KR20080050110A - 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 철근콘크리트를 재료로 하여 프리캐스팅 방식으로 제조되고 여러 개가 서로 연결되어 일방향으로 긴 옹벽을 형성하며, 상기 옹벽의 길이 방향의 인장재 통과공을 가지는 저면부와 상기 저면부로부터 연장되며 상기 옹벽의 길이 방향의 인장재 통과공을 가지는 벽면부를 포함하는 옹벽 세그먼트와, 상기 옹벽 세그먼트의 인장재 통과공에 삽입되는 인장재과, 상기 인장재를 상기 옹벽 세그먼트에 정착하기 위한 것으로서 상기 옹벽 세그먼트들 중 상기 옹벽의 길이 방향의 양 단부에 위치하는 옹벽 세그먼트에 각각 마련되는 정착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽.

Description

인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽{Precasted Concrete Retaining Wall with Tension}

도 1은 종래의 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 일 실시 예.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽을 설명하기 위한 도면,

도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도.

도 4는 도 2에 표시된 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도.

도 5는 도 2에 표시된 정착부에 강연선을 인장하기 위한 인장기를 장착시킨 모습.

도 6은 도 5에 도시된 정착부에 보강 플레이트가 끼워진 상태를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽을 설명하기 위한 도면.

** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **

10 : 옹벽 세그먼트 11 : 강연선 통과공

12 : 저면부 13 : 벽면부

20 : 강연선 30 : 정착부

31 : 정착판 32 : 웨지절편

33 : 웨지 플레이트 40 : 보강판

본 발명은 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옹벽의 길이 방향으로 강연선을 설치하고, 그 강연선에 인장력을 도입함으로써 프리캐스팅 된 옹벽 세그먼트들의 일체화를 용이하게 하고 그에 따른 우수한 편리성과 시공성이 보장되는 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 관한 것이다.

일반적으로 도로나 철도의 사면, 하천제방, 해안도로나 주거지역의 사면 등에는 사면 안정화를 위하여 옹벽이 시공되고 있는데, 현재까지의 옹벽은 주로 현장 타설 콘크리트에 의해 시공되어 왔다. 즉, 옹벽을 시공하기 위하여 거푸집과 철근을 설치하고, 그 거푸집으로 콘크리트를 타설하고 양생시켜 옹벽을 시공한 것이다.

이러한 현장타설식 옹벽의 시공방법은 지반굴착, 기초콘크리트 타설, 철근조립, 콘크리트 타설, 뒷채움 공사 등의 과정을 거치므로 공기가 매우 긴 단점이 있다. 현장 타설 콘크리트 옹벽은 현장에서 사전에 설계에 의해 제작된 배근도를 바탕으로 철근의 배근작업을 수행하고, 거푸집을 설치한 후, 콘크리트를 타설하게 되는데, 콘크리트가 자립을 할 수 있는 강도가 발현되기 위해서는 적어도 7일 이상의 양생기간이 필요하며, 양생 후에는 거푸집을 해체해야 하는 작업도 실시되어야 하 므로 공기가 매우 긴 것이다. 이러한 긴 공기에 의해 경제적으로 불리하며, 주변에 도로가 있는 경우에는 차량통제를 통제하거나 우회도로를 확보하는 등의 문제로 인해 사회적으로도 커다란 손실을 초래할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 벽면부의 높이가 높을 경우에는 본체 콘크리트를 한 번에 타설할 수 없는 경우도 발생하게 되어 콘크리트 간의 합성에 문제가 있는 경우도 있다.

이러한 문제점을 일부 해결하고자 대한민국 등록실용신안공보 제420394호와 같이 프리캐스팅 된 옹벽 세그먼트들을 이용하여 옹벽을 시공하는 방법이 제시되었으며, 도 1에 그 일례가 도시되어 있다. 본 명세서에 사용된 도면 기호는 상기 제420394호에서 사용된 도면 기호와 일부 차이가 있다. 상기 제420394호에 제시된 각각의 옹벽 세그먼트(6)는 두 개의 기초판(1,2)과 두 개의 벽체(3,4)로 구성되어 있으며, 두 개의 기초판(1,2)과 하부의 벽체(3)를 관통하는 강연선(5)에 의해 기초판들(1,2)과 하부의 벽체(3)가 연결되며, 각 벽체들 사이의 연결은 도면 상의 상세도에서와 같이 연결홈(231,232)으로 일부 돌출되게 형성된 벽체 연결재(233,234)와 상기 벽체 연결재(233,234)를 양측에서 연결하는 커플러(235) 및 연결홈(232,232)에 채워지는 채움재(236)을 포함하고 있다.

