KR20090093372A - 조절가능한 고정기구와 이를 이용한 보강토 옹벽 및 그시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조절가능한 고정기구와 이를 이용한 보강토 옹벽 및 그 시공방법이다. 보강토 옹벽 시공방법은 절토 사면을 형성하는 절토사면 형성단계, 앵커부를 절토 사면에 경사지게 설치하고 앵커부를 인장시켜 상기 절토 사면에 가압력을 작용시키는 앵커부 설치단계, 절토 사면의 하단에 기초를 설치하고 보강토 블록을 쌓는 보강토 블록 설치단계, 그 앵커부에 높이 조정 가능하게 인장부의 일단을 연결하고 상기 인장부의 타단은 상기 보강토 블록에 직접 또는 상기 보강토 블록에 보강재를 설치하고 이 보강재에 연결하는 인장부 설치단계, 상기 인장부의 높이를 조정하는 인장부 높이조정단계, 상기 인장부에 상기 보강토 블록 또는 상기 보강재를 상기 절토 사면쪽으로 당겨주는 힘이 작용되도록 하는 인장단계 , 상기 보강토 블록과 상기 절토 사면 사이에 배수를 위한 뒤채움과 속채움을 하고 다지는 채움단계를 포함한다. 이러한 구성으로 인장부의 회동을 허용하면서도 인장부의 높이를 보강토 블록의 높이에 따라 조정할 수 있어 작업이 편하고 고정기구의 지지력이 크고, 톱다운(Top Down)방식으로 간단하면서도 외관이 미려한 보강토 옹벽을 시공할 수 있다.

Description

조절가능한 고정기구와 이를 이용한 보강토 옹벽 및 그 시공방법{Adjustable anchor device, retaining wall and method for constructing a retaining wall with reinforcement soil}

본 발명은 조절가능한 고정기구와 이를 이용한 보강토 옹벽 및 시공방법에 관한 것으로,특히 절토(切土)부에 설치되는 보강토 옹벽의 시공에 유용하게 이용될 수 있는 보강토 옹벽 시공방법과 이 시공방법에 사용되는 고정기구에 관한 것이다.

일반적으로 자연지형의 변화가 필요한 경우에, 즉, 도로, 철도 등 기반 시실의 구축이나 건축물을 위한 부지 조성 등의 경우에 목적에 요구되는 지반고를 확보하기 위하여 원 지반을 절취, 또는 성토하게 된다. 이로 인하여 발생하는 주변 지반과의 고저차로 인해 사면이 형성되는 데, 이렇게 형성된 사면을 보호하고 부지의 활용도를 최대화하기 위하여 사면에 옹벽이나 석축과 같은 인공 구조물을 설치하게 된다.

원 지반을 변형하여 용도에 맞도록 부지를 조성하기 위한 사면을 형성할 때 부지의 활용도를 높이기 위하여 자연 안식각보다 큰 각도로 사면을 형성하면 사면은 형태를 유지하지 못하고 아래로 미끄러져 내려오는 현상을 보이는 데, 이를 사면의 변위, 또는 사면의 붕괴라고 한다. 사면의 붕괴는 원호형 파괴의 형태로 나타나며, 이러한 사면의 붕괴를 방지하기 위하여 설치하는 인공 구조물의 한 형태가 보강토 옹벽이다.

도 1은 일반적인 보강토 옹벽의 일례를 나타낸 단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이 절토 사면(20) 바깥쪽으로 여유 공간이 많은 경우에는 절토 사면(20)과 충분한 거리를 두고 블록(22)을 쌓고, 블록(22)과 절토 사면(20)사이에 블록(22)에 연결된 보강재(24)를 배치하고 블록(22)과 절토 사면(20) 사이에 배수를 위한 뒤채움재(26), 속채움재(28) 등을 채우고 다져서 옹벽(30)을 형성한다.

이러한 보강토 옹벽(30)은 기존의 콘크리트 옹벽과 달리, 강성의 기초가 필요하지 않으므로 기초부의 지형이 경사진 곳에서도 시공이 용이하고, 전면부를 곡선의 형태로도 시공이 용이하고, 현장에서의 콘크리트 타설 등 번거로운 작업이 필요하지 않고, 사용 재료가 모두 공장 생산품으로 구성되어 있어 품질 관리가 용이하고 시공이 신속하며, 지진 등 예기치 못한 상황에 대한 내구성이 크고, 작은 크기의 블록을 쌓아 옹벽을 형성하므로 시각적인 위압감이 적으며, 블록을 공장 제작 하므로 표면에 색상이나 무늬 등을 삽입하여 미려한 구조물의 축조가 용이하고, 높이가 높아질수록 콘크리트 옹벽보다 경제적이라는 많은 장점이 있다.

하지만, 이러한 종래의 보강토 옹벽(30)은 옹벽(30) 설치를 위한 많은 여유 공간이 있어야 할 뿐만 아니라 옹벽과 절토 사면 사이에 채워 넣어야 할 채움재의 양이 많이 필요할 뿐만 아니라 다지기 등의 작업에 시간과 인력이 많이 소요된다는 문제점이 있다.

