KR20120000391A

KR20120000391A - 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록 및 이를 이용한 옹벽

Info

Publication number: KR20120000391A
Application number: KR1020100060736A
Authority: KR
Inventors: 김광숙
Original assignee: 김광숙
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-01-02

Abstract

본 발명은 전면벽체판의 배면에서 뒷채움 토사 방향으로 연장되어 있는 연결판 및 상기 연결판 단부에서 경사지게 연결되는 설치되는 토압 지지용의 경사판으로 구성되는 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록을 적층하여 옹벽을 형성함으로써, 상기 경사판 앵커부재에 의해 옹벽 후방의 뒷채움 토사를 블록 형태로 구속함으로써, 횡토압에 대한 옹벽의 저항력 및 활동(sliding)에 대한 안정성을 증가시키고, 옹벽 후방에서 뒷채움 토사의 지지력을 향상시킬 수 있는 신규한 구성의 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록과 그에 의하여 구축되는 옹벽에 관한 것이다.

Description

경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록 및 이를 이용한 옹벽{Retaining Wall and Block having Inclined Plate for Retaining Wall}

본 발명은 적층되어 옹벽을 구축하게 되는 옹벽블록과 그에 의하여 구축되는 옹벽에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 전면벽체판의 배면에서 뒷채움 토사 방향으로 연장되어 있는 연결판 및 상기 연결판 단부에서 경사지게 연결되는 설치되는 토압 지지용의 경사판으로 구성되는 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록을 적층하여 옹벽을 형성함으로써, 상기 경사판 앵커부재에 의해 옹벽 후방의 뒷채움 토사를 블록 형태로 구속함으로써, 횡토압에 대한 옹벽의 저항력 및 활동(sliding)에 대한 안정성을 증가시키고, 옹벽 후방에서 뒷채움 토사의 지지력을 향상시킬 수 있는 신규한 구성의 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록과 그에 의하여 구축되는 옹벽에 관한 것이다.

옹벽으로서 일반적으로 사용되는 역T형 옹벽(L형 옹벽이라고도 부름)(100)은, 횡단면도를 보여주고 있는 도 1에서 알 수 있듯이, 수직 벽체(101)와 수평 바닥판(102)으로 이루어진다. 상기 수평 바닥판(102)은 시공될 설치경계선을 따라 정리된 지반에 놓이도록 소정 길이와 폭을 가지고 있으며, 그 상부의 토사에 의해 수직 토압력(P_V)이 수평 바닥판(102)으로 가해지게 된다.

그런데 이러한 역T형 옹벽(100)은 현장 타설 콘크리트로 시공되므로, 거푸집 설치 작업, 콘크리트 타설 작업 등과 같은 현장에서 수행해야 할 작업들이 많으며, 콘크리트 양생기간이 필요하므로 그 만큼 공기가 길어지는 단점이 있다.

