KR20140037658A - 보강노반 지지용 강성복합벽체 및 그 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기기준틀을 이용하여 토사, 자갈 등의 지반재료들을 적층하여 구축되는 보강노반의 정면을 지지하기 위하여 보강노반의 정면에 설치되는 벽체로서, 조립식 프리캐스트 콘크리트 패널과 현장 타설 콘크리트가 일체로 합성된 구성을 가짐으로써 거푸집의 사용 없이 빠른 시간 내에 급속시공이 가능한 강성복합벽체 및 이를 시공하는 방법에 관한 것이다.

Description

보강노반 지지용 강성복합벽체 및 그 시공방법{Hybrid Wall for Supporting Reinforced Base of Rail Track and Constructing Method thereof}
본 발명은 철도 레일이나 도로 등이 설치되도록 인위적으로 축조되는 보강노반을 지지하기 위한 강성복합벽체 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 기준틀을 이용하여 토사, 자갈 등의 지반재료들을 적층하여 구축되는 보강노반의 정면을 지지하기 위하여 보강노반의 정면에 설치되는 벽체로서, 조립식 프리캐스트 콘크리트 패널과 현장 타설 콘크리트가 일체로 합성된 구성을 가짐으로써 거푸집의 사용 없이 빠른 시간 내에 급속시공이 가능한 강성복합벽체 및 이를 시공하는 방법에 관한 것이다.
보강노반은, 토사, 자갈 등의 성토재료로 이루어진 성토층을 순차적으로 적층 축조하여 구축되며, 그 상부에 도로나 철도의 레일 등이 설치되는 구조물이다. 대한민국 등록특허공보 제10-956280호(2010. 05. 10. 공고)에는 이러한 보강노반의 일예로서 수평부와 수직부로 이루어진 기준틀("보강틀"이라고도 부르기도 한다)을 이용하여 성토층을 단계적으로 구축하고, 성토층의 전면에는 현장 타설 콘크리트를 이용하여 벽체를 형성함으로써 보강노반을 구축하는 기술이 개시되어 있다.
이러한 종래기술은 매우 유용한 것이지만, 도심지 등의 협소한 공간에서 철로나 도로 등을 위한 보강노반을 구축함에 있어서는 더욱 신속한 공정이 진행될 수 있는 급속시공 형태의 기술로 발전될 필요가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-956280호(2010. 05. 10. 공고) 참조.
본 발명은 위와 같은 종래 기술을 더욱 개선한 것으로서, 기준틀을 이용하여 성토층을 순차적으로 형성하여 구축되는 보강노반을 지지하기 위하여 벽체를 시공함에 있어서, 빠른 시간내에 설치가 가능하게 함으로써 용지 확보가 어려운 도심지 등에서도 용이하게 적용할 수 있으며, 보강노반의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 강성복합벽체를 제공하는 목적으로 한다.
또한 본 발명은 이러한 보강노반 지지용 강성복합벽체를 효율적으로 시공할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 수평부 및 수직부로 구성된 기준틀을 구비하도록 형성된 복수개의 성토층이 적층된 성토부로 이루어진 보강노반의 정면에 설치되어 보강노반을 지지하는 강성복합벽체로서, 상기 강성복합벽체는, 상기 성토층과 간격을 둔 위치에서 PC패널을 연직하게 적층되어 구축되는 패널벽체부와, 상기 패널벽체부와 성토층 사이에 구축되어 있는 현장타설벽체부로 이루어지며; 상기 PC패널은, 측면 중에서 상부측면과 일측의 횡측면에는 튀어나온 형태의 전단키가 형성되어 있으며, 하부측면과 타측의 횡측면에는 상기 전단키가 삽입되는 전단키홈이 형성되어 있고; 상부측면에 형성된 전단키의 상면에는 삽입결합봉이 돌출된 상태로 구비되어 있고, 하부측면에 형성된 전단키홈에는 상기 삽입결합봉이 삽입되어 위치하게 되는 오목한 슬리브홈이 형성되어 있으며; 상기 PC패널의 배면에는 연직체결봉이 구비되어 있으며; 전방단부는 연직으로 이동가능하게 상기 연직체결봉에 결합되고 후방단부는 상기 기준틀과 결합되는 후방결속부재가 PC패널의 배면과 기준틀 사이에 연직방향으로 간격을 두고 복수개 설치되어, 상기 PC패널과 상기 기준틀이 서로 결속되어 있으며; 상기 현장타설벽체부는 상기 패널벽체부와 성토층 사이에서 상기 후방결속부재가 매립되도록 현장에서 콘크리트가 타설됨으로써 상기 패널벽체부 및 상기 성토부와 일체를 이루어서 구축되어 있는 것을 특징으로 하는 보강노반 지지용 강성복합벽체가 제공된다.
