KR20190023949A - 고강도 스틸 멀티바를 이용한 보강토 옹벽 구조물 - Google Patents

고강도 스틸 멀티바를 이용한 보강토 옹벽 구조물 Download PDF

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KR20190023949A
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Abstract

본 발명은 보강토 옹벽 구조물에 관한 것이다. 보강토 옹벽 구조물은, 고강도 스틸로 형성된 전면판 및 상기 전면판에 연결된 복수의 측면판에 의해 속채움 공간이 형성되며, 상기 복수의 측면판 중 서로 대향하는 측면 각각에 형성된 한 쌍의 제1 관통홀을 포함하는 블록 본체, 상기 제1 관통홀이 동일한 연장선상에 위치되도록 배치된 복수의 블록 본체를 상기 제1 관통홀을 통해서 관통하는 고정바 및 일단부는 상기 속채움 공간 내부에 배치되어 상기 고정바에 체결되며, 타단부에는 지중에 매설되는 복수의 멀티바가 체결되는 보강재를 포함할 수 있다.

Description

고강도 스틸 멀티바를 이용한 보강토 옹벽 구조물{Reinforcement retaining wall using high strength steel multi-bar}
본 발명은 보강토 옹벽 구조물에 관한 것이다.
보강토 옹벽은 흙의 압력을 이용하여 흙이 무너지지 못하게 만든 벽체이다. 보강토 옹벽은, 경사지, 예를 들어, 아파트 단지의 경사지나 도로의 절토 지대에 블록으로 축조되거나 콘크리트를 타설하여 형성된다. 대부분의 보강토 옹벽 구조물은 토목 섬유인 GRID를 이용하거나, 스틸을 이용한다. 그러나 스틸은 GRID에 비해 상대적으로 비싸고, 인발시 흙과의 마찰이 2/3로 감소하여 필요 이상의 재료가 소모된다. 한편, 블록을 이용한 보강토 옹벽은, 콘크리트 타설에 비해 공기가 단축되는 이점은 있으나, 블록 자체의 무게로 인해 운반과 설치가 어려운 문제가 있다. 콘크리트와 그리드는 구조물 해체시 건설폐기물이 발생되어 고가의 비용과 환경파괴의 주요인이 된다.
등록특허공보 제10-1623908호 2016년 5월 18일 등록 등록특허공보 제10-1526240호 2015년 5월 28일 등록
운반 및 설치가 용이하고, 친환경적이며, 공기를 단축할 수 있는 신규한 보강토 옹벽 구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일측면에 따른 실시예는 보강토 옹벽 구조물을 제공한다. 보강토 옹벽 구조물은, 고강도 스틸로 형성된 전면판 및 상기 전면판에 연결된 복수의 측면판에 의해 속채움 공간이 형성되며, 상기 복수의 측면판 중 서로 대향하는 측면 각각에 형성된 한 쌍의 제1 관통홀을 포함하는 블록 본체, 상기 제1 관통홀이 동일한 연장선상에 위치되도록 배치된 복수의 블록 본체를 상기 제1 관통홀을 통해서 관통하는 고정바 및 일단부는 상기 속채움 공간 내부에 배치되어 상기 고정바에 체결되며, 타단부에는 지중에 매설되는 복수의 멀티바가 체결되는 보강재를 포함할 수 있다.
일 실시예로, 상기 보강재의 상기 일단부에는, 상기 고정바가 관통하는 제2 관통홀이 형성될 수 있다.
일 실시예로, 보강토 옹벽 구조물은 상기 고정바가 관통하는 수직 원통 및 상기 수직 원통으로부터 수평 방향으로 연장되며 상기 보강재의 상기 일단부를 수용하는 수평 원통을 포함하는 T자형 체결 부재를 더 포함하되, 상기 보강재는 상기 일단부 및 상기 타단부에 나사산이 형성된 봉형 보강재이며, 상기 보강재의 상기 일단부는 상기 수평 원통에 나사 체결되며, 상기 복수의 멀티바는 상기 타단부에 나사 체결될 수 있다.