그리고 보강토 옹벽은 그 구조적인 특성상 일정한 길이의 철재 스트립이나 지오그리드 등으로 이루어진 보강재가 옹벽 배면에 길게 설치되어야 하는 한계성을 가지고 있어 성토부에는 널리 사용되고 있으나 절토부에서는 토공 량이 과도하게 발생하는 문제점이 있어 극히 제한적으로 사용되고 있다.

다른 예로는, 영구 앵커를 이용하는 종래의 옹벽은 계획된 높이까지 자연 안식각으로 원 지반을 절취한 다음 사면에 수평 또는 일정한 각도로 앵커를 설치한 다음 전면에 프리캐스트 패널을 설치하고 패널 뒤편에 뒤채움을 실시한 후 패널 전면에서 프리스트레스를 가하여 옹벽 구조물을 완성하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 아무런 보강 없이 계획된 높이까지 자연 안식각으로 원 지반을 절취하여 사면을 형성하므로 원지반의 이완이 발생할 우려가 있으며, 이로 인한 시공 중 안전이 확보되지 못한다. 또한 패널 전면에서 프리스트레스 도입을 위한 인장을 실시하므로, 뒤채움 토사의 압축으로 인한 프리스트레스의 손실이 발생하게 되고, 뒤채움 토사의 압축성 불균일로 인하여 완성된 옹벽 표면의 편평도를 확보하는 데 어려움이 따른다.

공개번호 10-2007-0043757호, 지압판 및 PC판넬 결합식 옹벽구조 및 그 시공방법에는 절토를 수행함과 동시에 앵커를 설치하여 전면 프리캐스트 패널을 사면에 직접 부착하고 앵커를 인장 함으로써 사면의 안정을 확보하는 옹벽 시공방법이 개시되어 있으나, 이는 콘크리트 패널과 절토 사면 사이에 배수 층의 설치가 곤란하여 사면 안정에 큰 영향을 미치는 배수 처리에 약점을 가질 뿐만 아니라 톱 다운으로 하향 시공시 전면 콘크리트 판넬과 절토면 사이의 뒤채움을 하여 공간을 채울수 있는 방법이 없고, 절토면의 형상대로 전면 콘크리트 패널의 표면이 형성되므로 완성된 옹벽면의 편평도를 확보하는 데 어려움이 있고, 앵커를 통해 사면에 도입되는 프리스트레스에 의한 하중을 효율적으로 이용하지 못하는 단점도 있다.

그 외에 공개번호 10-2007-0117059호, 절취사면 보강토 옹벽 구조물의 공개특허공보에는 보강토 블록에 연결된 지오그리드를 잡아주기 위한 고정기구가 개시되어 있으나, 이는 지오그리드를 잡아주는 부분의 높이조절을 할 수 없다는 단점이 있다.

이에 따라 여기에 개시된 고정기구를 이용하는 경우, 보강토 블록이 계획된 높이와 정확하게 일치하지 않는 경우 지오그리드를 경사진 방향으로 당겨주게 된다. 이 경우 앵커의 지지력이 떨어지고, 지오그리드가 균일한 분포로 배치되지 못하는 등 여러 가지 단점이 발생된다.

본 발명의 목적은 보강토 블록의 설치과정에서 보강토 블록의 높이가 변하더라도 보강토 블록 또는 이 보강토 블록에 연결되는 보강재를 절토 사면을 향해 수평으로 당겨줄 수 있는 고정기구를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 보강토 블록 또는 보강재와 연결되는 부분의 높이를 용이하게 조절할 수 있는 고정기구를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 위에서 설명한 종래 시공방법의 단점들을 극복하여 보강토 옹벽을 절토부에도 간편하게 시공할 수 있는 보강토 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 절토부 사면 보호를 위한 보강토 옹벽의 시공 시 보강재 설치를 위한 뒤 길이를 충분히 확보하기 어려운 경우에도 사면 형성을 위한 절토가 진행됨과 동시에 원 지반을 보강함으로써 사면을 안정시켜 보강재의 설치를 위한 여유 공간의 크기에 관계없이 보강토 옹벽의 시공이 가능하도록 하는 보강토 옹벽 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시공하기가 쉽고 절토 사면에 대한 지지력이 뛰어난 보강토 옹벽 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 하향 시공(Top- Down) 방식에 효율적인 보강토 옹벽 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 나머지 목적은 본 발명이 적용된 보강토 옹벽을 제공하는 데 다.

본 발명에 따른 고정기구는 피(被) 지지물을 당겨주기 위한 인장부, 상기 인장부에 경사지게 연결되고 절토 사면에 고정하기 위한 앵커부 및 상기 인장부와 상기 앵커부 사이에 설치되고 상기 인장부의 높이를 조정하기 위한 높이 조정부를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 높이 조정부는 상기 인장부와 상기 고정부가 서로 연결되는 부위의 상기 인장부의 일단과 상기 앵커부의 일단 중 어느 하나에 설치된 제1나선 및 일측은 제3나선을 구비하여 상기 제1나선에 결합되고 타측은 제1나선이 형성되지 않은 어느 일단에 자유회동 가능케 설치되어 상기 인장부와 상기 앵커부를 연결하고 회전방향에 따라 상기 인장부와 상기 앵커부의 간격을 작게 하거나 크게 하는 높이 조정부재를 포함하는 것이 좋다.

