KR20190006232A - Pc강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 - Google Patents

Abstract

PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물에 관한 것으로, 성·절토면의 대상 지반에 설치되는 영구앵커체; 상기 영구앵커체에 다수의 강연선이 일체로 연결되는 강연선보강재; 상기 영구앵커체가 견고하게 설치되도록 상기 대상 지반에 설치되는 강연선분배기; 상기 대상 지반으로부터 소정 거리만큼 이격되어 적층되는 다수의 옹벽패널부재; 상기 강연선이 수평 방향 또는 수직 방향으로 연결되어 상기 옹벽패널부재가 견고하게 설치되도록 상기 옹벽패널부재를 관통하는 하나 또는 2 이상의 상기 강연선 선단에 각각 설치되는 고정부재;를 마련하여 복수의 옹벽패널부재에 연결되는 복수의 PC강연선을 한 번의 천공으로 연결할 수 있고, 옹벽패널부재와 PC강연선을 동시에 시공할 수 있으며, 옹벽패널부재의 시공에 따른 작업시간과 비용을 절감할 수 있고, 옹벽패널부재에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있으며, 옹벽패널부재의 두께를 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 및 지반보강공법{Retaining Wall Panel Structure using PC Strand and Ground Reinforcement Method}

본 발명은 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 및 지반보강공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 PC강연선에 옹벽패널을 안정되게 고정시켜 줌으로써, 절토면 또는 성토면의 지반을 안정화시키는 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 및 지반보강공법에 관한 것이다.

일반적으로 도로, 철도의 사면, 공원지역의 비탈면, 하천제방 및 해안도로 등의 옹벽을 시공할 때, 주로 현장에서 콘크리트를 타설 및 양생하는 방법을 통해 콘크리트 옹벽을 시공하여 왔다.

현장 타설에 의한 콘크리트 옹벽의 시공은 지반굴착 → 기초콘크리트 타설 → 구조물 콘크리트 타설 → 뒷 채움 공사 → 주변 포장복구 등의 과정을 거치고 있다.

이와 같은 종래의 옹벽 시공방법은 옹벽 구조물을 형성하기 위한 모든 작업을 현장에서 직접 시행하기 때문에 다음과 같은 여러 문제점이 있었다.

현장에서 콘크리트를 타설하기 위해 거푸집을 설치 및 해체하여야 하며, 오랜 시간의 콘크리트의 양생 기간 등이 필요하다.

즉, 콘크리트 구조체를 형성하는데 긴 기간이 소요되기 때문에 공사기간이 장기화되며, 이에 따라 공사비용이 많이 들게 되어 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편 일반적으로 앵커(anchor)를 이용한 옹벽은 경사지의 사면을 따라 소정의 두께를 가지는 콘크리트 패널을 형성하고, 상기 패널과 경사지 사이에 콘크리트를 타설 및 양생한 후 앵커를 소정의 간격으로 긴장되게 설치하여 상기 콘크리트 패널에 고정한다.

이와 같이 양생된 콘크리트와 그 전면의 패널은 경사지의 사면을 따라 밀착되어 경사지의 산사태 등을 방지하도록 한다.

그러나 이와 같은 앵커를 이용한 옹벽은 토압을 견디기 위해 패널을 두껍게 제작하여야 하고, 지압판을 별도로 구비하는 등의 운반과 시공이 어려운 문제점이 있었다.

또한 패널에 색채를 넣어 외관을 아름답게 미화할 수는 있으나, 패널벽체와 대상 지반간의 결착력이 떨어지므로 우천 시 빗물 등에 의하여 대상 지반의 토압에 의해 패널벽체가 쉽게 무너질 수 있는 구조적인 결함을 안고 있고, 대상지반을 숏크리트층으로 옹벽을 구출할 경우에는 대상지반을 어느 정도 안정되게 할 수 있으나, 외관상 보기에 좋지 않은 미적 결함을 안고 있다.

한편 터파기, 흙막이, 지하구조물 및 터널 등과 같은 토목 관련 건축물의 축조에 필요한 굴착 또는 기존 옹벽의 보수 및 옹벽을 설치하는 사면공사에서 그 굴착면이 붕괴되는 것을 방지하기 위해 보강공법이 적용되는 바, 흙막이 공사 중 어스앵커(earth anchor) 및 소일 네일(soil nail) 공법이 주로 이용되고 있다.

