KR100744043B1 - 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된식생 보강토 옹벽 및 이를 이용한 보강토 옹벽시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평긴장부재를 이용하여 암반 및 토사인 배면토에 보강토 옹벽을 압축프리스트레스가 도입되며 녹화가 가능하도록 한 보강토 옹벽 및 그 설치방법에 관한 것으로서, 상기 보강토 옹벽은 관통홀이 형성된 하부수평블록 및 지지블록으로 구성되고, 상기 관통홀에 수평긴장부재가 긴장 후 정착됨으로서 보강토 블록이 배면토에 압착되어 설치되며, 지지블록 사이에 발아식물이 포함된 발아체구 설치된다.

보강토 옹벽, 지오그리드, 프리스트레스, 녹화

Description

수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽 및 이를 이용한 보강토 옹벽시공방법{Reinforced Soil Retaining Wall Prestressed To The Horizontal Direction And The Construction Method Using The Same}

도 1a는 종래의 보강토 옹벽 설치 단면도이며,

도 1b는 종래의 보강토 블록을 도시한 것이며,

도 1c 및 도 1d는 종래의 수평보강재인 강성 및 연성 지오그리드를 도시한 것이다.

도 2a는 본 발명의 발아체부 및 수직보강재를 포함한 보강토 블록의 조립도이며,

도 2b는 본 발명의 보강토 옹벽의 설치 사시도이다.

도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 수평연결부재의 구체예들이다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 보강토 옹벽 설치단면도이며,

도 4c 및 도 4d는 본 발명의 경사진 보강토 옹벽 설치단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 보강토 블록 110:하부수평블록

120:지지블록 130:장착구

200:수평긴장부재 300:발아체부

310:식생토 320:발아식물

400:수직보강재 500:뒷채움재

600:수평보강재 700:기초부

800:마감캡

본 발명은 수평방향으로 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 배면토에 인장력이 큰 수평보강재인 지오그리드를 설치하여, 상기 지오그리드의 배면토와의 마찰력을 이용함으로서 인장력을 증가시켜 보강토체의 자체안정을 이루고, 자유면에 콘크리트 보강블럭을 설치하여 인장력이 작은 자유면의 토사안정을 이룰수 있도록 한 보강토 옹벽에 관한 것이다.

종래의 보강토 옹벽의 설치상태를 단면도 형태로 도시한 것이 도 1a이다.

상기 종래의 보강토 옹벽(10)은 크게 보강토 옹벽용 블록(11) 및 상기 블록(11)에 한 측면단부가 연결되고, 타 측면단부는 배면토(20) 후방까지 연장되어 수평으로 포설되는 지오그리드(12a,12b, Geogrid)로 구성되며, 층별로 지오그리드(12)가 포설된 배면토를 다져가면서 최종 높이까지 옹벽용 블록(11)을 쌓아 가면서 사면을 보강하는 방법이다.

도 1b는 상기 블록(11)의 한 예를 도시한 것이며, 도 1c는 강성 지오그리드(12a)를 도 1d는 연성 지오그리드(12b)의 예를 도시한 것이다.

상기 옹벽용 블록(11)은 통상 모르타르(또는 콘크리트) 제품으로 성형되어 제작되며, 기계적 맞물림 통하여 상, 하로 쌓아질 수 있도록 전단키(11a)가 형성되며, 지오그리드가 배면토에 연결봉 등을 포함한 다양한 연결구에 의하여 연결 설치될 수 있도록 가로홈(11b) 및 세로홈(11c)이 형성되어 있는 것이 일반적이다.

상기 강성 지오그리드(12a)는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 강제 연신하는 방법으로 연결판에 의하여 서로 평면형태로 연결 제작된 것이며, 연성지오그리드(12b)는 고강도의 폴리에스테르를 직물에 PVC를 코팅하여 격자형태로 성형된 것이 주로 이용된다. 이러한 지오그리드는 섬유보강재라는 명칭으로도 지칭되기도 한다.

상기 지오그리드는 일 측면부가 블록(11)의 가로홈(11b) 또는 세로홈(11c)에 걸쳐지거나 연결봉 등과 같은 연결구에 의하여 블록과 일체로 설치되며, 배면토 후방까지 연장 포설되어 설치되게 된다.

하지만 이러한 종래의 보강토 옹벽(10)은 축조된 후 시간이 경과함에 따라 다짐된 배면토(20)가 압밀되면서, 서서히 배면토가 침하하는 필연적으로 발생하게 되는데, 문제는 이러한 현상에 의하여 옹벽용 블록(11)과 연결된 지오그리드(12a,12b)가 배면토 후방까지 포설되어 있기 때문에 배면토와 함께 지오그리드(12a,12b)도 함께 침하하게 된다는 것이다.

이에 지오그리드(12a,12b)가 배면토와 함께 침하하면서 연결된 옹벽용 블록(11)이 배면토(20) 쪽으로 쏠리게 되어 옹벽용 블록(11)의 설치 형태가 변형되어 국부적으로 무너지거나, 과다하게 변형이 발생하여 사용성 확보가 어렵거나, 블록 에 균열이 발생할 수도 있으며, 지오그리드와 블록의 연결이 서로 끊어져 자칫 보강토 옹벽으로서 기능을 다하지 못하는 문제점이 발생될 수 있다는 점이 지적되었다.