예를 들어, 교대의 벽체 등으로 옹벽(100)이 사용되는 경우, 옹벽(100)의 후방에 채워진 뒷채움 토사의 상부에 차량 하중 등이 가해지게 되는데, 종전의 역T형 옹벽(100)에서는 뒷채움 토사의 상부에 가해지는 하중을 지탱하기 위해서 뒷채움 토사로서 양질의 토사를 사용하여야 하고 상부 하중에 대한 지지력을 발휘할 수 있도록 뒷채움 토사에 대해서 충분한 다짐 작업을 수행하여야 하며, 그에 따라 공사비가 증가하게 되는 단점이 있다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 공장에서 미리 블록을 제작하고, 이러한 블록을 적층하여 옹벽을 구축함으로써, 위와 같은 현장 타설 콘크리트에 의한 옹벽의 벽체 형성에 따른 단점(공사기간 증가, 현장 작업 수행에 따른 불편함 및 비용소요 등)을 해소할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 옹벽 후방의 뒷채움 토사 상부에 하중이 가해질 때, 뒷채움 토사로 하여금 하중을 지탱하기에 충분한 지지력을 용이하고 저렴한 비용으로 발휘할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 적층되었을 때 전면이 옹벽의 외면을 이루게 되는 판형상의 전면벽체판과; 상기 전면벽체판의 후방에 일체로 구비되어 있되 상기 전면벽체판과 직교하게 배치되어 일체화되어 있으며 옹벽의 후방으로 연장되는 연결판과; 상기 연결판의 외측 단부에서 상기 연결판과 직교하게 일체 결합되어 상기 전면벽체판과 마주하되 위쪽이 아래쪽보다 옹벽의 후방으로 더 기울어진 상태로 연결판과 결합되는 경사판을 포함하여 구성되며, 상기 경사판이 옹벽의 후방을 향하도록 배치되고 높이 방향으로도 적층되어 옹벽을 구축하게 되며 전면벽체부 후방으로 뒷채움 토사가 채워졌을 때 상기 연결판과 상기 경사판이 뒷채움 토사를 구속함으로써 옹벽의 전도 및 활동에 대한 저항력을 발휘하며 옹벽에 작용하는 토압을 경감시키게 되는 것을 특징으로 하는 옹벽블록이 제공된다. 또한 본 발명에서는 이러한 옹벽블록의 적층에 의하여 구축되는 옹벽이 제공된다.

종래의 터널 구조물에서는 벽체 후방의 뒷채움 토사는 단지 외적인 하중(횡토압)으로만 작용하는데 그칠 뿐인데, 본 발명에서는 경사판 앵커부재 사이에 채워진 뒷채움 토사는 측면으로는 연결판에 의하여 구속되고 절개면 방향으로는 경사판에 의해 구속되어 있으므로, 뒷채움 토사의 자중은 벽체의 전도 모멘트에 저항하는 저항 모멘트를 만드는 기능을 하게 되고 경사판 앵커부재가 앵커 작용을 하게 되어 횡토압에 의한 터널 구조물의 전도 및 활동에 대해 안정성이 크게 향상되는 효과가 발휘된다.

또한 본 발명에서는 터널 구조물의 벽체에 작용하게 되는 전체적인 토압이 줄어들게 되어 양측 벽체에 토압이 비대칭 상태로 작용함으로 인하여 터널 구조물에 작용하는 횡토압의 크기를 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 터널 구조물의 단면 두께를 키우거나 보강철근을 더 많이 배근하는 등의 과대 설계를 피할 수 있게 되어 시공비용을 종래보다 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1은 종래의 역T형 콘크리트 옹벽의 횡단면도이다.
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 일실시예에 따른 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록을 바라보는 각도를 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4 및 도 5는 각각 도 2에 도시된 본 발명에 따른 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록을 5개 층의 높이로 적층하여 옹벽을 구축한 상태를 보는 각도를 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시된 본 발명에 따른 옹벽을 사용하는 구조물의 일예로서, 경사판 앵커부재를 구비한 본 발명의 옹벽블록을 적층하여 구축된 옹벽을 일측의 벽체로 가지는 터널 구조물의 개략적인 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 2 및 도 3에는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록(1)의 개략적인 사시도가 바라보는 각도를 달리하여 도시되어 있고, 도 4 및 도 5에는 각각 도 2에 도시된 본 발명에 따른 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록(1)을 5개 층의 높이로 적층하여 구축된 옹벽(100)의 개략적인 사시도가 바라보는 각도를 달리하여 도시되어 있다.