일 실시예로, 보강토 옹벽 구조물은 상기 고정바가 관통하는 제2 관통홀이 형성된 한 쌍의 수평 부재 및 상기 한 쌍의 수평 부재를 연결하며 상기 보강재의 상기 일단부가 관통하는 제3 관통홀이 형성된 수직 부재를 포함하는 ㄷ자형 체결 부재를 더 포함하되, 상기 보강재는 상기 일단부 및 상기 타단부에 나사산이 형성된 봉형 보강재이며, 상기 보강재의 상기 일단부의 적어도 일부는 상기 제3 관통홀을 관통하며, 상기 일부는 내면에 나사산이 형성된 보강재 체결 부재에 나사 체결되며, 상기 복수의 멀티바는 상기 타단부에 나사 체결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 고강도 스틸을 이용한 보강토 옹벽 구조물은, 운반 및 설치가 타 시공 방식에 비해 상대적으로 용이하며, 건설폐기물이 발생되지 않아 친환경적인 건설이 가능하며, 설치에 소요되는 시간을 대폭 감소시킬 수 있다.
이하에서, 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명된다. 이해를 돕기 위해, 첨부된 전체 도면에 걸쳐, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호가 할당되었다. 첨부된 도면에 도시된 구성은 본 발명을 설명하기 위해 예시적으로 구현된 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 이에 한정하기 위한 것은 아니다. 특히, 첨부된 도면들은, 발명의 이해를 돕기 위해서, 일부 구성 요소를 다소 과장하여 표현하고 있다. 도면은 발명을 이해하기 위한 수단이므로, 도면에 표현된 구성 요소의 폭이나 두께 등은 실제 구현시 달라질 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 고강도 스틸을 이용한 보강토 옹벽을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 보강토 옹벽 구조물의 일 실시예를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 보강재에 멀티바를 체결하는 방식을 예시적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 A 부분의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 보강토 옹벽 구조물의 다른 실시예를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 보강재를 고정바에 체결하기 위한 일 구조를 예시적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 도 5의 보강재를 고정바에 체결하기 위한 다른 구조를 예시적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 보조 고정바를 체결하는 구조를 예시적으로 도시한 사시도이다.
도 9는 단위 블록의 형상에 따른 보강토 옹벽 구조물을 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명될 실시예들은, 단독으로 또는 다른 실시예와 결합하여 구현될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위가 첨부된 도면에 도시된 형태에만 한정되는 것이 아님을 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 사용되는 용어 중 “실질적으로”, “거의”, “약” 등과 같은 표현은 실제 구현시 적용되는 마진이나 발생가능한 오차를 고려하기 위한 표현이다. 예를 들어, “실질적으로 90도”는 90도일 때의 효과와 동일한 효과를 기대할 수 있는 각도까지 포함하는 의미로 해석되어야 한다.
한편, 특별한 언급이 없는 한, “측면”, 또는 “수평”은 도면의 좌우 방향을 언급하기 위한 것이며, “수직”은 도면의 상하 방향을 언급하기 위한 것이다. 또한, 특별히 정의되지 않는 한, 각도는 도면에 표시된 수평면에 수직한 가상의 직선을 기준으로 한다.
첨부된 도면 전체에 걸쳐서, 동일하거나 유사한 요소는 동일한 도면 부호를 사용하여 인용된다.
도 1은 고강도 스틸을 이용한 보강토 옹벽 구조물을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, (a) 및 (b)는 보강토 옹벽 구조물이 시공된 상태를 나타내며, (a)는 보강토 옹벽의 전면을 나타내고 (b)는 보강토 옹벽 구조물의 측면을 나타낸다. 보강토 옹벽 구조물은, 콘크리트 또는 철근 콘크리트를 타설하여 형성된 기초(10)의 상부에 적층된 복수의 블록 본체(100)를 포함한다. 블록 본체(100)는 보강토 옹벽 구조물의 전면에 배치되는 전면판 및 전면판으로부터 절곡되어 연장된 복수의 측면판을 포함한다. 전면판 및 복수의 측면판은 배면 토사와 전면판 사이에 자갈(20) 등을 채울 수 있는 속채움 공간을 형성한다.
