KR100350625B1 - 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽 - Google Patents

Abstract

본발명은 성토공사시 성토체 내에 그리드형태의 섬유재로 된 보강재와 모래포대를 층별로 설치하여 성토사면을 안정시키는 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽에 관한 것으로, 성토부의 앞부분 경계면을 따라 모래포대를 쌓고 그 모래포대의 뒷부분에 뒷채움흙을 쌓으면서 다짐하는 방식을 통하여 그 앞부분이 모래포대벽으로 이루어지는 성토체를 구축하되, 보강재들의 앞부분은 상하층 모래포대에 의해 고정되고 뒷부분은 뒷채움흙 속에 묻히는 성토체를 완성한 후에, 그 모래포대벽의 전면에 붙여서 전면벽을 구축하여서 된 것을 기술구성상의 특징으로 하여서, 옹벽의 뒷부분을 이루는 성토체를 먼저 시공한 후, 옹벽의 전면벽을 나중에 시공하는 방식으로 분리하여 시공함으로써, 시공도중의 수평변위 발생과 시공오차를 흡수하여서 구조적으로 안정된 옹벽구조물을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 성토체와 배수층을 동시에 시공할 수 있고 성토체 및 전면벽을 각기 따로 일괄 시공할 수 있게 됨으로써 시공성이 향상되는 것이다.

Description

모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽{Reinforced Earth Retaining-Wall for using Sand-Bag}

본발명은 성토공사시 성토체 내에 그리드형태의 섬유재로 된 보강재와 모래포대를 층별로 설치하여 성토사면을 안정시키는 보강토공법을 이용한 옹벽에 관한 것으로, 특히 옹벽의 뒷부분을 이루는 성토체를 먼저 시공한 후, 옹벽의 전면벽을 나중에 시공하는 방식으로 분리하여 시공함으로써, 시공도중의 수평변위 발생과 시공오차를 흡수하여서 구조적으로 안정된 옹벽구조물을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 성토체와 배수층을 동시에 시공할 수 있고 성토체 및 전면벽을 각기 따로 일괄 시공할 수 있게 됨으로써 시공성이 향상되도록 한 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽에 관한 것이다.

보강토 공법은 성토체 내에 장력이 크고 흙과의 마찰력이 우수한 그리드형태의 섬유재로 된 보강재를 넣어 수평방향의 변위를 억제함으로써 성토자중 및 외력에 의하여 발생하는 토압을 근본적으로 배제하거나 최소화하여 구조물 자체의 안정성을 확보할 수 있어 옹벽공사에 확대 적용되고 있다.

종래, 이러한 보강토 공법을 적용한 옹벽은 전면벽을 블록으로 구축하는 블록식 보강토 옹벽이 주류를 이루고 있다.

이 블록식 보강토 옹벽은 도1a 및 도1b의 도시와 같이, 1개층의 보강재(1)를설치하고, 그 보강재(1) 위에 일정높이로 전면블록(2)들을 쌓고, 그 적층된 블록들의 뒷부분에 배수를 위한 자갈층(3)을 일정부분 형성하면서 뒷채움흙(4)을 쌓고 다짐한 후, 다음층의 보강재(1)를 전면블록(2)과 연결설치하면서 전면블록(2), 자갈층(3) 및 뒷채움흙(4)을 동시에 쌓는 층쌓기작업을 반복하면서 전면블록들과 성토체를 일체화시킨 옹벽을 완성하게 된다.

이렇게 구축된 블록식 보강토 옹벽은 그 성토체의 내부에 보강재를 설치하고 있기 때문에 앞서 설명한 바와 같은 보강토공법의 구조적인 장점을 어느 정도 발휘하고 있다.

그러나, 이와 같은 블록식 보강토 옹벽은 전면블록들을 쌓으면서 동시에, 그 전면블록들의 뒷부분에 자갈층과 뒷채움흙을 쌓는 방식으로 옹벽을 구축하기 때문에 토공사와 블록쌓기의 상이한 작업을 한꺼번에 실시함으로 인하여 그 작업능률이 현저하게 떨어지는 문제점이 있었다.

그리고, 옹벽의 축조과정에서 유발되는 성토체의 수평력이 매우 크기 때문에 대부분의 수평변위가 층쌓기도중 발생하여, 상부로 층쌓기가 계속 될수록 변위가 누적되는 문제가 심각한 단점이 있었다.

또한, 시공이 완료된 후에도 배면의 뒷채움부분에서 침하가 발생하면 전면블록들에 직접 연결된 보강재는 성토체와 함께 수직변위를 일으키게 되어 전면판 또는 블록의 연결부위에서 과도한 인장응력이 발생하며, 심할 경우 옹벽의 수직선형이 일탈되거나 보강재의 파단파괴가 일어나는 문제점이 발생되었다.