또한 본 발명에서는 이러한 구성의 강성복합벽체의 시공방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 보강노반을 안정적으로 지지할 수 있는 강성복합벽체가 제공되므로, 성토부를 구축하고, 성토부를 지지하는 패널벽체부와 현장타설벽체부(20)부로 이루어진 본 발명의 강성복합벽체를 시공하여 성토부를 보호하는 구조로 보강노반을 신속하게 시공할 수 있게 된다.
이러한 본 발명에 따른 강성복합벽체는, 시공할 때 거푸집 및 거푸집 지지대가 불필요하므로, 거푸집 설치를 위한 용지의 확보가 어려운 도심지 등의 협소한 공간에서 철로나 도로 등을 위한 보강노반을 용이하고 신속하게 시공할 수 있게 되며 그에 따라 보강노반의 시공에 소요되는 공사비를 절감할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
특히, 본 발명에서는 PC패널의 배면에 연직체결봉이 구비되어 있고, 후방결속부재의 전방단부는 상기 연직체결봉에 연직 이동가능한 형태로 체결되어 있으므로, 성토층의 침하에 의해 기준틀의 연직 위치가 변화하게 되면 그에 따라 후방결속부재도 연직하게 움직이게 되며, 따라서 후방결속부재(21)가 지속적으로 연직체결봉과 결합된 상태를 유지하게 되어, PC패널과 기준틀 사이의 연결은 안정적으로 지속되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명에서는 성토부를 구축한 후, PC패널과 기준틀간을 후방결속부재를 이용하여 서로 결속하고 있으므로, 성토부와 패널벽체부 사이에 현장에서 콘크리트를 타설하여 현장타설벽체부를 형성할 때, 콘크리트의 타설압력이 PC패널에 가해지더라도 PC패널의 위치가 변동되거나 탈락되는 것이 방지된다. 특히, 후방결속부재는 성토부의 높이 방향으로 일정 간격을 두고 복수개로 구비되어, PC패널로 이루어진 패널벽체부에 대한 강한 구속력을 발휘하므로, 패널벽체부의 전도 거동에 대한 저항 및 지진 하중에 의한 저항성을 향상시키게 되므로, 그에 따라 보강노반의 구조적 안정성이 증대되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명에서 패널벽체부를 이루는 PC패널은 상ㅇ하, 좌ㅇ우로 견고한 결합이 가능하도록 전단키와 전단키홈이 형성되어 있고, 전단키 또는 전단키홈에는 급결 충진재가 주입될 수 있는 토출구가 형성되어 있어, 전단키와 전단키홈이 서로 맞물린 상태에서 상기 토출구를 통해 급결 충진재가 전단키와 전단키홈 사이에 채워질 수 있다. 따라서 전단키와 전단키홈 사이가 충진재에 의해 완전하게 일체화되어 강한 결속력을 가지게 되어 복수개의 PC패널에 의해 견고한 패널벽체부를 구축할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 강성복합벽체를 구축하는데 이용되는 프리캐스트 콘크리트 패널을 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도이다.
도 4 및 도 5는 각각 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 단면도와 선 B-B에 따른 개략적인 단면도이다.
도 6 및 도 7은 각각 본 발명의 프리캐스트 콘크리트 패널이 상하로 결합되는 과정을 보여주는 개략적인 사시도와 결합된 후의 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 7의 선 C-C에 따른 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명에서 보강노반에 구비된 기준틀과 본 발명에 따른 강성복합벽체의 프리캐스트 콘크리트 패널간의 결합상태를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 10은 도 9의 원 D 부분의 개략적인 확대도이다.
도 11 및 도 12는 각각 본 발명에서 사용되는 기준틀의 개략적인 사시도이다.
도 13 및 도 14는 각각 도 11 및 도 12에 도시된 기준틀과 프리캐스트 콘크리트 패널이 결합되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 15는 도 12에 도시된 기준틀을 이용한 경우에 대한 도 9에 대응되는 개략적인 단면도이다.
도 16은 도 10에 대응되는 확대도로서 도 15의 원 E부분의 확대도이다.