소일 네일링(soil-nailing) 공법은 경사면이나 건물의 지하굴착 시 단계별 굴착과 함께 보강재로서 이형철근인 네일과 지압판(bearing plate 및 shotcrete 또는 concrete facing)으로만 굴착 사면을 보강하여 흙막이시설을 하는 방식으로 비교적 소형장비를 사용하므로 저소음, 저진동으로 굴착공사를 수행할 수 있다.

또한 앵커(anchor)공법은 건설공사에서 발생되는 토압, 풍압, 수압, 지진력 등의 외력에 대응하는 앵커력으로 이용되거나 또는 구조체의 응력보강용으로 사용되고 있으며, 이는 주로 사면보호, 옹벽, 굴착면 앵커 및 양압력의 기초 앵커 등에 많이 사용되고 있다.

현재에는 앵커설계 및 시공기술의 발달로 과밀하중이 작용하는 높은 타워나 교량기초 등에서 이용되고, 플랜트, 댐, 터널 등 모든 분야에서 적용 응용되고 있는 실정이다.

이러한 앵커공법은 착공기로 뚫은 천공에 쉬스와 피에스 보강재를 삽입한 후 그라우트재 등을 주입해서 앵커체를 만들고, 이 앵커체가 충분히 경화한 후 앵커 두부에서 피에스 보강재를 인장 정착함으로써 구조물을 안정화시키는 것이다.

이들 앵커공법에서는 보강재로 표면에 요부 또는 철부를 연속 또는 일정간격으로 형성한 강봉, 철근 등이 사용된다.

아울러 천공에 삽입된 보강재는 그 주변과 천공 사이에 그라우트재가 밀실하게 채워질 수 있도록 그리고 보강재가 그라우트에 의해 완전히 피복되도록 하기 위해 굴착면에서 일정 간격으로 이격되어 설치되어야 한다.

종래에는 이를 위해 별도의 간격재를 강재에 일정 간격으로 설치하였는데 이는 대단히 번거로운 단점이 있다.

한편 성토면 또는 절토면 등의 사면에 옹벽패널 구조물을 설치하는 경우, 지반보강과 더불어 옹벽패널의 고정은 이형철근 또는 강봉 등 개개의 보강재로 옹벽패널을 고정시키도록 되어 복수의 옹벽패널의 설치 시 옹벽패널의 개수만큼의 천공이 필요하고 그에 따른 천공비용 및 그라우트비용의 문제가 발생한다.

또한 PC옹별패널과 보강재의 정착 시 응력 집중으로 패널의 두께 및 집중응력을 견디기 위해 별도로 철근 보강 작업 등을 해야 되는 문제점이 있었다.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '옹벽용 지반보강장치를 이용한 옹벽 시공방법'이 개시되어 있다.

하기 특허문헌 1에 따른 옹벽용 지반보강장치를 이용한 옹벽 시공방법은 사면에 천공홀을 굴착하고, 내부에는 길이방향을 따라 중공이 형성되고 측면에는 상기 중공과 외부를 연통시키는 주입공이 복수 개 형성된 주입관을 천공홀에 삽입하며, 주입관의 상단이 사면으로부터 돌출되도록 하는 단계, 가압 그라우팅으로 주입관에 그라우팅액을 주입하여 그라우팅액이 주입관의 내부를 채우고 지반에 침투되도록 하는 단계, 연결용 캡을 이용하여 강연선의 한쪽 끝단과 주입관의 상단을 연결하는 단계, 강연선의 다른쪽 끝단이 패널의 관통홀을 관통하도록 설치하는 단계, 패널과 사면 사이의 공간을 채움재로 채우는 단계 및 강연선의 다른쪽 끝단을 인장하고, 상기 인장을 유지한 채로 고정부를 이용하여 상기 다른쪽 끝단을 패널에 고정시킴으로써 패널과 채움재에 압축력이 인가되도록 하는 단계를 포함한다.

하기 특허문헌 2에는 '옹벽 구조물 및 그의 시공방법'이 개시되어 있다.