도 2 및 도 3에 예시된 것처럼, 본 발명에 따른 옹벽블록(1)은, 적층되었을 때 전면이 옹벽(10)의 전면을 이루게 되는 판형상의 전면벽체판(11)과, 상기 전면벽체판(11)의 후방에 일체로 구비되어 있되 상기 전면벽체판(11)과 직교하게 배치되어 일체화되어 있으며 옹벽(10)의 후방으로 연장되는 연결판(12)과, 상기 연결판(12)의 외측 단부에서 상기 연결판(12)과 직교하게 결합되는 경사판(13)으로서 위쪽이 아래쪽보다 옹벽 후방으로 더 기울어진 상태로 연결판(12)과 결합되는 경사판(13)을 포함하여 구성된다. 이러한 본 발명의 옹벽블록(1)은, 전면벽체판(11), 연결판(12) 및 경사판(13)이 일체를 이루도록 공장에서 하나의 콘크리트 부재로 제작될 수 있다. 본 명세서에서는 상기 연결판(12)과 경사판(13)으로 이루어진 부분을 편의상 "경사판 앵커부재"라고 부른다. 또한 종래의 역T형 옹벽(100)과 구분하기 위하여 본 발명에 따른 옹벽블록(1)에 의해 구축되는 본 발명의 옹벽(10)에는 부재번호 10을 부여하여 표시하였다.

구체적으로 상기 전면벽체판(11)은 판부재로 이루어지며 복수개의 옹벽블록(1)이 적층되었을 때 상기 전면벽체판(11)의 전면은 하나의 평면을 이루어 옹벽(10)의 외면을 이루게 된다. 상기 전면벽체판(11)의 배면에는 연결판(12)이 일체로 연결되어 있는데, 상기 연결판(12)은 상기 전면벽체판(11)의 높이와 동일하거나 작은 높이를 가지는 판형상의 부재이며, 상기 전면벽체판(11)에 대해 직교하게 결합되어 있다. 예를 들어 x,y,z의 서로 직교하는 3축의 삼차원에서, 전면벽체판(11)이 x-z축의 평면이 되는 경우, 연결판(12)은 y-z축의 평면이 되어 전면벽체판(11)의 배면에 일체로 결합되는 것이다. 상기 연결판(12)은 상기 전면벽체판(11)의 후방으로 길게 연장되는데, 상기 연결판(12)에는 관통공(120)이 복수개 형성되어 있는 것이 바람직하며, 연결판(12)의 상,하부 가장자리는 톱니 형태의 요철부(121)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 연결판(12)의 가장자리에 요철부(121)가 형성되어 있는 경우, 옹벽블록(1)이 적층되었을 때, 상,하의 옹벽블록(1)의 연결판(12)에 형성된 요철부(121)가 마주하여 형성되는 공간에 벽돌이나 강봉 등과 같은 전단재를 삽입하여, 상,하의 옹벽블록(1)이 배면에서 작용하는 횡토압으로 인하여 상호 분리되는 활동에 효과적으로 저항하게 만들 수 있다.

본 발명에서 상기 연결판(12)의 외측 단부에는 경사판(13)이 일체로 결합되어 있는데, 상기 경사판(13)은 상기 연결판(12)과 직교하게 결합된다. 특히, 상기 경사판(13)은 상부가 하부보다 전면벽체판(11)의 후방으로 위치하도록 기울어진 상태로 경사판(13)과 직교 결합되어 있다. 즉, 상기 경사판(13)은 전면벽체판(11)과 마주하는 상태로 연결판(12)과 결합되지만, 연직선을 기준으로 경사판(13)이 예각을 가지고 후방으로 더 기울어져 연결판(12)에 결합되어 있는 것이다. 이러한 경사판(13)과 연결판(12)의 존재로 인하여 다음과 같은 본 발명만의 고유한 상승효과가 발휘된다.