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 1 내지 도 3에는 각각 본 발명에 따른 강성복합벽체(1)를 구축하는데 이용되는 프리캐스트 콘크리트 패널(10)(이하, "PC패널(10)"이라고 기재함)을 바라보는 방향을 달리하여 도시한 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 도 1은 PC패널(10)의 정면을 바라본 것이고, 도 2는 PC패널(10)의 배면을 바라본 것이며, 도 3은 PC패널(10)의 하면에서 위로 올려다 본 것이다. 도 4 및 도 5에는 각각 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 단면도(도 5)와 선 B-B에 따른 개략적인 단면도(도 6)가 도시되어 있다. 도 6 및 도 7에는 각각 PC패널(10)이 상하로 결합되는 과정을 보여주는 개략적인 사시도(도 6)와 결합된 후의 상태를 보여주는 개략적인 사시도(도 7)가 도시되어 있으며, 도 8에는 도 7의 선 C-C에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있다.
다음에서는 우선 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 PC패널(10)의 구성과, PC패널(10)간의 결합구조에 대해 설명한다.
도면에 도시된 것처럼, 본 발명의 PC패널(10)은 상하, 그리고 좌우로 조립되어 강성복합벽체(1)의 외측면에 해당하는 패녈벽체부를 이루게 되는데, 상기 PC패널(10)은 품질 관리 및 시공 용이성을 위하여 프리캐스트 콘크리트 부재로 제작되며, 상하(上下) 및/또는 좌우(左右)로 이웃하는 PC패널(10)과의 결합을 위하여 가장자리 측면에는 돌출된 형태의 전단키(11)와, 대응되는 형상의 오목한 전단키홈(12)이 형성되어 있다. 즉, 도면에 예시된 것처럼, PC패널(10)의 측면 중에서 상부측면과 일측의 횡측면에는 소정 높이로 튀어나온 형태의 전단키(11)가 형성되어 있으며, PC패널(10)의 측면 중에서 하부측면과 타측의 횡측면에는 상기 전단키(11)에 대응되는 형상으로 오목하게 파여 있는 전단키홈(12)이 형성되어 있는 것이다.
상기 PC패널(10)의 상부측면에 형성된 전단키(11)의 상면에는 하나 또는 복수개의 삽입결합봉(13)이 돌출된 상태로 구비되어 있다. 상기 PC패널(10)의 내부에 철근을 연직하게 배치하되 상기 철근의 상단부가 전단키(11)의 상면 위로 돌출되도록 함으로써 상기 삽입결합봉(13)을 상기 PC패널(10)에 설치할 수 있다. 한편, 상기 PC패널(10)의 하부측면에 형성된 전단키홈(12)에는, 상기 삽입결합봉(13)에 대응되는 위치에 오목하게 파인 공간으로 이루어진 슬리브홈(14)이 형성되어 있다. 상기 슬리브홈(14)은 전단키(11)의 상면으로 삽입결합봉(13)이 돌출되어 있는 높이 이상의 깊이를 가지고 있으며 횡방향으로는 소정 폭을 가지는 형태의 오목한 공간으로 이루어진다.
본 발명에서 복수개의 PC패널(10)이 상하로 적층되어 강성복합벽체(1)의 패널벽체부를 이루게 될 때, 아래쪽 PC패널(10)에 돌출되어 있는 삽입결합봉(13)은 위쪽의 PC패널(10)의 슬리브홈(14)으로 삽입되는데, PC패널(10)의 제작 오차 또는 보관 상의 문제로 인하여 삽입결합봉(13)의 위치가 애초에 설계된 위치와 달라지더라도, 위와 같이 슬리브홈(14)이 횡방향으로 소정 폭을 가지도록 형성되어 있으므로, 용이하게 삽입결합봉(13)이 슬리브홈(14)에 삽입될 수 있다.
PC패널의 전방면과 상기 슬리브홈(14) 사이에는 주입로(16)를 형성하여 급결 충진재(G)를 상기 슬리브홈(14) 내에 주입할 수 있다. 이 경우, 슬리브홈(14)에 삽입결합봉(13)이 삽입되어 위치한 상태에서 급결 충진재(G)가 슬립홈(14)에 주입되어 채워짐으로써, 삽입결합봉(13)이 슬리브홈(14) 내에서 급결 충진재에 매립되어 견고하게 고정되고, 그에 따라 이웃하는 PC패널(10) 간에 더욱 견고한 일체화가 이루어지게 된다.
한편, 이와 같은 구성을 가지는 PC패널(10)이 순차적으로 연직하게 적층되어 패널벽체부를 이루게 되는데, 이러한 패널벽체부는 후술하는 것처럼, 강성복합벽체(1)의 현장타설벽체부(20)를 형성하기 위하여 현장에서 콘크리트를 타설할 때, 거푸집으로서 기능하게 된다. 즉, PC패널(10)의 적층에 의해 이루어진 패널벽체부는, 현장타설벽체부(20)의 형성을 위한 거푸집으로서도 기능하게 되는 것이다. 이러한 패널벽체부의 거푸집 기능을 더욱 완벽하게 수행할 수 있도록, 상기 전단키홈(12)에는 방수재를 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 이웃하는 PC패널(10)의 전단키가 전단키홈(12)에 삽입되었을 때, 전단키와 전단키홈(12) 사이에 수밀상태가 이루어질 수 있도록 상기 전단키홈(12)의 내면에 방수패드 등과 같은 방수재를 설치하는 것이다. 물론 전단키의 외면에 방수재를 붙인 상태에서 전단키가 전단키홈에 삽입되도록 함으로써, 수밀상태가 이루어지도록 할 수도 있다.
