KR20110086689A

KR20110086689A - 옹벽용 블록 및 옹벽

Info

Publication number: KR20110086689A
Application number: KR1020117008855A
Authority: KR
Inventors: 모토야스 이토이
Original assignee: 하코가타 요헤키 켄큐쇼; 아이자와코아츠 콘크리트 가부시키가이샤
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2011-07-29
Also published as: JP2010112010A; CN102203349B; WO2010052806A1; CN102203349A; RU2011114475A; JP5219743B2

Abstract

각 옹벽용 블록(1)은 옹벽이 구축되는 때 표면 측에 노출되는 표면부(2), 이면 측으로 숨는 배면부(3) 및 표면부(2)와 배면부(3)를 소정 간격으로 연결하고 있는 한 쌍의 연결부(5, 6)를 포함하며, 표면부(2)와 배면부(3)와 한 쌍의 연결부(5, 6)는 정부와 저부가 개구된 대략 상자 모양으로 일체로 형성된다. 배면부(3)는 표면부(2)에 대해서 소정 각도로 기울어져 있음으로써 배면부(3)가 표면부(2)보다 낮고, 또한 표면부(2)와 배면부(3)의 상단(15) 사이의 간격 거리가 표면부(2)와 배면부(3)의 하단(16) 사이의 거리보다 크다.

Description

옹벽용 블록 및 옹벽{RETAINING WALL BLOCK AND RETAINING WALL}

본 발명은 절토 및 성토 등의 법면을 따라 횡방향으로 배열되며 또한 높이 방향으로 복수 단으로 적층되는 콘크리트제 옹벽용 블록에 관한 것이며, 옹벽용 블록 안으로 쇄석과 율석과 같은 충전재가 채워지며, 이로써 법면이 붕락되는 것을 방지하는 옹벽이 구축되도록 되어 있다. 또한, 본 발명은 이들 옹벽용 블록으로 구축되는 옹벽에 관한 것이다.

빌딩건설, 도로, 철도와 같은 토목 공사에 있어서, 주위보다도 높은 지반을 굴삭하는 이른바 절토(flattening)라 것과, 지반에 토사를 쌓아 올려 지반의 높이를 크게 하는 성토(embankment)라는 구축이 실시된다. 절토와 성토에 의해 형성되는 급경사면의 경우에는, 강우나 지진에 의해 쉽게 파괴되며 급경사면이 붕락하기 쉬워진다. 따라서 이러한 경사면 즉 법면(slope)에는, 붕락을 방지하기 위하여 벽 모양의 토목구축물인 옹벽이 실시된다. 또한, 옹벽의 표면에는 소정의 패턴이 실시되어 양호한 경관이 유지된다. 이러한 옹벽에는 공사현장에 있어서 보강재가 포함된 콘크리트가 타설되어 법면을 따라 일체로 형성되는 유형도 있지만, 규격화된 소정 형상의 옹벽용 블록이 법면을 따라 적층되어 구축되는 유형도 있다. 후자 유형의 옹벽은 옹벽용 블록이 미리 공장에서 제조되는, 이른바 프리캐스트 콘크리트(precast concrete)제로 만들어지기 때문에 가격이 싸고 또한 쉽게 시공될 수 있다.

[특허문헌1: JP3823075]

특허문헌 1에는 프리캐스트 콘크리트제 옹벽용 블록이 기재되어 있다. 특허문헌 1 기재의 옹벽용 블록(50)은 도 5에 나타난 바와 같이, 정부(top)와 저부(bottom)가 개방되어 있으며 전체적으로 박스 모양으로 형성되어 있다. 즉, 각 옹벽용 블록(50)은 표면부(51)와 이 표면부(51)와 이격되어 있으며 평행한 지지부(52) 및 표면부(51)과 지지부(52)를 서로 연결하는 한 쌍의 연결부(54, 55)가 일체로 제공된다. 표면부(51)는 실질적으로 사각형 모양이다. 지지부(52) 또한 표면부(51)보다 낮은 높이의 실질적으로 사각형 모양을 하고 있다. 한 쌍의 연결부(54, 55)는 일부 절결되어 있으며, 실질적으로 사각형 모양이다. 옹벽용 블록(50)은 상기한 구조를 가지며, 상면과 하면이 개방된 공간(56)이 표면부(51), 연결부(54, 55) 및 지지부(52)에 의해 형성되어 있다. 이 공간(56)에 쇄석과 율석 등의 충전재(filling material)가 채워진다. 한 쌍의 연결부(54, 55)는 표면부(51)와 지지부(52)의 좌우연에서 소정 거리 내측으로 다가간 위치에서 표면부(51)와 지지부(52)를 연결한다. 따라서 표면부(51)와 지지부(52)는 상기 한 쌍의 연결부(54, 55) 사이의 연결로부터 외측으로 돌출한 이른바 이어부(ears; 57, 58)가 형성되어 있다. 도 5에 나타난 바와 같이, 상면과 하면이 개방된 상자 모양 공간(59)이 이어부(57, 58)에 의해 인접한 옹벽용 블록(50) 사이에 형성되며, 충전재가 그 공간(59) 안으로 채워질 수 있다. 특허문헌 1에 기재된 옹벽용 블록(50)에 있어서, 지지부(52)의 높이는 표면부(51)의 높이의 약 1/2이며, 한 쌍의 연결부(54, 55) 또한 표면부(51)에 관한 연결 부분을 제외하고는 지지부(52)의 높이와 동일한 높이를 갖는다.

