KR20030018019A - 인공폭포 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

인공폭포 구조물 및 그 시공방법은 인공암의 설치 시 내부 철 구조물의 부식이나 하중에 의한 붕괴 또는 크랙 등을 방지하면서도 하중을 감소시킴으로써 수명도를 높이고, 작업공정을 단순화 시키면서 공사비용을 절감하는 것을 목적으로 한다. 인공폭포는 GFRC 인공암 형성 후 GFRC 인공암 내측표면에 숏크리트를 분사하여, 일정 두께로 GFRC 인공암 내측표면에 형성되어 경화되도록 설치된다.

Description

인공폭포 구조물 및 그 시공방법{STRUCTURES OF ARTIFICIAL FALLS AND METHOD FOR CONSTRUCTING THE SAME}

본 발명은 인공폭포 구조물 및 그 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공암의 설치 시 내부 철 구조물의 부식이나 하중에 의한 붕괴 또는 크랙 등을 방지하면서도 하중을 감소시킴으로써 수명을 높이고, 작업공정을 단순화시키면서 공사비용을 절감할 수 있는 인공 폭포 구조물 및 그 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 조경물에 많이 사용되는 인공벽체나, 인공폭포 등을 제작하기 위해서는 인공암을 사용한다. 인공암은 열에 강하고 장시간 자외선에 노출되더라도 변색되지 않는 제품으로 하되, 사용재료의 재질 및 두께는 설계에 따라 차이가 있지만 일반적으로 사용되는 것으로, 유리섬유강화 시멘트 (GLASS FIBER REINFORCED CEMENT; 이하 GFRC 라 함) 로 이루어진다.

인공암을 사용하여 인공적으로 만들어지는 폭포의 일예를 도 1 및 도 2 를 참조하여 살펴본다. 도시된 것처럼, 높이가 약 5 ~ 30m 되는 인공폭포를 설치하기 위해 일측벽은 시멘트 등을 이용해 옹벽(6)을 형성하고, 옹벽(6)을 토대로 하여 옹벽(6)에 지지부(10)가 지지되어 고정되도록 앵커볼트(8)로 고정시키고 있다. 여기서 지지부(10)는 통상 철골구조물로 이루어지며 이 지지부(10)는 상단에 인공암으로 형성되는 인공폭포 형상의 물체를 지지하는 역할을 하며, 앵커볼트(8)외에 지지부(6)를 옹벽(6)에 고정시키기 위하여 옹벽(6)에 지지부(6)를 고정시키기 위한 홈을 파서 홈으로 지지부를 삽입시켜 고정시킬 수도 있다.

상기에서와 같이 고정된 지지부(10)의 외부측으로는 20 ~ 30 cm 정도의 두께를 갖는 GFRC 인공암(12)을 설치한다.

GFRC 인공암(12)과 지지부(10)는 용접 등을 통해서 고정하고, 도 2 에 도시된 바와 같이 GFRC 인공암(12)을 GFRC 인공암(12) 패널의 내측에 철심(9)을 박은 형태로 인공폭포에 설치하고 있기 때문에, 지지부(10)에 고정할 때에는 간단하게 용접 등의 방법으로 결합시키도록 구성되어 있다.

GFRC 인공암(12)은 자연석의 느낌을 주도록 형성되어 있으며, 인공폭포의 상부측에는 오목한 형태로 물을 저장할 수 있는 상부수조(2)가 형성되어 있어 물을 하부수조(14)로 폭포처럼 떨어뜨릴 수 있도록 되어있다. 또한, GFRC 인공암(12) 패널들은 연결부(3)에 의해서 서로 연결되며, 연결부(3)는 모르타르로 이루어져 있다. 그리고, GFRC 인공암 (12) 의 패널들의 내측부를 모르타르(7) 및 메탈 라스(metal lath)(5)등으로 지지 및 고정시키고 있다.

그런데, GFRC 인공암(12) 패널의 자체 중량이 1㎡ 당 약 70 ~ 80kg 에 이르고, GFRC 인공암 (12) 패널을 지지하고 고정시키고 있는 모르타르(7) 및 메탈 라스(5) 등에 의한 지지력이나 고정력이 약하기 때문에, 장시간이 경과되면 자체 하중 및 온도 변화에 의하여 GFRC 인공암(12)의 패널의 연결부(3)등에 크랙이 발생되는 문제점이 있다.