이러한 구성을 취하는 경우 옹벽 각각의 옹벽 세그먼트(6)들이 두 개의 기초판(1,2)과 두 개의 벽체(3,4) 등 여러 개의 조각들로 구성되어 있어, 현장에서 이를 조립하는데 과도한 시간이 소요된다. 또한, 인장력을 가해야할 강연선(5)이 매우 많아 강연선(5)에 인장력을 가하는 데 역시 많은 시간과 인력이 투입되어야 하는 단점도 있다.

더욱 치명적인 것은 옹벽의 길이 방향의 연결은 벽체 연결재(233,234)와 커플러(235)에 전적으로 의존하게 되는데, 이러한 구조들에 의한 체결력이 약하므로 시공 후에 옹벽구조물이 토하중을 제대로 지탱하지 못하고 미끄러지는 등의 변형을 유발할 가능성이 있는 것이다. 이는 옹벽 세그먼트들의 일체화가 제대로 이루어지지 않아서 발생하는 것으로서, 특정 옹벽 세그먼트에 응력이 집중되는 경우에는 응력이 집중되는 옹벽 세그먼트와 그 주변 옹벽 세그먼트 사이의 연결부가 가장 취약하게 되므로 그 부분에서 옹벽이 움직이거나 무너지는 등의 문제가 발생할 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 시공이 간편하고 빠른 속도로 옹벽을 축조할 수 있을 뿐만 아니라, 프리캐스팅된 옹벽 세그먼트들을 강하게 일체화 함으로써 옹벽에 미치는 하중에 대한 저항이 증가되어 구조적으로도 안정된 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

철근콘크리트를 재료로 하여 프리캐스팅 방식으로 제조되고 여러 개가 서로 연결되어 일방향으로 긴 옹벽을 형성하며, 상기 옹벽의 길이 방향의 인장재 통과공을 가지는 저면부와 상기 저면부로부터 연장되며 상기 옹벽의 길이 방향의 인장재 통과공을 가지는 벽면부를 포함하는 옹벽 세그먼트와,

상기 옹벽 세그먼트의 인장재 통과공에 삽입되는 인장재과,

상기 인장재를 상기 옹벽 세그먼트에 정착하기 위한 것으로서 상기 옹벽 세그먼트들 중 상기 옹벽의 길이 방향의 양 단부에 위치하는 옹벽 세그먼트에 각각 마련되는 정착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽을 제공한다.

상기 정착부는,

상기 옹벽 세그먼트에 고정되며 인장재를 통과시키기 위한 제1관통공이 형성된 정착판;

상기 인장재의 외주면을 감싸는 쐐기모양의 웨지절편; 및

상기 제1관통공과 연통되는 제2관통공과, 상기 웨지 절편을 수용하기 위한 테이퍼부를 가지는 웨지 플레이트;를 포함하며,

상기 웨지 플레이트의 외주면에는 상기 인장재에 인장력을 가하기 위한 인장기에 나사결합되기 위한 나사부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 웨지 플레이트와 상기 정착판 사이에 상기 인장재의 직경방향으로 끼워지는 보강 플레이트를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시 예에 따른 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽을 설명하기 위한 도면, 도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선의 단면도, 도 4는 도 2에 표시된 Ⅳ-Ⅳ선의 단면도, 도 5는 도 2에 표시된 정착부에 강연선을 인장하기 위한 인장기를 장착시킨 모습, 도 6은 도 5에 도시된 정착부에 보강 플레이트가 끼워진 상태를 도시한 도면이다.

본 실시 예에 따른 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽은 옹벽 세그먼트(10), 인장재 및 정착부(30)를 포함하고 있다.

상기 옹벽 세그먼트(10)는 철큰콘크리트를 재료로 하여 프리캐스팅 방식으로 제조된다. 프리캐스팅 방식이란 현장이 아닌 별도의 제조공장에서 제조하는 방식이다.

상기 옹벽 세그먼트(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 여러 개가 일렬로 나란히 정렬되어 일방향으로 긴 옹벽을 형성하게 된다.

옹벽 세그먼트(10)는 저면부(12)와 상기 저면부(12)로부터 연장되어 형성되는 벽면부(13)로 구성되며, 그 단면은 전체적으로 영문자 "L"에 유사한 형상이다.

상기 저면부(12)와 벽면부(13)에는 각각 상기 옹벽의 길이 방향으로 형성된 강연선 통과공(11)이 형성되어 있다. 본 실시 예에서는 저면부(12)에 두 개의 강연선 통과공(11)이, 벽면부(13)에 하나의 강연선 통과공(11) 모두 세 개의 강연선 통과공(11)이 형성되어 있다.