또한 사면 녹화에 있어 여러 가지 방법이 소개되어 있는데, 특히 보강토 옹벽에 적용할 수 있되, 보다 쉽게 설치가 가능하여 필요에 따라 다양한 종래의 식생재료를 자유롭게 선태 설치할 수 있는 기술개발의 필요성이 점차 증가되고 있는 실정이었다.

본 발명의 목적은 보강토 옹벽의 설치에 있어서 배면토의 침하에 따른 보강토 옹벽의 하자발생을 방지할 수 있는 보강토 옹벽을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전면부에 녹화가 용이한 보강토 옹벽을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 암반인 절토 사면에 있어서는 락볼트나 어쓰앵커(Earth Anchor)를 보강하여 암사면의 안정 및 낙석방지와 녹생화를 동시에 확보할 수 있을 뿐만 아니라 시공방법에 있어서는 상향식뿐만 아니라 절개와 동시 또는 기존 암사면의 보호공에 있어서 하향식으로 보강토 옹벽을 설치할 수 있는 보강토 옹벽 설치방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

사면체 형상의 하부수평블록(110)의 중간에 서로 이격되어 상향 및 배면방향으로 돌출 형성된 한 쌍의 사면체 형상의 지지블록(120)으로 구성되고, 상기 하부수평블록(110)과 지지블록(120)의 전면으로부터 배면까지 관통홀(111,121)이 형성되며, 절토 사면에 수직 및 수평방향으로 조적되어 설치되며 상기 하부수평블럭(110)과 지지블럭(120)을 일체로 제작할 수 있는 보강토 블럭(100);

배면토(A) 후방까지 연장 설치된 신축이 가능한 지오그리드를 포함하는 수평보강재(600)의 일면에 연결되며, 타단부는 상기 관통홀(111,121)에 삽입되어 보강토 블록(100)의 전면으로부터 긴장되어 연결된 수평보강재(600)를 긴장시킨 후 관통홀에 삽입 설치된 정착구(220)에 정착된 수평긴장부재(200); 및

하부수평블록(110)과 근접한 각 지지블록(120) 사이에 상하 연장된 홈 또는 인서트를 포함하는 장착부(130)에 양 측부가 탈착이 가능하도록 설치되며 발아식물(320)이 담긴 충전토(310)가 내측에 충진되며, 상하가 개방된 주머니 형태의 발아체부(300);를 포함하도록 하였다.

이하, 본 발명에 따른 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽 및 이를 이용한 보강토 옹벽시공방법을 도면에 도시된 실시예를 참조하여 상세하게 설명하기로 하며, 여기서 보강토체 자유면은 완성된 보강토옹벽을 구성하는 보강토 블록의 전면부를 의미하는 것으로 한다.

도 2a는 본 발명의 수직보강재(400) 및 발아체부(300)가 설치되는 보강토 블록(100)을 도시한 것이며,

도 2b는 본 발명의 수평보강재(600), 수평긴장부재(200) 및 발아체부(300)가 설치된 상태의 보강토 옹벽이 수평으로 쌓여진 상태를 도시한 것이며,

도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 본 발명의 보강토 블록(100)에 설치되는 수평긴장부재(200)의 구체예 들을 도시한 것이며,

본 발명의 보강토 옹벽은 도 2a 및 도 2b와 같이 크게 보강토 블록(100), 수평긴장부재(200) 및 발아체부(300)를 포함하여 구성된다.

상기 보강토 블록(100)의 경우, 도 2a와 같이 사면체 형태로 수평방향으로 연장된 하부수평블록(110) 및 상기 하부수평블록(110)의 중간에 서로 이격되어 한 쌍으로 형성되되, 하부수평블록(110) 상부로 돌출되며 그 후면으로 역시 돌출된 지지블록(120)이 형성되어 있어 전체적인 단면 형상이 “ ㅛ ”형태로 제작되고, 통상 콘크리트 제품으로 성형되는 것이 일반적이나 재질이 반드시 이에 한정되지는 않는다.

하부수평블록(110)의 경우 양 측면은 라운딩 처리되어 있으며, 이는 보강토 블록을 코너부에 설치할 경우 보강토 블록이 서로 간섭되지 않도록 하기 위함이다.

이러한 하부수평블록(110)은 전면으로부터 배면을 관통하는 관통홀(111)이 형성되는데, 이러한 관통홀(111)은 후술하는 바와 같이 수평보강재(600)를 긴장시킨 후 정착되는 수평긴장부재(200)가 정착될 수 있도록 일종의 지지부 역할도 하게 된다.

상기 수평긴장부재(200)는 후술되는 바와 같이 봉 형태로 제작될 수 있기 때문에 관통홀(111)의 경우도 원형단면의 구멍으로 형성되도록 하는 것이 바람직 하지만, 수평긴장부재의 단면 형태에 따라 사각형 관통홀 등으로 형성될 수도 있다.