따라서 상기와 같이 이루어진 인공폭포를 장기간 사유하게 되면, 폭포수로 사용되는 물이 전술한 크랙 등으로 누수되어 GFRC 인공암(12)을 내부측에서 지지하고 있는 지지부(10)가 부식되기 때문에, 지지력이 약해져 인공폭포의 형태로 설치된 GFRC 인공암(12)이 붕괴되거나, 또는 인공 폭포의 형태 변형을 가져오게 되는 문제점이 있다.

따라서, 막대한 비용을 들여 제작된 인공 폭포가 폭포수로 사용되는 물의 누수로 인해 내부 지지부(10)의 부식을 초래하기 때문에 장기간 사용할 수 없을 뿐만 아니라, 수리 시에도 막대한 비용을 투자해야 하는 문제점이 발생되고 있다.

이와 같은 단점을 시정하기 위한 방안으로서 한국 특허공보 제 340023 호(발명의 명칭 : '인공폭포의 시공방법 및 인공폭포)에서 제안되고 있는 구성을 도 3 및 도 4 에 도시하였다. 도 3 및 도 4 에 도시된 것처럼, GFRC 인공폭포는 GFRC 인공암(32)을 지지하고 있는 지지부(30) 사이에 일정 간격을 두고 가장 내측에는 메시 형상으로 형성된 망(31) 과, 망(31) 및 GFRC 인공암(32) 사이에 지지력을 높이기 위해 형성된 증간 보강재(33) 와, 망(31) 과 GFRC 인공암(32) 사이에 채워져 경화되는 콘크리트(35)로 형성되도록 구성되어 있다.

이와 같이, 철근 등을 엮어서 만든 중간 보강재(33)를 중심으로 타설되는 콘크리트(35)는 중간 보강재(33)를 감싸면서 경화되기 때문에 강성 및 결합성이 높을 뿐만 아니라, 타설되는 콘크리트(35) 또한 일정한 두께를 갖고 형성되기 때문에 자체적으로 강성이 증가하고, 콘크리트(35)가 GFRC 인공암(32)의 내측표면과 맞닿도록 하여 같이 경화되기 때문에 고정력이 더욱 증가하여, GFRC 인공암의 설치 시 내부 철골구조물의 부식이나 하중에 의한 붕괴 또는 크랙을 방지하여 수명을 높일 수 있다.

그러나, 상기와 같은 방식으로 GFRC 인공암(32)을 시공하는 경우, 1㎡ 당 약 200 ~ 250kg의 하중이 가해지므로, 강도가 약한 지형에 설치 시 하중으로 인한 문제가 생기기 때문에 GFRC 인공암 설치를 위한 기초 공사를 더욱 견고하게 할 필요성이 있으며 이에 따라 기초 공사 비용이 추가로 증가하게 된다. 또한, 건축구조물위에 상기와 같은 방식으로 GFRC 인공암을 설치할 경우에는, 건축구조물이 견딜 수 있는 하중을 초과할 수도 있어서 상기와 같은 방식의 GFRC 인공암을 설치를 할 수 없는 문제점이 발생한다.

그리고, 상기 방식의 GFRC 인공암(32)은 GFRC 인공암(32)과 지지부(30) 사이에 메시 형상의 망(31)을 형성하고, 망(31)과 GFRC 인공암(32) 사이의 공간에 철근과 같은 중간 보강재(33)를 형성하고, 망(31)과 GFRC 인공암(32) 사이의 빈 공간에 콘크리트(35)를 타설하여 채우는 방식으로 이루어지기 때문에, 철근과 같은 중간 보강재(33)의 형성 등으로 인하여 공정이 복잡해지면서 공사기간이 장시간 소요되고, 이로 인한 공사 비용이 대폭 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 인공암의 설치 시 내부 철구조물의 부식이나 하중에 의한 붕괴 또는 크랙을 방지하면서도 하중을 감소시킴으로써 기초 공사 비용이 추가됨이 없이도 수명도가 높은 인공폭포 구조물 및 그 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 작업공정을 단순화 시키면서 공사비용을 절감할 수 있는 인공 폭포 구조물 및 그 시공 방법을 제공함에 있다.

