KR100243395B1 - 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물 및 그 구축방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 하천·수로등에 축적된 개펄, 특히 간척지에 의한 매립지등의 연약지반을 개량하여 이에 구축되는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물 및 그 구축방법에 관한 것으로, 지반을 일정깊이로 굴토한 바닥면에 부직포매트를 부설하여 차수막층을 형성하고, 상기 차수막층 상부에 굴토된 현장토와 시멘트 및 고화제등을 혼합교반하여 조성된 개량토를 바닥층과 전면벽에 포설하여 고화성형시키는 폐기물매립장 구조물에 있어서, 굴토된 지반(10)의 외곽부 위치에 복수열의 격자형 구조체(30)들을 일정높이로 부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 기초부(51)를 형성하고, 이 기초부의 상측으로 일정높이까지 단계별로 격자형 구조체(30)들을 복수열로 조립부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 벽체부(52)를 형성하는 전면벽(50)과, 상기 콘크리트 기초부(51)로부터 굴토된 지반(10)의 바닥 전체에 걸쳐 부직포매트를 부설한 차수막층(20)과, 상기 차수막층 상측에 격자형 구조체(30)를 복수열로 부설하여 최하측은 고화토층(41)을 형성하고, 그 상측은 배수층(42)을 형성한 바닥층(40)으로 구성된다.

Description

셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물 및 그 구축방법{A Wastes Treatment District Structure for using a Cell Frame-work and It's Construction Method}

본발명은 하천·수로등에 축적된 개펄, 특히 간척지에 의한 매립지등의 연약지반을 개량하여 이에 구축되는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물 및 그 구축방법에 관한 것이다.

통상 폐기물 매립장으로 선정되는 지역은 주민들의 환경오염에 대한 혐오감으로 인하여 토지의 활용도가 낮은 산악지형이나 토질조건이 견고하지 못한 하천변, 해안의 간척지, 뻘등의 연약지반으로 이루어진 지역이 대부분으로서, 특히 대규모로 폐기물을 처리할 수 있는 장소로서는 해안가의 매립지등을 선정할 수 밖에 없는데, 그 토질조건이 대부분 점토지반, 이탄지 또는 느슨한 사질토등 함수율이 상당히 높은 연약지반으로 이루어져 있는데, 이러한 지역에 구축되는 구조물등은 불안정하여 부등침하가 발생되기 쉬워 구조물이 기울어져 제기능을 발휘할 수가 없는 경우가 발생된다.

따라서, 이러한 연약지반에 매립장으로 활용할 경우 대규모의 폐기물을 매립적치하는 매립장으로 활용하기 위해서는 먼저 연약지반을 개량 안정시켜야 하며, 또한 매립되는 폐기물 적재하중에 의한 지반의 침하, 폐기물에서 발생되는 침출수의 유출로 인한 토양과 지하수의 2차오염, 안정되지 않은 매립사면 및 외곽사면의 활동, 홍수시 우수등에 의한 수압, 지진이나 진동, 토압등에 의해 부등침하를 일으켜 지반의 균열현상 및 누수현상등의 여러 문제를 해결할 수 있도록 연약지반을 개량 안정화시키는 것이 필수적이다.

이와 같이 토질여건이 대부분 연약지반으로 이루어진 간척지를 활용하여 대규모의 폐기물을 매립하는 연약지반에 있어서는, 지반의 지지력을 강화시켜 지반의 인장강도를 증가시키고, 대규모로 매립되는 폐기물의 적재하중에 의한 부등침하를 방지함과 동시에 차수성을 높혀 폐기물로부터 발생하는 침출수의 유출을 방지함으로써 2차적인 환경오염을 방지해야만 한다.

통상적으로 폐기물매립장의 토질조건이 연약지반이므로 집중하중을 받는 하층부의 전단파괴로 인한 균열과 부등침하의 발생으로 침출수의 유출과 토양 및 지하수에 침출수의 유입등으로 2차적인 오염발생을 유발시키게 됨으로 매립장으로서의 제기능을 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 종래에도 일본국 특허공개공보 소57- 85414호로 알려진 도1a에서 도시하는 바와 같은 기술로서, 연약지반상에 설치되는 폐기물매립장의 구조물이나 차수구조물에 있어서, 고결력이 없는 점토층(1)위에 주로 1-2㎜두께의 폴리에틸렌(PE)·염화비닐수지·가황고무 또는 아스팔트등으로 이루어진 시트(4)를 바닥저면(1)과 사면(2)에 부설하고, 시트(4)위에 다시 점토층(5)을 포설한 시트라이닝공법을 적용시키거나, 일본국 특허공개공보 소48-86341호에서와 같이 연약지반상에 압축매립층을 형성하는 압밀다짐공법이나 또는 원지반토에 약액을 주입하는 방식의 연약지반공법을 적용하여 왔다.