절토와 성토 등이 법면에 설치되는 옹벽(60)은 옹벽용 블록(50)을 사용하여 다음과 같이 구축된다. 도 6에 나타난 바와 같이, 법면(61)의 상승개시부에서 지반(62)을 소정 폭의 깊이로 굴삭하여 홈(63)을 형성한다. 홈(63)에 소정 깊이까지 쇄석과 율석 등을 채우고 기초면(64)을 형성한다. 법면(61)에 접하도록 기초면(64) 위에 옹벽용 블록(50)을 횡방향, 즉 도 6에 있어서 지면에 수직한 방향으로 배열한다. 옹벽용 블록(50)의 내부 공간(56, 59)에 쇄석, 율석 등의 충전재(66)을 충전한다. 마찬가지로 지지부(52)와 법면(61)의 사이 공간에도 충전재(66)를 충전한다. 충전재(66)는 표면부(51)의 상단 높이까지 충전한다. 이로써 수평면(67)이 형성된다. 이와 같이 하여 옹벽(60)의 제1단이 구축된다. 제2단을 구성하는 옹벽용 블록(50)은 제1단의 수평면(67) 위로, 법면에 접하도록 횡방향으로 배열한다. 즉 제2단의 옹벽용 블록(50)은 제1단보다도 법면(61) 측을 향해 다가가도록 배열된다. 제1단과 같이, 충전재(66)를 이러한 제2단 옹벽용 블록 안으로도 충전하며, 표면부(51)의 상단 높이와 같은 제2단의 수평면(67)을 형성하여 제2단을 구축한다. 이와 마찬가지로 하여 복수단으로 이루어지는 옹벽(60)을 구축한다.

위에서 기재된 바와 같이, 옹벽용 블록(50)의 내부에 유지되는 충전재(66)는 상호 맞물려 결합되어 있기 때문에, 강한 마찰력이 발생한다. 강한 마찰력은 충전재(66)와 법면(61) 사이에서도 또한 발생한다. 따라서 옹벽(60)은 마찰력에 의해 형상이 유지되어 법면(61)의 붕락을 방지한다. 그런데 상단의 옹벽용 블록(50)은 하단의 옹벽용 블록(50)에 대해서 법면(61)을 따라 후방으로 다가가게 배치되어 있으며, 전술한 것처럼 옹벽용 블록(50)은 표면부(51)만이 높고 연결부(54, 55)와 지지부(52)는 낮기 때문에, 하단과 상단의 옹벽용 블록(50)은 서로 직접 접촉하지 않는다. 따라서 임의의 단의 옹벽용 블록(50)에 발생하는 회전 모멘텀은 그 상하 단의 옹벽용 블록(50)에는 전달되지 않는다. 그런 고로 임의의 단의 옹벽용 블록(50)이 지반의 변형 등에 의해 회전하여 기울어지더라도, 인접하는 상하의 단의 옹벽용 블록(50)은 기울어짐 없이 안정을 유지할 수 있다. 특허문헌 1에 기재된 옹벽용 블록(50)들을 포함하는 옹벽(60)은 지반의 침하, 토사의 유출, 지진 등에 의한 지반의 변형에 대해서도, 옹벽(60)의 변형이 일부 단에 한정되고 전체에는 미치지 않는다. 따라서 비교적 안정하며 붕락이 쉽게 일어지지 않는 특징을 갖는다.

특허문헌 1에 기재된 옹벽용 블록(50)을 포함하는 옹벽(60)도 비교적 안정적이기 때문에, 절토, 성토 등의 법면(61)의 붕락을 어느 정도 방지할 수 있다. 그러나 안정성을 향상시키는 점에 있어서 개선의 여지가 있다. 도 7에는 법면(61)에 설치되어 있는 옹벽(60)의 일부를, 소정 단의 옹벽용 블록950)과 그 위에 놓여져 있는 상단의 옹벽용 블록(50)이 도식적으로 확대하여 나타내고 있다. 도 7을 참조하여 안정성에 관계하는 포인트에 대해서 설명한다.

(포인트 1) 수평방향의 미끄러짐을 제어하는 마찰력

도 7에 있어서, 하단의 옹벽용 블록(50)의 표면부(51)와 지지부(52)에 샌드위치된 부분의 충전재(66)는 수평방향으로의 유동이 완전히 규제되어 있다. 도 7에 있어서 쇄선으로 나타나 있는 연장면(69), 즉 지지부(52)의 연직방향의 연장면(69)과 표면부(51)에 샌드위치 된 부분의 충전재(66)도 하방의 충전재(66)와의 마찰력에 의해, 수평방향으로는 유동하기 어렵다. 따라서 옹벽(60)의 하단에 대하는 상단의 수평방향의 미끄러짐에 대한 마찰력은, 주로 도 7에 있어서 굵은 선으로 나타나 있는 마찰면(71)에 있어서 발생된다고 생각된다. 그렇다면 미끄러짐에 대한 저항은 이 마찰면(71)의 수평방향의 폭에 의해 결정되기 때문에, 마찰면(71)의 수평방향의 폭은 넓은 것이 바람직하다.

(포인트 2) 법면의 함몰에 대한 영향

법면(61)을 형성하고 있는 지반으로부터 토사가 유출하면, 도 7에 있어서 점선(72)으로 나타내고 있는 법면(61) 부분이 함몰한다. 그렇게 되면, 함몰한 부분을 채우려는 충전재(66)가 유동한다. 충전재(66) 중 유동하는 부분은 지지부(52)와 그 연직방향의 연장면(69)을 포함하는 면보다도 후방, 즉 뒤채움부(backfill portion)(73)에 위치한다. 따라서 뒤채움부(73)의 용적이 크면 유동하여 잃어버리는 충전재(66)의 양이 크게 되고, 옹벽용 블록(50)이 후방으로 경사져 버린다. 법면의 함몰에 대해서는 뒤채움부(73)의 용적이 작은 편이 바람직하다.

