KR200404658Y1 - 프리캐스트 부벽식 옹벽 - Google Patents

Abstract

본 고안은 성토 사면의 안정을 위하여 프리캐스트 콘크리트 벽체 및 기초판으로 조립되어 설치되는 콘크리트 옹벽에 관한 것으로서, 기초판의 전단홈 후방 마구리면에 벽체 하부를 지지하도록 부벽체가 더 설치되며, 상기 부벽체의 상부면에 형성시킨 블록아웃부에 일 단부가 블록아웃부 일측 내부에 매설 고정되며, 타 단부가 블록아웃부 안쪽에 노출되도록 설치된 부벽연결재에 대응하여, 벽체 후면으로부터 돌출된 벽체연결재의 단부가 서로 커플러를 포함하는 연결구를 포함하도록 구성되어 시공성 및 경제성이 매우 뛰어나 특히 높이가 낮은 옹벽용으로 매우 유용한 옹벽에 관한 것이다.

Description

프리캐스트 부벽식 옹벽{Prefabricated Buttressed Retaining Wall}

본 고안은 프리캐스트 부벽식 옹벽에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 절토, 성토 사면의 안정을 위하여 설치되는 구조물로서 프리캐스트 콘크리트 벽체 및 기초판으로 조립되어 설치되는 콘크리트 옹벽에 관한 것이다.

도 1a는 종래의 현장 타설 콘크리트로 제작되는 옹벽 벽체(11) 및 기초판(12)으로 구성된 역 T형 부벽식 RC 옹벽(10, Reinforced Concrete Buttressed Retaining Wall)을 도시한 것이다.

이러한 역 T형 부벽식 콘크리트 옹벽(Buttressed Retaining Wall)은 사면안정용 옹벽으로서 종래 많이 이용되어 왔으나 기초판(11) 및 벽체(12)를 철근조립, 거푸집의 설치, 콘크리트 타설 및 콘크리트 양생 공정을 거쳐 시공함으로서 그 철근조립 기간, 거푸집의 설치기간, 콘크리트 타설 기간 그리고 콘크리트의 양생기간이 많이 소요되어 그 제작 및 설치기간이 비교적 오래 요구되었으며,

옹벽을 설치하기위해 기초판 및 벽체를 현장에서 콘크리트를 타설하여 제작하므로 현장의 조건에 따라 콘크리트의 품질이 일정하지 않아 품질관리가 용이하지 않고,

배면토 및 상재하중에 의한 토압에 저항하기 위해 벽체를 철근으로 보강하거나 벽체 배면으로 부벽(13)을 설치하여 보강하였으나, 옹벽의 높이가 높아짐에 따라 벽체 등의 철근량 및 콘크리트 사용량이 증가하고, 부벽의 크기도 벽체에 따라 비교적 큰 철근콘크리트 구조물이 될 수밖에 없어 결국, 옹벽의 제작에 공사비의 증가와 시공의 어려움을 초래하였다는 문제점이 있었다.

이에 프리캐스트 콘크리트 세그먼트 벽체(20a,20b,20c,20d,20e)를 수평 및 수직방향으로 조립, 설치함으로서 시공되는 조립식 RC 옹벽(20)이 소개되어 있는 바, 이러한 조립식 옹벽은 기초판 및 벽체를 공장 또는 현장 근방의 제작장에서 세그먼트로 분할하여 제작하되, 조립식으로 현장에서 설치하면서, 일종의 부벽기능을 가지는 지지체(30)를 벽체와 기초판 사이에 경사지게 설치함으로서 종래의 부벽식 옹벽의 문제점을 해결할 수 있다는 장점이 있다고 할 것이다.

하지만 높이가 비교적 낮게 형성되는 방음벽 하부기초용 옹벽구조물(개략 2M 이하)에 있어서도 도 1a와 같이 현장타설 방식에 의하여 부벽이 벽체 후면 전체를 지지하도록 설계, 시공하는 경우가 대부분이어서 벽체 및 부벽 설치용 거푸집 및 콘크리트 타설과 양생기간을 포함한 전체 옹벽 제작기간이 상당히 소요될 수밖에 없었고, 시공성이 낮아 매우 비효율적이라는 문제점이 있었으며, 상기 부벽 자체를 도 1b와 같이 별도로 벽체 후면 전체에 걸쳐 다수의 지지체를 설치한다면 사실상 현장타설 방식과 비교하여 시공성 및 제작비용 측면에서 더 나을 바 없다는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서,

본 고안은 목적은 벽체와 기초판을 프리캐스트 콘크리트 방식으로 조립하여 설치하되, 종래의 부벽과는 달리 경제적이며 설치가 극히 용이한 부벽식 프리캐스트 옹벽을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 벽체의 두께를 일률적으로 형성시키지 않고 국부적으로 두께를 달리하여 효율적이며 경제적인 벽체단면 설계가 가능한 부벽식 프리캐스트 옹벽을 제공하는 것이다.