그러나, 이러한 시트라이닝공법이나 압밀다짐공법등에서는 대규모의 상재하중을 지지할 만한 지반반력을 얻을 수 없다는 점, 사면은 점토의 포설 자체마져 안정되게 시공하기가 불가능하여 사면이 붕괴될 우려와, 또한 특히 이음부에서 시트의 접착불량, 하부 점토층의 표면이 평활하지 않으면 시트가 들뜨게 되어 일체로 시공을 할 수 없다는 점, 부설작업 또는 매립작업중에 장비에 의한 시트의 손상, 날카롭게 돌출된 매립물에 의한 손상으로 인하여 침출수가 유출되면 무방비 상태로 침출수 유출에 따른 지반붕괴, 사면붕괴로 지하수의 오염, 토양의 오염등 주변환경에 대하여 2차오염을 유발시키고 있는 문제점이 상존하였다.

또한, 도1b에서와 같이 현장 토질여건이 작업장비의 출입이 불가능할 정도의 연약지반으로 이루어져 있어, 연약한 기초지반의 지내력을 향상시키고, 또한 차수보강층의 인장강도를 증대시켜 지반을 안정시키기 위한 수단으로써 현장토를 이용하여 여기에 시멘트 및 고화제를 혼합교반시킨 개량토를 50㎝두께의 지반개량층(6)과 기초보강부(8)에 포설 고화처리하고, 지반개량층(6)상부로 20㎝의 차수막보강층(7)을 포설하여 고화처리시키는 표층고화처리공법을 구축시공한 바 있다.

그러나, 이는 폐기물투기고 11m의 매립하중에 적당한 정도로서 40m의 대규모 매립하중인 경우, 매립적재하중이 바닥층에 전면분포됨으로 인하여 이를 지지하는 지반개량층(6)과 차수보강층(7)이 인장응력을 받게 되어 지반개량층의 자체침하 및 함몰현상이 발생될 우려가 있고, 과다침하시 사면과 바닥면의 경계면 하부와, 바닥면의 중앙부에서 전단파괴등이 발생할 가능성이 많아 기초보강부(8)로 보강한 공법으로 시공하였으나, 이러한 공법으로서는 대규모의 매립하중을 충분하게 지지할 수 없으며, 또한 보강층의 인장강도도 충분치 않아 구조적으로 불안정한 문제점을 갖고 있었다.

또한, 여기에서 도시하지는 않았으나 폐기물매립장 공사에서 적용되었던 매립장을 구축함에 있어, 사면불안정과 구조물의 전단파괴가 발생될 우려가 있는 전면벽과 바닥층의 경계면 하부에 별도의 기초보강부를 먼저 구축하고, 또한 기초층 하부에 종방향 180-200m, 횡방향 80-100m의 간격으로 단면 2m×2m의 콘크리트 지중보강보를 설치하고, 그 위에 기초층을 성형하고 토목섬유를 부설한 다음, 그 상부에 현장토를 이용한 개량토에 의해 보강층, 차수층 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)층을 연속적으로 층을 형성시킨 구조의 표층고화처리방식을 채택하고 있다.

이러한 방식은 지중보강보를 기초층 하부에 설치함으로써 구조적인 면에서 안정성을 갖고 있기는 하나, 지중보강보의 간격이 비교적 크므로 매립하중을 지지하는 분포지역이 넓고, 또한 시공기간이 길며, 건설경비도 크게 소요되므로 비경제적인 측면을 갖고 있다.

한편, 매립과정에서 작용하는 각종 상재하중으로부터 지반의 국부적인 침하(함몰등)를 방지하고 침출수의 배수기능을 유지하며, 작업성과 장비의 주행성을 확보하기 위하여 원지반을 차수막과 차수막보호층의 다층의 고화처리층으로 이루어진 연약지반을 개량하는 표층고화처리공법을 시공한 바 있다.