복수의 블록 본체(100)는 서로의 측면판이 접하도록 적층된다. (a)에 예시된 블록 본체(100)의 전면판은 육각형상이며, 총 6개의 측면판을 포함한다. 임의의 블록 본체(100)의 각 측면판은, 인접한 다른 블록 본체(100)의 6개의 측면판 중 하나와 접하게 된다. 인접한 6개의 블록 본체 중 임의의 블록 본체(100)의 상부 측면판과 하부 측면판에 접한 블록 본체(100)들은 수직 방향으로 배치된 고정바(200)에 의해 적층된 상태가 유지될 수 있다. 서로 대향하는 상부 측면판과 하부 측면판에는 제1 관통홀이 형성되며, 인접한 블록 본체(100)는 제1 관통홀이 동일선상에 위치되도록 배치된다. 고정바(200)는, 동일선상에 배치된 제1 관통홀을 통해서, 보강토 옹벽 구조물의 최하부에 배치된 블록 본체부터 최상부에 배치된 블록 본체까지 연장된다.
한편, 다른 실시예로, 보강토 옹벽 구조물은 소정의 각도로 경사지게 연장된 보조 고정바(201, 202)를 더 포함할 수 있다. 이를 위해서, 제1 관통홀이 보조 고정바(201, 202)가 연장되는 방향에 더 형성될 수 있다. 고정바(200)가 보조 고정바(201, 202)에 의해 차단되지 않도록 하기 위해서, 보조 고정바(201, 202)를 위한 제1 관통홀은 고정바(200)를 위한 제1 관통홀이 형성된 위치로부터 이격되어 형성될 수 있다.
보강재(300)는 고정바(200)로부터 수평 방향으로 배면 토사를 향해 연장된다. 보강재(300)는 적층된 블록 본체(100)가 토압에 의해 무너지지 않도록 한다. 보강재(300)에는 인발저항력을 증가시키기 위한 멀티바(310)가 체결된다.
도 2는 보강토 옹벽 구조물의 일 실시예를 예시적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 보강재에 멀티바를 체결하는 방식을 예시적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 블록 본체(100)는 다각형상, 예를 들어, 육각형상의 전면판(110) 및 복수의 측면판(120 내지 125)를 포함한다. 블록 본체(100)는 예를 들어, 고강도 스틸을 이용하여 형성될 수 있다. 전면판(110) 및 복수의 측면판(120 내지 125)에 의해 속채움 공간이 형성된다. 속채움 공간은 블록 본체(100)의 하중을 증가시키기 위해 자갈, 콘크리트 등으로 채워질 수 있다.
복수의 측면판(120 내지 125)은 전면판(110)의 각 변에 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 측면판(120 내지 125)은 전면판(110)의 각 변을 실질적으로 수직으로 절곡하여 형성되거나, 복수의 측면판(120 내지 125)을 전면판(110)의 각 변에 고정시켜서 형성될 수 있다.
고정바(200)는 상부 측면판(120)과 하부 측면판(123)을 관통하며 속채움 공간의 내부에 위치된다. 고정바(200)는, 예를 들어, 단면이 원형인 봉일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상부 측면판(120)과 하부 측면판(123)에는 고정바(200)가 통과할 수 있는 제1 관통홀(130, 133)이 각각 형성된다. 복수의 블록 본체(100)는 수직으로 적층되며, 이 때, 제1 관통홀(130, 133)은 동일한 연장선상에 배치된다.