하기 특허문헌 2에 따른 옹벽 구조물 및 그의 시공방법은 대상지반 내부에 그 상부가 돌출되게 지지되는 보강재, 상기 보강재 상부를 관통시킬 수 있는 관통홀이 형성되어 있는 제1 지압판, 상기 제1 지압판을 관통시킨 보강재 상부와 일측이 체결되는 체결부, 상기 보강재 상부와 체결된 체결부 타측과 끼움결합되는 강연선 또는 강봉으로 구성되는 연결재, 상기 연결재의 타측을 관통하도록 관통공이 형성되고, 상호 끼움결합되는 조립식 패널, 상기 조립식 패널 하부를 지지하는 기초부, 상기 조립식 패널을 관통시킨 연결재 상부를 관통하여 조립식 패널에 정착될 수 있도록 관통홀이 형성된 제2 지압판 및 상기 제2 지압판을 관통한 연결재 상부와 체결되는 정착부를 포함한다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0967897호 대한민국 특허 등록번호 제10-1027800호

그러나 종래기술에 따른 옹벽구조물 및 옹벽 시공방법은 하나의 패널에 각각 일대일로 대응되는 강봉 또는 강연선을 지반에 고정하여야 하는 불편함이 있고, 지반에 다수의 강봉 또는 강연선을 설치할 수 있는 공간 확보가 어려우며, 다수의 강봉 또는 강연선을 설치하게 됨에 따라 공사기간이 길어지게 됨은 물론 공사비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 천공홀에 다수의 PC강연선을 설치하여 복수개의 옹벽패널을 견고하게 설치할 수 있는 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 및 지반보강공법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물은 성·절토면의 대상 지반에 설치되는 영구앵커체; 상기 영구앵커체에 다수의 강연선이 일체로 연결되는 강연선보강재; 상기 영구앵커체가 견고하게 설치되도록 상기 대상 지반에 설치되는 강연선분배기; 상기 대상 지반으로부터 소정 거리만큼 이격되어 적층되는 다수의 옹벽패널부재; 상기 강연선이 수평 방향 또는 수직 방향으로 연결되어 상기 옹벽패널부재가 견고하게 설치되도록 상기 옹벽패널부재를 관통하는 하나 또는 2 이상의 상기 강연선 선단에 각각 설치되는 고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 강연선분배기에는 상기 다수의 강연선이 하나씩 관통되도록 다수의 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 강연선보강재는 일정 깊이로 이루어지는 자유장보강재와 상기 자유장보강재에서 일체로 연장되어 사면의 천공에 매립되는 정착장보강재로 이루어지며, 상기 자유장보강재의 부식이 방지되도록 그리스가 충진되어 피복되는 부식방지관; 그라우트재의 주입 및 소정의 부착력이 발휘되도록 상기 다수의 강연선과 나란히 배치되는 그라우트재 주입관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고정부재는 강연선이 관통되도록 구멍이 형성되고 상기 옹벽패널부재의 일면에 밀착되게 마련되는 지압판; 상기 지압판의 일면에 밀착되어 상기 강연선이 이동되지 않도록 상기 지압판의 일면에 설치되는 앵커헤드; 상기 강연선이 상기 앵커헤드에 고정되도록 상기 앵커헤드의 내측에 결합되는 웨지; 상기 앵커헤드의 외면에 설치되는 보호캡;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법은 (a) 대상 지반을 소정의 각도로 경사지게 천공하여 일정한 직경의 천공홀을 형성하는 단계, (b) 상기 천공홀에 영구앵커체를 삽입하는 단계, (c) 상기 삽입된 영구앵커체의 그라우트재 주입관을 통해 부식방지관 및 천공홀에 그라우트재를 주입하는 단계, (d) 상기 부식방지관 및 천공홀에 그라우트재가 충진 완료되면, 상기 그라우트재를 양생시킨 다음 옹벽패널과 PC강연선의 선단을 긴장되게 체결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 (d) 단계에서, 상기 옹벽패널과 PC강연선의 체결 시 체결 각도는 수평면에서 수직 방향 또는 수평 방향으로 정착되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 및 지반보강공법에 의하면, 복수의 옹벽패널부재에 연결되는 복수의 PC강연선을 한 번의 천공으로 연결할 수 있고, 옹벽패널부재와 PC강연선을 동시에 시공할 수 있으며, 옹벽패널부재의 시공에 따른 작업시간과 비용을 절감할 수 있고, 옹벽패널부재에 작용하는 응력을 분산시킬 수 있으며, 옹벽패널부재의 두께를 줄일 수 있다는 효과가 얻어진다.