상기 표층고화처리방법에 의한 시공에서 일부 미세한 균열현상이 발생하였으며, 이는 배합비, 개량토의 혼합교반정도, 고화제의 특성, 현장토질등의 시공여건에 의하여 결정되어지기 때문인 것으로 보여진다. 그러나, 크랙발생은 침출수의 유출을 가져오게 되고, 결과적으로 부등침하의 현상으로 이어지므로 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

이와 같이 종래의 연약지반상에 설치되는 구조물, 즉 폐기물매립장 구조물에 있어서 다음과 같은 문제점이 발생하였다.

첫째, 시트라이닝공법에 의한 차수구조물을 시공시, 점토층이 시트 상하부에 포설되어지나, 대규모의 상재하중을 지지할 만한 지반반력을 확보할 수 없는 문제점과, 점토층위에 부설되는 시트는 1-2㎜두께로서 재질 자체적인 문제로 인장강도가 약하다는 점, 시공상의 문제로 시트가 부설되는 표면이 평활하지 않으면 일체시공이 되지 않는다는 점, 시트간 접합부의 접착불량, 작업장비나 예리한 매립물에 의한 시트의 파손등으로 누수가 발생하면 차수구조물의 주위환경에 악영향을 끼칠 가능성이 크다는 점과,

둘째, 상기의 표층고화처리공법으로 차수구조물을 시공시, 대규모의 상재하중을 지지할 만한 충분한 지반반력을 확보하기가 곤란하며, 특히 바닥면 전체에 걸쳐 상부 적재하중을 분포시킴으로써 하중이 집중되어 지반개량층에 인장응력이 발생되므로 부등침하 또는 함몰될 우려가 있어, 이러한 경우 차수층등의 전단파괴로 인하여 침출수의 유출이 발생되고, 또한 매립사면의 불안정으로 차수구조물의 기능을 제대로 수행할 수 없다는 점과,

세째, 시공완료후 어느 부분에서 균열 및 누수 등의 하자가 발생하였는지 조차 파악하기가 곤란하고 완전한 보수가 어렵다는 점에 있어서 구조적으로 근본적인 문제해결이 요구되고 있다.

그러므로 연약지반에 구축되는 구조물은 계획 및 설계단계에서 정밀한 현장조사를 통해 현장토질여건에 따른 사전준비를 철저히 해야 하며, 시공단계에서도 현장여건에 따른 제방 및 운반도로 성토시 사면붕괴방지등의 대책과, 또한 매립장 조성단계시 매립장 현장내에서의 불도져·로울러 및 굴삭기등의 중장비와 각종 운반차량등 대형작업차량의 적재하중에 의한 영향도 고려하여야 한다.

또한, 매립장조성후 매립단계에서 최종적인 복토작업 완료시까지 폐기물 운반차량의 교통하중증가, 매립되는 폐기물 매립하중에 의한 상재하중의 증가등으로인하여 원지반의 침하 및 매립층 자체의 침하현상이 발생되어 사면 및 바닥면의 안정성이 요청되며, 매립작업과정에 있어서 쓰레기의 비산, 악취발생등의 환경오염과 화재발생 및 안전관리등도 검토되어야 한다.

본발명의 폐기물매립장 구조물은 셀구조의 격자형 구조체를 이용하여 다수의 독립된 셀공간부들을 형성시킴으로써 이들 격자형 구조체들을 단계적으로 전면벽과 바닥층의 내부골조로 매설시키고, 이 격자형 구조체에 형성된 다수의 셀공간부들에 콘크리트, 고화토 또는 입상골재를 위치에 따라 선택적으로 충진시킴으로써 상부하중에 대한 지지력을 향상시키고, 또한 각각 바닥층과 전면벽 구조부의 지지강도를 높히도록 일체화시킨 구조물을 구축하고, 또한 침출수의 원활한 배수처리를 기하는 방법을 통하여 달성된다.