보강재(300)는 고정바(200)에 체결된다. 보강재(300)는 고강도 스틸을 이용하여 폭이 좁고 길이가 긴 스트립 형상을 가질 수 있다. 보강재(300)의 일단부에는 제2 관통홀(320)이 형성되며, 고정바(200)는 제2 관통홀(320)을 관통한다. 제2 관통홀(320)의 형상은 고정바(200)의 단면 형상과 실질적으로 동일하며, 직경 또는 최대 폭은 고정바(200)의 직경 또는 최대 폭보다 클 수 있다.
보강재(300)의 타단부에는 2 이상의 멀티바(310a, 310b)가 체결된다. 멀티바(310a, 310b)는 대향하는 상부 및 하부 평판(311, 312) 및 양 평판(311, 312)을 연결하는 수직 평판(313)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상부 및 하부 평판(311, 312)은 수직 평판(313)의 양측 단부를 실질적으로 수직으로 절곡하여 형성되거나, 수직 평판(313)의 길이 방향을 따라 수직 평판(313)에 고정시켜서 형성될 수 있다. 상부 및 하부 평판(311, 312)은 고정바(200)를 향하도록 배치될 수 있다.
수직 평판(313)에는 보강재(300)가 관통하는 관통홀(314)이 형성된다. 관통홀(314)의 형상은 보강재(300)의 단면 형상과 실질적으로 동일하며, 직경 또는 최대 폭은 보강재(300)의 직경 또는 최대 폭보다 클 수 있다. 한편, 멀티바(310a, 310b)는 토압 등 외부 요인에 의해 블록 본체(100)가 이동하지 않도록 지지해야 하므로, 멀티바(310a, 310b)의 이동을 규제해야 할 필요가 있다. 이를 위해서, 보강재(300)에는 멀티바 이동 규제 수단, 예를 들어, 걸림턱이 형성될 수 있다. 멀티바 이동 규제 수단은, 멀티바(310a, 310b)가 블록 본체를 향해 수평 방향으로 이동하는 것을 방지해야 하므로, 수직 평판(313)의 후방, 즉, 멀티바(310a, 310b)가 제2 관통홀(320)과 멀티바 이동 규제 수단 사이에 있도록 배치될 수 있다. 일 실시예로, 멀티바 이동 규제 수단은, 멀티바(310a, 310b)가 배치된 위치에 인접하게 형성된 관통홀에 볼트(330) 및 너트(331)를 나사 체결하여 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 멀티바 이동 규제 수단은 상판과 하판 사이의 거리가 보강재(300)의 두께와 실질적으로 동일하거나 큰 ㄷ자형 멀티바 이동 규제 수단(340)일 수 있다. ㄷ자형 멀티바 이동 규제 수단(340)의 상판과 하판에는 관통홀(341)이 형성되며, 보강재(300)에 형성된 관통홀과 동일한 연상선상에 배치될 수 있다. ㄷ자형 멀티바 이동 규제 수단(340)은 볼트 및 너트를 이용하여 보강재(300)에 고정될 수 있다.
도 4는 도 2의 A 부분의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 복수의 블록 본체(100)는 각 측면판이 접하도록 배치된다. 시공시 적층된 복수의 블록 본체(100)의 이동을 방지하기 위해서, 제1 블록 본체(100)의 하부 측면판(120)과 제2 블록 본체(100)의 상부 측면판(123)은 고정 부재(140)에 의해 고정될 수 있다. 접하고 있는 측면판은 다양한 체결 부재, 예를 들어, 볼트-너트, 리벳 등을 이용하거나, 용접 등에 의해 고정될 수 있다. 한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 측면판(120, 123)의 일단은 전면판(110)에 연결되며, 타단(120a, 123a)은 각 블록 본체(100)의 속채움 공간을 향해 경사지게 절곡될 수 있다. 절곡된 타단(120a, 123a)은 측면판 고정 부재(140)에 의해 고정될 수 있다. 측면판 고정 부재(140)는 단면이 ㄷ자 형상인 부재가 절곡된 타단(120a, 123a)에 위치된 후, 수직 방향으로 인가된 힘에 의해 도시된 단면을 가질 수 있다.