(포인트 3) 앵커 효과(Anchor effect)

옹벽용 블록(50)은, 옹벽(60) 상단의 중량과 내부에 충전되어 있는 충전재(66)의 중량을 받는다. 이와 같은 중량은, 옹벽용 블록(50)의 연직방향의 투영면(projection plane)(74) 전체에 걸린다. 이 투영면은 도 7에 있어서 굵은 선으로 나타나 있다. 투영면(74)의 면적이 크면 옹벽용 블록(50)이 효과적으로 중량을 받기 때문에, 법면(61)으로부터 받는 수평방향의 토압에 대해서, 옹벽용 블록(50)이 수평방향으로 미끄러져 버리는 것을 억제할 수 있다. 즉 투영면(74)의 면적이 크면, 앵커 효과가 크게 된다.

(포인트 4) 옹벽용 블록의 밸런스

옹벽용 블록(50)은, 표면부(51)의 중량이 지지부(52)의 중량의 약 2배이며, 한 쌍의 연결부(54, 55)도 표면부(51) 근방의 중량은 크지만 지지부(52) 근방의 중량은 작다. 따라서 옹벽용 블록(50)의 표면부(51), 한 쌍의 연결부(54, 55) 및 지지부(52)의 저부가 지반에 미치는 중량은, 중량 분포를 나타내는 그래프(75)에 나타나 있는 바와 같이, 전방부 쪽이 후방부보다 크다. 즉, 옹벽용 블록(50)의 밸런스가 최선이라고는 말할 수 없다. 지반이 연약한 경우에, 그 위에 놓여져 있는 옹벽용 블록(50)은 지반 안으로 함몰되고 전방으로 기울어져 버릴 수 있다.

(포인트 5) 최대 전단 응력(shearing stress)의 작용면

충전재(66)는 모든 방향에 대해서 동일한 역학적 성질을 가지며, 이른바 등방성 재료는 아니지만 편의상 등방성 재료의 성질을 갖는 것으로 취급한다. 그러면 옹벽용 블록(50)에 충전되어 있는 충전재(66)에는 상단의 옹벽(60)의 중량에 의한 연직방향의 주응력과, 법면(61)의 토압에 의한 수평방향의 주응력이 작용하기 때문에, 최대 전단 응력은 이들의 주응력의 주축에 대해서 45도로 기울어진 면에 작용한다. 따라서 옹벽용 블록(50)의 내부에 충전되어 있는 충전재(66)에 작용하는 최대 전단 응력은, 도 7에 있어서 점선으로 나타나 있는 면(76)에 작용한다. 즉 면(76)에 있어서 미끄러짐이 발생하여 옹벽(60)이 붕락할 위험이 있다. 실제로는 면(76)은 상단의 옹벽용 블록(50)의 표면부(51)의 최하방에 있어서 차단되어 있기 때문에 비교적 미끄러짐은 발생하기 어렵다. 면(76)이 상단의 옹벽용 블록(50)의 표면부(51)의 중앙부 근방에 있어서 차단되어 있다면, 면(76)에서의 미끄러짐의 발생은 확실히 억제된다.

옹벽(60)의 안전성을 향상시키기 위해, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 옹벽용 블록(50)에 있어서, 한 쌍의 연결부(54, 55)의 길이를 길게 하여, 표면부(51)과 지지부(52)의 거리를 더욱 넓히는 개량이 고려된다. 이와 같이 하면 마찰면(71)의 수평방향의 폭이 넓게 되어 수평방향의 미끄러짐을 억제할 수 있으며, 면(74)이 넓게 되며 앵커 효과가 커지고, 옹벽용 블록(50)의 밸런스가 개선되며 최대 전단 응력이 발생하는 면(76)은 상단의 옹벽용 블록(50)의 표면부(51)의 중앙부에 있어서 확실히 차단되도록 된다. 따라서 옹벽(60)의 안전성은 향상된다. 그러나 옹벽용 블록(50)의 한 쌍의 연결부(54, 55)가 길어지면, 내측에 충전되는 충전재(66)의 양은 크게 되며, 재료비가 높아지고 공사비용이 커지고 만다. 또한 옹벽용 블록(50)이 대형화하여 운반에 소요되는 비용도 높아진다. 더욱이 한 쌍의 연결부(54, 55)가 길게 되는 만큼 옹벽(60)의 두께가 두꺼워지고, 옹벽(60)이 법면(61)에서 전방으로 크게 돌출해 버리는 문제가 생긴다.

본 발명은 안전성이 높은 옹벽을 구축할 수 있는 옹벽용 블록과, 이러한 옹벽용 블록으로 구축되는 옹벽을 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는 구축되는 옹벽의 두께가 필요 이상으로 두꺼워지지 않고, 내부에 충전되는 충전재의 양과 블록의 크기가 종래의 블록의 그것들과 거의 같게 되는, 즉 재료비와 운반비가 특별히 증가되지 않지만 높은 안정성을 갖는 옹벽을 구축할 수 있는 옹벽용 블록과, 이 옹벽용 블록으로 구성되는 옹벽을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 옹벽용 블록은 옹벽이 구축될 때 전면 측으로 노출하는 표면부와, 이면 측으로 숨는 배면부와, 이들 양부를 연결하고 있는 한 쌍의 연결부를 일체로 포함된다. 상기 배면부는 상기 표면부보다 낮고, 상기 배면부와 표면부 사이의 간격은 상부 쪽이 하부 쪽보다 넓게 되도록, 상기 배면부는 소정 각도로 경사지도록 구성된다. 또한, 상기 표면부와 배면부는, 좌우 연(edge)보다도 소정 길이 만큼 내측으로 다가간 위치에서 상기 한 쌍의 연결부에 의해 접합되어 있다. 또한, 상기 한 쌍의 연결부의 표면부 측의 높이는 이 표면부의 높이와 실질적으로 같은 높이로, 그리고 배면부 측의 높이는 이 배면부의 높이와 실질적으로 같은 높이로 된다.