상기 높이 조정부는 상기 인장부와 상기 앵커부가 서로 연결되는 부위의 상기 인장부의 일단과 상기 앵커부의 일단에 각각 설치된 제1나선과 제2나선 및 상기 제1나선과 제2나선에 각각 결합되는 제3나선과 제4나선을 구비하여 상기 인장부와 상기 앵커부를 연결하고 회전방향에 따라 상기 인장부와 상기 앵커부의 간격을 작게 하거나 크게 하는 높이 조정부재를 포함하고, 상기 제1나선과 제2나선이 서로 반대방향으로 형성되거나 상기 제3나선과 제4나선이 서로 반대방향으로 형성된 것일 수 있다.

경우에 따라 보강재를 보강토 블록 쪽으로 당겨, 걸림부의 걸림위치를 조정하여 인장부에 인장력이 작용되도록 할 수 있다. 더 나아가 앵커부의 수평방향 위치를 조정하여 인장부에 인장력이 작용되도록 할 수 있다.

가장 바람직하기로는, 상기 인장부에 상기 인장부의 길이를 조정하기 위한 길이조정부가 형성되어 있는 것이 좋다.

상기 인장부는 일단에 상기 피지지물에 걸리는 걸림부가 형성되어 있는 걸림부재, 상기 앵커부에 연결되고 일측은 꺾여있는 꺾임부재, 상기 걸림부재와 상기 꺾임부재를 연결하고 적어도 일측에 형성된 제5나선을 구비하여 회전에 의해 상기 인장부의 길이를 조정할 수 있도록 해주는 길이조정부재를 포함하고, 상기 걸림부재 또는 상기 꺾임부재 중 적어도 하나에는 상기 제5나선에 결합되는 제6나선이 형성되어 있는 것일 수 있다.

상기 길이조정부재는 내주면에 상기 제5나선이 형성되는 나선부, 상기 나선부에 연결되며 일측면이 개방된 개방부, 상기 개방부에 연결되고 상기 꺾임부재가 삽입되어 걸릴 수 있도록 해주는 통공이 내부에 형성되고 상기 꺾임부재에 대한 회동을 허용하는 꺾임부재 연결부를 구비하여 된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 보강토 옹벽 시공방법은, 절토 사면을 형성하는 절토사면 형성단계, 앵커부를 상기 절토 사면에 경사지게 설치하고 앵커부를 인장시켜 상기 절토 사면을 가압력을 작용시키는 앵커부 설치단계, 상기 절토 사면의 하단에 기초를 설치하고 보강토 블록을 쌓는 보강토 블록 설치단계, 상기 앵커부에 높이 조정 가능하게 고정기구의 인장부의 일단을 연결하고 상기 인장부의 타단은 상기 보강토 블록에 직접 또는 상기 보강토 블록에 보강재를 설치하고 이 보강재에 연결하는 인장부 설치단계, 상기 인장부의 높이를 조정하는 인장부 높이조정단계, 상기 인장부에 상기 보강토 블록 또는 상기 보강재를 상기 절토 사면쪽으로 당겨주는 힘이 작용되도록 하는 인장단계, 상기 보강토 블록과 상기 절토 사면 사이에 배수를 위한 뒤채움과 속채움을 하고 다지는 채움단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 인장부 높이조정단계는 상기 앵커부에 경사지게 연결되는 부위의 길이를 조정하여 상기 인장부의 높이를 조정하는 것이 바람직하다.

상기 인장단계는 상기 인장부의 길이를 짧아지도록 조정하여 상기 보강재를 인장시키는 것이 좋다.

상기 보강토 블록 설치단계와 그 이후의 단계를 계획된 높이까지 반복할 수 있다.

전체 사면의 높이가 높은 경우는 전체 사면의 높이를 1회 시공에 적합한 2개 이상의 단위로 나누어 각 단위 높이의 사이에 소단을 두고 최 상단으로부터 하향 (Top Down) 공법으로 시공하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 보강토 옹벽은 본 발명에 따른 보강토 옹벽 시공방법에 의해 구현된다.

본 발명에 따른 고정기구를 이용하는 경우 인장부의 회동을 허용하면서도 인장부의 높이를 보강토 블록의 높이에 따라 조정할 수 있어 작업하기가 편하고 고정기구의 지지력이 크게 된다.

절토가 진행됨과 동시에 이완이 일어나지 않는 안정된 원래의 지반에 앵커를 설치하여 절토 사면을 안정시키므로, 고정기구의 효율을 최대화할 수 있다. 이에 따라 사면의 각도를 최대한 수직에 가깝게 형성할 수 있어 부지 활용도를 극대화 할 수 있다.

