KR20060029018A - 케미컬 앵커를 이용하여 베이스 찬넬을 기초 옹벽에시공하는 방법 - Google Patents

Abstract

케미컬 앵커의 도움으로 기초 옹벽에 베이스 찬넬(base channel)을 용이하게 시공하는 방법이 개시된다. 이러한 방법은 (a) 기초 옹벽을 타설하는 단계; (b) 상기 단계(a)를 거쳐 타설된 기초 옹벽의 상측면에 천공하고자 하는 부위를 표시한 후, 소정의 천공 수단에 의해 천공하는 단계; 및 (c) 상기 단계 (b)를 거쳐 천공된 천공 부위에 케미컬 앵커(chemical anchor)를 주입하고, 설치하고자 하는 체결 수단을 삽입한 후, 베이스 찬넬을 상기 체결 수단에 끼워 결합시키는 단계를 포함한다. 이러한 방법에 의하면, 기초 옹벽의 타설 중에 앵커가 설치되는 종래의 방법에서 발생되는 공사 기간의 연장, 공정의 복잡성, 완성후의 베이스 찬넬 시공 부위의 이동 가능성 등의 여러 문제점이 용이하게 해소될 수 있다.

찬넬, 베이스 찬넬, 기초 옹벽, 파형강판, 지중터널

Description

케미컬 앵커를 이용하여 베이스 찬넬을 기초 옹벽에 시공하는 방법 {A method for mounting base channnel onto a basic retaining wall by using chemical anchor}

도 1은 종래의 방법에 따라 베이스 찬넬이 기초 옹벽에 시공되어 있는 모습을 도시한 도면(사시도);

도 2는 종래의 방법에 따라 베이스 찬넬에 파형강판이 결속되어 있는 모습을 도시한 도면(부분단면도);

도 3은 본 발명의 공정을 설명하기 위한 도면으로서, 타설된 기초 옹벽을 도시한 도면;

도 4는 본 발명의 공정을 설명하기 위한 도면으로서, 타설된 기초 옹벽에 천공 위치를 표시하기 위해 베이스 찬넬을 기초 옹벽에 올려놓은 모습을 도시한 도면;

도 5는 본 발명의 공정을 설명하기 위한 도면으로서, 천공 위치에 케미컬 앵커가 주입된 후 여기에 앵커볼트가 끼워지는 모습을 도시한 도면;

도 6은 본 발명의 공정에 따라 기초 옹벽에 베이스 찬넬이 시공되어 있는 모습을 보인 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 기초 옹벽 12 : 천공 부위

14 : 앵커볼트 20 : 베이스 찬넬

본 발명은 기초 옹벽에 베이스 찬넬(base channel)을 시공하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 예를 들어 파형강판을 이용하여 지중터널을 시공하는 경우에 파형강판이 고정되어 결속되는 베이스 찬넬을 기초 옹벽에 시공하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 지중터널은 수십 내지 수백 톤(ton)의 하중을 견딜 수 있는 구조, 특히 반구형 또는 아치형의 구조를 갖는다. 이러한 구조는 수직하중을 좌우로 분산시키는데 유리하여, 많은 수직하중을 받는 땅속에 적용하기에 적합하다. 그러나 이러한 지중터널은 높은 하중을 견딜 수 있지만 그 자체로서 수십 cm 내지 수 m에 해당하는 두께를 가져야 하기 때문에 시공 자체가 어렵고 이의 구매에 따른 경제적인 부담을 가중시킬 뿐만 아니라 이의 양생시에 환경에 유해한 오염물질을 발생시킨다.

이러한 문제점을 해결하고자 파형강판을 이용한 지중터널의 시공법이 본 출원인에 의해 1990년대에 소개되었다. 파형강판(corrugated steel plate)은 길이방향으로 다수의 골(valley)과 마루(crest)가 교대로 배열된 구조를 갖는다. 이러한 파형의 구조는 강판의 강성을 더욱 증가시켜, 높은 수직하중을 받는 지중터널의 시 공 뿐만 아니라 높은 하중을 견뎌야 하는 다양한 분야에도 적용될 수 있을 것이다.

실제로, 이러한 구조의 파형강판은 콘크리트 재질의 구조물에 비하여 1/20 이하의 두께로도 동량의 하중을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 지중터널의 시공시에도 콘크리트 재질의 구조물에 비하여 30% 이상 저렴한 것으로 알려져 있다. 또한, 이러한 파형강판을 이용한 지중터널 시공법은 콘크리트를 이용한 지중터널 시공법과 달리 콘크리트 양생 공정이 불필요하여 환경적으로도 매우 유리하다. 이러한 많은 장점들 때문에, 파형강판을 이용한 지중터널 시공법은 대한민국의 중앙고속도로 뿐만 아니라 서해안고속도로에서의 터널 시공법으로 채택된 바 있다.

이러한 파형강판을 이용하여 지중터널을 시공할 때, 지중터널의 양측에는 파형강판을 지지할 목적으로 상부가 개방된 베이스 찬넬(base channel)이 요구된다. 베이스 찬넬은 이를 지지할 수 있는 기초 옹벽이 요구된다.