하부수평블록(110)에 설치되는 관통홀(111)의 개수는 설치되는 수평긴장부재 (200)의 설치개수 등에 다수가 설치될 수 있도록 하여, 수평긴장부재의 설치 위치에 따라 관통홀(111)을 선택 사용할 수 있도록 하며, 수평긴장부재(200)가 설치되지 않는 관통홀은 유지보수용 작업발판 등의 설치를 위한 비계가 삽입되어 추후 유지관리가 용이하도록 할 수 있다.

이러한 하부수평블록(110) 중간에 서로 한 쌍의 지지블록(120)이 형성되는데, 본 발명의 지지블록(120)은 상부에 배치되는 하부수평블록(110)을 지지하는 기능 및 후술되는 발아체부(300)가 삽입되어 설치되도록 하는 역할을 하게 되며, 상기 하부수평블록(110)에 형성된 관통홀(111)과 같이 동일한 관통홀(121)이 함께 형성되도록 한다.

이로서, 본 발명의 보강토 블록에는 형성되는 위치(하부수평블록 또는 지지블록)에 따른 관통홀(111.121)이 다수 설치되는 형태가 되지만, 모두 수평긴장부재(200)의 설치 및 비계설치를 위한 관통홀의 기능을 가진다는 점에서는 양자 서로 공통된 기능을 가지게 된다.

이러한 지지블록(120)은 하부수평블록(110)과 일체로 함께 성형되도록 제작되며, 하부수평블록(110)의 상부면으로부터 상방으로 소정의 높이 및 폭으로 돌출되도록 하되, 수평하부블록(110)의 하면으로부터 연장되어 후방으로 돌출되도록 형성된다.

지지블록(120) 안쪽 내, 외 측면에는 도 2a와 같이 후술되는 발아체부(300)가 설치될 수 있는 상하 연장된 홈 또는 인서트로 형성되는 장착부(130)가 형성되며, 도 2a에는 하방으로 연장된 홈이 도시되어 있다.

이러한 장착부(130)는 발아체부(300)가 도 2b와 같이 지지블록(120) 사이에 수평으로 연속하여 설치될 수 있도록 수평지지블록(110)과 근접한 내, 외측 측면에 형성되도록 한다.

상기 연장된 홈의 경우에는 도 2a와 같이, 반원형 홈의 형태로 상기 측면에 제작 편의상 지지블록(120)의 높이 전체에 걸쳐 형성되도록 할 수 있으며, 지지블록(120) 상부면으로부터 수평지지블록(110)의 상단면 높이까지만 설치하여 후술되는 발아체부(300)의 설치위치 및 높이를 조절할 수 있도록 할 수 있다.

상기 인서트의 경우에는 도 2c와 같이, 일종의 수직관통홀로서 상기 지지블록의 측면에 수직으로 형성시킨 볼트홈 또는 인서트가 삽입된 인서트홈 등으로 형성될 수 있으며, 지지블록(120)의 높이에 걸쳐 이격시켜 다수 설치할 수 있다.

이러한 볼트홈 또는 인서트홈은 지지블록(120)의 높이에 따라 발아체부(300)가 지지블록(120) 사이에 고정될 수 있도록 적절한 수로 설치하면 된다. 상기 장착부(130)에는 본 발명의 발아체부(300)가 장착된다.

발아체부(300)는 도 2a 및 도 2c와 같이, 적어도 상하면은 개방된 주머니형태로 제작되도록 하며, 후술되는 바와 같이 식생토(310)가 내부에 충전되는 경우 최종적으로는 단면형태가 사각 또는 육각형 등으로 형성되도록 할 수 있으며, 높이는 지지블록(120) 사이에 설치되므로 지지블록의 높이 정도로 제작하고, 폭은 지지블록의 사이에 설치될 수 있도록 조정된다.

이로서 도 2a와 같이 발아체부(300)의 오므라진 양 측단부가 예컨대, 지지블록(120)에 형성된 연장된 반원형 홈에 위에서부터 삽입되어 지지블록(120) 사이에 탈착이 가능하도록 설치되도록 할 수 있게 된다.

도 2c와 같이 장착부(130)로서 볼트홈 또는 인서트홈이 설치된 경우에는 볼트를 포함하는 장착구를 이용하여 발아체부(300) 안쪽으로부터 볼트홈 또는 인서트홈에 끼워져 장착구가 발아체부(300)를 지지블록(120)에 압착 고정 되도록 하게 된다.

이러한 발아체부(300)는 그 명칭에서 알 수 있듯이, 그 내부공간에 여러 식생재료를 포함한 발아식물 및 발아식물용 식생토가 충전되도록 할 수 있다.

발아식물(320)은 일종의 식생토(310)에서 자랄 수 있는 다양한 종류의 씨앗 등이 포함되며, 식생토(310)는 발아식물에 따라 다양한 보양분이 포함된 흙을 포함하여 구성될 수 있다.

이로서 본 발명의 보강토 옹벽에는 발아체부(300)에 의하여 보강토 옹벽 설치 후, 발아식물에 따른 자연식생 재료가 자라게 되고, 이러한 자연식생재료는 지지블록(120) 사이에 보강토 옹벽 전면부로 외부에 노출되어 친환경적인 심미감을 확보할 수 있게 된다는 장점이 있게 된다.