즉, 상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 발명은, 절토 및 성토와 같은 법면을 따라 횡방향으로 서로 맞대며, 높이 방향으로 일정 개수의 단으로 적층되며, 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 옹벽용 블록 내부로 충전되며, 법면의 붕락을 방지하는 옹벽이 구축되는 프리케스트 콘크리트제 옹벽용 블록들로서, 상기 각 옹벽용 블록은, 상기 옹벽이 구축될 때 표면 측으로 노출되는 직사각형과 같은 형상의 표면부와, 상기 옹벽이 구축될 때 이면 측으로 숨는 직사각형과 같은 형상의 배면부와, 일정 거리로 이격된 상기 표면부와 상기 배면부를 연결하며 일정 거리로 배치되는 한 쌍의 연결부를 포함하며, 상기 표면부, 상기 배면부 및 상기 한 쌍의 연결부는 정부(top)와 저부(bottom)가 개방된 상자 모양과 같은 형상이 되도록 일체로 형성되며, 상기 표면부, 상기 배면부 및 상기 한 쌍의 연결부의 내측으로 충전재가 충전되는 공간부가 형성되며, 상기 배면부는 상기 표면부보다 낮고, 상기 배면부가 일정 각도로 표면부에 대해서 기울어짐으로써 상기 배면부 및 상기 표면부의 상부 사이의 간격 거리가 상기 배면부 및 상기 표면부의 하부 사이의 거리보다 더 큰, 옹벽용 블록을 제공한다.

청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 청구항 1 기재의 옹벽용 블록에 있어서, 상기 표면부 및 상기 배면부는 좌우연보다도 소정 길이 내측으로 다가간 위치에서 상기 한 쌍의 연결부를 통해 서로 연결되며, 상기 표면부 측에서의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는 상기 표면부의 높이와 실질적으로 같고, 상기 배면부 측에서의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는 상기 배면부의 높이와 실질적으로 같다.

청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 청구항 2 기재의 옹벽용 블록에 있어서, 상기 표면부 측에서의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는, 상기 표면부의 높이와 실질적으로 같고, 상기 한 쌍의 연결부는 계단식으로 점점 낮아지며, 상기 배면부 측에서의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는 상기 배면부의 높이와 실질적으로 같다.

청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 옹벽용 블록에 있어서, 옹벽 구축 시 서로 맞대는 인접한 옹벽용 블록의 상기 표면부의 적어도 하나의 맞댐부에는 노치(notch)가 형성되며, 상기 옹벽용 블록이 서로 맞댈 때 빗물이나 용수가 배수되도록 하는 슬릿(slit)이 형성된다.

청구항 5에 기재된 발명에 따르면, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 옹벽용 블록에 있어서, 상기 배면부의 횡폭은 상기 표면부의 횡폭보다 좁고, 이로써 상기 옹벽 구축 시에 인접한 옹벽용 블록의 배면부의 맞댐부 사이에 유격(projecting plane play)이 형성된다.

청구항 6에 기재된 발명에 따르면, 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 옹벽용 블록에 있어서, 상기 표면부의 표면은 그래픽이나 패턴과 같은 디자인이 형성된다.

청구항 7에 기재된 발명은 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 옹벽용 블록들에 의해 구축되는 옹벽에 관한 것으로서, 상기 옹벽용 블록들은 절토 및 성토와 같은 법면에 인접한 횡방향으로 서로 맞대며, 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 상기 옹벽용 블록들 내부로 충전되어 1단 옹벽이 구축되는 옹벽을 제공한다.

청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 옹벽용 블록으로 구축되는 청구항 8 기재 발명의 옹벽은 제 1 단 옹벽, 제 2 단 옹벽, 제 3 단 옹벽 및 적어도 1 이상의 추가 단 옹벽을 더 포함하며, 상기 제 1 단 옹벽은 절토 및 성토와 같은 법면에 인접하여 횡방향으로 서로 맞대는 복수의 옹벽용 블록을 포함하며, 상기 옹벽용 블록 내부로 옹벽용 블록의 높이까지 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 충전되며, 상기 제 2 단 옹벽은 상기 제 1 단 옹벽 위로 상기 법면을 따라 법면을 향해 다가가서 횡방향으로 서로 맞대는 복수의 옹벽용 블록을 포함하며, 상기 옹벽용 블록 내부로 옹벽용 블록의 높이까지 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 충전되며, 상기 제 3 단 옹벽은 상기 제 2 단 옹벽 위로 상기 법면을 따라 법면을 향해 다가가서 횡방향으로 서로 맞대는 복수의 옹벽용 블록을 포함하며, 상기 옹벽용 블록 내부로 옹벽용 블록의 높이까지 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 충전되며, 상기 1 이상의 추가 단 옹벽이 동일한 방식으로 구축된다.