본 발명에서 옹벽블록(1)은 전면벽체판(11)과 연결판(12)과 경사판(13)으로 이루어지는데, 상기 연결판(12)과 상기 경사판(13)이 옹벽(10) 후방의 뒷채움 토사 방향을 향하도록 옹벽(10)의 횡방향으로 복수개 연속 배치되고, 이러한 횡방향 연속된 옹벽블록(1)의 배치가 높이 방향으로도 반복 적층되어 옹벽블록(1)이 복수층으로 쌓이게 됨으로써 옹벽(10)이 구축된다. 이 때, 도 4 및 도 5에 예시된 것처럼 옹벽블록(1)의 연결판(12)이 상,하로 동일한 위치에 놓이도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한 아래층에서 위층으로 갈수록 적층되는 옹벽블록(1)의 연결판(12) 길이가 짧아지는 것이 바람직하다. 즉, 아래층에서 위층으로 갈수록 뒷채움 토사 방향으로의 길이가 짧은 옹벽블록(1)을 차례로 적층하여 옹벽(10)을 구축하는 것이다. 뒷채움 토사에 의해 작용하는 토압은 아래에서 위쪽으로 갈수록 작아지게 되므로, 이에 저항하는 옹벽블록(1)의 뒷채움 토사 방향의 연결판(12) 길이도 줄이는 것이다. 이러한 구성을 통해서 옹벽블록(1)의 제작에 소요되는 콘크리트 등을 줄이고, 운반시의 중량도 경감하여 경제적인 설계와 시공을 할 수 있게 된다.

옹벽블록(1)의 적층을 통해서 옹벽(10)이 구축된 후에는 뒷채움 시공이 이루어져, 상기 옹벽블록(1)의 전면벽체부(11) 후방으로는 뒷채움 토사가 채워진다. 즉, 연결판(12)과 경사판(13)이 매립되도록 뒷채움 토사가 채워지는 것이다(도면에서는 뒷채움 토사의 도시가 생략되어 있다). 이 때, 뒷채움 토사는 횡방향으로 연속 배치된 옹벽블록(1)의 서로 이웃하는 연결판(12) 사이와 경사판(13)의 내면에 의해 형성되는 공간에 담기게 되는데, 이러한 공간에 담겨진 상기 뒷채움 토사는 횡방향으로는 연결판(12)에 의해 구속되고 연결판(12)의 길이 방향으로는 경사판(13)에 의해 구속되어 있으므로, 뒷채움 토사가 상기 연결판(12)과 경사판(13) 즉, 경사판 앵커부재와 함께 폐합된 불록처럼 거동하게 되고 상기 경사판 앵커부재가 지반 내에서 앵커 작용을 하게 된다. 따라서 상기 옹벽블록(1)으로 구축된 옹벽은, 전도 및 활동에 대한 저항력이 증대되는 효과가 발휘된다. 즉, 본 발명에서는 옹벽(10)이 구축되었을 때, 위와 같이 연결판(12)과 경사판(13) 즉, 경사판 앵커부재가 그 사이에 채워지는 뒷채움 토사를 구속하여 앵커처럼 작용하게 되므로 옹벽블록(1)으로 이루어진 옹벽(10)은 전도 및 활동에 대해 우수한 저항력을 가지게 된다. 특히, 본 발명에서는 뒷채움 토사가 경사판 앵커부재에 의해 구속되므로, 뒷채움 토사의 자중은 벽체의 전도 모멘트에 저항하는 저항 모멘트를 만드는 기능을 하게 되어 뒷채움 토사로 인한 옹벽의 전도 및 활동에 대해 안정성이 크게 향상되는 효과가 발휘되는 것이다.

또한, 연결판(12)과 경사판(13)에 의해 뒷채움 토사가 갇혀있는 상태가 되고, 결과적으로 연결판(12)과 그 배면에 위치하는 토사 사이에는 마찰저항력이 발생한다. 이러한 마찰저항력을 통해서 옹벽블록(1)의 배면 횡토압에 대한 외적 안정성이 더욱 향상되는 효과가 발휘된다. 또한 경사판(13)은 기울어진 채로 구비되는 것이므로, 그 경사판의 경사각도로 인하여 연직면에 작용하는 배면 토압보다 작은 토압이 작용하게 되어, 작용하는 배면 횡토압의 경감 효과도 발휘된다.