더 나아가, 본 발명의 PC패널(10)에는, 배수관통공(18)이 형성될 수도 있다. 상기 배수관통공(18)은 배면(성토부를 향하는 면)으로부터 전면으로 갈수록 하향 경사지도록 PC패널(10)을 관통하여 형성되는 구멍으로서, 보강노반에 유입되는 물을 배수하기 위한 것이며, 후술하는 것처럼 배수관부재(22)가 결합된다.
특히, 본 발명의 PC패널(10)의 배면에는 연직체결봉(19)이 구비되어 있다. 즉, 도면에 도시된 것처럼, PC패널(10)의 배면 방향 표면과 간격을 두고 연직한 봉부재로 이루어진 연직체결봉(19)이 구비되어 있는 것이다. 상기 연직체결봉(19)은, 도면에 도시된 것처럼, 복수개로 구비될 수 있다. 상기 연직체결봉(19)의 절곡된 상,하단부가 PC패널(10)의 배면에 매립됨으로써 상기 연직체결봉(19)이 PC패널(10)에 구비될 수 있는데, 삽입결합봉(13)을 위하여 PC패널(10) 내에 매립되어 배치된 철근에 상기 연직체결봉(19)의 절곡된 상,하단부가 결합될 수도 있다. 상기 연직체결봉(19)은 후술하는 후방결속부재(21)의 전방단부가 연직 이동가능한 형태로 체결되는데, 이와 같이 본 발명에서는 연직한 방향으로 길게 연장되어 있는 연직체결봉(19)이 구비되고 후방결속부재(21)가 이에 이동가능하게 체결되어 있으므로, 성토층(110)의 침하에 의해 기준틀(112)의 연직 위치가 변화하더라도 PC패널(10)과 기준틀(112) 간의 지속적이고 안정적인 연결이 유지될 수 있게 되는 장점을 가진다.
다음에서는 위와 같은 PC패널(10)에 의해 구축되는 패널벽체부와 보강노반의 기준틀(112)과의 연결구조 및 본 발명에 따른 강성복합벽체(1)의 구체적인 구성에 대해 설명한다.
도 9에는 보강노반(100)의 성토층(110)에 구비된 기준틀(112)과 강성복합벽체(1)의 PC패널(10)간의 결합상태를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 10에는 도 9의 원 D 부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 우선 보강노반(100)의 구성을 살펴보면, 도면에 도시된 바와 같이, 보강노반(100)은, 기준틀(112)을 이용하여 성토층(110)이 순차적으로 적층 형성되어 구축되는 성토부(120)를 포함하여 구축된다. 상기 성토부(120)는 성토층(110)이 차례로 적층되어 형성된다. 기준틀(112)을 배치하고, 상기 기준틀(112) 위에 토목섬유(115)를 포설한 후, 상기 토목섬유(115) 위로 뒷채움 자갈(121)을 채우고, 뒷채움 자갈의 후방으로는 뒷채움 토사(122)를 채운 상태에서 롤러 등의 다짐 장비를 이용하여 다짐을 수행하여 성토층(110)을 형성하고, 이러한 성토층(110)을 복수개의 층으로 차례로 상향 적층 시공함으로써, 성토부(120)가 축조되는 것이다.