사면의 전면에 설치된 보강토 옹벽에는 사면의 활동력이 작용하지 않게 되어 별도의 보강재 설치가 불필요하다.

사면 안정 해석 결과에 따라 최적의 효율을 발현하도록 앵커의 각도와 프리스트레스의 크기를 적용하므로, 결과적으로 고가의 비용이 드는 앵커의 수를 줄일 수 있어 경제적인 시공이 가능하다.

절토 사면의 굴곡된 형상에 관계없이 전면 보강토 옹벽을 시공할 수 있어 완성된 구조물의 편평도가 높아져 시공의 품질이 우수하다.

부수적으로 종래에는 성토부 등 보강재 설치를 위한 뒤 길이를 확보할 수 있는 지역에만 보강토 옹벽을 설치하고, 보강재 설치를 위한 뒷길 이를 확보하기 어려운 경우에는 다른 형식의 구조물을 설치하는 방법을 사용하였으나, 본 발명의 방법을 사용함으로써 시공의 일관성을 유지할 수 있다.

본 발명의 옹벽은 토질 시험 결과와 이에 따른 사면 안정 해석 결과에 의해 앵커의 수평각을 조절하여 앵커에 도입된 하중이 사면 안정에 가장 효율적으로 기여할 수 있도록 하는 것과, 앵커와 지압판, 그리고 필요에 따라 추가로 설치된 보강재에 도입된 하중에 의해 사면이 안정을 이루며, 전면 보강토 블록에는 절토 사면의 토압이 전달되지 않는 기술적 특징이 있다.

이와 같은 옹벽의 시공 방법은 절토부 상단으로부터 절토가 진행됨과 동시에 원지반의 이완이 발생하기 전에 앵커를 설치하여 사면을 안정시킴으로써 절토 사면의 수직도를 최대화할 수 있어 절토로 인해 형성된 부지의 면적을 최대화 할 수 있고, 일정 높이의 절토 사면을 형성한 후 보강토 옹벽을 완성하고, 완성된 보강토 옹벽의 기초 부분을 소단으로 활용하여 다음 단계의 절토를 계속적으로 수행할 수 있어 톱다운(Top Down) 시공이 가능하게 된다. 이렇게 형성된 소단에는 조경을 위한 수목 식재가 가능하여 친환경적인 옹벽 구조물을 형성할 수 있다.

도 1은 일반적인 보강토 옹벽의 일례를 나타낸 단면도이고,

도 2a는 본 발명에 따른 앵커기구의 설치된 상태를 나타낸 단면도이고,

도 2b는 도 2a에서 길이조정부재(161)만을 분리하여 표시한 외관 사시도 이고,

도 3a～ 도 3e는 도 2 앵커기구의 인장부의 부품들을 각각 나타낸 도면이고,

도 4는 본 발명의 보강토 옹벽 시공방법에 따라 시공된 옹벽의 단면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 보강토 옹벽의 시공과정을 설명하기 위한 블록도이고,

도 6은 본발명에 따른 보강토 옹벽의 시공과정을 설명하기 위한 설명도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20 : 절토 사면 100 : 고정기구

110 : 앵커부 130 : 인장부

140 : 걸림부재 150 : 꺾임부재

160 : 길이조정부 161 : 길이조정부재

180 : 높이 조정부 182 : 높이 조정부재

190 : 보강토 블록 194 : 지오그리드

200 : 인장바 210 : 보강토 옹벽

위에서 설명한 바와 같이 사면은 파괴 포락선을 따라 활동하려는 활동력을 가지게 되는 데, 이러한 활동력에 저항하는 것이 점착력과 내부 마찰각으로 설명되는 배면 토사의 공학적 성질이다. 저항력보다 활동력이 크면 사면은 활동을 일으키게 되고, 그 반대로 활동력보다 저항력이 크면 사면은 안정을 유지할 것이다.

자연 안식각보다 큰 각도로 조성된 사면에서는 활동력이 저항력보다 커서 사면이 활동을 일으키게 되는 데, 이러한 사면에 영구 앵커라는 수단으로 프리스트레스를 도입하여 사면의 활동력과 반대 방향으로 하중을 가하면 활동에 대하 저항력이 증가하여 사면은 산정을 유지하게 된다.

앵커에 가하는 프리스트레스는 앵커의 설치 각도와 일치하는 방향으로 사면에 가해지게 된다. 사전에 옹벽 설치 지역의 토질 시험 결과를 토대로 사면 안정 해석을 실시하면 활동력의 크기와 방향을 예측할 수 있는 데, 이 해석 결과에 따라 가장 효율적인 앵커의 설치 각도와 프리스트레스의 크기를 계산할 수 있다.