도 1 은 종래의 인공폭포의 설치상태를 나타내는 도면.

도 2 는 도 1 의 인공폭포의 설치상태를 나타내는 부분 절단 상세도.

도 3 은 종래의 인공폭포의 또 다른 설치상태를 나타내는 도면.

도 4 는 도 3 의 부분 절단 상세도.

도 5 는 본 발명의 인공폭포의 설치상태를 나타내는 도면.

도 6 은 도 5 의 부분 절단 상세도.

도 7 은 본 발명의 또 다른 인공폭포의 설치상태를 나타내는 도면.

도 8 은 도 7 의 부분 절단 상세도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

6, 26, 46, 66 : 옹벽 10,30,50,70 : 지지부

12, 32, 52, 72 : GFRC 인공암 55, 75 : 숏크리트

77 : 중간 보강재 3, 43, 63 : 연결부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 인공폭포 구조물의 시공방법은, GFRC 인공암 형성 후 GFRC 인공암 내측표면에 숏크리트(shotcrete)를 분사하여, 일정 두께로 GFRC 인공암 내측표면에 형성되어 경화되도록 인공폭포 구조물을 제작하는 것이다.

본 발명에 의한 또 다른 인공폭포 구조물의 시공방법은, GFRC 인공암 형성 시, GFRC 인공암과 이를 지지하고 있는 지지부 사이에 일정 간격을 두고 중간 보강재를 형성하고, GFRC 인공암 내측표면에 숏크리트를 분사하여, 중간 보강재를 감싸면서 일정 두께로 GFRC 인공암 내측표면에 형성되어 경화되도록 인공폭포 구조물을 제작하는 것이다.

또한, 본 발명의 인공폭포의 구성은 GFRC 인공암 내측표면에 일정 두께로 형성된 숏크리트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 인공폭포의 구성은 GFRC 인공암과 이를 지지하고 있는 지지부 사이에 일정간격을 두고 형성된 중간 보강재와, 중간 보강재를 감싸도록 하여 일정 두께로 GFRC 인공암 내측 표면에 일정 두께로 형성된 숏크리트를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같의 구성된 본 발명에 따른 인공폭포 구조물 및 그 시공방법을 첨부된 도면을 참조하여 아래와 같이 상세하게 설명한다.

도 5 는 본 발명에 따라 형성된 인공폭포의 설치상태를 나타내는 도면이고, 도 6 은 도 5 의 부분 절단 상세도이다.

도 5 에 도시된 것처럼, 설치되는 인공폭포의 주변환경 등을 고려하여 일정 높이로 콘크리트로 옹벽(46)을 설치한다. 인공폭포의 크기에 맞게 길이방향으로 옹벽(46)이 설치되면, 옹벽(46)에 앵커 볼트(48)등과 같은 고정 수단을 설치하여 앵글형상의 철골구조물인 지지부(50)를 인공폭포의 형상에 맞게 형성한다.

전술한 바와 같이 지지부(50)가 형성되면, 지지부(50)에 고정되도록 GFRC 인공암(52)을 인공폭포의 형상에 맞게 형성한다. GFRC 인공암(52)의 패널은 조립식으로 제작되어 있는 것으로, 현장에서 인공폭포의 제작 시 GFRC 인공암(52)의 내부측에는 철심(49) 등이 일체적으로 고정되도록 형성되어 있기 때문에, 지지부(50)과 결합시 GFRC 인공암(52)의 철심을 지지부(50)에 용접으로 고정시키면 된다.