특히, 본발명은 대규모의 폐기물매립장건설에 적합한 형태로써 매립시 운반차량의 교통하중과 중장비를 이용한 작업시의 제하중, 매립후 매립하중의 증가 및 매립완료후의 적재하중의 장기 적재에 따라 발생할 수 있는 부등침하 및 침출수의 유출을 방지하기 위하여 전면벽을 연속적으로 구축하여 바닥층과 일체의 구조물이 되게 하여 이를 구조역학 측면에서 구획별로 상재하중을 분산지지하고 침출수를 차단 집수유도하는 방식을 채택함으로써 달성된다.

즉, 본발명은 연약지반을 개량함에 있어서, 원지반의 현장토를 시멘트와 고화제등을 혼합교반하여 조성한 고화토에 의해 포설성형되는 바닥층과 단위구역별로 경계면을 형성하는 전면벽을 격자형 구조체에 의하여 콘크리트벽체부를 형성시키고, 전면벽의 하단부와 바닥층을 일체화시킨 구조물을 구축함으로써 기초토질역학 측면에서 파일·줄기초 또는 온통기초의 기능과 구조역학 측면에서 보 및 기둥의 역할을 하는 전면벽과 바닥층을 연속적으로 일체로 성형시켜서 지지강도를 더욱 향상시키는 수단으로써 셀구조의 격자형 구조체를 이용함으로써 폐기물매립장을 구축하게 된다.

따라서, 본발명의 목적은 파일·줄기초·보 및 기둥의 역할을 하는 전면벽과 바닥층을 연속적으로 일체로 성형시킴으로써 지반반력을 향상시키고, 또한 상재하중을 단위구역별로 분산지지시켜 부등침하를 방지함과 동시에 일체화된 구조물로 성형시킴으로써 구조적인 측면에서 구조물의 안정성을 기하는 폐기물 매립장의 구조물 및 그 구축방법을 제공하는데 있다.

본발명의 다른 목적은 격자형 구조체에 일정위치의 셀공간부들에 자갈등 통수성의 입상골재를 충진시켜 폐기물내로 침투하는 우수 및 폐기물로부터 발생하는 침출수를 일정하게 집수유도하는 방식을 채택하여, 그 배수처리가 원활하도록 한 폐기물 매립장의 구조물 및 그 구축방법을 제공하는데 있다.

본발명의 또다른 목적은 단위부재들로 이루어진 격자형 구조체의 연결조립시공이 용이하여 시공성이 양호한 폐기물 매립장의 구조물 및 그 구축방법을 제공하는데 있다.

도1a는 종래기술의 시트라이닝공법에 의한 연약지반을 개량시킨 단면도

도1b는 종래기술의 표층고화처리공법에 의한 연약지반을 개량시킨 단면도

도2는 본발명에 따른 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장의 시공예를 나타내는 단면도

도3a 내지 도3C는 본발명에서 적용하는 셀구조의 격자형 구조체들의 사시도

도4a는 도2의 A부분의 확대단면도

도4b는 도2의 B부분의 확대단면도

도4c는 도2의 C부분의 확대단면도

도5는 고화토층의 일정위치에 배수로를 형성한 고화구조의 사시도

도6은 고화토층의 상층부에 배수층을 형성한 또다른 고화구조의 사시도

도7은 도5의 일부를 확대 도시한 평면도

도8은 도6의 측단면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10:지반 20:차수막층 30:격자형 구조체

34:통공 40:바닥층 41:고화토층

42:배수층 43:배수로 44:집수정

50:전면벽 51:콘크리트기초부 52:콘크리트벽체부

53:배수통로 60:폐기물

본발명은 지반을 일정깊이로 굴토한 바닥면에 부직포매트를 부설하여 차수막층을 형성하고, 상기 차수막층 상부에 굴토된 현장토와 시멘트 및 고화제등을 혼합교반하여 조성된 개량토를 바닥층과 전면벽에 포설하여 고화성형시키는 폐기물매립장 구조물에 있어서,

굴토된 지반(10)의 외곽부 위치에 복수열의 격자형 구조체(30)들을 일정높이로 부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 기초부(51)를 형성하고, 이 기초부의 상측으로 일정높이까지 단계별로 격자형 구조체(30)들을 복수열로 조립부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 벽체부(52)를 형성하는 전면벽(50)과,

상기 콘크리트 기초부(51)로부터 굴토된 지반(10)의 바닥 전체에 걸쳐 부직포매트를 부설한 차수막층(20)과, 상기 차수막층 상측에 격자형 구조체(30)를 복수열로 부설하여 최하측은 고화토층(41)을 형성하고, 그 상측은 배수층(42)을 형성한 바닥층(40)으로 구성시킴을 그 기술구성상의 특징으로 한다.