이러한 발아체부(300)는 지지블록(120) 사이의 개방된 공간을 차지하기 때문에 지지블록(120) 배면쪽으로부터 토압 등에 의하여 전면으로 유출되는 경우가 발생할 수 있게 되어 그 내구성에 있어 문제가 될 소지가 있다.

이에 발아체부(300)는 토압에 의한 식생토와 발아체부 배면에 채워지는 뒷채움재(500)가 함께 밀려 전방으로 유출되지 않을 정도의 전단저항능력을 가져 충분한 내구성을 포함할 수 있는 재질로 제작할 필요가 있게 된다.

이로서 본 발명에서는 플라스틱 재질 또는 강재재질로 격자형태로 짜여져 제작되도록 할 수 있으며, 바람직하게는 종래기술에서 살펴본 보강토 옹벽용 지오그리드 재질로 제작하는 것이 바람직하다.

상기 발아체부(300)의 배면과 배면토 전면 사이에 잡석(배수막돌)을 포함한 배수용 뒷채움재(500)가 도 2b와 같이 더 채워지게 되는데, 이는 지지블록에 유입되는 유수 등을 배수시키기 위한 것이다.

이러한 뒷 채움재(500)의 배면은 절토 사면의 전면과 접하게 되는데, 본 발명에서는 뒷 채움재(500) 배면과 절토 사면의 전면 사이에 수직보강재(400)를 설치하게 된다.

수직보강재(400)는 절토 사면으로부터의 토압을 지지함으로서 보강토 블록(100)에 전달되는 토압의 상당부분을 흡수할 수 있도록 하게 되며, 이러한 수직보강재(400)도 역시 후술되는 수평보강재인 지오그리드를 이용할 수 있게 된다. 이로서 수직보강재로 인하여 뒷 채움재(500) 및 발아체부(300)가 토압에 의하여 손상되거나, 전방으로 유출되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

종래의 보강토 옹벽에서는 도 1a와 같이 배면토 후면까지 연장 설치된 수평보강재(12)를 보강토 블록에 단순 연결하는 방식으로 취하게 되는데, 이러한 방법으로는 배면토가 시간이 경과함에 따라 압밀되어 침하되는 현상이 발생하게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위하여 본 발명은 수평보강재(600)를 설치하되, 수평보강재와 보강토 블록사이에 수평긴장부재(200)를 이용하여 수평보강재(600)가 긴장되어 보강토 블록(100) 정확하게는 관통홀(111,121)에 정착됨으로서 일종의 압 축 프리스트레스가 수평방향으로 도입되어 보강토 블록(100)이 배면토(A)에 압착, 설치될 수 있도록 한다.

도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 수평보강재(600)의 종류에 따른 수평긴장부재(200)의 연결, 정착 상태의 예를 도시한 것이다.

먼저, 수평보강재(600)는 종래와 같이 강성 또는 연성 지오그리드인 섬유보강재를 이용할 수 있으며, 후술되는 바와 같이 판재 형태의 섬유 또는 강재인 판넬형 보강재 또는 절토사면이 암반인 경우에 사용되는 어스앵카 또는 락볼트인 강재보강재가 될 수도 있다.

도 3a의 경우, 수평보강재(600)로서 판넬형 수평보강재(610)를 사용하는 경우에 이용될 수 있는 수평긴장부재(200a)를 도시한 것이다.

상기 수평긴장부재(200a)는 통상 강재를 이용하여 제작하게 되며, 봉 형태로 제작하되 판넬형 수평보강재(610)가 끼워질 수 있도록 삼각지지부(210a)가 우측 단부에 형성되도록 하고, 좌측 단부에는 외주면에 나사산이 형성되도록 제작한다. 상기 좌측단부는 보강토 블록(100)에 형성된 관통홀(111,121)에 삽입되게 된다.

상기 관통홀에 삽입된 좌측단부는 미도시된 유압잭 등을 이용하여 긴장 후 관통홀 내부에 삽입되어 있는 정착너트(220a)에 체결되게 되며, 긴장력을 유지하기 위하여 고정너트(230a)가 다시 정착너트(220)와 접하도록 상기 좌측단부에 적어도 1개 체결됨으로서 결국, 긴장력에 의한 압축 프리스트레스가 보강토 블록(100)과 배면토에 도입되도록 한다.

도 3b의 경우, 수평보강재(600)로서 종래의 강성 또는 연성 지오그리드를 사용하는 경우에 이용될 수 있는 수평긴장부재(200b)를 도시한 것이다.

상기 수평긴장부재(200b)는 교량용 텐던(Tendon)으로서 언본디드 강연선(Unbonded Strand)을 사용할 수 있는데, 이는 수평보강재가 격자형으로 제작되어 격자 사이에 수평긴장부재(200b)를 서로 엇갈리게 끼워 전체적으로 U자형으로 감아 연결되도록 설치되는데 용이하기 때문이다.

상기 수평긴장부재의 양 단부도 보강토 블록에 형성된 관통홀(111,121)에 삽입되게 된다.