본 발명의 보강토 옹벽은 사면 안정 해석에 의해 완성된 사면에 가장 효율적으로 작용할 수 있는 앵커의 설치 각도와 프리스트레스의 크기를 계산하고, 사면의 절토가 실시됨과 동시에 원지반의 이완이 발생하기 전에 계산된 각도의 프리스트레스를 가하는 앵커를 설치하여 사면의 안정을 확보하는 방법으로 계획된 높이까지 사면의 절토를 완료하고 사면의 하단으로부터 사면의 전면에 보강토 옹벽을 시공하여 옹벽을 완성하게 된다.

사면의 높이가 높을 경우는 일정한 높이 단위로 나누어 그 중간에 소단을 설치하고 그 소단까지 하나의 시공 단위로 하여 전체 사면에 대한 옹벽을 완성할 수 있으며, 이렇게 하여 하향 시공(Top Down)이 가능하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 앵커기구의 설치된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 3a ～ 도 3e는 도 2 앵커기구의 인장부의 부품들을 각각 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 3e에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 고정기구(100)는 절토 사면(20)에 고정하기 위한 앵커부(110)를 구비한다. 이 앵커부(110)는 수평면에 대해 경사지게 절토 사면(20)에 고정됨에 의해, 그 절토 사면(20)의 상방으로 경사지게 돌출된다. 이 앵커부(110)의 돌출된 부분의 외주면에 제1나선(112)이 형성되어 있다.앵커부(110)를 절토 사면(20)에 고정하는 것과 관련하여서는 후술한다.

본 발명에 따른 고정기구(100)는 앵커부(110)에 연결되는 인장부(130)를 구비한다. 인장부(130)는 일단에 피 지지물(도4의 지오그리드)에 걸리는 걸림부(142)가 형성되어 있는 걸림부재(140)와, 앵커부(110)에 연결되고 일 측은 꺾여있으며 앵커부(110)와의 연결부위에 제2나선(152)이 형성되어 있는 꺾임부재(150)와, 걸림부재(140)와 꺾임부재(150)를 연결하고 적어도 일측에 형성된 제5나선(162)을 구비하여 회전에 의해 인장부(130)의 길이를 조정할 수 있도록 해주는 길이조정부재(161)를 구비한다.

꺾임부재(150)의 일단에는 뒤에서 설명되는 길이조정부재(161)의 꺾임부재연결부(164)에 걸릴 수 있도록 해주는 머리부(154)가 형성되어 있다.

걸림부재(140)의 일단에는 제5나선(162)에 결합되는 제6나선(144)이 형성되어 있다. 이 제6나선(144)은 꺾임부재(150)에 형성될 수도 있으며, 이 경 우 제5나선(162)은 길이조정부재(161)의 반대편에 형성되어 있어야 된다. 제6나선(144)은 걸림부재(140)와 꺾임부재(150) 중 적어도 하나에는 형성되어 있는 구성으로 하여야 된다.

걸림부(142)는 지오그리드 등의 피지지물에 연결되어 당겨줄 수 있으면 되므로 끝단이 대략 90도로 꺾여 있는 형태 외에 다양하게 변형될 수 있는 부분이다.

본 발명에 따른 고정기구(100)는 높이 조정부(180)를 구비한다. 이 높이 조정부(180)는 뒤에서 설명되는 보강토 블록(190)의 높이에 따라 인장부(130)의 높이를 조정하여 가능하면 지오그리드 등의 보강재를 수평으로 당겨 줄 수 있도록 하기 위한 것으로, 인장부(130)와 앵커부(110) 사이에 설치되어 인장부(130)와 앵커부(110)를 연결하는 긴 너트 형태를 하고 있는 높이 조정부재(182)를 구비한다. 이 높이 조정부재(182)의 내주면에는 제1나선(112)에 결합되는 제3나선(184), 제2나선(152)에 결합되는 제4나선(186)이 각각 형성되어 있다. 여기에서 높이 조정부재(182)의 회전에 따라 연결부위가 서로 가까워지거나 멀어지도록 하기 위해서는 제1나선(112)과 제2나선(152)을 서로 반대 방향으로 형성하거나, 제3나선(184)과 제4나선(186)을 서로 반대방향으로 형성하여야 한다.

여기에서 높이 조정부(180)는 인장부(130)와 앵커부(110)가 서로 연결되는 부위의 인장부(150)의 일단과 앵커부(110)의 일단 중 어느 하나에 제1나선(112)을 설치하고 높이 조정부재(182)의 일측에는 제1나선(112)에 결합되는 제3나선(184)을 형성하고, 제1나선(112)이 형성되지 않은 타측은 높이 조정부재(182)에 자유회동 가능케 연결하여 높이 조정부(180)를 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 고정기구(100)는 인장부(130)의 길이를 조정하기 위한 길이조정부(160)를 포함한다. 길이조정부(160)는 길이조정부재(161)를 구비하며, 길이조정부재(161)는 내주면에 제5나선(162)이 형성되는 나선부(162a), 나선부(162a)에 연결되며 일측면이 개방된 개방부(166) 및 개방부(166)에 연결되고 꺾임부재(150)가 삽입되어 걸릴 수 있도록 해주는 통공(164a)이 내부에 형성되고 꺾임부재(150)에 대한 회동을 허용하는 꺾임부재 연결부(164)를 구비하는 구성을 가진다.