본 고안은 상기 기술적과제를 달성하기 위하여, 본 고안의 옹벽은

상부면에 장방형 U형 전단홈(111)이 형성된 프리캐스트 장방형 기초판(110)에 프리캐스트 패널형 벽체(120) 하부 전체가 상기 전단홈(111)에 삽입되어 설치되는 옹벽(100)으로서,

상기 기초판(110)의 전단홈 후방 마구리면에 일체로 벽체 하부를 지지하도록 부벽체(130)가 더 설치되며,

상기 부벽체(130)의 상부면에 형성시킨 블록아웃부에 일 단부가 블록아웃부 일측 내부에 매설 고정되며, 타 단부가 블록아웃부 안쪽에 노출되도록 설치된 부벽연결재(140)에 대응하여, 벽체 후면으로부터 돌출된 벽체연결재(150)의 단부가 서로 커플러를 포함하는 연결구(160)에 의하여 연결되도록 하였으며,

상기 부벽체(130)는 전단홈 후방 마구리면에 상부면이 경사져 형성된 삼각단면 형태의 블록체로서 전체 높이가 상당히 축소되어 서로 이격되어 설치되도록 하였다.

이하, 본 고안에 따른 프리캐스트 부벽식 옹벽을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2a는 본 고안의 옹벽(100)을 구성하는 기초판 및 벽체를 도시한 것이며, 도 2b는 벽체연결재(150) 및 부벽연결재(140)의 결합발췌도를 포함한 기초판과 벽체가 결합된 상태의 옹벽(100)을 도시한 것이다.

본 고안의 옹벽은 프리캐스트 방식으로 제작되어 설치된다. 즉 옹벽(100)을 구성하는 기초판(110) 및 벽체(120)는 공장 또는 현장부근에서 엄격한 품질관리에 의하여 소정의 단면크기로 제작된 후, 옹벽이 설치되어야 위치에 운반된 후, 먼저 기초판(110)을 지반에 설치하고, 벽체(120)를 상기 기초판(110)에 형성된 장방형 U형 전단홈(111)에 끼워 자립시킴과 더불어 기초판(110)과 일체로 형성된 본 고안의 부벽체(130)에 의하여 후면이 지지되도록 하게 된다.

본 고안의 기초판(110)은 도 2a와 같이, 전체적인 형상은 장방형으로 소정의 두께를 가진 콘크리트 판으로 제작된다. 이때 기초판 상부면에는 장방형 U형 전단홈(111)이 형성되며, 상기 전단홈(111)에는 후술되는 벽체(120)의 하부가 삽입되어 끼워지도록 하면서 소정의 깊이를 가지도록 형성되는데, 이러한 벽체(120)가 장방형 U형 전단홈(111)에 삽입 설치됨으로서 벽체(120)의 하부는 기초판(110)에 지지되어 자립설치가 가능하게 된다.

이러한 기초판(110)은 옹벽에 설치되어야 할 지반에 터파기 없이 그대로 설치되거나 지반에 레벨링콘크리트(200)를 형성시킨 후 그 위에 기초판(110)을 설치하는 방식으로 설치될 수 있다.

이러한 전단홈(111)은 기초판(110) 상부면 전방쪽(옹벽 전면부)에 상방 돌출된 블록체(112)에 전단홈(111)을 고려한 공간을 블록아웃시켜 제작할 수 있으며, 상기 돌출된 블록체(112)는 기초판(110) 제작 시 함께 일체로 제작되도록 한다.

이로서 기초판(110)의 장방형 U형 전단홈(111)에 하부가 삽입되어 지지되는 벽체(120)는 배면토 등에 의한 벽체(120)에 작용하는 휨 모멘트 및 수평전단력에 저항하게 된다.

이에 벽체 하부가 장방형 U형 전단홈(111)에 삽입되는 깊이를 크게 하면 할수록 저항할 수 있는 벽체의 단면력(휨 저항모멘트 및 수평전단응력 등)이 커지는 장점이 있게 되지만 상기 깊이형성에는 한계가 있으므로 벽체(120)를 지지할 수 있는 추가적인 구조적 요소가 필요하게 된다.