상기 관통홀에 삽입된 양 단부는 미도시된 유압잭 등을 이용하여 긴장 후 관통홀 내부에 삽입되어 있는 정착웨지콘(210b)에 체결되게 되며, 긴장력을 유지하기 위하여 정착 웨지(220b)가 다시 웨지 정착콘에 삽입되도록 상기 좌측단부에 삽입 체결됨으로서 결국, 긴장력에 의한 압축 프리스트레스가 보강토 블록과 배면토에 도입되도록 한다.

도 3c의 경우, 수평보강재(600)로서 락볼트 또는 어스앵카 중 락볼트(210c)를 사용하는 경우에 이용될 수 있는 수평긴장부재(200c)를 도시한 것이다.

상기 수평긴장부재(200c)는 절토 사면이 암반인 경우 도 3a 및 도 3b에서 살펴본 수평보강재인 판넬형 또는 지오그리드(610,620)를 설치하는 것이 불가능하게 된다. 이에 도 4b와 같이 암 사면에 삽입공(천공홀)을 천공한 후, 천공홀에 락볼트를 삽입하고 삽입공 내부 공간을 그라우팅 하게 되며, 이로서 암 사면에 락볼트 단부가 돌출되어 형성되게 된다.

이러한 돌출된 락볼트 단부도 보강토 블록에 형성된 관통홀(111,121)에 삽입되게 된다. 통상 락볼트는 경사지게 암사면에 설치되므로 이 경우 본 발명의 보강토 블록도 약간 경사지게 조적되어 쌓아지도록 하여 락볼트가 보강토 블록의 관통홀에 삽입될 수 있도록 할 수 있다.

상기 관통홀에 삽입된 단부도 역시 유압잭 등을 이용하여 긴장 후 관통홀 내부에 삽입되어 있는 정착판(220c)에 체결되게 되며, 긴장력을 유지하기 위하여 정착너트(230c) 및 고정너트(240c)가 다시 정착판(210c)에 접하여 삽입되도록 하여 결국, 긴장력에 의한 압축 프리스트레스가 보강토 블록과 배면토에 도입되도록 한다.

도 3d의 경우, 수평보강재(600)로서 강재보강재인 판넬형 보강재(210d)를 사용하는 경우에 이용될 수 있는 수평긴장부재(200d)를 도시한 것이다. 도 3a와 같은 수평보강재에 사용되는 판넬형 보강재와 동일한 형태라고 볼 수 있다.

판넬형 보강재(210d)의 단부도 보강토 블록에 형성된 관통홀(111,121)에 삽입되게 된다. 상기 판넬형 보강재의 경우 사각단면의 단부를 가지게 되므로 상기 관통홀도 이에 대응하여 사각단면형태로 형성시키게 된다.

상기 관통홀에 삽입된 단부도 역시 유압잭 등을 이용하여 긴장 후 관통홀 내부에 삽입되어 있는 사각정착 웨지콘(220d)에 체결되게 되는데, 긴장력을 유지하기 위하여 사각정착웨지(230d)가 다시 사각정착 웨지콘에 접하여 삽입되도록 하여 결국, 긴장력에 의한 압축 프리스트레스가 보강토 블록과 배면토에 도입되도록 한다.

이때 상기 도 3a 및 도 3c와 같이 정착,고정너트 와 정착판을 이용하는 경우를 본 발명에서는 나사체결식이라 하고,

도 3b 및 도 3d와 같이 정착웨지콘과 정착웨지를 이용하는 경우를 본 발명에서는 쐐기체결식이라 한다.

이하, 본 발명의 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽 설치방법을 살펴본다.

먼저, 보강토 옹벽을 설치하는 배면토가 토사인 경우(실시예 1) 및 암반(실시예 2)인 경우를 살펴본다.

<실시예 1>

도 4a는 실시예 1의 보강토 옹벽이 설치된 예들을 도시한 것이다.

배면토가 토사인 경우, 시공계획선에 따라 원 지반을 절토하게 되며, 이로서 절토부 사면(B)이 형성된다.

상기 절토부 사면(B)과 인접한 지반을 정지하여 본 발명의 보강토 옹벽이 설치될 부위의 지반을 마감처리하게 된다. 통상 지반을 터파기한 후 터파진 지반에 잡석을 다지는 등 지반 정지 작업을 진행하게 된다.

다음으로는 다져진 잡석 위에 린 콘크리트(버림 콘크리트,720)를 타설, 양생하고, 레벨링을 위한 모르타르(710)를 형성시키는 등 통상의 보강토 옹벽 설치를 위한 기초부(700) 설치작업을 하게 된다.

기초부(700) 설치작업이 완료되면, 본 발명의 보강토 블록을 이용하여 첫단 블록(100a)을 기초부(700) 위에 설치하게 된다. 이때, 상기 보강토 블록에 도 2b와 같이 발아체부(300)를 함께 설치하고, 발아체부(300) 후방에 잡석을 포함한 뒷 채움재(500)를 채운 후, 수직보강재(400)를 설치하게 되며, 첫 단에 맞추어 배면토(A1)를 포설하게 된다.