길이조정부재(161)는 좌우가 서로 바뀐 형태로 구성될 수 있으며, 이 경우 제6나선(144)과 꺾임부재(150)의 머리부(154)의 위치가 서로 바뀌어야 한다. 경우에 따라 양측 모두에 나선을 형성하여 구성할 수도 있다.

즉, 앵커부(110)가 절토 사면(20)에 경사지게 설치되기 때문에 높이 조정부재(182)를 회전시키면 고정부(110)에 연결된 부분의 길이가 증가되면서 인장부(130)의 높이는 높아지거나 낮아진다. 이에 따라 본 발명에서는 인장부(130)의 높이를 조정하여 보강재와 앵커부(110) 사이를 서로 수평으로 당겨줄 수 있다.

꺾임부재(150)의 머리부(154)에 결합되는 길이조정부재(161)는 꺾임부재(150)에 대해서는 자유회동 가능하기 때문에 꺾임부(150)에 대한 회동각도는 필요에 따라 조정할 수 있다. 그리고 길이조정부재(161)를 회동시킴에 따라 인장부(130)의 길이가 줄어들거나 늘어나게 된다.

지오그리드 등에는 그 끝단에 인장바(200)가 삽입되고, 걸림부재(140)의 걸림부(142)는 이 인장바(200)에 걸린다.

도 4는 본 발명의 보강토 옹벽 시공방법에 따라 시공된 옹벽의 단면도이다.

도시된 바와 같이 절토 사면(20)에 위에서 설명한 고정기구(100)가 상하로 간격을 두고 각각 경사지게 고정되어 있다.

이 절토 사면(20) 바깥쪽으로 옹벽(210)이 설치되어 있다. 옹벽(210)은 기초(191) 상에 보강토 블록(190)을 연결핀(192)을 통해 서로 연결하여 쌓아 올리고, 보강토 블록(190)에 지오그리드(194)를 고정기구(100)에 연결한 상태에서 높이 조정부(180)를 이용해 인장부(130)의 높이를 조정하여 지오그리드(194) 등의 보강재의 수평을 맞추고, 길이조정부(160)를 이용해 인장부(130)의 길이를 조정하여 지오그리드(194)를 인장 시켜 당겨주면 된다. 보강토 블록(190) 내측으로 유공관(196)을 배설한 상태에서 뒤채움 배수층(198)을 형성하고, 그 안쪽에 콘크리트 등을 채워서 다져 속채움층(199)을 형성하면 도 4에 나타낸 바와 같이 보강토 옹벽(210)을 단계적으로 시공할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 보강토 옹벽의 시공과정을 설명하기 위한 블록도이고, 도 6은 본 발명에 따른 보강토 옹벽의 시공과정을 설명하기 위한 설명도이다.

도 5와 6과 이전의 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 절토부 보강토 옹벽 시공방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 절토 사면을 형성한다(단계 1). 이는 도 6a에 나타낸 바와 같은 포크레인(40) 등으로 절토 계획면을 토질에 따른 사면 안정 조건에 따라 자립 가능한 깊이로 1단 굴착한다.

그런 다음, 위에서 설명한 고정기구(100)의 앵커부(110)를 절토 사면(20)에 대해 경사지게 설치한다(단계 2). 이 때 앵커부(110)는 일부가 절토 사면에서 상방으로 경사지게 돌출되도록 하는 것이 바람직하다.

도 6b 내지 도 6f를 참조하면, 고정부(110)의 설치는 도 6b에 나타낸 바와 같이 절토 사면(20)에 소정의 깊이와 각도로 고정부(110) 설치를 위한 천공을 실시하고, 도 6c에 나타낸 바와 같이 천공된 구멍에 앵커부(110)를 삽입하고 그라우트(grout)를 주입한 후 양생시킨다. 그 후 앵커부(110)에 도 2에 나타낸 바와 같이 지압판(114)을 끼우고 너트(116)등으로 인장을 실시하여 앵커부(110)에 인장응력을 도입한다. 이와 같이 함으로써 절토 사면(20)을 가압하여 절토 사면(20)의 활동을 억제하는 방향으로 하중을 가하는 효과를 실현한다. 그런 다음 도 6d에 나타낸 바와 같이 안정된 절토 사면(20)의 하단을 이어서 2단 굴착하고, 앞에서의 과정으로 앵커부를 설치한다. 이때 절취의 깊이는 역시 토질에 따를 사면 인정 계산에 따른다. 이러한 과정을 반복하여 도 6e 및 도 6f와 같이 소요의 계획고까지 사면의 안정을 확보하면서 고정기구(100)의 앵커부(110)를 설치한다.

다음으로, 절토 사면(20)의 하단에 도 6g에 나타낸 바와 같이 기초(191)를 설치하고(단계 3), 그 위에 도 6h에 나타낸 바와 같이 보강토 블록(190)을 설치한다(단계 4). 이 때 보강토 블록(190)은 최 하단의 인장부(130) 높이까지 적층하여 쌓는다.