도 11 및 도 12에는 각각 본 발명에서 사용되는 기준틀(112)의 개략적인 사시도가 도시되어 있는데, 도면에 도시된 것처럼, 지면과 평행하게 설치되는 수평부(1120) 및 상기 수평부(1120)로부터 상향으로 연결되는 수직부(1121)로 구성되어 측면에서 볼 때 ㄴ자 형태를 이룬다. 상기 수직부(1121)는 수평부(1120)와 직각을 이루도록 수직하게 직립할 수도 있지만, 사전에 미리 상기 수평부(1120)를 향해 각도만큼 기울어지게 제작될 수 있다. 상기 기준틀(112)은 종방향 철근과 횡방향 철근(기준틀의 폭 방향으로 길게 연장되어 배치되는 철근)을 이용하여 망 형태로 제작될 수 있다. 이러한 기준틀(112)은 수평부(1120)와 수직부(1121)로 형성되는 경계면의 안쪽에 채워지고 다짐이 이루어지는 뒷채움 자갈(121)을 보호하고 강고하게 지탱하여 성토층(110)의 선단부 형태를 유지하는 기능을 한다. 상기 기준틀(112)을 구성함에 있어서 기준틀(112)의 수직부(1121)는 강선이나 강봉 또는 철근 등의 가로 선부재 및 세로 선부재가 망형태로 짜여진 부재로 이루어지되, 수직부(1121)를 이루는 망형태의 부재가 도 9에 도시된 것처럼 완전한 평면 형상을 가질 수 있지만, 수직부(1121)에서 중앙 부분의 가로 선부재가 존재하는 위치에서 수직부(1121)의 세로 선부재가 PC패널(10) 방향으로 볼록한 형상을 가지도록 구성할 수 있다. 이와 같이 기준틀(112)의 수직부(1121)를 이루는 세로 선부재가 PC패널(10) 방향으로 볼록한 형상을 가지도록 구성하는 경우, 후술하는 것처럼, PC패널(10)과 기준틀(112)을 연결하는 후방결속부재(21)의 절곡된 단부를 용이하게 기준틀(112)의 수직부(1121)에 구비된 가로 선부재에 걸리도록 삽입하여 더욱 용이하게 체결할 수 있게 되는 장점이 있다. 특히, 후방결속부재(21)의 절곡된 단부를 직접 수직부(1121)의 가로 선부재 중에서 가장 아래쪽에 있는 가로 선부재에 걸을 때, 아래 층의 성토층(110)에 구비된 기준틀과의 상호 간섭이 일어나지 않게 되어, 후방결속부재(21)의 결속 작업이 용이하게 이루어질 수 있게 되는 장점이 있다.
또한 상기 기준틀(112)에는 도 11에 도시된 것처럼, 강성복합벽체(1)를 향하는 방향 즉, 전방으로 후방결속부재(21)의 절곡된 단부가 끼워지게 되는 체결고리(119)가 구비될 수도 있다. 그러나 체결고리(119)는 반드시 필요한 것은 아니며, 체결고리(119)를 기준틀(112)의 수직부(1121)에 구비하지 않고, 후방결속부재(21)의 수직하게 절곡된 단부를 수직부(1121)의 가로 선부재에 걸리도록 하여, 후방결속부재(21)의 단부를 기준틀(112)과 결합할 수 있다(도 12의 경우).
또한 기준틀(112)의 수평부(1120)에는 앵커부재(140)가 구비될 수 있다. 이러한 앵커부재(140)는 성토층(110)이 형성되었을 때, 기준틀(112) 위로 채워지는 뒷채움 토사 또는 뒷채움 자갈 속에 박히게 되고, 그에 따라 앵커부재(140)는 수평부(1120)의 후방단부 위치가 고정되는 기능을 한다. 따라서 기준틀(112)에 대해 PC패널(10) 방향으로 외력이 작용하더라도, 기준틀(112)의 위치가 고정되어 성토층(110) 및 이에 의해 구축되는 성토부(120)의 안정성이 크게 향상되는 효과가 발휘된다. 상기 앵커부재(140)는 도면에 도시된 것처럼 ㄴ자로 절곡된 앵글부재로 이루어져서 상기 수평부(1120)에 후방단부 즉, 수평부(1120)에서 PC패널(10)과 반대되는 방향의 단부에 구비될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 것처럼, 수평부(1120)의 후방단부가 상향으로 절곡되고, 그 절곡된 부분에 앵글부재가 수평부(1120)에 결합된 상태로 구비되어 앵커부재(140)를 이룰 수 있는 것이다. 이러한 앵커부재(140)는 반드시 수평부(1120)의 후방에서 맨 끝단에만 구비될 필요는 없고 수평부(1120)의 임의 위치에서 수평부(1120)에 결합된 상태로 구비될 수도 있다.
이와 같은 구성을 가지는 상기 기준틀(112)을 설치하고, 그 위에 토목섬유를 포설한다. 상기 토목섬유는 뒷채움 자갈(121)을 감싸서 뒷채움 토사(122)의 유실을 방지하는 기능을 하게 되는데, 뒷채움 자갈(121)을 다짐한 후 토목섬유(115)의 전방을 다시 후방으로 접어서 성토층의 뒷채움 자갈(121)을 감쌀 수 있도록, 토목섬유(115)의 전방은 길게 연장되어 있다. 물론 필요에 따라서는 상기 기준틀(112)을 설치하기 전에 미리 또다른 토목섬유를 포설할 수도 있으며, 이 경우, 상기 기준틀(112) 위에 설치되는 토목섬유(115)는 생략할 수도 있다.