종래의 베이스 찬넬 시공은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, i) 거푸집(도시되어 있지 않음)을 좌우측에 설치한 후에 앵커(2)를 앵커볼트 지지철근(4) 및 일반철근에 용접하여 고정시키고, ii) 여기에 시멘트와 모래가 배합된 배합물을 주입하여 경화시키고; iii) 베이스 찬넬(6)을 베이스 찬넬의 하부에 제공된 체결구를 통해 상기한 앵커(2)에 끼운 후 너트(8)를 조임으로써 달성되었다. 그런 다음, 베이스 찬넬(6)에는 도 2에 도시된 바와 같이 파형강판(8) 등의 부재가 볼트 및 너트 결합에 의해 제공된다.

그러나, 이러한 종래의 베이스 찬넬 시공법은 앵커(2)가 상기한 바와 같은 고정 수단에 의해 기초 옹벽에 처음부터 시공되므로 앵커(2)의 정확한 간격이 보장 되지 않을 뿐만 아니라 거푸집의 위치 변동, 예상치 못한 충격 등의 앵커 위치 변동 요인에 의해 앵커(2)의 위치가 변하게 되어 실질적으로 앵커(2)로서의 제기능을 발휘하지 못할 때가 많았다. 더욱이, 앵커(2)가 기초 옹벽에 먼저 고정되기 때문에 앵커(2)와 함께 용접되어 앵커를 지지하기 위한 철근의 소비량도 많았다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 앵커의 위치 불변성을 보장하면서 시공이 용이한 기초 옹벽에의 베이스 찬넬 시공 방법을 제공하는 데에 있다. 더 나아가서, 본 발명의 다른 목적은 공사 기간이 단축되고 많은 철근이 요구되지 않는 경제적으로 유리한 기초 옹벽에의 베이스 찬넬 시공 방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기초 옹벽에 베이스 찬넬(base channel)을 시공하는 방법에 있어서,

(a) 기초 옹벽을 타설하는 단계;

(b) 상기 단계(a)를 거쳐 타설된 기초 옹벽의 상측면에 천공하고자 하는 부위를 표시한 후, 소정의 천공 수단에 의해 천공하는 단계; 및

(c) 상기 단계 (b)를 거쳐 천공된 천공 부위에 케미컬 앵커(chemical anchor)를 주입하고, 설치하고자 하는 체결 수단을 삽입한 후, 베이스 찬넬을 상기 체결 수단에 끼워 결합시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

상기 단계 (b)에서, 소정의 천공 수단으로는 통상의 드릴(drill)이 이용될 수 있다.

상기 단계 (c)에서, 케미컬 앵커로는 시판되는 어떠한 케미컬 앵커도 사용될 수 있다. 이들의 대표적인 예에는 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin)가 포함된다.

또한, 상기 단계 (c)에서, 체결 수단으로는 볼트 타입이 바람직하다.

이상에서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 케미컬 앵커를 이용한 기초 옹벽에의 베이스 찬넬 시공 방법은 기초 옹벽이 완전히 타설된 후에 기초 옹벽의 천공, 케미컬 앵커의 주입 및 베이스 찬넬의 시공이 순차적으로 이루어지므로, 기초 옹벽의 타설 중에 앵커가 설치되는 종래의 방법에서 발생되는 공사 기간의 연장, 공정의 복잡성, 완성후의 베이스 찬넬 시공 부위의 이동 가능성 등의 여러 문제점을 해소시킬 수 있다.

본원에서 사용되는 용어 "기초 옹벽"은 파형강판(corrugated steel plate)을 이용한 지중터널의 시공시에 지중터널의 측면에 땅에의 지지 및 파형강판의 지지 목적으로 설치되는 옹벽을 의미한다. 다르게는, 용어 "기초 옹벽"은 이의 하부에 기초를 두고 이의 상부에 설치하고자 하는 부재를 지지할 수 있는 모든 옹벽을 의미할 수 있다. 일반적으로, 이러한 기초 옹벽은 이의 내부에 통상의 철근이라 불리우는 부재가 함께 타설된다.

본원에서 사용되는 용어 "베이스 찬넬"(base channel)은 상부가 개방된 찬넬(channel)로서 이의 길이방향 내부에 파형강판 등의 설치하고자 하는 부재가 삽입되어 고정될 수 있는 기초가 되는 찬넬을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이의 하부는 기초 옹벽에 설치되는 앵커볼트 등의 결속 수단이 삽입될 수 있는 다수의 홀을 갖는다. 또한, 이의 측면부도 파형강판 등의 설치하고자 하는 부재를 다양한 방식, 특히 볼트-너트 결합에 의한 방식으로 고정시키기 위해 다수의 홀을 갖는다.

이하, 본 발명은 상기 정의된 용어와 함께 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 기술된다.

도 3 내지 도 6에는 본 발명에 따른 베이스 찬넬 고정 과정이 순차적으로 도시되어 있다. 이의 과정은 지금부터 상술된다.