이하, 본발명의 기술구성을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도2는 폐기물 매립장의 시공에 본발명의 셀구조의 격자형 구조체가 사용되어 구축되어진 시공예를 보여준다.

도2에 도시되는 본 시공예에서 전면벽(50)의 셀구조의 격자형 구조체(30)는 복수열로서 배치되며 그 일부는 바닥층(40)의 셀구조의 격자형 구조체(30)에 일체로 연결되고, 다른 일부는 수평셀구조의 격자형 구조체의 상측으로 꺾여놓인 구조로 폐기물 매립장의 골조부를 형성하여 구축된 상태를 보여 주고 있다.

먼저, 전면벽(50)은 콘크리트 기초부(51)와 콘크리트 벽체부(52)로 단계별로 구축되어지는데, 셀구조의 격자형 구조체(30)를 복수열로 설치하여 이 구조부들의 내부골조로 이용하는데, 전면벽의 내측으로는 투수성의 입상골재를 충진시켜 배수통로(53)를 형성하고, 그이외의 대부분은 콘크리트를 타설하여 일체화시킨 구조로 형성된다.

특히, 바닥층(40)과 전면벽(50)의 경계면에서의 구조적 강도를 보강하기 위하여 전면벽의 기초부를 넓게 형성하고, 그 상측의 바닥층과 전면벽이 연결되는 모서리부위에 설치되는 격자형 구조체(30)들은 서로 일체로 연결시킴으로써 전체적으로 일체화된 폐기물 매립장 구조물을 형성하도록 한다.

상기 바닥층(40)은 굴토된 폐기물 매립장의 지반(10)의 표면에 부직포매트를 부설하여 차수막층(20)을 형성한 후에 형성하게 되는데, 상기 바닥층(40)은 셀구조의 격자형 구조체(30)들을 복수열로 단계적으로 부설하여 격자형 구조체의 다수의 독립된 셀공간부들내로 최하측은 고화토를 충진시켜 다져서 고화토층(41)을 형성하고, 그 상측의 격자형 구조체에는 투수성의 입상골재를 충진시킨 배수층(42)을 형성시킨 구조로 형성되어 있다.

또한, 상기 바닥층(40)은 상기 고화토층(41)의 상부에 통수가 가능한 자갈 등의 입상골재를 채워넣은 배수층(42)를 형성하여서 침출수의 배수가 가능하도록 형성되고, 전면벽(50)의 배수로(53)을 통하여 서로 통수가 가능하도록 구성됨으로서 배수처리가 원활하게 이루어진다.

이와 같이 투수성 입상골재로 채워지는 배수층(41) 및 배수로(53)는 그 상부에 매립되는 각종 폐기물에서 배출되는 침출수의 원활한 배수가 가능하도록 하여서, 폐기물의 침출수가 바닥층(40)을 뚫고 지하로 침투하여 지하수의 수질을 오염시키는 것을 방지한다.

한편, 본 시공예의 바닥층은 증대되는 하중감당능력으로 인하여 많은 량의 폐기물을 적재시킬 수 있으며, 한편, 폐기물을 매립하는 소정위치의 일정높이마다 셀구조의 격자형 구조체(30)를 부설하여서, 그 상부에 매립되는 폐기물(60)의 하중을 중간에서 분산지지시키면, 어느 한쪽에서의 집중하중에 의한 부등침하 현상을 막게 되므로 폐기물 매립층의 적재층고를 높혀서 매립할 수도 있음을 밝혀둔다.

이와 같이, 셀구조의 격자형 구조체을 내부골조로 하여 고화토층(41)과 배수층(42)으로 구성되는 폐기물 매립장의 바닥층(40)은 어느 일부분에 부분적으로 커다란 집중하중을 받아도 매설되어 충진재들로 충진된 셀구조의 격자형 구조체의 일체적인 내부골조를 통하여 전체로 분산되어 지지되므로 부분적인 파손과 부등침하를 효율적으로 방지시키며, 투수성의 배수층 및 배수통로에 의하여 침출수의 원활한 배수처리를 가능케 한다.