이에 따라, 본발명자는 보강재와 모래포대를 이용하여 층쌓기 방법으로 성토체를 먼저 구축한 후, 나중에 전면벽을 형성하는 방법으로 성토체와 전면벽을 분리하여 시공한다면 성토과정에서 발생되는 수평변위가 흡수되어 종래 보강토 옹벽에서 가장 큰 문제점이었던 변위문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 성토체와 전면벽을 각각 분리시공함으로써 동일 공종만을 일괄적으로 시행할 수 있게 되므로 시공성이 높아질 것으로 판단하여 본발명을 안출하게 되었다.

따라서, 본발명의 목적은 옹벽의 뒷부분을 이루는 성토체를 먼저 시공한 후 옹벽의 전면벽을 나중에 시공하는 방식으로 분리시공함으로써, 시공도중 성토체의 수평변위를 충분히 흡수하여서 구조적으로 안정된 옹벽구조물을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 모래포대를 적층해 배수층을 형성하면서 적층되는 모래포대로 보강재를 견실하게 잡아주고 뒷채움흙의 채움작업을 용이하게 유도함으로써 시공성이 대폭적으로 향상되는 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽을 제공하는데 있다.

도1a는 종래 블록식 보강토 옹벽을 예시한 일측단면도

도1b는 도1a에 따른 종래 전면블록 및 보강재 설치구조를 보인 사시도

도2는 본발명 보강토 옹벽의 모래포대 및 보강재 설치구조를 보인 사시도

도3은 본발명에 따른 보강토 옹벽의 일시공예를 나타낸 일측단면도

도4는 본발명에 따른 보강토 옹벽의 다른 시공예를 나타낸 일측단면도

도5는 본발명에 따른 보강토 옹벽의 또다른 시공예를 나타낸 일측단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1:보강재 2:전면블록 3:자갈층

4:뒷채움흙 10:전면벽 20:뒷채움흙

30:보강재 40:모래포대벽 41:모래포대

51:시멘트몰탈 52:철근핀 53:자연석

54:시멘트몰탈 55:블록 56:연결용보강재

57:입상골재

이하, 본발명의 기술구성을 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도2 내지 도5에는 본발명을 통해 구축된 보강토 옹벽의 시공예들을 보여주고 있다.

이들 시공예들에 따른 본발명은 전면벽(10)의 뒷부분을 이루는 성토부의 뒷채움흙(20)속에 인장력이 강하고 마찰유발력이 큰 그리드형의 섬유보강재(30)가 일정한 높이마다 층층이 설치되어서 성토체의 점착력 및 내부저항력이 증가되도록 한 구성의 보강토 옹벽을 구축함에 있어서, 상기 성토부의 앞부분 경계면을 따라 모래포대(41)를 쌓고 그 모래포대(41)의 뒷부분에 뒷채움흙(20)을 쌓으면서 다짐하는 방식을 통하여 그 앞부분이 모래포대벽(40)으로 이루어지는 성토체를 구축하되, 상기 보강재(30)들의 앞부분을 일정높이마다의 상하층 모래포대(41) 사이에 물리도록 설치하여서, 그 보강재(30)들의 앞부분은 상하층 모래포대(41)에 의해 고정되고 뒷부분은 뒷채움흙(20) 속에 묻히는 성토체를 완성한 후에, 그 모래포대벽(40)의 전면에 붙여서 상기 전면벽(10)을 구축하여서 된 것을 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.

상기와 같은 구성되는 본발명 보강토 옹벽의 구축방법을 살피면, 먼저 성토부의 선단부를 따라 최하층에 모래포대(41)를 적어도 1개층이상 쌓고 나서, 그 적층된 모래포대(41)층의 뒷부분에 뒷채움흙(20)을 쌓으면서 다짐작업을 실시하게 되며, 다짐작업을 실시한 이후에, 그 모래포대(41)층과 뒷채움흙(20)의 상부에 보강재(30)를 설치하고, 다시 그 보강재(30)의 선단부 위에 모래포대(41)를 쌓으면서 뒷채움흙을 성토하는 작업을 반복적으로 실시하여서, 보강재(30)가 일정높이마다 설치되면서 그 보강재(30)의 선단부가 상하층의 모래포대(41)에 의해 눌려서 고정되는 성토체를 완성하게 되며, 성토체를 완성한 다음에 상기 모래포대(41)의 적층에 의해 형성된 모래포대벽(40)의 전면에 접촉되게 상기 전면벽(10)을 나중에 구축하여서 보강토 옹벽의 시공을 마무리하게 된다.