기준틀(112) 위에 토목섬유를 설치한 후, 기준틀(112)의 내측 즉, 수평부(1120)와 수직부(1121)로 형성되는 경계면의 안쪽에는 뒷채움 자갈(121)을 채우고 뒷채움 자갈(121)의 후방으로 뒷채움 토사(122)를 채워서 다짐을 수행하고, 길게 연장되어 있던 토목섬유의 전방 부분을 뒤로 접어서 상기 뒷채움 자갈(121)의 상부를 감싸므로써 성토층(110)을 형성한다. 아래 층의 성토층(110)이 형성되면 그 위에 기준틀(112)을 배치하여 위와 동일한 방식으로 추가적인 성토층(110)을 형성하여 필요한 높이까지 복수개의 성토층(110)을 적층함으로써 성토부(120)를 구축하게 된다. 상기 기준틀(112)의 아래에도 추가적인 토목섬유를 배치할 수도 있으며, 이와 같이 기준틀(112) 아래에 추가적인 토목섬유를 배치하는 경우, 기준틀(112) 위에 배치되는 토목섬유(115)는 생략할 수도 있다.
이와 같이 성토부(120)가 구축된 후에는, 성토부(120)의 횡방향으로의 정면에는, 앞서 설명한 PC패널(10)을 이용하여 본 발명에 따른 강성복합벽체(1)를 시공함으로써, 성토부(120)로 이루어진 보강노반을 지지하게 된다.
본 발명에 따른 강성복합벽체(1)는, 앞서 살펴본 PC패널(10)의 적층으로 이루어진 패널벽체부와, 상기 성토부(120)의 횡방향 정면 사이에 형성되는 현장타설벽체부(20)로 이루어진다. 구체적으로, 성토부(120)의 전방으로 간격을 두고 지반 내에 설치되는 기초부의 위에, 본 발명에 따른 PC패널(10)을 순차적으로 적층 결합하여 PC패널(10)에 의한 패널벽체부를 형성하게 된다. 이와 같이 PC패널(10)을 수직하게 복수개로 순차적으로 적층하여 패널벽체부를 구축할 때, 후방결속부재(21)를 이용하여 각각의 패널벽체부를 성토부(120)와 결속시키게 된다. 즉, 후방결속부재(21)를 이용하여 PC패널(10)을 성토층(110)의 기준틀(112)과 서로 결속시키는 것이다.
도면에 예시된 것처럼 상기 후방결속부재(21)는 막대형 부재로 이루어져서 전방단부는 상기 PC패널(10)의 배면에 구비된 연직체결봉(19)에 연직방향으로 이동가능한 형태로 체결된다. 예를 들어, 상기 후방결속부재(21)의 전방단부를 둥근 고리 형태로 만들어서 상기 고리에 연직체결봉(19)이 끼워지는 형태로 체결할 수 있는 것이다.
한편, 상기 후방결속부재(21)의 후방단부는 기준틀(112)과 결속되는데, 예를 들어 후방결속부재(21)의 후방단부를 하향 절곡된 절곡단부로 만들어서 기준틀(112)의 전방에 구비된 상기 체결고리(119)의 구멍에 끼워지도록 하거나 또는 기준틀(112)의 수직부(1121)를 이루는 가로 선부재에 걸리도록 함으로써 상기 후방결속부재(21)의 후방단부가 기준틀(112)에 체결되도록 할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 PC패널(10)과 성토층(110)의 기준틀(112)간을, 후방결속부재(21)를 이용하여 서로 결속하게 되므로, PC패널(10)과 성토층(110) 사이 즉, 패널벽체부와 성토부(120) 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있으며, 더 나아가 후술하는 것처럼 패널벽체부와 성토부(120) 사이의 간격에 현장 타설 콘크리트가 타설되어 채워졌을 때, 콘크리트의 타설압력이 PC패널(10)에 가해지더라도 PC패널(10)의 전방으로의 밀림 현상을 방지할 수 있게 된다.
도 13 및 도 14에는 각각 도 11 및 도 12에 도시된 기준틀(112)과 PC패널(10)이 결합되는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 15에는 도 12에 도시된 기준틀을 이용한 경우에 대한 도 9에 대응되는 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 16에는 도 10에 대응되는 확대도로서 도 15의 원 E부분의 확대도가 도시되어 있다.