더 나아가, 본 발명에 따른 옹벽(10)에서는 옹벽의 벽체 즉, 전면벽체부(11)의 연속에 의해 만들어진 벽체의 후방에 채워진 뒷채움 토사 내에 경사판 앵커부재가 옹벽의 높이만큼 매립되어 있으므로, 뒷채움 토사의 상부에 하중이 가해지는 경우, 단순히 뒷채움 토사에 의해서만 하중이 지지되는 것이 아니라, 연결판(12)과 경사판(13)으로 이루어진 경사판 앵커부재에 의해 상기 한 뒷채움 토사의 상부하중이 상당부분 지지된다. 따라서 뒷채움 토사가 부담하는 상부 하중이 종래의 역T형 옹벽보다 월등히 경감되며 뒷채움에 이용되는 토사 사용량도 줄어들게 되어, 재료의 절감 및 다짐 작업의 용이성 등을 통하여 공사비를 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

이러한 본 발명에 따른 옹벽블록(1) 및 이를 이용하여 구축된 옹벽(100)은 다양한 장소에서 사용될 수 있는데, 도 6에는 그 일예로서 경사판 앵커부재를 구비한 본 발명의 옹벽블록(1)을 적층하여 구축된 옹벽(10)을 일측의 벽체로 가지는 터널 구조물(200)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 옹벽(10)을 이용한 터널 구조물(200)은, 경사판 앵커부재를 구비한 옹벽블록(1)이 차례로 적층되어 구성된 옹벽(10)에 의해 터널 벽체가 이루어진다. 도 6에 도시된 예에서는 일측 벽체는 위와 같은 본 발명에 따른 옹벽(10)으로 이루어졌지만, 타측 벽체는 종래의 역T형 옹벽(100)으로 이루어진 터널 구조물(200)이 예시되어 있다. 이러한 터널 구조물(200)에서 상기 양측 벽체의 위쪽으로는 터널 상부부재(30)가 양측 벽체를 가로질러 배치되어, 상기 벽체와 함께 터널 구조물을 이루게 된다. 상기 터널 상부부재(30)는 중앙 아치부(31) 및 그 양단의 하향부(32)로 이루어지며, 터널의 종방향(터널의 길이 방향)으로 폭을 가지는 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작되어, 복수개가 터널의 종방향으로 연속하여 배치되어 일체화됨으로써 양측 벽체를 가로질러 배치되어 벽체 위쪽의 터널 부분을 이루게 된다.

옹벽블록(1)의 적층을 통해서 옹벽(10)을 구축하여 이를 일측 벽체로 이용하고, 반대편에는 현장 타설 콘크리트에 의해 역T형 옹벽(100)을 시공하여 타측 벽체를 구축한 후에는, 본 발명의 옹벽(10)으로 이루어진 벽체와 종래의 역T형 옹벽(100)으로 이루어진 벽체에 걸쳐서, 아치부(31)와 하향부(32)로 이루어지며 터널의 길이방향으로 일정 폭을 가지는 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작된 터널 상부부재(30)를 거치한다. 이러한 터널 상부부재(30)는 터널 구조물의 길이방향 즉, 상기 옹벽(10)의 횡방향으로 복수개가 연속적으로 배치된다. 이와 같이 터널 상부부재(30)를 거치함에 있어서, 본 발명의 옹벽(10)으로 구성된 벽체의 상면에는, 터널 상부부재(30)의 하향부(32) 단부가 놓일 수 있도록, 터널 길이방향으로 연속된 단부거치 안내부재(33)를 설치한다. 즉, 옹벽블록(1)의 적층으로 이루어진 옹벽(10)의 상면에 안내부재(33)를 설치한 후, 터널 상부부재(30)를 거치하여 상기 하향부(32)의 단부가 단부거치 안내부재(33) 위에 놓이도록 하는 것이다. 상기 단부거치 안내부재(33)는 터널 구조물의 길이방향으로 연장된 빔 형태의 콘크리트 부재로 제작될 수 있는데, 상면에는 상기 하향부(32)의 단부가 놓이는 단턱이 형성되는 것이 바람직하다. 역T형 옹벽(100)으로 이루어진 벽체의 경우도, 상면에는 단턱이 형성되어 있어 상기 터널 상부부재(30)의 하향부(32) 단부가 상기 단턱에 위치하도록 할 수 있다.