도 5는 보강토 옹벽 구조물의 다른 실시예를 예시적으로 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 보강재를 고정바에 체결하기 위한 일 구조를 예시적으로 도시한 분해 사시도이다. 도 2 및 도 3과 동일한 설명은 생략하고 차이점만 설명한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 보강재(350)는 단면이 원형이 봉형상을 가지며, 고정바(200)에 일단부(351)가 체결된다. 고정바(200)와 보강재(350)는 T자형 체결 부재(210)에 의해 체결된다. T자형 체결 부재(210)는, 고정바(200)가 관통하는 수직 원통(211) 및 보강재(350)의 일단부(351)가 수용되는 수평 원통(212)을 포함한다.
나사산이 보강재(350)의 일단부(351)에 형성되며, 수평 원통(212)의 내주면에도 나사산이 형성된다. 따라서, 일단부(351)와 수평 원통(212)은 나사 체결될 수 있다. 한편, 멀티바(360a, 360b)의 수직 평판(361)에는 보강재(350)가 관통할 수 있는 관통홀(362)이 형성된다.
한편, 나사산은 보강재(350)의 타단부(352)에도 형성될 수 있다. 멀티바(360a, 360b)의 수직 평판(361)의 두께가 충분한 경우, 관통홀(362)의 내주면에 나사산이 형성될 수 있어서, 멀티바(360a, 360b)는 보강재(350)의 타단부(352)에 나사 체결될 수 있다. 또한, 멀티바(360a, 360b)의 이동을 방지하는 멀티바 이동 규제 수단(363)도 보강재(350)의 타단부(352)에 나사 체결될 수 있다.
도 7은 도 5의 보강재를 고정바에 체결하기 위한 다른 구조를 예시적으로 도시한 분해 사시도이다. 도 5 및 도 6과 동일한 설명은 생략하고 차이점만 설명한다.
도 7을 참조하면, 고정바(200)와 보강재(350)는 ㄷ자형 체결 부재(220)에 의해 체결된다. ㄷ자형 체결 부재(220)는 고정바(200)가 관통하는 관통홀(222, 224)이 형성된 한 쌍의 수평 부재(221, 223) 및 보강재(350)의 일단부(351)가 관통하는 관통홀(226)이 형성된 수직 부재(225)를 포함한다. 수직 부재(225)의 관통홀(226)을 통과한 보강재(350)의 일단부(351)에는 체결 부재(227), 예를 들어, 너트가 나사 체결될 수 있다.
도 8은 보조 고정바를 체결하는 구조를 예시적으로 도시한 사시도이다.
보강토 옹벽 구조물은, 수직 방향으로 연장되는 고정바(200)와 함께 또는 고정바(200)를 대체하는 보조 고정바(201, 202)를 포함할 수 있다. 보조 고정바(201, 202)는, 고정바(200)와 소정의 각도로 경사진 방향으로 연장되거나, 고정바(200)의 연장 방향에 수직한 방향으로 연장될 수 있다.
보조 고정바(201)가 관통하는 관통홀(131, 134) 및 보조 고정바(202)가 관통하는 관통홀(132, 135)은 고정바가 관통하는 관통홀(130, 133)과는 상이한 위치에 형성될 수 있다. 육각형상의 블록 본체(100)의 경우, 측면판(120 내지 125)의 형상은 동일하며, 고정바가 관통하는 관통홀(130, 133)은 측면판(120, 123)의 중앙에 형성될 수 있다. 한편, 관통홀(131, 134) 또는 관통홀(132, 135)의 중심은 관통홀(130, 133)의 중심으로부터 적어도 소정 거리만큼 이격될 수 있다. 예를 들어, 고정바(200)와 보조 고정바(201, 202)의 직경이 실질적으로 동일한 경우, 관통홀(131, 134) 또는 관통홀(132, 135)의 중심은 관통홀(130, 133)의 중심으로부터 적어도 직경만큼 이격될 수 있다. 한편, 고정바(200)와 보조 고정바(201, 202)의 직경이 상이한, 관통홀(131, 134) 또는 관통홀(132, 135)의 중심은 관통홀(130, 133)의 중심으로부터 적어도 고정바(200)의 반지름과 보조 고정바(201, 202)의 반지름의 합만큼 이격될 수 있다. 이로 인해, 고정바(200)와 보조 고정바(201, 202)는 서로에 의해 차단되지 않을 수 있다.