다음으로는 수평보강재(600a)를 포설된 배면토 상면에 배치하고, 수평보강재(강재보강재 또는 수평보강재 등)에 따른 여러 다른 수평긴장부재(200)를 연결, 설치하게 된다. 이때 수평보강재(600a)의 후단은 포설된 배면토(A1)에 고정될 수 있도록 통상의 미도시된 고정구를 설치할 수 있으며, 이는 수평보강재의 긴장 시 후단이 고정되도록 하기 위함이다.

또한 수평긴장부재(200)의 일단부는 보강토 블록의 관통홀(111,121)에 삽입되어 설치되도록 하게 된다.

다음으로는 다시 배면토 형성을 위한 뒷채움을 하면서 두 번째 보강토 블록(100b)을 첫단 블록(100a) 위에 쌓고, 뒷채움된 배면토를 다지게 된다.

이때, 수평긴장부재(200)를 긴장하여 보강토 블록(100a)에 정착시킴으로서 보강토 블록(100a)과 배면토(A1)에 압축프리스트레스가 도입되도록 한다.

이러한 작업공정을 기본 작업 1이라 하면, 최종 옹벽 설치높이까지 기본 작업 1을 반복함으로서 최종적으로 절토 사면에 보강토 블록(100b,100c,100d,100e),수직보강재(400b,400c,400d,400e) 및 수평보강재(600b,600c,600d,600e)를 배면토(A2,A3,A4,A5)의 다짐작업과 함께 조적되어 쌓여져 설치될 수 있을 것이다.

다음으로는 최종 높이까지 쌓아진 보강토 블록 상면에 상부마감용 마감 캡(800)을 설치함으로서 옹벽 설치를 완료할 수 있도록 한다. 상기 마감 캡(800)은 통상 프리캐스트 콘크리트 제품을 보강토 블록의 상부면 형상에 따라 다양한 형상 으로 제작할 수 있게 된다.

이로서 완성된 본 발명의 보강토 옹벽의 전면부에는 시간이 경과함에 따라, 미도시된 발아체부(300)에 채워진 식생토에 포함된 발아식물(320)에 따른 자연식생 재료가 자라게 되어 친환경적인 외적 미감을 발현시킬 수 있고,

보강토 옹벽의 배면토가 압밀침하가 발생하는 경우라도 보강토 블록이 배면토에 압축 프리스트레스에 의하여 압착되어 있어 압밀침하에 따른 보강토 블록의 동반 변형 또는 침하현상을 방지할 수 있게 된다.

또한 수평보강재(600)는 배면토에 작용하는 수직, 수평토압을 지지하게 되며, 수직보강재(400)는 배면토로부터 전달되는 수평토압을 완화해주는 역할을 하게 되어 뒷채움재 및 발아체부가 토압에 의하여 전방으로 유출되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 보강토 블록에는 수평긴장부재가 삽입 설치되지 않는 관통홀이 남아 있어, 이러한 관통홀에 비계용 강관 등을 설치할 수가 있는 데 이로서 보강토 옹벽 유지, 관리를 작업발판 등을 상기 비계용 강관에 매달아 설치할 수 있는 등 보강토 옹벽 유지관리도 매우 용이해진다는 장점이 있게 된다.

이러한 보강토 옹벽은 배면토의 경사도에 따라 수직으로 설치될 수도 있고, 경사면을 따라 후방 경사지게 설치될 수 도 있으며, 상하 보강토 블록의 기계적 결합을 위하여 보강토 블록의 지지블록 상,하 후단에 전단키가 더 형성된 보강토 블록을 이용할 수도 있게 된다.

도 4c 및 도 4d는 특히 발아체부(300)가 설치된 보강토 블록(100)을 경사지 게 설치할 수 있음을 보인 것이다.

즉, 도 4c의 경우 보강토 블록(100)을 좌,우로 다소 경사지게 제작함으로서 전체 옹벽의 경사를 조절할 수 있음을 보인 것이고,

도 4d의 경우 보강토 블록(100)을 배면토 쪽으로 들여 쌓아감으로서 전체 옹벽의 경사를 조절할 수 있음을 보인 것이다.

이때 물론 보강토 블록(100)은 배면토가 토사인 경우가 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있으나, 아래 실시예 2와 같이 배면토가 암반인 경우에도 위와 같은 방법으로 옹벽 경사를 조절할 수 있다.

<실시예 2>

상기 실시예 2에 따른 보강토 옹벽 설치 작업은 도 4b와 같이,

암반인 원 지반에 보강토 옹벽을 설치함에 있어서,

보강토 블록을 설치하기 위하여 원 지반 상면으로부터 암반인 원 지반을 절토하여 제 1 절토사면을 하향 형성시키는 단계(s1);

상기 제 1 절토사면의 하단으로부터 어스앵카 또는 락볼트를 포함하는 수평긴장부재(900a)를 제 1 절토사면에 삽입, 설치하는 단계(s2);

상기 제 1 절토사면에 지오그리드를 포함하는 수직보강재(400a)를 설치하는 단계(s3);

사면체 형상의 하부수평블록(110)의 중간에 서로 이격되어 상향 및 배면방향으로 돌출 형성된 한 쌍의 지지블록(120)으로 구성되고, 상기 하부수평블록의 전면으로부터 배면까지 관통홀이 형성되며, 상기 하부수평블록과 근접한 각 지지블록 사이에 상하 연장된 홈 또는 인서트를 포함하는 장착부(130)에 양 측부가 탈착이 가능하도록 설치되며 발아식물(320)이 담긴 식생토(310)가 내측에 충진되며 상하가 개방된 주머니 형태의 발아체부(300)를 포함하는 보강토 블록(100a)을 설치하되, 상기 수평긴장부재(900a)의 돌출 단부를 보강토 블록의 관통홀에 삽입되도록 설치하는 단계(s4);

상기 수평긴장부재(900a)를 긴장 후, 보강토 블록(100a)에 정착시키는 단계(s5);를 포함하는 보강토 블록 설치공정을 반복하여 보강토 옹벽을 하향식으로 설치하게 된다.