상기 인장재로는 일반적으로 콘크리트 구조물에 프리스트레스를 도입하기 위하여 사용되는 강연선(20)을 사용하도록 한다. 상기 강연선(20)은 상기 옹벽 세그먼트(10)에 형성된 강연선 통과공(11)에 삽입되어 상기 옹벽에 옹벽의 길이 방향의 힘을 가하는데 이용되며, 방청처리를 하여 부식에 강하게 하는 것이 바람직하며, 도면상에는 도시되지는 않았지만 별도의 피복을 가지며 피복 강선 또는 비부착강선 으로 불리는 강연선을 사용할 수도 있다. 본 실시 예에서 설치되는 강연선(20)의 수는 상기 강연선 통과공(11)의 수와 마찬가지로 세 개이다.

상기 정착부(30)는 상기 옹벽 세그먼트(10)들 중 상기 옹벽의 길이 방향의 양단부에 위치하는 옹벽 세그먼트(10)에 각각 마련되는데, 도 2상에서는 제일 좌측에 위치한 옹벽 세그먼트(10) 및 제일 우측에 위치하는 옹벽 세그먼트(10)에 각각 마련된다.

상기 정착부(30)는 상기 강연선(20)을 상기 옹벽 세그먼트(10)에 정착하기 위한 것으로서, 강연선 통과공(11)과 대응되는 위치에 설치되며, 본 실시 예에서 상기 강연선 통과공(11)이 세 개가 형성되므로 정착부(30)는 세 쌍이 마련된다.

강연선(20)에 인장력을 가한 상태에서 강연선(20)을 정착시키는 경우 늘어난 강연선(20)이 탄성 복귀하면서 옹벽 세그먼트(10)에는 압축력을 가하게 그 압축력으로 옹벽 세그먼트(10)들을 일체화시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 정착부(30)는 정착판(31), 웨지절편(32) 및 웨지 플레이트(33)를 포함하고 있다.

상기 정착판(31)에는 상기 강연선(20)을 통과시키기 위한 제1관통공(311)이 형성되어 있으며, 상기 제1관통공(311)은 강연선 통과공(11)과 연통되는 위치에 설치된다. 상기 정착판(31)은 옹벽 세그먼트(10)에 고정된다.

상기 웨지절편(32)은 강연선(20)의 외주면을 감싸는 쐐기형상으로 이루어지며, 강연선(20)을 정착하기 위해서 일반적으로 사용되는 제품을 사용할 수 있다.

웨지 플레이트(33)는 상기 제1관통공(311)과 연통되는 제2관통공(331)과 상 기 웨지절편(32)들을 수용하기 위한 테이퍼부(332)와 나사부(333)를 가진다.

상기 테이퍼부(332)는 상기 웨지절편(32)들의 외주면과 접하며, 웨지절편(32)들이 강연선(20)을 클램핑한 상태에서 이동하는 것을 막는다.

상기 나사부(333)는 상기 웨지 플레이트(33)의 외주면에 마련되며, 상기 강연선(20)에 인장력을 가하기 위한 인장기에 나사결합되기 위한 구성으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 나사부(333)에 대응되는 대응나사부(101)를 가진 인장기(100)와 웨지 플레이트(33)가 나사 결합할 수 있도록 한다.

이하에서는 상술한 실시 예에 따른 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 기능, 작용 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.

본 실시 예의 옹벽 세그먼트(10)는 프리캐스팅 방식에 의해 제조되는데, 프리캐스팅 방식으로 옹벽 세그먼트(10)를 제작하는 경우 공장에서 고정시설을 이용하여 기성 제작하게 되므로, 최적의 조건에서 작업하는 것이 가능하게 되어, 현장에서 시공한 콘크리트 제품에 비해 정도(精度) 및 강도(强度)를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

프리캐스팅 방식으로 제조된 옹벽 세그먼트(10)가 현장에 오면 옹벽 세그먼트(10)들을 일렬로 배열하고, 강연선 통과공(11)에 강연선(20)을 삽입하고, 강연선(20)에 인장력을 가한 상태에서 강연선의 양단부를 정착부(30)에 의해 옹벽 세그먼트(10)에 정착시킨다. 이는 옹벽 세그먼트(10)에 프리스트레스를 가하는 것으로서, 이러한 구성을 취하는 경우 옹벽 세그먼트(10)들을 매우 강하게 일체화시킬 수 있는 장점이 있다.

옹벽 세그먼트(10)들에 강연선(20)을 이용하여 옹벽의 길이 방향의 프리스트레스를 가한 후에는 뒷채움 작업을 행하게 되는데, 옹벽과 기존 지반 사이에 흙을 채우는 것이다.