도 9는 단위 블록의 형상에 따른 보강토 옹벽 구조물을 예시적으로 도시한 도면이다.
전면판(111, 112)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 도 9의 (a)는 사각형상의 전면판(111)을 예시하고 있으며, (b)는 십자형상의 전면판(112)을 예시하고 있다. 양 구조물에서 보조 고정바(203)는 수평 방향으로 연장될 수 있다.
다음으로, 고강도 스틸을 이용한 보강토 옹벽 구조물의 안정성을 설명한다.
(1) 고강도 스틸의 인장강도
보강토 옹벽 구조물에 사용되는 고강도 스틸의 인장강도는 590~1100MPa로 다양하다. 이하에서는 고강도 스틸의 인장강도를 600MPa로 가정하여 설명한다. 고강도 스틸의 설계 인장강도는 다음 수학식에 의해 산출될 수 있다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
: 장기 설계 인장강도
Figure pat00003
: 보강재의 항복강도
Figure pat00004
: 장기부식 두께를 고려한 단면적
Figure pat00005
: 장기 안전율(1/0.55=1.82)
수학식 1을 이용하여 고강도 스틸의 두께 t 및 폭 b에 따른 설계 인장강도(
Figure pat00006
=kN/EA,
Figure pat00007
는 강관일 때 외경)는 다음 표와 같이 산출된다.
강재제원 b=50(
Figure pat00008
=15.9) 		b=60(
Figure pat00009
=19.1) 		b=70(
Figure pat00010
=22.3) 		b=80(
Figure pat00011
=25.4) 		b=100(
Figure pat00012
=3.18)
t=4 66.0 79.2 92.4 105.6 132.0
t=5 82.5 99.0 115.5 132.0 165.0
t=6 99.0 118.8 138.6 158.4 198.0
t=7 115.5 138.6 161.7 184.8 231.0
(2) 내적 안정성 검토
보강토의 내적 안정성 검토는 파단 파괴와 인발 파괴로 나누어진다. 여기서, 파단 파괴는 보강재가 끊어지는 파괴이며, 인발 파괴는 보강재와 흙의 마찰이 부족하여 보강재가 토사로부터 뽑히는 파괴를 지칭한다. 각각을 검토하기 위해 필요한 수직응력
Figure pat00013
와 수평응력
Figure pat00014
는 다음과 같이 산출될 수 있다.
Figure pat00015
Figure pat00016
여기서,
Figure pat00017
: 수직응력
Figure pat00018
: 흙의 단위중량
Figure pat00019
: 깊이
Figure pat00020
: 상재 하중
Figure pat00021
: 수평응력(수평토압)
Figure pat00022
: 수평토압계수
상재 하중은 상수이며, 다음과 같이 적용된다.
검토방법 단위중량
(tf/m3)		 점착력
(tf/m2)		 내부마찰각
(°		 탄성계수
(tf/m2)		 프와송비
뒷채움 1.90 0.0 30 12000 0.33
기초지반 1.90 0.0 30 12000 0.33
배면성토 1.90 5 30 12000 0.33
금속 보강재에서의 수평토압계수
Figure pat00023
는 다음과 같이 산정한다.
Figure pat00024
여기서,
Figure pat00025
: 수평토압계수
Figure pat00026
: 주동토압계수
Figure pat00027
: 보강재 심도
다음 식은 수평간격
Figure pat00028
, 수직간격
Figure pat00029
을 고려할 때의 보강재에 발생되는 인장강도다.