본 발명에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 및 지반보강공법에 의하면, 강연선을 감싸는 부식방지관에 의해 우수 또는 지하수 등의 접촉을 차단시켜 부식이 발생되지 않음은 물론 옹벽패널부재의 붕괴를 방지할 수 있으며, 성토면 또는 절토면 등의 대상 지반과 옹벽패널부재를 인장력이 강한 강연선으로 연결시켜 대상 지반 및 옹벽패널부재를 견고하게 설치할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물을 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 영구앵커체를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 강연선보강재를 도시한 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 강연선분배기를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 고정부재를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 지압판을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 보호캡을 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법을 도시한 공정도,
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 수평으로 설치된 상태를 도시한 평면도,
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 수평으로 설치된 상태를 도시한 평면도,
도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 수직으로 설치된 상태를 도시한 측단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 및 지반보강공법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물을 도시한 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물은 성·절토면의 대상 지반에 설치되는 영구앵커체(10), 상기 영구앵커체(10)에 다수의 강연선(23)이 일체로 연결되는 강연선보강재(20), 상기 영구앵커체(10)가 견고하게 설치되도록 상기 대상 지반에 설치되는 강연선분배기(30), 상기 대상 지반으로부터 소정 거리만큼 이격되어 적층되는 옹벽패널부재(40), 상기 강연선(23)이 수평 방향 또는 수직 방향으로 연결되어 상기 옹벽패널부재(40)가 견고하게 설치되도록 상기 옹벽패널부재(40)를 관통하는 하나 또는 2 이상의 상기 강연선(23) 선단에 각각 설치되는 고정부재(50)를 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물 및 그 지반보강공법은 대상 지반에 영구앵커체(10)를 매설하고, 영구앵커체(10)에 다수의 강연선(23)이 구비된 강연선보강재(20)를 대상 지반으로부터 이격된 옹벽패널부재(40)에 설치함으로써, 대상 지반을 보강함은 물론 옹벽패널부재(40)에 의해 대상 지반의 보강 및 옹벽패널부재(40)가 견고하게 설치된 상태를 유지되게 한다.

또한 천공으로 형성된 1개의 천공홀에 복수개의 강연선(23)으로 이루어진 강연선보강재(20)를 설치하여 하나의 강연선보강재(20)에 다수의 옹벽패널부재(40)을 고정시킬 수 있도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물은 대상 지반(1)에 매립되게 설치되는 영구앵커체(10), 상기 영구앵커체(10)에 다수의 강연선(23)이 일체로 구비되는 강연선보강재(20), 상기 다수의 강연선(23)을 다수의 가닥으로 분배시키는 강연선분배기(30), 상기 대상 지반(1)으로부터 소정 거리만큼 이격되게 설치되는 옹벽패널부재(40) 및 상기 옹벽패널부재(40)를 관통한 강연선(23)을 고정시키는 고정부재(50)로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 영구앵커체를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 강연선보강재를 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 영구앵커체(10)는 대상 지반(1)의 천공홀(2)에 매립 설치되는 것으로, 상기 영구앵커체(10)는 다수의 강연선(23) 선단에 고정되는 고정웨지(11), 상기 고정웨지(11)의 일면에 체결되는 제1 커버(12), 상기 고정웨지(11)와 제1 커버(12)의 외면에 결합되는 제2 커버(13) 및 상기 제2 커버(13)에 체결되는 제3 커버(14)로 이루어진다.

상기 고정웨지(11)에는 다수의 강연선(23)이 결합되는데, 상기 고정웨지(11)에는 결합시키고자 하는 강연선(23)의 가닥 수에 따라 다수의 구멍이 형성된다.

즉, 고정웨지(11)에는 3가닥의 강연선(23)을 고정시킬 경우, 3개의 강연선(23)이 관통되게 3개의 구멍이 형성되고, 4가닥의 강연선(23)을 고정시킬 경우, 4개의 강연선(23)이 관통되게 4개의 구멍이 형성된다.