본 발명에 따르면, 상기 옹벽용 블록은 표면부, 배면부 및 한 쌍의 연결부를 포함한다. 상기 배면부는 상기 표면부보다 낮다. 상기 표면부 측 상의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는 표면부의 높이와 실질적으로 같고, 상기 배면부 측 상의 상기 연결부의 높이는 상기 배면부의 높이와 실질적으로 같다. 그러므로 상기 옹벽용 블록들로 옹벽을 구축할 때, 낮은 단의 옹벽용 블록과 높은 단의 옹벽용 블록이 서로 비접촉상태로 되도록 옹벽용 블록들을 쌓을 수 있다. 이것에 의해 복수의 단으로 쌓여진 어떤 단에서 발생한 변형이 옹벽 전체에 미치지 않게 된다. 따라서 본 발명의 옹벽용 블록으로 구축된 옹벽이 안정하다는 효과를 얻을 수 있다. 더욱이 배면부가 소정 각도로 기울어져 있기 때문에, 본 발명의 옹벽용 블록으로 구축된 옹벽이 종래의 옹벽용 블록에 의해 구축된 옹벽보다 안정성에서 더욱 우수하다. 또한 옹벽용 블록 내부로 충전되는 충전재의 양은 종래의 옹벽용 블록 안으로 채워지는 충전재의 양과 실질적으로 같다. 본 발명의 두 번째 발명에 따르면, 옹벽은 1단으로 이루어지는 옹벽으로 구성될 수 있으며 또는 다단의 옹벽으로 구성될 수 있다. 그러므로 절토와 성토 등의 법면의 높이에 따라 최선의 단수를 갖는 옹벽을 구축할 수 있다.

도 1은 본 실시예의 옹벽용 블록을 포함하는 본 실시예의 옹벽을 일부 단면으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 실시예의 인접한 두 개의 옹벽용 블록을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 실시예의 옹벽용 블록의 측단면도이다.
도 4는 본 실시예의 옹벽의 작용을 도식적으로 나타내는 옹벽의 측단면도이다..
도 5는 종래의 옹벽용 블록의 사시도이다.
도 6은 종래의 옹벽용 블록을 포함하는 옹벽의 측단면도이다.
도 7은 종래의 옹벽의 작용을 도식적으로 나타내는 옹벽의 측단면도이다.
[부호의 설명]
1: 옹벽용 블록, 2: 표면부, 3: 배면부, 5, 6: 한 쌍의 연결부, 7: 공간, 20: 옹벽, 21: 법면, 22: 지반, 30: 충전재, 31: 수평면

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 각 옹벽용 블록(1)은 정부와 저부가 개방된 대략 상자 모양을 이루고 있다. 이러한 형태에 대해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다. 옹벽용 블록(1)은 이른바 상자 모양 옹벽용 블록 또는 병 모양 옹벽용 블록에 속한다. 옹벽용 블록(1)의 내부 혹은 내측에는 쇄석 및 율석 등의 충전재(30)가 충전되어 있다. 도 1에 나타난 바와 같이, 본 실시예의 옹벽(20)에 따르면, 절토 및 성토 등의 법면을 따라 옹벽용 블록(1)들이 횡방향으로 서로 맞대도록 배열되어 내측에 충전재(30)가 충전되고, 그 위에 또 다른 옹벽용 블록(1)들이 쌓이며, 충전재(30)가 그 옹벽용 블록(1)들의 내부에 충전되며, 동일한 방식으로 옹벽(20)이 구축된다. 옹벽용 블록(1)이 노출하고 있는 면, 즉 표면에는 소정의 패턴(M)이 형성되어 있다. 따라서 본 실시예의 옹벽(20)은 수려한 미관을 가질 수 있다.

본 실시예의 옹벽용 블록(1)은 프리케스트 콘크리트제이다. 도 2에 나타난 바와 같이, 각 옹벽용 블록(1)은 소정의 두께를 갖는 대략 직사각형 판 모양의 표면부(2)와, 소정 두께의 대략 직사각형 판 모양의 배면부(3) 및 상기 표면부(2)와 배면부(3)를 각각 연결하며 소정 두께를 갖는 한 쌍의 연결부(5, 6)를 포함한다. 이들은 정부와 저부가 개방된 대략 상자 모양이 되도록 일체로 형성되어 있다. 이와 같이 하여 표면부(2)와 배면부(3)와 한 쌍의 연결부(5, 6)에 의해 그 내부에 상하가 개방된 상자 모양 공간(7)이 형성된다. 옹벽이 구축될 때 쇄석과 율석 등의 충전재가 상기 상자 모양 공간(7)에 채워진다. 표면부(2)와 배면부(3)는, 그들 좌우의 단연에서 혹은 맞댐부에서 소정 길이 내측으로 다가선 위치에서 한 쌍의 연결부(5, 6)에 의해 서로 일체로 연결된다. 그러므로 표면부(2)와 배면부(2)에는 한 쌍의 연결부(5, 6)의 연결되는 부분보다도 바깥쪽으로 돌출한 부분, 즉 귀부(9, 10)가 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상하부가 개방된 상자 모양 공간(11)이 상기 귀부(9, 10)에 의해 인접한 두 개의 옹벽용 블록(1) 사이에 형성된다. 상기 상자 모양 공간(11) 내부로 충전재가 역시 채워진다. 상기 표면부(2)의 좌우 맞댐부에는 소정의 얇은 노치(12)들이 형성되어 있다. 이들 노치(12)에 의해 옹벽 구축 시에 인접하는 옹벽용 블록(1)들의 맞댐부에 슬릿(13)들이 형성된다. 옹벽(20) 내에 고인 빗물이나 용수가 이들 슬릿(13)에 의해 배출된다.

