·우측면판(12)(13) 및 전면판(14)들의 내측면과 일정간격을 두고 이격되면서 상기 밑면판(11)의 상면 위로 돌출되는 돌출판(15)이 일체의 콘크리트 구조체로 성형되어진 것을 특징으로 하는 토목구조물용 콘크리트 블록.
2. 제1항에 있어서, 상기 밑면판(11)의 콘크리트 살 내부에 매입·정착되면서 뒤쪽으로 연장되어 외부로 노출되는 보강재 연결용 토막 지오그리드(16)를 더 포함하여 일체로 성형되어진 것을 특징으로 하는 토목구조물용 콘크리트 블록.