이러한 방식은 종래의 절토 사면을 모두 완료하고, 절토 사면 하부로부터 보강토 블록 설치작업이 시작되어 절토 사면 상부에서 완성된다는 의미에서 하향식 보강토 옹벽 시공방법과 비교하여 보강토 블록을 절토 사면 상부로부터 하부로 설치하는 방법과 대비될 수 있는데, 이러한 방식을 취하는 이유는 종래의 방식에 있어서는 절토 사면 형성 및 주위 지반을 정지하기 위한 선행 작업이 완료되어야 하므로 주변 교통을 방해할 수 있는 등 공기지연 및 공사비 증감요인이 될 수 있다는 문제점이 있기 때문이다.

이에 원 지반이 암반인 경우 사면을 위한 절토작업과 함께 보강토 블록을 설치할 수 있다면, 상기 선행작업을 생략할 수 있다는 장점이 있게 된다.

이에 본 발명의 보강토 블록을 암반인 원 지반에 설치하는 방법이 상기 실시예 2에 의한 보강토 옹벽 설치방법이라 할 수 있으며, 원 지반이 암반이기 때문에 수평보강재(900a)로서 어스앵커 또는 락볼트를 이용하게 된다. 이로서 수평긴장부 재(900a)에 도 3c와 같이 웨지정착콘 및 정착 웨지를 이용하게 된다.

구체적으로 살펴보면, s1 단계와 같이 먼저 원 지반의 절토 시공계획선에 따라 암반인 지반을 상부면으로부터 개략 보강토 옹벽 2-3단을 설치할 수 있을 정도의 작업공간을 확보하되, 추가적으로 보강토 옹벽을 하향 설치하기 위한 절토 작업을 수행할 백호우 등을 포함한 기계적 수단을 위치시키기 위하여 전체적으로 4-6단을 설치할 공간을 절토(제 1 절토사면을 하향 형성)하게 된다.

이에 수평보강재(900a)로서 어스앵커 또는 락볼트를 절토된 사면에 설치하기 위하여 천공홀을 형성시키게 되며, 천공홀에 상기 수평보강재를 삽입 설치한 후, 천공홀에 그라우팅재를 충전시켜 마감시키게 된다.(s2 단계)

다음으로는 수직보강재(900a)를 절토된 사면에 설치하고(s3 단계),

본 발명의 보강토 옹벽(100)을 1단씩 하부로부터 상부로 설치하게 된다(s4단계). 이때 보강토 블록(100)의 관통홀에 상기 수평보강재(900a)의 돌출 단부가 삽입될 수 있는 위치에 대응되도록 보강토 블록의 위치를 조정하여 설치하게 된다.

이때, 상기 보강토 블록에는 실시예 1과 같이 발아체부(300)를 설치한다.

실시예 2의 경우 배면토가 토사가 아니므로 실시예 1과 같이 배면토의 다짐작업은 필요 없게 된다.

다음으로는 수평보강재(900a,어스앵카 또는 락볼트)를 보강토 블록의 관통홀에 삽입된 상태에서 보강토 블록 전면으로부터 긴장 후 정착(정착판, 정착너트 및 고정너트 이용)시킴으로서 최종적으로 보강토 블록의 설치를 완료할 수 있도록 한다(s5).

이로서 1 사이클의 보강토 블록의 설치가 완료되면, 추가적으로 절토 사면을 계속 하향 형성시켜 가면서 보강토 블록(100b,100c,100d,100e), 수직보강재(400b,400c,400d,400e) 및 락볼트인 수평보강재(900b,900c,900d,900e)를 설치하게 되며, 절토 사면 최하단에 도달 하는 경우 실시예 1과 같이 기초부(700)를 설치하게 된다.

다음으로는 보강토 블록과 배면토 사이에 실시예 1과 같이 뒷채움재(500)를 포설시키게 되고, 최상위 보강토 블록의 상부면에 상기 마감 캡(800)을 설치함으로서 보강토 옹벽의 설치를 완료할 수 있게 된다.

이에 시간이 경과함에 따라 발아체부(300)의 발아식물(320)이 자라나게 되어 사면에 녹화도 가능하게 된다. 이때 상기 발아체부(300)는 볼트너트 결합방식을 채택하여 통째로 교체가 가능하게 할 수 도 있다.