Figure pat00030
여기서,
Figure pat00031
: 최대인장력
Figure pat00032
: 보강재의 수평간격
Figure pat00033
: 보강재의 수직간격
여기서, 심도별 수직응력
Figure pat00034
와 수평응력
Figure pat00035
는 다음과 같이 산정한다.
깊이 q
Figure pat00036
Figure pat00037
0.00 14.00 14.00 7.93
0.60 14.00 26.00 14.29
1.20 14.00 38.00 20.25
1.80 14.00 50.00 25.81
2.40 14.00 62.00 30.97
3.00 14.00 74.00 35.73
3.60 14.00 86.00 40.09
4.20 14.00 98.00 44.06
4.80 14.00 110.00 47.62
5.40 14.00 122.00 50.78
6.00 14.00 134.00 53.55
6.60 14.00 146.00 58.34
7.20 14.00 158.00 63.14
7.80 14.00 170.00 67.93
8.40 14.00 182.00 72.73
9.00 14.00 194.00 77.52
9.60 14.00 206.00 82.32
10.20 14.00 218.00 87.11
(a) 파단 파괴에 대한 안정 검토
파단 파괴에 대한 안정은 각단의 보강재 1개가 받는 최대인장력(
Figure pat00038
)이 설계 인장강도(
Figure pat00039
)보다 작도록 수평 및 수직 간격을 정하는 것이며, 식은 다음과 같다.
Figure pat00040
Figure pat00041
따라서, 수평 수직 간격은 다음과 같이 산정할 수 있다.
Figure pat00042
표1과 표3을 참조하면 t=5mm, b=60mm의 인장강도가 T_a=99kN/ea이므로 표 3에서 깊이 0부터 10.2까지 모두 최대인장력 T_max=7.93~87.11 보다 크므로 만족할 수 있다. 수평, 수직간격은 1.0 X 1.0 m로 설계 가능하다.
(b) 인발 파괴에 대한 안정 검토
수평인장력에 대하여 보강토체 내의 토괴가 미끄러지지 않도록 토체 사이에는 충분한 마찰력이 동원되어야 한다. 인발 저항력은 마찰을 이용하는 보강재인 경우는 다음과 같다.
Figure pat00043
여기서,
Figure pat00044
: 인발저항력
Figure pat00045
: 마찰계수(
Figure pat00046
) : 내부마찰각인 흙의 마찰계수는 tan(phi)이며, 2/3는 흙과 철의 마찰인 경우에 대한 감소계수임
Figure pat00047
: 유효 보강재 길이
Figure pat00048
: 보강재 폭
본 검토에서 적용하는 멀티바를 이용하는 보강토 공법의 수동 저항으로 다음과 같이 인발 저항력을 산정할 수 있다.
Figure pat00049
여기서,
Figure pat00050
: 수평 수동토압계수(
Figure pat00051
)
Figure pat00052
: 멀티 바의 폭
Figure pat00053
: 멀티 바의 높이
수학식 8을 이용하여, 보강재 설치 간격에 따른 인발 저항력을 다음과 같이 산출하였다. 여기서, 인발 저항력에 대한 안전율 1.5가 적용되었다.
Figure pat00054
표 4에서 알 수 있듯이, 보강재 설치 간격은 0.6m X 0.6m로 하는 경우 모두 만족한다. 즉, 모든 깊이(0~10.20)에서 최대인장력 T_max값보다 인발저항력 R(12.95~201.65)이 크다.
(c) 보강재의 총길이 검토
보강재의 총 길이는 블록 본체로부터 가상파괴면까지 이르는 길이와 유효 보강재 길이를 합한 것이 설계길이 보다 크도록 설계한다.
Figure pat00055
여기서,
Figure pat00056
: 설계길이
Figure pat00057
: 파괴면까지 길이
Figure pat00058
: 유효 길이
보강재 유효 길이는 최소 2.4m이고, 다음과 같다.
Figure pat00059
Figure pat00060
: 0.5~1.0H
여기서, H는 보강토 옹벽 구조물의 높이이다.