그 후 앵커부(110)에 높이 조정 가능하게 인장부(130)의 일단을 연결하고 인장부(130)의 타단은 보강토 블록(190)에 직접 또는 보강토 블록(190)에 지오그리드(194) 등의 보강재를 설치하고 이 보강재에 연결한다(단계 5). 이 연결에서 앞에서 설명한 높이 조절부재(182) 및 인장부(130)의 회동을 허용하며 길이조정을 할 수 있도록 해주는 길이조정부재(161)를 이용하여 연결한다. 이때 지오그리드(194)에는 인장바(200)를 지그재그로 끼워 두고 여기에 걸림부(142)를 걸어서 연결한다.

그런 다음 인장부(130)의 높이가 보강토 블록(190) 또는 지오그리드(194)를 수평으로 당겨줄 수 있는 높이가 되도록 높이 조정부재(182)를 회전시켜 인장부(130)의 높이를 조정한다(단계 6).

그런 다음 길이조정부재(161)를 회전시켜 인장부(130)의 길이를 줄어들게 하여 지오그리드(194) 등의 보강재를 당겨주어 보강재와 인장부(130)에 인장력이 작용하도록 한다(단계 7).

인장부 높이조정, 인장부 길이조정 등의 작업순서는 필요에 따라 작업상황에 따라 바뀔 수 있다.

이 때 보강토 블록(190)에 설치한 보강재는 보강토 블록(190)을 고정기구(100)에 블록(190)을 고정하는 용도로 이용된다.

그 후 보강토 블록(190)과 절토 사면(20) 사이에 배수가 용이한 토사나 골재를 뒤채움하고, 그 뒤에 콘크리트 등을 속채움 하고 다진다(단계 8). 이 때 유공관도 함께 설치한다.

그 후 단계 4 내지 8을 반복하면서 도 6i 내지 도 6l에 나타낸 바와 같이 보강토 블록(190)을 소정의 높이까지 쌓아올려(단계 9) 마무리 하고 보강토 옹벽(210)을 완성한다(단계 10).

절토 사면(20)의 높이가 높을 경우는 전체 절토 사면(20)의 높이를 1회 시공에 적합한 2개 이상의 단위로 나누어 각 단위 높이의 사이에 소단을 두고 최 상단으로부터 보강토 옹벽(210)을 완성하며 하향으로 시공하게 되며, 이러한 방법으로 하향 시공(Top Down 시공)이 가능하다.

본 발명에 따른 고정기구(100)의 바람직한 구성요소들은 다음과 같다.

1) 높이 조정부재(182) : 슬리브 모양의 긴 너트로서, 길이 방향으로 중앙을 기준으로 제3나선(184)과 제4나선(186)의 방향이 반대로 형성되어 있어 양쪽이 각각 꺾임부재(150)에 형성된 제2나선(152)과 앵커부(110)의 머리부분에 있는 제1나선(112)과 결속된다. 이 슬리브 모양의 긴 너트는 경사지게 배치된 상태에서 고정부(110)에 연결되는 부분의 길이를 조정함으로써 인장부(130)의 높이를 조정하는 역할을 한다.

2)꺾임부재(150) : 약 10도 정도로 구부러진 연결 부속품으로 한쪽 끝은 수나선의 제2나선(152)으로 되어 있어 1)번 부속과 연결되며, 다른 한쪽 끝은 몸통보다 큰 직경의 머리(154)를 가지고 있어 아래의 3)번 부속과 유동적으로 연결된다.

3)길이조정부재(161) : 흔히 쓰이는 턴 버클과 비슷한 형태이나, 한쪽만 암나사로 되어 있고 다른 쪽은 2)번 부속 몸통의 지름보다는 크지만 머리(154)부분의 지름보다는 작은 통공(164a)을 가지고 있어 2)번 부속을 종 방향으로만 고정하고 회전과 굴절에 자유로운 움직임을 부여하는 구조이다.

4) 걸림부재(140) : 3)번 부속의 암나사부에 해당하는 제5나선(162)에 연결되는 수나선의 제6나선(144)과 그 반대편의 갈고리 모양의 걸림부(142)를 가지는 부속으로서, 걸림부(142)는 인장 바(200)를 사용하여 지오그리드(194) 등의 보강재를 고정하는 역할을 한다.

5)앵커부(110) : 절토 사면(20)에 경사지게 고정되는 부품으로서, 인장부(130)를 절토 사면(20)에 지지하는 역할을 한다. 그리고 가압판(114)과 너트(116) 등으로 절개 사면(20)을 가압하여 활동력을 줄이는 역할도 한다.

6)인장바(200) : 보강재로 망상의 지오그리드(194)를 사용할 때 4)번 부속의 걸림부(142)를 연결할 때 하중이 지오그리드 전체 폭에 골고루 분상될 수 있도록 유도하는 역할을 한다.