도 7에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 이용되는 옹벽 세그먼트(10')가 도시되어 있는데, 앞서 설명된 옹벽 세그먼트(10)에 비하여 그 형태만 영문"T"자를 뒤집어 놓은 형태이고, 강연선 통과공(11'), 강연선(20') 및 정착부(30')의 개수에만 차이가 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 보강 플레이트를 더 구비하는 경우에 대하여 설명을 하기로 한다.

본 실시 예의 강연선(20)은 비부착강선을 이용하거나 방청처리를 한 강연선을 사용하게 되며, 강연선 통과공(11)에는 그라우팅을 하지 않는다. 따라서 강연선(20)에 긴장력을 얼마든지 추가로 가할 수 있게 되는데, 옹벽을 시공하고 일정기간이 지난 경우 강연선(20)의 릴렉세이션 등이 발생하여 강연선(20)에 도입된 인장력이 줄어드는 경우 구조적인 안정성이 떨어지게 되므로, 정기적으로 강연선(20)에 도입된 인장력의 크기를 확인할 필요가 있으며, 필요하다고 판단되는 경우 재긴장을 할 필요가 있다.

그러나 강연선(20) 중 웨지절편(32)을 통과하여 외부로 노출되는 부분은 미관상의 이유로 1-2cm정도이고 나머지는 모두 절단하게 되므로, 강연선(20)에 인장기를 설치하여 강연선(20)을 재긴장하는 것은 현실적으로 불가능한데, 본 발명의 경우 웨지 플레이트(33)의 외주에 나사부(333)를 마련함으로써, 상기 나사부(331)에 대응되는 대응나사부(101)를 가지는 인장기(100)을 이용하여 강연선(20)을 재긴장할 수 있게 된다. 도 5에는 인장기(100)의 일부만이 도시되어 있으며, 인장기는 일반적으로 사용되는 유압인장기를 사용할 수 있다.

한편, 인장기(100)에 강연선(20)이 인장되는 경우 웨지플레이트(33)과 웨지절편(32)과 강연선(20)이 모두 이동하게 되는데, 그러한 이동에 의해 웨지플레이트(33)와 정착판(31)의 사이에는 틈이 생기고 그 틈으로 보강 플레이트(40)를 끼워넣게 되는데, 보강 플레이트(40)는 상기 강연선(20)의 직경방향을 끼워넣으면 된다.

상술한 보강 플레이트(40)를 더 구비하는 구성을 취하는 경우 강연선(20)을 재긴장하고 그 긴장된 상태를 유지할 수 있는 장점이 생기게 되는 것이다.

상기에서는 정착부로서 정착판, 웨지절편, 나사부가 형성된 웨지 플레이트를 구비한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 정착부로서 정착판, 웨지절편, 나사부가 형성된 웨지 플레이트를 구비하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 내에서 다양한 형태의 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽의 구현이 가능함은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 시공이 간편하고 빠른 속도로 옹벽을 축조할 수 있을 뿐만 아니라, 프리캐스팅 된 옹벽 세그먼트들을 강하게 일체화함으로써 옹벽에 미치는 하중에 대한 저항이 증가하여 구조적으로도 안정된 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽을 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 철근콘크리트를 재료로 하여 프리캐스팅 방식으로 제조되고 여러 개가 서로 연결되어 일방향으로 긴 옹벽을 형성하며, 상기 옹벽의 길이 방향의 인장재 통과공을 가지는 저면부와 상기 저면부로부터 연장되며 상기 옹벽의 길이 방향의 인장재 통과공을 가지는 벽면부를 포함하는 옹벽 세그먼트와,

   상기 옹벽 세그먼트의 인장재 통과공에 삽입되는 인장재와,

   상기 인장재를 상기 옹벽 세그먼트에 정착하기 위한 것으로서 상기 옹벽 세그먼트들 중 상기 옹벽의 길이 방향의 양 단부에 위치하는 옹벽 세그먼트에 각각 마련되는 정착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 정착부는,

   상기 옹벽 세그먼트에 고정되며 인장재를 통과시키기 위한 제1관통공이 형성된 정착판;

   상기 인장재의 외주면을 감싸는 쐐기모양의 웨지절편; 및

   상기 제1관통공과 연통되는 제2관통공과, 상기 웨지 절편을 수용하기 위한 테이퍼부를 가지는 웨지 플레이트;를 포함하며,

   상기 웨지 플레이트의 외주면에는 상기 인장재에 인장력을 가하기 위한 인장 기에 나사결합되기 위한 나사부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 웨지 플레이트와 상기 정착판 사이에 상기 인장재의 직경방향으로 끼워지는 보강 플레이트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인장력이 도입된 프리캐스트 콘크리트 옹벽.

Images