이러한 기능을 가지는 부재로서 종래 옹벽에서 살펴볼 수 있는 것이 도 1a와 같이 벽체 후면 전체 높이에 걸쳐 설치되는 부벽(13)이라 할 수 있으며, 상기 종래의 부벽(13)에 대응하는 구성이 바로 본 고안의 부벽체(130)이다.

하지만 상기 본 고안의 부벽체(130)는 종래와 달리 기초판(110)에 형성되어 있는 장방형 U형 전단홈(111)과 일체로 형성되되 그 전체적인 크기가 벽체 하부만을 지지하도록 설치된다는 점에 그 기술적 특징이 있다.

여기서 일체로 형성된다고 함은 기초판(110) 제작 시 함께 제작함으로서 가능할 수도 있고, 별도로 제착되어 기초판(110)에 앵커볼트를 설치한 후 상기 앵커볼트가 부벽체를 관통하도록 하면서 체결너트로 부벽체를 기초판에 설치하는 경우를 포함한다고 볼 것이며, 본 고안에서는 기초판(110) 제작 시 함께 제작하는 경우를 기준으로 한다.

즉, 부벽체(130)는 도 2a와 같이 전단홈(111) 후방 마구리면(A)에 접하여 상부면이 경사져 형성된 삼각단면 형태의 블록체로서 상기 마구리면(A)에 서로 이격되어 다수가 설치될 수 있도록 하게 된다.

기본적으로 부벽체(130)도 벽체(120)를 후면에서 지지하는 기능을 가지게 되지만, 먼저 설치높이가 종래와는 달리 벽체 하부만을 지지하도록 하고 있다. 이로서 본 고안의 옹벽은 개략 2M 이하의 벽체높이를 가지는 방음벽 기초부로서 설치되는 옹벽에 가장 적합하다고 할 수 있다. 물론 벽체 높이가 커지면 부벽체(130)의 설치높이를 증가시킬 수도 있을 것이다.

다음으로는 벽체(120)와 부벽체(130)가 연결이 되어야 하는데 이는 양자 프리캐스트 제작 방식으로 설치되기 때문에 현장에 설치된 후 서로를 연결시켜야 본 고안의 부벽체(130)가 벽체(120)를 지지할 수 있기 때문이다.

이에 부벽체(130)와 벽체(120)는 도 2b의 발췌도와 같이 부벽체(130) 상부 블록아웃부(S) 내측에 일단부가 매설된 부벽연결재(140)의 타단부가 벽체 후면에 매설되어 돌출된 벽체연결재(150)와 서로 기계적으로 연결됨으로서 서로 연결되게 된다.

결국 상기 블록아웃부(S)가 부벽연결재(140) 및 벽체연결재(150)의 연결공간 역할을 하게 된다.

상기 부벽연결재(140)과 벽체연결재(150)의 연결방법을 살펴보면,

먼저 상기 부벽연결재(140)는 일 단부가 블록아웃부(S) 하방 일측 내부에 매설 고정되도록 하며 타 단부가 블록아웃부(S) 안쪽에 노출되도록 한다.

이는 기초판(110)에 부벽체(130)를 일체로 제작하면서 부벽체 일측 내부에 부벽연결재(140)로서 철근의 일단부를 매설 고정시킴으로서 상기 철근이 경사진 부벽체 상부면과 평행하게 경사져 형성되도록 하여 철근의 타 단부가 블록아웃부 내측에서 자연스럽게 노출될 수 있도록 함으로서 그 설치가 가능하다.

이러한 부벽연결재(140)의 타 단부는, 벽체(120) 후면으로부터 돌출된 역시 철근인 벽체연결재(150)의 단부와 함께 서로 커플러를 포함하는 연결구(160)에 의하여 연결되도록 함으로서 상기 부벽연결재(140)과 벽체연결재(150)가 서로 일체로 연결될 수 있게 된다.

상기 철근인 벽체연결재(150)의 경우도 벽체(120)를 프리캐스트 방식으로 제작하면서 철근이 부벽연결재(140)의 경사위치에 대응하여 자연스럽게 경사져 돌출되도록 함으로서 그 설치가 가능하게 된다.

연결구(160)로서 커플러를 이용하여 벽체연결재(150) 및 부벽연결재(140)인 철근의 단부를 서로 맞닿아 조여지도록 할 수 있으나 연결구가 커플러에 한정되는 것은 아니며, 겹이음방식과 같은 통상의 철근이음방법이 연결구로서 선택될 수 있을 것이다.

블록아웃부(S)에서 벽체연결재와 부벽연결재가 서로 기계적으로 연결되면 블록아웃부는 모르타르와 같은 충진재로 충전됨으로서 부벽체(130)의 상부면이 마감될 수 있게 된다.