Claims (12)

1. 피지지물을 당겨주기 위한 인장부;

   상기 인장부에 경사지게 연결되고 절토 사면에 고정하기 위한 앵커부; 및

   상기 인장부와 상기 앵커부 사이에 설치되고 상기 인장부의 높이를 조정하기 위한 높이 조정부를 포함하는 조절가능한 고정기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 높이 조정부는 상기 인장부와 상기 앵커부가 서로 연결되는 부위의 상기 인장부의 일단과 상기 앵커부의 일단 중 어느 하나에 설치된 제1나선 및 일측은 제3나선을 구비하여 상기 제1나선에 결합되고 타측은 제1나선이 형성되지 않은 어느 일단에 자유회동 가능케 설치되어 상기 인장부와 상기 앵커부를 연결하고 회전방향에 따라 상기 인장부와 상기 앵커부의 간격을 작게 하거나 크게 하는 높이 조정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절가능한 고정기구.
3. 제1항에 있어서, 상기 높이 조정부는 상기 인장부와 상기 앵커부가 서로 연결되는 부위의 상기 인장부의 일단과 상기 앵커부의 일단에 각각 설치된 제1나선과 제2나선 및 상기 제1나선과 제2나선에 각각 결합되는 제3나선과 제4나선을 구비하여 상기 인장부와 상기 앵커부를 연결하고 회전방향에 따라 상기 인장부와 상기앵커부의 간격을 작게 하거나 크게 하는 높이 조정부재를 포함하고,

   상기 제1나선과 제2나선이 서로 반대방향으로 형성되거나 상기 제3나선과 제4나선이 서로 반대방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 조절가능한 고정기구.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인장부에는 상기 인장부의 길이를 조정하기 위한 길이조정부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조절가능한 고정기구.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인장부는 일단에 상기 피 지지물에 걸리는 걸림부가 형성되어 있는 걸림부재, 상기 앵커부에 연결되고 일측은 꺾여있는 꺾임부재 및 상기 걸림부재와 상기 꺾임부재를 연결하고 적어도 일측에 형성된 제5나선을 구비하여 회전에 의해 상기 인장부의 길이를 조정할 수 있도록 해주는 길이조정부재를 포함하고,

   상기 걸림부재 또는 상기 꺾임부재 중 적어도 하나에는 상기 제5나선에 결합되는 제6나선이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조절가능한 고정기구.
6. 제5항에 있어서, 상기 길이조정부재는 내주면에 상기 제5나선이 형성되는 나선부, 상기 나선부에 연결되며 일측면이 개방된 개방부 및 상기 개방부에 연결되고 상기 꺾임부재가 삽입되어 걸릴 수 있도록 해주는 통공이 내부에 형성되고 상기 꺾임부재에 대한 회동을 허용하는 꺾임부재 연결부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 조절가능한 고정기구.
7. 절토 사면을 형성하는 절토사면 형성단계;

   앵커부를 상기 절토 사면에 경사지게 설치하고 상기 앵커부를 인장시켜 상기 절토 사면을 가압력을 작용시키는 앵커부 설치단계;

   상기 절토 사면의 하단에 기초를 설치하고 보강토 블록을 쌓는 보강토 블록 설치단계;

   상기 앵커부에 높이 조정 가능하게 고정기구의 인장부의 일단을 연결하고 상기 인장부의 타단은 상기 보강토 블록에 직접 또는 상기 보강토 블록에 보강재를 설치하고 이 보강재에 연결하는 인장부 설치단계;

   상기 인장부의 높이를 조정하는 인장부 높이조정단계;

   상기 인장부에 상기 보강토 블록 또는 상기 보강재를 상기 절토 사면쪽으로 당겨주는 힘이 작용되도록 하는 인장단계; 및

   상기 보강토 블록과 상기 절토 사면 사이에 배수를 위한 뒤채움과 속채움을 하고 다지는 채움단계를 포함하는 조절가능한 고정기구를 이용한 보강토 옹벽 시공방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 인장부 높이조정단계는 상기 고정부에 경사지게 연결되는 부위의 길이를 조정하여 상기 인장부의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는 조절가능한 고정기구를 이용한 보강토 옹벽 시공방법.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 인장단계는 상기 인장부의 길이를 짧아지도록 조정하여 상기 보강재를 인장 시키는 것을 특징으로 하는 조절가능한 고정기구를 이용한 보강토 옹벽 시공방법.
10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 보강토 블록 설치단계와 그 이후의 단계를 계획된 높이까지 반복하는 조절가능한 고정기구를 이용한 보강토 옹벽 시공방법.
11. 제7항 또는 제8항에 있어서, 전체 사면의 높이가 높은 경우는 전체 사면의 높이를 1회 시공에 적합한 2개 이상의 단위로 나누어 각 단위 높이의 사이에 소단을 두고 최 상단으로부터 하향으로 상기 보강토 옹벽 시공방법으로 하향(Top Down) 방식으로 시공하는 것을 특징으로 하는 보강토 옹벽 시공방법.
12. 제7항 또는 제8항의 방법에 의해 시공된 조절가능한 고정기구를 이용한 보강토 옹벽.