전술한 바와 같이 인공폭포의 기본 골조가 세워지면, GFRC 인공암(52) 내측표면에 숏크리트(55)를 분사하여, 일정 두께로 GFRC 인공암(52) 내측표면에 형성되어 경화되도록 한다. 여기서 숏크리트(shotcrete)라 함은 호스나 노즐을 통하여 운반되고, 공기압력장치에 의하여 고속으로 분사되어 설치하는 포틀랜드-시멘트 콘크리트 혼합제를 말하며, 건조배합 숏크리트와 습윤배합 숏크리트를 모두 포함한다. 숏크리트 작업에 의하여 GFRC 인공암(52)의 내측표면에 형성되는 숏크리트(55)는 인공폭포의 크기에 따라서 유동적이나 대략 50 내지 100mm 의 두께로 형성한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면 숏크리트(55)가 GFRC 인공암(52) 내측표면에 일정한 두께를 갖고 형성되어 경화되므로 자체적으로 강성이 증가하고 고정력이 더욱 강화되기 때문에, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같은 종래 인공폭포 시공방법에 의한 경우보다 GFRC 인공암 패널 자체 하중 및 온도변화에 의하여 인공암 패널의 연결부등에 발생하는 크랙에 의한 GFRC 인공암의 붕괴 또는 인공 폭포 형태의 변형을 방지할 수 있다. 또한 상기와 같은 변형으로 인하여 크랙 사이로 누수되는 폭포수에 의하여 발생되는 철골구조물의 부식 등을 억제시킴으로써, 인공폭포의 수명을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하는 경우 GFRC 인공암(52) 내측표면을 숏크리트 작업만으로 보강하기 때문에 1㎡ 당 100~120kg 의 낮은 하중만이 가해지는 반면, 도 3 및 도 4 에 도시된 종래기술의 경우에는 GFRC 인공암과 메시형상의 망 사이에 중간 보강재를 형성하고 메시형상의 망 및 GFRC 인공암 사이에 콘크리트를 타설함으로써 1㎡당 약 250~300kg의 높은 하중이 가해진다. 따라서, 본 발명에 의한 인공폭포는 도 3 및 도 4 의 종래기술에 의한 인공폭포보다 전체적으로 적은 하중에 의하여 시공할 수 있기 때문에, 종래기술에 의하여 설치할 수 없었던 건축 구조물에도 설치할 수 있으며, 지형이 약한 지형에서도 추가적인 기초공사를 하지 않고도 설치할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하는 경우 GFRC 인공암 내측 표면을 숏크리트 작업만으로 보강하기 때문에, 도 3 및 도 4 에서와 같이 GFRC 인공암과 철근 사이에 메시 형상의 망과 중간 보강재를 형성하고, 메시 형상의 망과 GFRC 인공암 사이에 콘크리트를 타설하는 방식보다 작업 공정을 단순화 시킬 수 있으며, 중간 보강재 등의 형성을 위하여 소요되는 공사비용을 절감시킬 수 있다.

도 7 은 본 발명에 따른 또 다른 인공폭포의 설치상태를 나타내는 도면이고, 도 8 은 도 7 의 부분 절단 상세도이다.

도 7 및 도 8 에 의한 인공폭포의 시공방법 및 인공폭포에서 옹벽(66), 지지부(70)등의 기초 골조를 형성한 후 GFRC 인공암(72)을 인공 폭포의 형상에 맞게 설치한다는 점은 이전의 실시예인 도 5 및 도 6 에 도시된 경우와 동일하다.

다만 GFRC 인공암(72)과 지지부(70) 사이에 일정간격으로 중간 보강재(77)를 설치하였고, GFRC 인공암(72) 내측표면에 숏크리트(75)를 분사하여, 중간보강재(77)를 감싸면서 일정 두께로 GFRC 인공암(72)에 형성되어 경화되도록 형성된다는 점에서, 중간 보강재가 설치되지 않은 이전의 실시예와는 차이가 있다. 여기서, 중간 보강재(77)는 주로 하중이 가볍고 설치가 간편한 메시 형상의 망이 사용된다.

이와 같이 GFRC 인공암(72)과 지지부(70) 사이에 일정 간격으로 중간 보강재(77)를 설치하고, GFRC 인공암(72) 내측표면에 숏크리트(75)를 분사하여, 일정 두께로 GFRC 인공암(72)에 접착되고 중간 보강재(77)를 감싸면서 경화되도록 형성하는 경우, 도 5 및 도 6 에 의한 인공폭포에서의 GFRC 인공암에 대한 지지력 및 고정력보다 더욱 강화된 지지력 및 고정력을 획득할 수 있다. ]

따라서, 본 발명에 의한 인공폭포 구조물 및 그 시공방법에 의하면, 숏크리트를 사용함으로써 GFRC 인공암의 설치 시 내부 철구조물의 부식이나 하중에 의한 붕괴 또는 크랙을 방지하면서도 하중을 감소시킴으로써 기초 공사 비용이 추가됨이 없이도 수명도를 높일 수 있다.