상기 고정웨지(11)의 일측 외면에는 제1 커버(12)가 체결되며, 제1 커버(12)의 외면에는 제2 커버(13)가 결합된다. 상기 제2 커버(13)의 외면에는 천공홀(2)에 견고하게 밀착 고정되도록 일정 간격으로 톱니가 형성되고, 상기 제2 커버(13)에는 제3 커버(14)가 결합된다.

상기 영구앵커체(10)는 길이 방향으로 절개되어 있어, 강연선(23)의 인장에 의해 제2 커버(13)의 선단이 확관되게 형성된다.

한편 도 1에서와 같이, 상기 영구앵커체(10)의 일측에는 강연선보강재(20)의 선단부위를 감싸는 ELP 전선관(15)이 설치된다.

상기 ELP 전선관(15)은 플렉시블한 주름관 형태로 이루어져 강연선보강재(20)가 천공홀(2) 내측에 보다 용이하게 삽입되게 한다.

상기 강연선보강재(20)는 대상 지반(1)과 옹벽패널부재(40)를 연결하는 것으로, 강연선보강재(20)는 대상 지반(1)에 매립 설치되는 정착장보강재(21)와 상기 정착장보강재(21)로부터 일체로 연장되어 옹벽패널부재(40)에 설치되는 자유장보강재(22)로 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 강연선보강재(20)는 다수의 PC강연선(23)으로 이루어지는 것으로, PC강연선(23, Prestressing Strand)은 PC에 인위적으로 응력을 주기 위한 강재 중에 강봉이 아닌 강연선을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.

상기 PC강연선(23)은 PC　강선을 여러 줄 꼬은　PC　강재. 2 줄, 3 줄 및 7줄의 강연선 외에 굵은 직경의 연선을 사용할 수 있다.

상기 강연선보강재(20)는 일정 깊이로 이루어지는 자유장보강재(22)와 상기 자유장보강재(22)에서 일체로 연장되어 대상 지반의 천공에 매립되는 정착장보강재(21)로 이루어지며, 상기 자유장보강재(22)의 부식이 방지되도록 그리스가 충진되어 피복되는 부식방지관(25)과 그라우트재의 주입 및 소정의 부착력이 발휘되도록 상기 다수의 강연선(23)과 나란히 배치되는 그라우트재 주입관을 포함한다.

도 3(a)에서와 같이, 상기 강연선보강재(20)의 정착장보강재(21)는 중앙의 중심봉을 중심으로 4가닥의 PC강연선(23)이 구비되고, 도 3(b)에서와 같이, 강연선보강재(20)의 자유장보강재(22)는 중심봉의 상부에 위치되게 4가닥의 PC강연선(23)이 구비된다.

이는 다수의 강연선(23)이 서로 꼬이지 않는 상태를 안정적으로 유지되도록 하기 위함이다.

또한 강연선(23)의 정착장보강재(21) 일단에는 영구앵커체(10)에 견고하게 고정되도록 고정돌기(24)가 일체로 형성되고, 자유장보강재(22)에는 부식이 발생하지 않도록 그리스(grease)가 충진되는 부식방지관(25)이 피복된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 강연선분배기를 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 강연선분배기(30)는 대상 지반(1)에 밀착되게 설치되는 것으로, 상기 강연선보강재(20)의 여러 가닥으로 이루어진 강연선(23)을 수평 또는 수직 방향으로 분배시켜 준다.

이러한 강연선분배기(30)는 천공홀(2)에 끼워져 고정되도록 중공의 분배기본체(31)와 상기 여러 가닥의 강연선(23)이 각각으로 관통되게 다수의 관통구멍(32)이 형성된다.

상기 강연선보강재(20)가 3가닥인 경우, 강연선분배기(30)의 관통구멍(32)은 3개로 이루어지고, 강연선보강재(20)가 4가닥인 경우 강연선분배기(30)의 관통구멍(32)은 4개로 이루어짐은 물론이다

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 고정부재를 도시한 단면도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고정부재(50)는 자유장보강재(22)의 선단에 설치되어 강연선보강재(20)와 옹벽패널부재(40)를 고정시킨다.