본발명의 실시예에서 상기와 같이 일정높이마다 층층이 설치되는 보강재(30)들은 그 선단부가 그것을 물고 있는 모래포대(41)들의 사이로 빠져나와 모래포대벽(40)의 전면을 감싸면서 상부로 연장되어 상부층의 보강재(30)를 물고 있는 모래포대(41)들의 사이에 함께 물려지도록 설치되어서, 그 모래포대벽(40)의 전면부가 전체적으로 보강재(30)에 의해 덮여지도록 설치한 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 보강재(30)의 설치구조는 상기 채움토사의 횡압에 의해 모래포대(41)가 전방면으로 일탈되는 현상을 효율적으로 방지하게 되며, 그 모래포대벽(40)의 전면에 덮여지는 보강재(30)를 매개체로 하여 상기 모래포대벽(40)의 전면에 견고하게 결착되도록 하기 위함이다.

상기 전면벽(10)은 성토체를 완성한 후에 그 성토체의 선단부에 자리하는 모래포대벽(40)의 전면에 붙여 시공하게 된다. 이 전면벽(10)은 현장상황에 따라 그 재료를 달리하여 여러 형태로 구축할 수 있다.

즉, 본발명의 의한 전면벽은 숏크리트·녹생토 또는 섬유혼합 보강토 등을 선택하여 뿜어 붙이는 방식으로 구축할 수도 있으며, 자연석 또는 인공석재를 부착하거나 현장의 잡석을 이용한 석축쌓기 또는 콘크리트 패널을 부착하는 방식을 통하여 구축할 수도 있고, 또다른 방법으로 블록을 적층하여 전면벽을 구축할 수도 있다.

상기에서 숏크리트 방식은 도3의 도시와 같이, 모래포대벽(40)에 철근핀(52)을 전방으로부터 꽂고, 이 모래포대벽(40)의 전면에 분사기를 통하여 일정한 두께로 시멘트몰탈(51)을 분사하여 콘크리트 표면으로 된 전면벽(10)을 만들게 된다.

녹생토에 의한 방식은 성토체 전면에 식생매트를 설치하고, 흙과 씨앗을 혼합한 재료를 분사기로 뿜어 붙이는 방법으로 전면벽을 형성하는 방식으로서, 이 경우 사면녹화를 달성할 수 있는 이점이 있다.

섬유혼합 보강토 방식은 폴리에스터 재료와 흙을 혼합하여 분사기로 성토체 전면에 분사하여 전면벽을 형성하게 된다.

그리고, 자연석 또는 인공석재를 부착하는 방식은 도4의 도시와 같이, 자연석(53) 또는 인공석재를 사용하여 시멘트몰탈(54)등을 접합 매개체로 하여 성토체 전면에 붙이는 작업을 통하여 전면벽(10)을 완성하게 된다.

석축쌓기 방식은 현장의 잡석을 이용하여 시멘트몰탈로 접합하면서 축조하는 작업을 통하여 완성된다.

콘크리트 패널을 부착하여 전면벽을 형성하는 방식은 무늬를 넣어 제작한 콘크리트 패널을 시멘트몰탈이나 콘크리트로 붙여 완성하게 된다.

콘크리트 블록을 이용해 전면벽을 축조하는 방식은 도5의 도시와 같이, 성토체 전면에 블록(55)들을 적층설치하면서 보강재(30)가 물려지는 상하층 모래포대(41)의 사이에 연결용보강재(56)를 함께 물려놓고 전방으로 연장시킨 후, 그 전방으로 연장된 연결용보강재(56)의 선단부를 상하층 블록(55)들 사이에 끼워 넣고 고정하며, 그 블록(55)과 모래포대벽(40)의 사이에는 모래 또는 자갈등의 입상골재(57)를 채워넣어서 전면벽(10)을 축조하게 된다.

여기서 상기 블록(55)은 일정위치마다에 화분형태의 식생블록을 설치하고 식생블록내에 수목을 심어서 식생을 도입할 수도 있다.

한편, 본발명은 상기에서 예시한 시공예들 외에도 다양한 구조형태로 변형된 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽을 구현할 수 있는 것으로, 이에 대한 설명은 본발명의 기술사상에 따르면 용이하게 실시가능하므로 생략한다.