도 8 내지 도 16에 도시된 것처럼, 성토부(120)의 전방으로 간격을 두고 PC패널(10)을 순차적으로 적층 결합하여 패널벽체부를 형성하되 후방결속부재(21)를 전체 보강노반(100)의 높이에 걸쳐 간격을 두고 배치하여, 상기 후방결속부재(21)에 의해 PC패널(10)과 기준틀(112)을 서로 결속하게 된다. 한편, 필요에 따라서는 상기 PC패널(10)과 성토부(120) 사이에는 배수관부재(22)를 설치하되 그 일단부는 배수관통공(18)에 연결되고 타단부는 성토부(120)에 매립되거나 닿도록 함과 동시에 PC패널(10) 방향으로 하향 경사지도록 배치하여, 성토부(120)를 통해 스며드는 물이 배수관부재(22) 및 배수관통공(18)을 통해 PC패널(10)의 전방으로 원활하게 배출되도록 한다.
성토부(120)의 구축, PC패널(10)의 설치, 및 PC패널(10)과 성토부(120) 간의 결속 작업이 완료된 후에는, 패널벽체부와 성토부(120) 사이의 간격에 콘크리트를 타설하여 현장타설벽체부(20)를 형성하게 된다. 즉, 패널벽체부와 성토부(120) 사이의 간격에 콘크리트가 타설되어 채워지면, PC패널(10)과 성토층(110)의 기준틀(112)간을 연결하는 후방결속부재(21)도 콘크리트에 매립된 상태로 현장타설벽체부(20)가 형성되면서, 패널벽체부와 현장타설벽체부(20)로 이루어진 본 발명에 따른 강성복합벽체(1)가 성토부(120)의 횡방향 전면에 일체화된 상태로 구축된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 보강노반의 성토부(120)에 대해 그 횡방향 정면에 패널벽체부와 현장타설벽체부(20)로 이루어진 강성복합벽체(1)를 시공하여 성토부 즉, 보강노반(100)을 견고하게 지지할 수 있게 된다. 특히, 이러한 본 발명에 의하면, 성토부(120)의 붕괴를 방지하고 보강노반을 안전하게 지지하기 위한 강성복합벽체(1)를 시공함에 있어서, 거푸집 및 거푸집 지지대가 불필요하므로, 거푸집 설치를 위한 용지의 확보가 어려운 도심지 등의 협소한 공간에서 철로나 도로 등을 위한 보강노반(100)을 용이하고 신속하게 시공할 수 있게 되며 그에 따라 보강노반의 시공에 소요되는 공사비를 절감할 수 있게 되는 장점이 있다.
또한 본 발명에서는 성토부(120)를 구축한 후, PC패널(10)과 기준틀(112)간을 후방결속부재(21)를 이용하여 서로 결속하고 있으므로, 성토부(120)와 패널벽체부 사이에 콘크리트가 타설될 때, 콘크리트의 타설압력이 PC패널(10)에 가해지더라도 PC패널(10)의 위치가 변동되거나 탈락되는 것이 방지된다. 특히, 후방결속부재(21)는 성토부(120)의 높이 방향으로 일정 간격을 두고 복수개로 구비되어, PC패널(10)로 이루어진 패널벽체부에 대한 구속력을 발휘하므로, 패널벽체부의 전도 거동에 대한 저항 및 지진 하중에 의한 저항성을 향상시키게 되므로, 그에 따라 보강노반(100)의 구조적 안정성이 증대되는 효과가 발휘된다.
무엇보다도, 본 발명에서는 PC패널(10)의 배면에 연직체결봉(19)이 구비되어 있고, 후방결속부재(21)의 전방단부는 상기 연직체결봉(19)에 연직 이동가능한 형태로 체결되어 있으므로, 성토층(110)의 침하에 의해 기준틀(112)의 연직 위치가 변화하게 되면 그에 따라 후방결속부재(21)도 연직하게 움직이게 되며, 따라서 후방결속부재(21)가 지속적으로 연직체결봉(19)과 결합된 상태를 유지하게 되어, PC패널(10)과 기준틀(112) 사이의 연결은 안정적으로 지속되는 효과가 발휘된다. 즉, 아직 콘크리트에 의한 현장타설벽체부(20)가 완성되지 아니한 상태에서, 보강노반(100)에서 성토층(110)의 침하가 발생하더라도 PC패널(10)과 성토층(110) 간의 안정적인 연결이 지속되는 것이다.