제 1 공정 : 기초 옹벽 타설 공정

먼저, 거푸집(도시되어 있지 않음)을 이용하여 통상의 방법으로 기초 옹벽(10)을 타설한다. 이러한 기초 옹벽(10)의 하부는 설치되는 공간의 내부에 매입되거나 설치되는 공간과 접할 수 있으며, 이의 상부는 파형강판 등이 삽입되어 고정되는 베이스 찬넬(20)이 구조적으로 안전하게 위치할 수 있도록 평탄하게 시공되는 것이 바람직하다. 기초 옹벽(10)의 내부에는 이의 보강을 위해 철근 등의 부재가 제공되는 것이 바람직하다.

기존에는, 기초 옹벽(10)의 시공시에, 앵커를 앵커볼트 지지철근과 일반철근에 용접하는 공정이 선행되어야 했다. 이러한 선행 공정은 기초 옹벽 자체의 타설에 많은 시간이 소요되게 한다. 뿐만 아니라, 기초 옹벽이 양생되는 동안 앵커의 위치가 변할 수 있어 경우에 따라서는 보완 작업이 요구될 수도 있다. 그러나, 본 발명에 의한 공정은 이러한 선행 공정이 불필요하므로 기초 옹벽 타설 뿐만 아니라 전체 공정의 공정 시간을 단축시킬 수 있어 매우 유리하다. 또한, 본 발명에 의하 면, 앵커 설치 부위를 임의로 조정할 수 있어 작업 유동성 측면에서도 매우 유리하다.

제 2 공정 : 기초 옹벽의 천공 공정

기초 옹벽(10)이 완성되면, 기초 옹벽(10)의 상부에 설치하고자 하는 베이스 찬넬(20)을 올려놓고 베이스 찬넬(20)의 하부에 제공된 개구를 기초 옹벽(10)의 상부에 표시한다. 그런 다음, 천공하고자 하는 부위를 드릴 등의 천공 수단을 이용하여 소정의 깊이까지 천공한다. 이의 깊이는 기초 옹벽(10)에 부과되어질 하중과 앵커 볼트(14)의 길이를 고려하여 당업자에 의해 조정될 수 있다.

제 3 공정 : 케미컬 앵커를 이용한 베이스 찬넬의 결속 공정

상기한 바와 같이 기초 옹벽(10)의 천공 공정이 완료되면, 천공 부위(12)를 압축 공기 또는 솔과 같은 수단을 이용하여 청결을 유지시킨다. 천공 부위(12)가 청결하게 유지되지 않으면 케미컬 앵커에 의한 지지력이 감소된다는 점에 유의하여야 한다. 사용 가능한 케미컬 앵커의 비제한적인 대표적인 예에는 불포화 폴리에스테르계 수지가 포함된다. 물론, 시판중인 다른 케미컬 앵커도 사용될 수 있다. 천공 부위(12)의 청결이 확보되면, 상기와 같은 케미컬 앵커를 상기한 천공 부위(12)에 주입한다. 이의 주입량은 삽입하고자 하는 앵커 볼트(14)가 요망 정도로 삽입되었을 때 천공 부위(12)의 외부로 약간 흘러나올 수 있을 정도가 적당하다. 소정량의 케미컬 앵커가 천공 부위(12)에 삽입되면 삽입하고자 하는 앵커 볼트(14)를 삽입하여 이들을 경화시킨다. 경화 시간은 앵커 볼트(14)의 온도가 높을수록 그리고 수분 함유량이 작을수록 단축된다.

마지막으로, 설치하고자 하는 베이스 찬넬(20)을 상기와 같이 삽입 및 고정된 앵커 볼트(14)에 끼우고 준비된 너트(도시되어 있지 않음)를 이용하여 체결한다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 케미컬 앵커를 이용한 기초 옹벽에의 베이스 찬넬 고정 방법은 기초 옹벽이 완전히 타설된 후에 기초 옹벽의 천공, 케미컬 앵커의 주입 및 베이스 찬넬의 고정이 순차적으로 이루어지므로, 기초 옹벽의 타설 중에 앵커가 설치되는 종래의 방법에서 발생되는 공사 기간의 연장, 공정의 복잡성, 완성후의 베이스 찬넬 고정 부위의 이동 가능성 등의 여러 문제점을 손쉽게 해소시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 방법은 조립식 건축물에도 적용될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변화 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 기초 옹벽에 베이스 찬넬(base channel)을 시공하는 방법에 있어서,

   (a) 기초 옹벽을 타설하는 단계;

   (b) 상기 단계(a)를 거쳐 타설된 기초 옹벽의 상측면에 천공하고자 하는 부위를 표시한 후, 소정의 천공 수단에 의해 천공하는 단계; 및

   (c) 상기 단계 (b)를 거쳐 천공된 천공 부위에 케미컬 앵커를 주입하고, 설치하고자 하는 체결 수단을 삽입한 후, 베이스 찬넬을 상기 체결 수단에 끼워 결합시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 단계 (c)에서, 케미컬 앵커가 불포화 폴리에스테르계 수지 기재 앵커임을 특징으로 하는 방법.

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