배면부(3)의 높이는 표면부(2)의 약 1/2로 되어 있다. 따라서 옹벽 구축 시에 옹벽용 블록(1)의 표면부(2)와 법면(21)에 의해 형성되는 공간은, 배면부(3)에 의해 완전히 분단되지는 않는다. 즉 단지 배면부(3)의 높이만큼 분단되며, 배면부(3)의 상부 공간은 연속되어 있다. 다시 말하면, 배면부(3)의 앞쪽에 충전되는 충전재와, 뒤쪽의 법면(21) 측에 충전되는 충전재는, 배면부(3)의 위쪽에 있어서 연속한다. 이로써 강도가 큰 옹벽이 구축될 수 있다. 또한 배면부(3)의 횡폭은 표면부(2)의 그것보다도 약간 좁다. 따라서 옹벽 구축 시에 서로 맞대는 2개의 옹벽용 블록(1)들의 배면부(3)들 사이에는 소정의 유격(13)이 형성된다. 이 유격(13)에 의해 법면이 만곡하더라도, 표면부(2)들의 단연에 간격이 발생함 없이 옹벽용 블록(1)들을 횡방향으로 배열하는 것이 가능해진다.

본 실시예의 옹벽용 블록(1)에 있어서, 표면부(2)와 배면부(3)의 상단부(15) 사이의 간격 거리는, 하단부(16)와의 간격보다 크다. 즉, 배면부(3)는 뒤쪽으로 경사지고 있다. 이와 같이 배면부(3)이 후방으로 경사지고 있기 때문에, 뒤에서 설명하는 바와 같이, 본 실시예의 옹벽용 블록(1)들을 포함하는 옹벽은 종래의 옹벽용 블록과 비교하여 높은 안정성을 갖게 된다.

한 쌍의 연결부(5, 6)의 하단부는, 도 2의 사시도에 나타나 있는 바와 같이, 표면부(2) 및 배면부(3)의 하단부와 실질적으로 같은 높이로 되어 있다. 그러나 상단부는 표면부(2)에서부터 소정 양만큼만 경사지고 있는 경사면, 이 경사면의 종단부에서 수평으로 연장되어 있는 제 1 수평면, 및 제 1 수평면의 종단부에서 계단 모양으로 낮아지며, 그리고 수평하게 연장되어 있는 제 2 수평면을 포함한다. 상기 제 2 수평면은, 배면부(3)와 동일한 높이를 갖는다. 다시 말하면, 옹벽용 블록(1)은 표면부(2)와 그 근방의 전방부(17)만이 높고, 중앙부와 후방부는 낮다. 따라서 옹벽용 블록(1)들로 옹벽을 구축할 때, 상단과 하단의 옹벽용 블록(1)들이 서로 접촉하지 않도록 된다.

성토 및 절토 등의 법면(21)에 구축되는 본 실시예에 관한 옹벽(20)의 구축 방법에 대해서 설명한다. 도 3에 나타난 바와 같이, 법면(21)의 상승개시부에서 지반(22)이 소정 깊이로 굴삭되며, 법면(21)을 따라 연장하는 홈(23)이 형성된다. 홈(23)에 고밀도 폴리에틸렌 수지로 만들어진 메쉬, 즉 지오텍스타일(geotextile)(24)를 놓고, 그 위에 소정 두께까지 쇄석이나 율석 등을 놓는다. 쇄석이나 율석이 지오텍스타일(24)에 의해 둘러싸여 기초면(25)을 형성한다. 옹벽용 블록(1) 들은 기초면(25) 상으로 횡방향 즉 도 3에 있어서 지면에 수직인 방향으로 배열되며, 상호 맞대져서 옹벽용 블록(1)의 배면부(3)가 법면(21)에 접촉하게 된다. 옹벽용 블록(1)들의 내부 공간(7, 11) 내로 표면부(2)의 상단 높이에 이르기까지 쇄석, 율석 등과 같은 충전재(30)를 충전한다. 마찬가지로 배면부(3)들과 법면(21) 사이의 공간에도 충전재(30)를 채운다. 이로써 제 1 단의 수평면(31)이 형성된다. 표면부(2)의 전방의 홈(23)의, 지오텍스타일(24)에 의해 쇄석이나 율석이 채워지지 않는 부분에도 지반(22) 면과 동일 높이가 되도록 쇄석, 율석 등을 놓는다. 이로써 옹벽(20)의 제 1단 구축이 완료된다.

제 2 단을 구축하기 위한 옹벽용 블록(1)들을 제 1 단 수평면(31) 위에 놓고 횡방향으로 배열한다. 이때 법면(21)의 경사를 따르는 옹벽용 블록들이 제 1 단 옹벽용 블록(1)들보다 후방으로 다가간다. 제 1 단과 마찬가지로 동일한 충전재(30)가 제 2 단 옹벽용 블록(1)들 내부로 채워지며, 표면부(2)의 상단의 높이와 동일한 수평면(31)이 형성된다. 이로써 옹벽(20)의 제 2 단 구축이 완료된다. 복수의 단을 갖는 옹벽(20)이 동일한 방식으로 구축된다.

옹벽용 블록(1) 내부로 채워지는 충전재(30)는 상호 맞물리기 때문에 강한 마찰력이 발생된다. 더욱이 충전재(30)와 법면(21) 사이에도 강한 마찰력이 생긴다. 따라서 옹벽(20)은 마찰력에 의해 강고하게 유지되며 법면(21)의 붕락을 방지한다. 옹벽(20)에 있어서, 상단의 옹벽용 블록(1)들은 하단의 옹벽용 블록(1)들에 대하여 후방으로 다가가게 배치되며, 상기한 바와 같이 옹벽용 블록(1)은 전방부만이 높고 중앙부와 후방부는 낮기 때문에, 상단과 하단의 옹벽용 블록(1)들은 서로 직접 접촉하지 않는다. 따라서 임의 단의 옹벽용 블록(1)들에 생기는 회전 모멘트는 그 상하 단의 옹벽용 블록(1)들에는 전달되지 않는다. 그러므로 임의 단의 옹벽용 블록(1)들이 지반의 변형 등에 의해 회전하거나 기울어진다고 하더라도, 그 상하 단의 옹벽용 블록(1)들은 기울어지지 않고 안정성을 유지할 수 있다. 옹벽(20)에 생긴 변형은 일부 단에 한정되며, 이는 전체에 미치지 않는다.