1: 강성복합벽체
10: PC패널
20: 현장타설벽체부
100: 보강노반

Claims (4)

  1. 수평부(1120) 및 수직부(1121)로 구성된 기준틀(112)을 구비하도록 형성된 복수개의 성토층(110)이 적층된 성토부(120)로 이루어진 보강노반(100)의 정면에 설치되어 보강노반(100)을 지지하는 강성복합벽체(1)로서,
    상기 강성복합벽체(1)는, 상기 성토층(110)과 간격을 둔 위치에서 PC패널(10)을 연직하게 적층되어 구축되는 패널벽체부와, 상기 패널벽체부와 성토층(110) 사이에 구축되어 있는 현장타설벽체부(20)로 이루어지며;
    상기 PC패널(10)은, 측면 중에서 상부측면과 일측의 횡측면에는 튀어나온 형태의 전단키(11)가 형성되어 있으며, 하부측면과 타측의 횡측면에는 상기 전단키(11)가 삽입되는 전단키홈(12)이 형성되어 있고;
    상부측면에 형성된 전단키(11)의 상면에는 삽입결합봉(13)이 돌출된 상태로 구비되어 있고, 하부측면에 형성된 전단키홈(12)에는 상기 삽입결합봉(13)이 삽입되어 위치하게 되는 오목한 슬리브홈(14)이 형성되어 있으며;
    상기 PC패널(10)의 배면에는 연직체결봉(19)이 구비되어 있으며;
    전방단부는 연직으로 이동가능하게 상기 연직체결봉(19)에 결합되고 후방단부는 상기 기준틀(112)과 결합되는 후방결속부재(21)가 PC패널(10)의 배면과 기준틀(21) 사이에 연직방향으로 간격을 두고 복수개 설치되어, 상기 PC패널(10)과 상기 기준틀(112)이 서로 결속되어 있으며;
    상기 현장타설벽체부(20)는 상기 패널벽체부와 성토층(110) 사이에서 상기 후방결속부재(21)가 매립되도록 현장에서 콘크리트가 타설됨으로써 상기 패널벽체부 및 상기 성토부(120)와 일체를 이루어서 구축되어 있는 것을 특징으로 하는 보강노반 지지용 강성복합벽체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PC패널(10)이 적층되어 패널벽체부를 형성할 때, 아래쪽 PC패널(10)의 전단키(11)와 삽입결합봉(13)이 각각 위쪽 PC패널(10)의 전단키홈(12)과 슬리브홈(14)에 끼워지며, 슬리브홈(14)에 삽입결합봉(13)이 삽입되어 위치한 상태에서 충진재(G)가 채워져 경화되어 있는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 보강노반 지지용 강성복합벽체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 PC패널(10)의 전단키 또는 전단키홈에는, 이웃하는 PC패널(10)과의 수밀한 결합을 위하여 방수재가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 보강노반 지지용 강성복합벽체.
  4. 수평부(1120) 및 수직부(1121)로 구성된 기준틀(112)을 구비하도록 형성된 복수개의 성토층(110)이 적층된 성토부(120)로 이루어진 보강노반(100)의 정면에서, 배면에는 연직체결봉(19)이 구비되어 있는 PC패널(10)을 순차적으로 연직하게 적층하여 상기 성토층(110)과 간격을 두고 패널벽체부를 구축하는 단계;
    후방결속부재(21)의 전방단부는 상기 연직체결봉(19)을 따라 연직으로 이동가능하도록 상기 연직체결봉(19)에 체결하고, 후방결속부재(21)의 후방단부는 상기 기준틀(112)과 결합되도록, 복수개의 후방결속부재(21)를 PC패널(10)의 배면과 기준틀(21) 사이에 연직방향으로 간격을 두고 복수개 설치하여 상기 PC패널(10)과 상기 기준틀(112)을 서로 결속하는 단계; 및
    상기 패널벽체부와 상기 성토부(120) 사이의 간격에서 상기 후방결속부재(21)가 매립되도록 현장에서 콘크리트를 타설하여 상기 패널벽체부 및 상기 성토부(120)와 일체화된 구성의 현장타설벽체부(20)를 구축하는 단계를 포함하며;
    상기 PC패널(10)은, 측면 중에서 상부측면과 일측의 횡측면에는 튀어나온 형태의 전단키(11)가 형성되어 있으며, 하부측면과 타측의 횡측면에는 상기 전단키(11)가 삽입되는 전단키홈(12)이 형성되어 있고, 상부측면에 형성된 전단키(11)의 상면에는 삽입결합봉(13)이 돌출된 상태로 구비되어 있고, 하부측면에 형성된 전단키홈(12)에는 상기 삽입결합봉(13)이 삽입되어 위치하게 되는 오목한 슬리브홈(14)이 형성되어 있어서, 아래쪽 PC패널(10)의 전단키(11)와 삽입결합봉(13)이 각각 위쪽 PC패널(10)의 전단키홈(12)과 슬리브홈(14)에 끼워지도록 적층되어 패널벽체부를 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 보강노반 지지용 강성복합벽체의 시공방법.
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