상기 고정부재(50)는 강연선이 관통되도록 구멍(52)이 형성되고 상기 옹벽패널부재(40)의 일면에 밀착되게 마련되는 지압판(51), 상기 지압판(51)의 일면에 밀착되어 상기 강연선(23)이 이동되지 않도록 상기 지압판(51)의 일면에 설치되는 앵커헤드(54), 상기 강연선(23)이 상기 앵커헤드(54)에 고정되도록 상기 앵커헤드(54)의 내측에 결합되는 웨지(56), 상기 앵커헤드(54)의 외면에 설치되는 보호캡(57)을 포함한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 지압판을 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물의 보호캡을 도시한 도면이다.

도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 지압판(51)은 옹벽패널부재(40)의 일면에 밀착되게 평판으로 형성되고, 지압판(51)에는 강연선(23)이 관통되게 구멍(52)이 형성된다.

아울러 지압판(51)에는 보호캡(57)을 고정시킬 수 있도록 다수의 체결구멍(53)이 형성된다.

상기 앵커헤드(54)는 지압판(51)에 밀착되어 강연선(23)을 견고하게 고정시키는 것으로, 앵커헤드(54)의 중앙에는 웨지(56)를 끼울 수 있는 끼움구멍(55)이 형성된다.

상기 끼움구멍(55)은 웨지(55)가 결합되도록 경사지게 형성되며, 웨지(55)는 강연선(23)의 선단에 결합된 상태에서 끼움구멍(55)에 억지끼움으로 결합된다.

상기 지압판(51)에는 앵커헤드(54)가 외부로 노출되지 않도록 보호캡(57)이 설치되며, 상기 보호캡(57)에는 지압판(51)의 체결구멍(53)에 대응되는 플랜지(58)가 형성된다.

도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법은 (a) 대상 지반을 소정의 각도로 경사지게 천공하여 일정한 직경의 천공홀(2)을 형성하는 단계(S10), (b) 상기 천공홀(2)에 영구앵커체(10)를 삽입하는 단계(S20), (c) 상기 삽입된 영구앵커체(10)의 그라우트재 주입관을 통해 부식방지관(25) 및 천공홀(2)에 그라우트재를 주입하는 단계(S30), (d) 상기 부식방지관(25) 및 천공홀(2)에 그라우트재가 충진 완료되면, 상기 그라우트재를 양생시킨 다음 옹벽패널(40)과 PC강연선(23)의 선단을 긴장되게 체결하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.

상기 천공홀(2)은 성토면 또는 절토면의 대상 지반(1)을 소정의 각도로 경사지게 천공한다(S10). 이러한 천공홀(2)은 영구앵커체(10)의 직경보다 큰 직경으로 형성된다.

상기 천공홀(2)에는 영구앵커체(10)를 삽입하게 된다(S20). 이때 영구앵커체(10)에는 고정웨지(11)에 의해 강연선보강재(20)의 일단이 고정되며, 정착장보강재(21)는 대상 지반(1)의 사면까지 연장되는 길이로 이루어진다.

상기 정착장보강재(21)와 일체로 연장된 자유장보강재(22)는 옹벽패널부재(40)까지 이르는 길이로 연장된다.

상기 영구앵커체(10)가 천공홀(2)에 삽입된 상태에서 대상 지반(1)의 사면에는 강연선분배기(30)를 설치한다. 이때 강연선분배기(30)의 관통구멍(32)에는 각각의 강연선(23)이 관통되게 설치된다.

상기 천공홀(2)에는 강연선보강재(20)에 설치된 그라우트재주입관(미도시)을 통해 천공홀(2)에 그라우트재를 주입하게 된다(S30).

아울러 상기 그라우트재의 주입과 함께 옹벽패널부재(40)는 대상 지반(1)으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 적층된다.

상기 옹벽패널부재(40)에는 자유장보강재(22)인 강연선(23)을 관통되게 설치하며, 자유장보강재(22)의 강연선(23) 외면에는 부식을 방지하기 위한 부식방지관(25)을 설치한다.

상기 그라우트재 양생이 완료되면, 자유장보강재(22)의 선단을 인장시켜 대상 지반(1)에 매립된 영구앵커체(10)가 이탈되지 않게 견고하게 고정시킨다.

상기 옹벽패널부재(40)의 일면에는 고정부재(50)를 설치하고, 강연선(23)의 선단에는 앵커헤드(54)를 끼운 다음 앵커헤드(54)의 끼움구멍(55)에 웨지(56)를 결합한다.