Figure pat00061
= 1.0m로 하고 멀티바가 설치되는 1.0m로 하면 설계 길이는 다음과 같다.
Figure pat00062
설계 적용은 0.6H를 적용하여 4.8m로 한다.
(3) 보강토 외적 안정 검토
보강토에 대한 안전율은 전도(2.0), 활동(1.5), 지지력(2.5 또는 3.0)에 대한 안전율이 각각 다르다.
(a) 전도
본 검토에서 폭 4.8m, 높이 8.0m, q=14 kN/m2인 경우 전도에 대한 안전은 다음과 같다.
Figure pat00063
Figure pat00064
수평 토압 및 전도 모멘트는 다음과 같다.
Figure pat00065
Figure pat00066
안전율은 다음과 같다.
Figure pat00067
(b) 활동
활동 저항력은 다음과 같다.
Figure pat00068
활동력은 다음과 같다.
Figure pat00069
안전율은 다음과 같다.
Figure pat00070
(c) 지지력
극한지지력 파괴에 대한 안정성을 검토한다. 얕은 기초의 극한지지력은 다음과 같다.
Figure pat00071
Figure pat00072
지지력 계수
Figure pat00073
와
Figure pat00074
은 흙의 마찰각
Figure pat00075
에 따라서 구할 수 있으며, 다음과 같다. 여기서,
Figure pat00076
은 유효길이이다. 따라서,
Figure pat00077
여기서,
Figure pat00078
는 편심이며 다음과 같다.
Figure pat00079
Figure pat00080
기초 저면에 작용되는 유효 응력은 다음과 같다.
Figure pat00081
Figure pat00082
따라서, 보강토 옹벽의 지지력 파괴에 대한 안전율은 다음과 같다.
Figure pat00083
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 고강도 스틸로 형성된 전면판 및 상기 전면판에 연결된 복수의 측면판에 의해 속채움 공간이 형성되며, 상기 복수의 측면판 중 서로 대향하는 측면 각각에 형성된 한 쌍의 제1 관통홀을 포함하는 블록 본체;
    상기 제1 관통홀이 동일한 연장선상에 위치되도록 배치된 복수의 블록 본체를 상기 제1 관통홀을 통해서 관통하는 고정바; 및
    일단부는 상기 속채움 공간 내부에 배치되어 상기 고정바에 체결되며, 타단부에는 지중에 매설되는 복수의 멀티바가 체결되는 보강재를 포함하는 보강토 옹벽 구조물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 보강재의 상기 일단부에는,
    상기 고정바가 관통하는 제2 관통홀이 형성된 보강토 옹벽 구조물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 고정바가 관통하는 수직 원통 및 상기 수직 원통으로부터 수평 방향으로 연장되며 상기 보강재의 상기 일단부를 수용하는 수평 원통을 포함하는 T자형 체결 부재를 더 포함하되,
    상기 보강재는 상기 일단부 및 상기 타단부에 나사산이 형성된 봉형 보강재이며,
    상기 보강재의 상기 일단부는 상기 수평 원통에 나사 체결되며, 상기 복수의 멀티바는 상기 타단부에 나사 체결되는 보강토 옹벽 구조물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 고정바가 관통하는 제2 관통홀이 형성된 한 쌍의 수평 부재 및 상기 한 쌍의 수평 부재를 연결하며 상기 보강재의 상기 일단부가 관통하는 제3 관통홀이 형성된 수직 부재를 포함하는 ㄷ자형 체결 부재를 더 포함하되,
    상기 보강재는 상기 일단부 및 상기 타단부에 나사산이 형성된 봉형 보강재이며,
    상기 보강재의 상기 일단부의 적어도 일부는 상기 제3 관통홀을 관통하며, 상기 일부는 내면에 나사산이 형성된 보강재 체결 부재에 나사 체결되며, 상기 복수의 멀티바는 상기 타단부에 나사 체결되는 보강토 옹벽 구조물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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