또한, 숏크리트에 중간 보강재를 사용하여 보다 강화된 지지력 및 고정력을 얻을 수 있다.

그리고, 숏크리트를 사용함으로써, 종래의 GFRC 인공암과 지지부 사이에 메시 형상의 망을 형성하고, 망과 GFRC 인공암 사이의 공간에 철근과 같은 중간 보강재를 형성하고, 망과 GFRC 인공암 사이의 빈 공간에 콘크리트를 타설하여 채우는 방식보다, 작업공정을 단순화 시키면서 공사비용을 절감할 수 있다.

본 발명은 상기의 실시예를 참조하여 특별히 도시되고 기술되었지만, 이는 예시를 위하여 사용된 것이며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 청구범위에서 정의된 것처럼 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정을 할 수 있다.

Claims (6)

1. 인공폭포가 형성되는 내측에 일정 높이를 가지는 옹벽(46)이 설치되고, 상기 옹벽(46)의 내측부에 고정수단(48)에 의하여 지지된 지지부(50)에 고정된 철심(49)을 갖는 GFRC 인공암(52)으로 이루어진 인공폭포 구조물 시공 방법에 있어서,

   상기 GFRC 인공암(52) 형성 후 상기 GFRC 인공암(52) 내측표면에 숏크리트(55)를 분사하여, 일정 두께로 상기 GFRC 인공암(52) 내측표면에 형성되어 경화되도록 하는 것을 특징으로 하는 인공폭포 구조물 시공방법.
2. 인공폭포가 형성되는 내측에 일정 높이를 가지는 옹벽(66)이 설치되고, 상기 옹벽(66)의 측부에는 고정수단(68)에 의하여 지지된 지지부(70)에 고정된 철심(69)을 갖는 GFRC 인공암(72)으로 이루어진 인공폭포 구조물 시공 방법에 있어서,

   상기 GFRC 인공암(72) 형성 시, 상기 GFRC 인공암(72)과 이를 지지하고 있는 상기 지지부(70) 사이에 일정 간격을 두고 중간 보강재(77)를 형성하고,

   상기 GFRC 인공암(72) 내측표면에 숏크리트(75)를 분사하여, 상기 중간 보강재(77)를 감싸면서 일정 두께로 상기 GFRC 인공암(72) 내측표면에 형성되어 경화되도록 하는 것을 특징으로 하는 인공폭포 구조물 시공방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 숏크리트는 포틀랜드-시멘트 콘크리트 혼합제인 것을 특징으로 하는 인공폭포 구조물 시공방법.
4. 인공폭포가 형성되는 내측에 일정 높이를 가지는 옹벽(46)이 설치되고, 옹벽(46)이 측부에 고정수단(48)으로 지지된 지지부(50)에 고정된 철심(69)을 갖는 GFRC 인공암(52)으로 이루어진 인공폭포 구조물에 있어서,

   상기 GFRC 인공암(52) 내측표면에 일정 두께로 형성된 숏크리트(55)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인공폭포 구조물.
5. 인공폭포가 형성되는 내측에 일정 높이를 가지는 옹벽(66)이 설치되고, 옹벽(66)이 측부에 고정수단(68)으로 지지된 지지부(70)에 고정된 철심(89)을 갖는 GFRC 인공암(72)으로 이루어진 인공폭포 구조물에 있어서,

   상기 GFRC 인공암(72)과 이를 지지하고 있는 상기 지지부(70) 사이에 일정간격을 두고 형성된 중간 보강재(77) 및,

   상기 중간 보강재(77)를 감싸도록 하여 일정 두께로 상기 GFRC 인공암(72) 내측 표면에 형성된 숏크리트(75)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인공폭포 구조물.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 숏크리트는 포틀랜드-시멘트 콘크리트 혼합제인 것을 특징으로 하는 인공폭포 구조물.