본 실시예에 따르는 옹벽용 블록(1)의 후방으로 경사지어 있는 배면부(3)의 효과에 대해서 설명한다. 도 4는 법면(21)에 구축되어 있는 옹벽(20)의 일부분으로서 특정 단의 옹벽용 블록(1)과 그 위에 놓인 상단의 옹벽용 블록(1)을 도식적으로 보여준다. 도 4를 참조하여, 배면부(3)가 후방으로 경사지고 있는 것에 의해 옹벽(20)의 안정성이 향상되는 이유에 대해서 설명한다.

(포인트 1) 수평방향의 미끄러짐을 억제하는 마찰력

상단의 수평방향의 미끄러짐에 대하는 옹벽(20)의 하단의 마찰력은, 도 4에 있어서 굵은 선으로 나타나 있는 마찰면(33)에 작용된다. 마찰면(33)은 수평면(31)의 한 부분으로서 하단의 옹벽용 블록(1)의 배면부(3)의 에지를 연직방향으로 연장한 것과 수평면(31) 사이의 교차점으로부터 전방에 위치한 부분이다. 배면부(3)의 에지의 연장면(32)은 일점 쇄선으로 표시되어 있다. 수평방향의 미끄러짐에 대한 마찰력은 마찰면(33)의 수평방향 폭에 의해 결정된다. 본 실시예에 있어서 배면부(3)는 후방으로 경사지어 있기 때문에, 그만큼 마찰면(33)의 수평방향 폭은 넓게 되어 있다. 이로써 옹벽(20)의 하단에 대한 상단의 수평방향의 미끄러짐이 충분히 억제된다.

(포인트 2) 법면의 함몰에 대한 영향

법면(21)을 형성하고 있는 지반으로부터 토사가 유출하고 도 4의 점선(35)으로 나타낸 바와 같이 법면(21)이 함몰한다. 그렇게 되면, 배면부(3)와 그 연장면(32)을 포함하는 면보다 후방, 즉 뒤채움부(backfill portion)(36)에 위치하는 충전재(30)가 예컨대 함몰된 부분을 채우기 위해 유동한다. 본 실시예에 있어서, 상기 배면부(3)가 후방으로 경사져 있기 때문에, 연장면(32)이 법면(21)에 근접한다. 따라서 뒤채움부(36)의 용적은 작다. 유동하는 충전재(30)의 양은 적고 옹벽용 블록(1)은 후방으로 경사지지 않는다.

(포인트 3) 앵커 효과(Anchor effect)

옹벽용 블록(1)이 옹벽(20)의 상단과 내부에 충전되는 충전재(30)로부터 받는 중량은, 옹벽용 블록(1)의 수직방향의 투영면 전체에 걸린다. 상기 투영면은 도 4에서 굵은 선으로 나타나 있는 면(38)으로 도시되어 있다. 본 실시예에 있어서 배면부(3)가 후방으로 경사져 있기 때문에, 면(38)의 면적이 크고 옹벽용 블록(1)이 효과적으로 중량을 받을 수 있다. 따라서 옹벽용 블록(1)이 법면(21)으로부터 수평방향의 토압을 받더라도, 옹벽용 블록(1)은 수평방향으로 미끄러지지 않는다.

(포인트 4) 옹벽용 블록의 밸런스

본 실시예에 있어서, 배면부(3)가 후방으로 경사져 있기 때문에, 배면부(3)는 충전재(30)의 중량과 충전재(30)를 통해서 상단의 중량을 받을 수 있다. 따라서 배면부(3)의 저부가 지반에 가하는 하중은 비교적 크다. 도 4에서 그래프(39)는 옹벽용 블록(1)의 표면부(2), 한 쌍의 연결부(5, 6) 및 배면부(3)의 저부가 지반에 가하는 하중을 나타낸다. 그래프(39)로부터 이해되는 바와 같이, 본 실시예의 옹벽용 블록(1)이 지반에 가하는 하중은 비교적 균일하게 분포되어 있다. 따라서 옹벽용 블록(1)은 밸런스가 좋고, 지반이 연약하더라도 기울어지지 않는다.

(포인트 5) 최대 전단 응력(shearing stress)의 작용면

옹벽용 볼록(1)의 내부에 채워져 있는 충전재(30)에 작용하는 최대전단응력은, 도 4에서 점선으로 나타나 있는 수평면에 대해 45도로 기울어져 있는 면(41)에 작용된다. 본 실시예에 있어서, 배면부(3)는 후방으로 경사져 있기 때문에, 면(41)이 후방으로 이동되게 된다. 따라서 면(41)은 상단의 옹벽용 블록(1)의 표면부(2)의 내부, 즉 중앙부에 의해 차단되어 있다. 충전재(30)가 허용할 수 있는 수준보다 큰 전단 응력이 발생하더라도, 면(41)에 있어서 미끄러짐은 발생하지 않는다. 본 실시예의 옹벽(20)은 최대전단응력이 발생하고 미끄러짐이 쉽게 발생하는 면(41)이 상단의 옹벽용 블록(1)에 의해 확실히 차단되어 있기 때문에 안정성이 높다.