이때 상기 충전은 블록아웃부 전체 또는 일부에 충전되도록 할 수 있다. 즉, 도 3과 같이 블록아웃부 상부만 모르타르가 채워지도록 하여 블록아웃부 대부분이 노출되도록 하여 추후 기초판과 벽체의 분리가 용이하도록 할 수 있으며, 도 2b와 같이 블록아웃부 전체를 모르타르로 충전시킬 수도 있다.

본 고안의 벽체(120)도 패널 형태로 프리캐스트 방식으로 제작되어 현장에 미리 설치된 기초판(110)의 장방형 U형 전단홈(111)에 그 하부가 삽입됨으로서 설치되는데, 전술하였듯이 벽체(120) 후면에는 부벽체(130)의 설치 위치에 따라 벽체연결재(150)가 경사져 돌출되도록 제작하게 된다.

이에 적어도 벽체(120)의 하부 두께는 장방형 U형 전단홈(111)의 폭보다는 작게 형성될 수밖에 없는데, 이러한 경우 자칫 벽체의 강성이 낮게 형성될 수 있다. 물론 이러한 경우는 전단홈의 폭을 크게 형성시켜 벽체 두께를 증가시킬 수는 있으나 프리캐스트 제작방식이라면 경제성을 고려하여 일정한 전단홈의 폭 및 벽체 두께를 정할 필요가 있다. 그 이유는 다양한 형태의 벽체제작설비(거푸집 등)를 구비하는 것보다 동일한 크기의 벽체제작설비를 구비하는 것이 옹벽제작비용을 더더욱 낮출 수 있기 때문이다.

이에 본 고안에서는 일정한 두께를 가진 벽체(120)를 제작하여 설치하되 부벽체(130)가 설치되는 벽체 전면에 일종의 헌치부(121)를 형성시킴으로서 벽체의 강성을 국부적으로 증가시킬 수 있도록 하게 된다.

이로서 벽체의 후면에 복토되는 배면토에 의한 토압에 저항하는 벽체(120)는 헌치부(121)가 일종의 지지대 역할을 하게 됨으로서 효율적으로 토압에 저항할 수 있도록 할 수 있을 뿐만 아니라, 다소 두께가 작은 벽체(120)가 설치되는 경우라도 벽체와 일체로 형성된 헌치부(121)에 의하여 강성을 전체적으로 증가시킬 수 있다는 장점이 발현될 수 있게 된다.

이러한 헌치부(121)는 기초판(110) 정확하게는 장방형 U형 전단홈(111)이 형성된 블록체(112)의 옹벽 전면부쪽 상면에 지지되도록 할 수 있으며, 상기 헌치부(121)도 벽체 제작 시 함께 일체로 제작할 수 있으나, 별도로 제작되어 벽체 전면에 설치되는 것을 배제하는 것은 아니다. 이러한 설치도 역시 앵커볼트를 헌치부를 관통하여 벽체에 매립되도록 하는 방식이 가능하다.

헌치부(121)로서 도 2a 및 도 2b에서는 사다리꼴 단면의 블록체로서 도시되어 있으나 그 형상에 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 고안의 기초판(110a, 110b)과 벽체(120a,120b)의 제작 길이와 관련하여 그 완성된 일부구간을 도시한 것이다.

먼저, 기초판(110a,110b)들은 각각 8M 길이로 서로 도 3과 같이 서로 측면에 형성시킨 도 1b와 같은 방식에 의하여 즉 전단키에 의하여 연속으로 조립되어 설치된다. 이때 본 고안의 부벽체(130a,130b) 2개가 각각의 기초판(110a,110b)을 구성하는 장방형 U형 전단홈(111)의 마구리면(A)에 형성될 수 있도록 기초판을 제작한다.

하지만 벽체(120a,120b)는 4M 길이의 벽체(120a)를 먼저 기초판(110a)의 상부면에 좌측면이 일치하도록 설치하고, 상기 먼저 설치된 기초판(120a)과 연속하여 전단키(170)에 의하여 8M의 길이를 가진 벽체(120b)가 연속으로 조립 설치될 수 있도록 한다.

이러한 설치방식을 따르는 이유는 기초판(110a,110b) 각각의 연결부(전단키(170)로 연속 조립되는 부분)가 벽체(120a,120b)의 연결부와 겹쳐지는 경우 구조적으로 약할 수밖에 없다는 점을 고려하여 기초판 및 벽체의 연결부가 서로 겹쳐지지 않도록 하기 위함이다.