상기 웨지(56)는 끼움구멍(55)에 끼워짐에 따라 강연선(23)을 인장시키게 되며, 이에 강연선보강재(20)는 대상 지반(1)에 견고하게 설치됨은 물론 옹벽패널부재(40)에 견고하게 밀착된다.

상기 대상 지반(1)의 천공홀(2)에는 하나의 영구앵커체(10)가 설치됨은 물론 강연선보강재(20)가 대상 지반(1)과 옹배패널부재(40) 사이에 설치된다.

이때 강연선보강재(20)는 하나의 영구앵커체(10)에 3개 또는 4개의 가닥으로 이루어져 있으므로, 하나의 영구앵커체(10)에 다수의 옹벽패널부재(40)를 고정시킬 수 있게 된다.

즉, 강연선보강재(20)의 일단은 영구앵커체(10)에 설치되고, 타단은 옹벽패널부재(40)에 설치된다(S40).

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 수평으로 설치된 상태를 도시한 평면도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 대상 지반(1)에는 천공홀(2)을 형성하고, 천공홀(2)에는 영구앵커체(10)를 매립하며, 옹벽패널부재(40)는 대상 지반(1)으로부터 소정 거리만큼 이격되게 설치된다.

상기 영구앵커체(10)에 고정된 강연선보강재(20)는 4개의 강연선(23)으로 이루어진 것으로, 하나의 옹벽패널부재(40)에는 각각 하나의 강연선(23)이 설치된다.

즉, 하나의 영구앵커체(10)에는 4개의 옹벽패널부재(40)가 고정되며, 상기 강연선보강재(20)의 4가닥 강연선(23)은 수평 방향으로 배치되어 옹벽패널부재(40)에 설치된다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 수평으로 설치된 상태를 도시한 평면도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 하나의 영구앵커체(10)에는 4가닥의 강연선(23)이 구비되고, 상기 옹벽패널부재(40) 각각에는 2가닥의 강연선(23)이 설치된다.

이와 같이 하나의 영구앵커체(10)에는 2개의 옹벽패널부재(40)가 설치되며, 하나의 옹벽패널부재(40)에는 2가닥의 강연선(23)이 수평 방향으로 설치된다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 수직으로 설치된 상태를 도시한 측단면도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 하나의 영구앵커체(10)에는 4가닥의 강연선(23)이 마련되고, 각각의 옹벽패널부재(40)에는 각각 하나의 강연선(23)이 설치되며, 상기 강연선(23)은 수직 방향으로 설치된다.

도 12는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 설치된 상태를 도시한 후면 입체도이고, 도 13은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 설치된 상태를 도시한 전면 입체도이다.

도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 PC강연선을 이용한 지반보강공법에 의해 강연선보강재가 설치된 상태를 도시한 정면도이다.

도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 지반보강공법은 하나의 정착장보강재(21)에 다수의 자유장보강재(22)로 이루어진 강연선보강재(20)에 다수의 옹벽패널부재(40)가 설치된다.

즉, 하나의 정착장보강재(21)는 대상 지반(1)에 매립되고, 자유장보강재(22)는 천공홀(2)의 선단에서부터 옹벽패널부재(40)까지 연결되는데, 다수의 자유장보강재(22)는 옹벽패널부재(40)에 각각 하나씩 연결된다.

이때 3개의 자유장보강재(22)는 3개의 옹벽패널부재(40)에 일대일로 대응되게 연결되고, 자유장보강재(22)는 도 14에서와 같이, 대략 삼각형 형상으로 배치된다.

이에 하나의 정착장보강재(21)에는 3개의 옹벽패널부재(40)가 연결 설치되며, 하나의 정착장보강재(21)에 다수의 옹벽패널부재(40)가 연결됨에 따라 옹벽패널부재(40)를 견고하게 고정시킬 수 있을 뿐만 아니라 다수의 정착장보강재(21)를 설치하지 않아도 된다.

또 도 15(a)에 도시된 바와 같이, 상기 강연선보강재(20)는 옹벽패널부재(40)와 자유장보강재(22)를 일대일로 연결 설치할 수 있고, 도 15(b)에 도시된 바와 같이, 상기 강연선보강재(20)는 하나의 강연선보강재(20)에 2개의 옹벽패널부재(40)가 연결 설치할 수 있다.