본 발명의 보강토 옹벽에 의하여 종래 보강토 옹벽의 경우 보강토 옹벽의 배면토 침하에 따른 보강토전면벽의 변형이 필연적으로 발생하는 바, 본 공법에 의해 자유면에 설치되는 보강토블럭을 지지판으로 하여 배면의 보강토체에 압력(프리스트레스)을 가하여 설치함에 따라 상기 배면토 침하에 따른 하자를 방지할 수 있고, 토사사면 및 암사면의 붕괴가 진행될 경우에는 본공법의 보강토블럭에 락볼트 또는 어쓰앵커로 지지하여 토사사면 및 암사면의 안정을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 보강토 옹벽에 있어 발아체부에 의한 녹화가 유리하게 되며, 보강토 옹벽의 경사조절도 매우 용이하게 된다.

또한 암반인 사면의 낙석 방지와 사면 풍화현상을 방지할 수 있으며, 발아체부에 의하여 녹화도 가능할 뿐만 아니라, 사면 전체를 초기 절토하지 않아 암반의 이완을 방지할 수 있으며, 사면 노출에 따른 우수 등의 유입에 의한 붕괴 위험성을 줄일 수 있게 된다는 장점이 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는 본 발명의 기술적사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

Claims (8)

1. 보강토 옹벽 축조에 있어서

   사면체 형상의 하부수평블록의 중간에 서로 이격되어 상향 및 배면방향으로 돌출 형성된 한 쌍의 사면체 형상의 지지블록으로 구성되고, 상기 하부수평블록과 지지블록의 전면으로부터 배면까지 관통홀이 형성되며, 절토 사면에 수직 및 수평방향으로 조적되어 설치된 보강토 블록;

   배면토 후방까지 연장 설치된 신축이 가능한 지오그리드를 포함하는 수평보강재의 일면에 연결되며, 타단부는 상기 관통홀에 삽입되어 보강토 블록의 전면으로부터 긴장되어 연결된 수평보강재를 긴장시킨 후 관통홀에 삽입 설치된 정착구에 정착된 수평긴장부재; 및

   하부수평블록과 근접한 각 지지블록 사이에 상하 연장된 홈 또는 인서트를 포함하는 장착부에 양 측부가 탈착이 가능하도록 설치되며 발아식물이 담긴 충전토가 내측에 충진되며, 상하가 개방된 주머니 형태의 발아체부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발아체부의 배면과 배면토 전면 사이에 잡석을 포함한 배수용 뒷채움재가 더 채워지며, 상기 뒷채움재 배면과 배면토 전면 사이에는 수직 또는 경사지도록 수직보강재가 더 설치되고 상기 수직보강재는 격자형 지오그 리드를 포함하는 것을 특징으로 하는 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수평보강재는 지오그리드를 포함하는 섬유보강재; 판재 형태의 판넬형 보강재; 및 절토사면이 암반인 경우에 사용되는 어스앵카를 포함하는 강재보강재;중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽.
4. 제 3항에 있어서, 상기 수평긴장부재의 정착구에 대한 긴장 후 정착은, 정착너트, 고정너트를 이용한 나사체결식 또는 정착웨지콘과 정착웨지를 이용한 쐐기체결식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 발아체부는 토압에 의한 식생토와 뒷채움재가 밀려 전방으로 유출되지 않을 정도의 전단저항능력을 가진 이중 격자 형태의 합성수지 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 보강토 블록은 수평으로 경사지게 제작 되거나, 배면토 쪽으로 들여 쌓아 옹벽의 전면부를 경사지게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하부수평블록과 지지블록은 서로 일체로 성형되어 제작되는 것을 특징으로 하는 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽.
8. 암반인 원 지반에 보강토 옹벽을 설치함에 있어서,

   보강토 블록을 설치하기 위하여 원 지반 상면으로부터 암반인 원 지반을 절토하여 제 1 절토사면을 하향 형성시키는 단계;

   상기 제 1 절토사면의 하단으로부터 어스앵카 또는 락볼트를 포함하는 수평긴장부재를 제 1 절토사면에 삽입, 설치하는 단계;

   상기 제 1 절토사면에 지오그리드를 포함하는 수직보강재를 설치하는 단계;

   사면체 형상의 하부수평블록의 중간에 서로 이격되어 상향 및 배면방향으로 돌출 형성된 한 쌍의 지지블록으로 구성되고, 상기 하부수평블록의 전면으로부터 배면까지 관통홀이 형성되며, 상기 하부수평블록과 근접한 각 지지블록 사이에 상하 연장된 홈 또는 인서트를 포함하는 장착부에 양 측부가 탈착이 가능하도록 설치되며 발아식물이 담긴 식생토가 내측에 충진되며 상하가 개방된 주머니 형태의 발아체부를 포함하는 보강토 블록을 설치하되, 상기 수평긴장부재의 돌출 단부를 보강토 블록의 관통홀에 삽입되도록 설치하는 단계;

   상기 수평긴장부재를 긴장 후, 보강토 블록에 정착시키는 단계;를 포함하는 보강토 블록 설치공정을 반복하여 보강토 옹벽을 하향식으로 설치하는 것을 특징으로 하는 수평방향으로 보강토체 자유면에 프리스트레스가 도입된 식생 보강토 옹벽을 이용한 보강토 옹벽시공방법.

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