나아가 벽체(120) 후면에 복토되는 배면토로부터 유입되는 지하수 등이 벽체 전면으로 배수될 수 있도록 기초판의 마구리면 또는 장방형 U형 연결홈으로부터 벽체를 관통하여 배수관이 더 설치될 수 있도록 할 수 있다.

본 고안의 프리캐스트 부벽식 옹벽은

특히 높이가 개략 2M이하인 옹벽, 가령 방음벽기초용 옹벽구조물에 적용하는 경우 옹벽 설치 기간이 매우 빠르게 되어 공기절감에 따른 공사비 절감효과가 매우 크게 되고, 벽체 및 기초판 세그먼트의 길이를 4, 8M와 같이 길게 형성시켜 그 설치기간을 대폭 줄일 수 있어 매우 경제적인 옹벽 제작 및 설치가 가능하게 된다.

나아가 기초판의 설치를 위해 굳이 기초터파기를 하지 않고, 레벨링콘크리트 위에 기초판을 직접 설치함으로서 더욱 더 옹벽 제작공기를 앞당길 수 있게 되며,

프리캐스트 방식으로 제작, 설치되기 때문에 품질관리가 용이하며 기초판과 벽체를 별도로 제작하므로 운반 및 설치가 용이하고, 공정이 간단하여 공사관리에도 용이한 장점이 있다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 고안의 일 실시예는 본 고안의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 고안의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 고안의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 고안의 보호범위에 속하게 된다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 부벽식 옹벽 및 프리캐스트 조립식 옹벽을 도시한 것이다.

도 2a 및 도 2b는 본 고안의 프리캐스트 부벽식 옹벽을 구성하는 기초판 및 벽체와 벽체연결재 및 부벽연결재의 결합발췌도를 포함한 기초판과 벽체의 결합상태도를 도시한 것이다.

도 3은 본 고안의 프리캐스트 부벽식 옹벽의 길이에 따른 설치예를 도시한 것이다.

<도면의 주요 부호의 설명>

100: 프리캐스트 부벽식 옹벽 110:기초판

120:벽체 121:헌치부

130:부벽체 140:부벽연결재

150:벽체연결재 160:연결구

170:전단키 S:블록아웃부

A:마구리면

Claims (7)

1. 상부면에 장방형 U형 전단홈(111)이 형성된 프리캐스트 장방형 기초판(110)에 프리캐스트 패널형 벽체(120) 하부 전체가 상기 전단홈(111)에 삽입되어 설치되는 옹벽(100)으로서,

   상기 기초판(110)의 전단홈 후방 마구리면에 벽체 하부를 지지하도록 부벽체(130)가 더 설치되며,

   상기 부벽체(130)의 상부면에 형성시킨 블록아웃부에 일 단부가 블록아웃부 일측 내부에 매설 고정되며, 타 단부가 블록아웃부 안쪽에 노출되도록 설치된 부벽연결재(140)에 대응하여, 벽체 후면으로부터 돌출된 벽체연결재(150)의 단부가 서로 커플러를 포함하는 연결구(160)에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 부벽식 옹벽.
2. 제 1항에 있어서, 상기 벽체는 길이방향에 걸쳐 전단홈에 삽입되는 두께를 가지되, 전면에 벽체 두께를 국부적으로 증가시키기 위한 헌치부가 벽체 전면에 더 형성되어 그 하부가 기초판에 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 부벽식 옹벽.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 부벽체는 전단홈 후방 마구리면에 상부면이 경사져 형성된 삼각단면 형태의 블록체가 서로 이격되어 설치되며, 상기 부벽연결재의 타측 단부에 대응한 벽체연결재가 블록아웃부에서 서로 연결된 이후에는 상기 블록아웃부 전체 또는 일부에 모르타르를 포함하는 충진재가 더 충전되어 마감되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 부벽식 옹벽.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기초판 및 벽체는 각 측면에 형성된 전단키에 의하여 연속하여 다수가 조립되어 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 부벽식 옹벽.
5. 제 4항에 있어서, 상기 조립되어 설치되는 벽체의 각 연결부가 기초판의 각 연결부와 겹쳐지지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 부벽식 옹벽.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 부벽체 또는 벽체는 각각 기초판과 벽체와 일체로 제작되거나 별도로 제작되어 각각 기초판 및 벽체에 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 부벽식 옹벽.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 기초판은 지반에 터파기 없이 직접 설치되거나 지반에 형성시킨 레벨링콘크리트 상부면에 지지되어 설치되는 것을 특징으로 하는 프리캐스트 부벽식 옹벽.