상기와 같이 이루어지는 본발명은 모래포대를 이용하여 배수층이 포함된 성토체를 먼저 구축하고, 이후에 전면벽을 구축하는 분리시공방식에 의한 보강토 옹벽을 구현함으로써,

첫째, 시공도중 성토체의 수평변위 발생과 시공오차를 충분히 흡수하여서 구조적으로 안정된 옹벽구조물을 얻을 수 있고,

둘째, 전면벽의 형식과 관계없이 성토체를 선시공하므로 시공이 편리하며,

셋째, 성토체와 전면벽 등의 동일 공종만을 일괄적으로 시행할 수 있음으로써 공기단축이 가능하고,

넷째, 모래포대를 사용한 배수층으로 인하여 배수층의 이완이 없게 되어 배수가 용이하게 이루어지며,

다섯째, 지진발생시 성토체와 전면벽이 별개로 거동하므로 내진에 유리하고,

여섯째, 전면벽의 하자발생시 성토체와는 별개로 전면벽만의 부분보수가 가능함으로써 유지관리를 하기에 수월하며,

일곱째, 전면벽의 마감에 대한 선택범위가 넓어 환경친화적인 옹벽구조물을 을 제공할 수 있고,

여덟째, 지역적인 특성 및 사용목적에 따라서 전면벽을 교체하여 변경시공이 가능한 등의 여러 효과를 갖는다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본발명은 구조적으로 안정된 옹벽구조물을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 시공성이 대폭적으로 향상되며, 옹벽구조물 외관의 선택폭이 넓고, 시공후 유지관리하기에 용이하는 등 매우 유용한 발명이다.

Claims (5)

1. 전면벽(10)의 뒷부분을 이루는 성토부의 뒷채움흙(20)속에 인장력이 강하고 마찰유발력이 큰 그리드형의 섬유보강재(30)가 일정한 높이마다 층층이 설치되어서 성토체의 점착력 및 내부저항력이 증가되도록 한 보강토 옹벽을 구축함에 있어서,

   상기 성토부의 앞부분 경계면을 따라 모래포대(41)를 쌓고 그 모래포대(41)의 뒷부분에 뒷채움흙(20)을 쌓으면서 다짐하는 방식으로 앞부분이 모래포대벽(40)으로 이루어지는 성토체를 구축하되, 상기 보강재(30)들의 앞부분을 일정높이마다의 상하층 모래포대(41) 사이에 물리도록 설치하여서, 상기 보강재(30)들의 앞부분은 상하층 모래포대(41)에 의해 고정되고 뒷부분은 뒷채움흙(20) 속에 묻히는 성토체를 완성한 후에, 그 모래포대벽(40)의 전면에 붙여서 상기 전면벽(10)을 구축하여서 된 것을 특징으로 하는 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽.
2. 제1항에 있어서, 상기 보강재(30)들은 그 선단부가 그것을 물고 있는 모래포대(41)들의 사이로 빠져나와 모래포대벽(40)의 전면을 감싸면서 상부로 연장되어 상부층의 보강재(30)를 물고 있는 모래포대(41)들의 사이에 함께 물려지도록 설치되어서, 그 모래포대벽(40)의 전면부가 전체적으로 보강재(30)에 의해 덮여지는 것을 특징으로 하는 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽.
3. 제2항에 있어서, 상기 전면벽(10)은 뿜어붙이는 방식으로 일정두께를 갖도록형성하되, 그 뿜어 붙이는 방식은 시멘트몰탈을 분사하여 콘크리트 표면을 만드는 숏크리트 방식, 모래포대벽(40)의 전면에 식생매트를 설치하고 흙과 식물씨앗을 혼합한 재료를 분사하여 녹생토 표면을 만드는 방식, 폴리에스터와 같은 섬유와 흙을 혼합한 재료를 분사하여 섬유혼합보강토 표면을 만드는 방식 중에서 어느 하나의 방식이 선택적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽.
4. 제2항에 있어서, 상기 전면벽(10)은 자연석 또는 인공석재를 이용하여 구축하되, 쌓기를 시행할 때 자연석 또는 석재의 사이를 몰탈 또는 콘크리트로 채워서 구축하는 것을 특징으로 하는 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽.
5. 제2항에 있어서, 상기 전면벽(10)은 콘크리트 블록(55) 또는 콘크리트 패널을 쌓아서 축조하되, 상기 보강재(30)가 물려지는 상하층 모래포대(41)의 사이에 연결용보강재(56)를 함께 물려놓고 전방으로 연장시킨 후, 그 전방으로 연장된 연결용보강재(56)의 선단부를 상하층 블록(55)들 사이에 끼워 넣고 고정하며, 그 블록(55)과 모래포대벽(40)의 사이에는 모래 또는 자갈등의 입상골재(57)를 채워넣은 것을 특징으로 하는 모래포대를 이용한 분리식 보강토 옹벽.