한편, 위의 도 6에 예시된 터널 구조물은, 본 발명에 따른 옹벽(10)이 사용되는 일예로서 본 발명의 옹벽(10)이 사용되는 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 앞서 언급하였듯이, 본 발명의 옹벽(10)을 이용하여 교대를 구축할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 옹벽(10)은 뒷채움 토사 부분의 내부에 경사판 앵커부재가 위치하여 높은 지지력이 발휘되므로, 교대 후방의 접속부분에 작용하는 차량의 하중 등에 대해 매우 우수한 구조 안정성을 발휘할 수 있게 된다.

1: 옹벽블록, 10: 옹벽, 11: 전면벽체판, 12: 연결판, 13: 경사판

Claims

적층되었을 때 전면이 옹벽(10)의 외면을 이루게 되는 판형상의 전면벽체판(11)과;
상기 전면벽체판(11)의 후방에 일체로 구비되어 있되 상기 전면벽체판(11)과 직교하게 배치되어 일체화되어 있으며 옹벽(10)의 후방으로 연장되는 연결판(12)과;
상기 연결판(12)의 외측 단부에서 상기 연결판(12)과 직교하게 일체 결합되어 상기 전면벽체판(11)과 마주하되 위쪽이 아래쪽보다 옹벽(10)의 후방으로 더 기울어진 상태로 연결판(12)과 결합되는 경사판(13)을 포함하여 구성되며;
상기 경사판(13)이 옹벽(10)의 후방을 향하도록 배치되고 높이 방향으로도 적층되어 옹벽(10)을 구축하게 되며 전면벽체부(11) 후방으로 뒷채움 토사가 채워졌을 때 상기 연결판(12)과 상기 경사판(13)이 뒷채움 토사를 구속함으로써 옹벽(10)의 전도 및 활동에 대한 저항력을 발휘하며 옹벽(10)에 작용하는 토압을 경감시키게 되는 것을 특징으로 하는 옹벽블록.
옹벽블록(1)의 적층에 의하여 구축되는 옹벽(10)으로서,
상기 옹벽블록(1)은, 적층되었을 때 전면이 옹벽(10)의 외면을 이루게 되는 판형상의 전면벽체판(11)과, 상기 전면벽체판(11)의 후방에 일체로 구비되어 있되 상기 전면벽체판(11)과 직교하게 배치되어 일체화되어 있으며 옹벽(10)의 후방으로 연장되는 연결판(12)과, 상기 연결판(12)의 외측 단부에서 상기 연결판(12)과 직교하게 일체 결합되어 상기 전면벽체판(11)과 마주하되 위쪽이 아래쪽보다 옹벽(10)의 후방으로 더 기울어진 상태로 연결판(12)과 결합되는 경사판(13)을 포함하여 구성되며;
상기 경사판(13)이 옹벽(10)의 후방을 향하도록 배치되고 높이 방향으로도 적층되어 옹벽(10)을 구축하게 되며 전면벽체부(11) 후방으로 뒷채움 토사가 채워졌을 때 상기 연결판(12)과 상기 경사판(13)이 뒷채움 토사를 구속함으로써 옹벽(10)의 전도 및 활동에 대한 저항력을 발휘하며 옹벽(10)에 작용하는 토압을 경감시키게 되는 것을 특징으로 하는 옹벽.