또한 도 15(c)에 도시된 바와 같이, 하나의 강연선보강재(20)에는 3개의 옹벽패널부재(40)를 연결 설치할 수 있고, 도 15(d)에 도시된 바와 같이, 하나의 강연선보강재(20)에는 4개의 옹벽패널부재(40)를 연결 설치할 수 있다.

이와 같이 하나의 강연선보강재(20)에는 다수의 옹벽패널부재(40)를 연결 설치할 수 있어 강연선보강재(20)의 설치 수량을 줄일 수 있고, 하나의 강연선보강재(20)에 다수의 옹벽패널부재(40)가 연결 설치됨에 따라 옹벽패널부재(40)를 견고하게 설치할 수 있게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

10: 영구앵커체 11: 고정웨지
12: 제1 커버 13: 제2 커버
14: 제3 커버
20: 강연선보강재 21: 정착장보강재
22: 자유장보강재 23: 강연선
24: 고정돌기 25: 부식방지관
30: 강연선분배기 31: 분배기본체
32: 관통구멍 40: 옹벽패널부재
50: 고정부재 51: 지압판
52: 구멍 53: 체결구멍
54: 앵커헤드 55: 끼움구멍
56: 웨지 57: 보호캡

Claims (6)

1. 성·절토면의 대상 지반에 설치되는 영구앵커체;
   상기 영구앵커체에 다수의 강연선이 일체로 연결되는 강연선보강재;
   상기 영구앵커체가 견고하게 설치되도록 상기 대상 지반에 설치되는 강연선분배기;
   상기 대상 지반으로부터 소정 거리만큼 이격되어 적층되는 다수의 옹벽패널부재;
   상기 강연선이 수평 방향 또는 수직 방향으로 연결되어 상기 옹벽패널부재가 견고하게 설치되도록 상기 옹벽패널부재를 관통하는 하나 또는 2 이상의 상기 강연선 선단에 각각 설치되는 고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 강연선분배기에는 상기 다수의 강연선이 하나씩 관통되도록 다수의 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 강연선보강재는 일정 깊이로 이루어지는 자유장보강재와 상기 자유장보강재에서 일체로 연장되어 사면의 천공에 매립되는 정착장보강재로 이루어지며,
   상기 자유장보강재의 부식이 방지되도록 그리스가 충진되어 피복되는 부식방지관;
   그라우트재의 주입 및 소정의 부착력이 발휘되도록 상기 다수의 강연선과 나란히 배치되는 그라우트재 주입관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물
4. 제1항에 있어서,
   상기 고정부재는 강연선이 관통되도록 구멍이 형성되고 상기 옹벽패널부재의 일면에 밀착되게 마련되는 지압판;
   상기 지압판의 일면에 밀착되어 상기 강연선이 이동되지 않도록 상기 지압판의 일면에 설치되는 앵커헤드;
   상기 강연선이 상기 앵커헤드에 고정되도록 상기 앵커헤드의 내측에 결합되는 웨지;
   상기 앵커헤드의 외면에 설치되는 보호캡;을 포함하는 것을 특징으로 하는 PC강연선을 이용한 옹벽패널 구조물.
5. 다음 단계를 포함하는 PC강연선을 이용한 지반보강공법.
   (a) 대상 지반을 소정의 각도로 경사지게 천공하여 일정한 직경의 천공홀을 형성하는 단계,
   (b) 상기 천공홀에 영구앵커체를 삽입하는 단계,
   (c) 상기 삽입된 영구앵커체의 그라우트재 주입관을 통해 부식방지관 및 천공홀에 그라우트재를 주입하는 단계,
   (d) 상기 부식방지관 및 천공홀에 그라우트재가 충진 완료되면, 상기 그라우트재를 양생시킨 다음 옹벽패널과 PC강연선의 선단을 긴장되게 체결하는 단계,
6. 제5항에 있어서,
   상기 (d) 단계에서, 상기 옹벽패널과 PC강연선의 체결 시 체결 각도는 수평면에서 수직 방향 또는 수평 방향으로 정착되는 것을 특징으로 하는 PC강연선을 이용한 지반보강방법.
   

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