본 실시예의 옹벽용 블록(1)의 크기는 제한되지 않지만, 예컨대 이하의 크기로 구성될 수 있다. 표면부(2)를 폭 200cm x 높이 100cm x 두께 12cm로 하고, 배면부(3)를 폭 186cm x 높이 50cm x 두께 12cm로 한다. 그리고 한 쌍의 연결부(5, 6)는 저부에서의 폭을 125cm, 상부에서의 폭을 150cm, 두께 12cm로 한다. 이렇게 하면, 옹벽용 블록(1)은 전체적으로 횡 200cm x 깊이 150cm x 높이 100cm로 형성될 수 있다. 또한, 후방으로 경사져 있는 배면부(3)의 경사각도는 한정되는 것이 아니지만, 바람직하게는 55~70도, 더욱 바람직하게는 60~65도이다.

옹벽용 블록(1)에 충전되는 충전재로서, 쇄석, 율석 이외에, 조립상의 슬래그(slags), 파쇄된 콘크리트인 재생골재 등의 토목재료도 적용가능하다.

본 실시예의 옹벽용 블록은 단지 1단만으로 이루어지는 옹벽을 구축하는 블록으로서도 이용될 수 있으며, 하천이나 해안의 호안용 블록(revetment block)으로서도 이용 가능하다.

Claims

절토 및 성토와 같은 법면을 따라 횡방향으로 서로 맞대며, 높이 방향으로 일정 개수의 단으로 적층되며, 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 옹벽용 블록 내부로 충전되며, 법면의 붕락을 방지하는 옹벽이 구축되는 프리케스트 콘크리트제 옹벽용 블록들로서,
상기 각 옹벽용 블록은, 상기 옹벽이 구축될 때 표면 측으로 노출되는 직사각형과 같은 형상의 표면부와, 상기 옹벽이 구축될 때 이면 측으로 숨는 직사각형과 같은 형상의 배면부와, 일정 거리로 이격된 상기 표면부와 상기 배면부를 연결하며 일정 거리로 배치되는 한 쌍의 연결부를 포함하며, 상기 표면부, 상기 배면부 및 상기 한 쌍의 연결부는 정부(top)와 저부(bottom)가 개방된 상자 모양과 같은 형상이 되도록 일체로 형성되며, 상기 표면부, 상기 배면부 및 상기 한 쌍의 연결부의 내측으로 충전재가 충전되는 공간부가 형성되며,
상기 배면부는 상기 표면부보다 낮고, 상기 배면부가 일정 각도로 표면부에 대해서 기울어짐으로써 상기 배면부 및 상기 표면부의 상부 사이의 간격 거리가 상기 배면부 및 상기 표면부의 하부 사이의 거리보다 더 큰, 옹벽용 블록.
제1항에 있어서,
상기 표면부 및 상기 배면부는 좌우연보다도 소정 길이 내측으로 다가간 위치에서 상기 한 쌍의 연결부를 통해 서로 연결되며, 상기 표면부 측에서의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는 상기 표면부의 높이와 실질적으로 같고, 상기 배면부 측에서의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는 상기 배면부의 높이와 실질적으로 같은 옹벽용 블록.
제2항에 있어서,
상기 표면부 측에서의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는, 상기 표면부의 높이와 실질적으로 같고, 상기 한 쌍의 연결부는 계단식으로 점점 낮아지며, 상기 배면부 측에서의 상기 한 쌍의 연결부의 높이는 상기 배면부의 높이와 실질적으로 같은 옹벽용 블록.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
옹벽 구축 시 서로 맞대는 인접한 옹벽용 블록의 상기 표면부의 적어도 하나의 맞댐부에는 노치(notch)가 형성되며, 상기 옹벽용 블록이 서로 맞댈 때 빗물이나 용수가 배수되도록 하는 슬릿(slit)이 형성되는 옹벽용 블록.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배면부의 횡폭은 상기 표면부의 횡폭보다 좁고, 이로써 상기 옹벽 구축 시에 인접한 옹벽용 블록의 배면부의 맞댐부 사이에 유격이 형성되는 옹벽용 블록.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면부의 표면은 그래픽이나 패턴과 같은 디자인이 형성된 옹벽용 블록.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 옹벽용 블록들에 의해 구축되는 옹벽으로서, 상기 옹벽용 블록들은 절토 및 성토와 같은 법면에 인접한 횡방향으로 서로 맞대며, 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 상기 옹벽용 블록들 내부로 충전되어 1단 옹벽이 구축되는 것을 특징으로 하는 옹벽.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 옹벽용 블록에 의해 구축되는 옹벽으로서,
제 1 단 옹벽, 제 2 단 옹벽, 제 3 단 옹벽 및 적어도 1 이상의 추가 단 옹벽을 더 포함하며,
상기 제 1 단 옹벽은 절토 및 성토와 같은 법면에 인접하여 횡방향으로 서로 맞대는 복수의 옹벽용 블록을 포함하며, 상기 옹벽용 블록 내부로 옹벽용 블록의 높이까지 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 충전되며,
상기 제 2 단 옹벽은 상기 제 1 단 옹벽 위로 상기 법면을 따라 법면을 향해 다가가서 횡방향으로 서로 맞대는 복수의 옹벽용 블록을 포함하며, 상기 옹벽용 블록 내부로 옹벽용 블록의 높이까지 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 충전되며,
상기 제 3 단 옹벽은 상기 제 2 단 옹벽 위로 상기 법면을 따라 법면을 향해 다가가서 횡방향으로 서로 맞대는 복수의 옹벽용 블록을 포함하며, 상기 옹벽용 블록 내부로 옹벽용 블록의 높이까지 쇄석 및 율석과 같은 충전재가 충전되며,
상기 1 이상의 추가 단 옹벽이 동일한 방식으로 구축되는 것을 특징으로 하는 옹벽.