여기에서 본발명에 사용되는 격자형 구조체는 단위부재들을 연결하여 하나의 구조체로써 조립되는 부재로서, 먼저, 도3a에 도시하는 바와 같은 격자형 구조체(30a)는 수직벽 중앙부에 일정한 간격으로 관통되어 통공(34)이 형성되고, 통공들 사이의 중앙부 상측에 끼움홈(35)과 이 끼움홈에 연장하여 단부에서 좌우측으로 확대된 통과홈(36)이 형성되는 기본판부재(31a)(32a)를 단위부재로 하여, 단위부재들을 가로 및 세로로 교차시켜 끼움홈(35)간에 서로 끼워져 격자형의 형태를 형성하여 다수의 독립된 셀공간부를 갖는 격자형 구조체이다.

또다른 형태로써 도3b에 도시하는 바와 같은 격자형 구조체(30b)는 도3a에 도시된 격자형 구조체(30a)와 유사하나, 다만 기본판부재의 하단부에 반원형의 배수홈(37)이 형성된 것이외에는 도3a의 구조와 동일하다.

즉, 수직벽 중앙부에 일정한 간격으로 반원형의 홈(37)이 형성되고, 배수홈 사이의 중앙부 상단에 끼움홈(35)과 이 끼움홈에 연장하여 단부에서 좌우측으로 확대된 통과홈(36)이 형성되는 기본판부재(31b)(32b)를 단위부재로 하여, 단위부재들을 가로 및 세로로 교차시켜 끼움홈(35)간에 서로 끼워져 격자형의 형태를 형성하여 다수의 독립된 셀공간부를 갖는 격자형 구조체이다.

또, 도3c에 도시하는 바와 같은 격자형 구조체(30c)는 수직벽 중앙부 하측에 일정한 간격으로 끼움공(38)이 형성되고, 그 끼움공으로부터 일정간격을 두고 수직으로 끼움홈(35)과 이 끼움홈에 연장하여 상단부에서 좌우측으로 확대된 통과홈(36)이 형성되는 기본판부재(31c)와, 기본판부재의 대략1/2크기로서 상기 기본판부재의 끼움공(38)에 끼워지는 연결부재(33)와, 상기 기본판부재의 대략1/2크기로서 기본판부재의 단부에 형성되는 구조와 유사한 끼움홈과 통과홈이 형성된 접속지지부재(32c)를 1세트로 하여, 단위부재들을 가로 및 세로로 교차시켜 서로 끼워져 격자형의 형태를 형성하여 다수의 독립된 셀공간부를 갖는 격자형 구조체이다.

여기에서 조립된 연결부재와 접속지지부재간에는 일정한 간격의 상하간격(s)을 유지하게 된다. 이 상하간격(s)을 유지하도록 형성된 이유는 수직으로부터 받게 되는 충격이나 하중을 흡수하여 분산지지하기 위한 것이며, 또한 입상골재가 충진되어 배수통로로서의 기능을 하게 하기 위함이다.

상기에서 설명한 격자형 구조체(30)는 통공, 통과홈 또는 상하간격이 형성된 것중에서 어느 하나가 형성된 것을 선택적으로 사용하여 내부골조로 매설시켜 사용하나, 상기 바닥층 또는 전면벽에 부설되는 격자형 구조체들은 기본판부재, 접속지지부재 또는 연결부재의 형태 또는 재질은 다양하게 변경되어 실시될 수 있다.

이러한 격자형 구조체는 전체적으로 다수의 독립된 셀들을 형성함으로써 셀구조로 이루어진 격자형 구조체를 형성하게 되어 보강 지지골조로서의 기본적인 기능을 가지게 되며, 이 독립된 셀구조의 크기는 정방형으로 이루어져 있으나, 직사각형등 공간부의 크기를 서로 달리하도록 구성하여도 좋다.

뿐만 아니라, 본발명의 격자형 구조체는 다수의 독립된 셀공간부의 구조로 형성됨으로써, 필요에 따라 선택된 격자형 구조체의 셀공간부들은 배수통로 등으로 활용할 수가 있는 등 다양한 이점을 제공한다.

즉, 격자형 구조체에 형성되는 다수의 셀공간부들에 투수가 가능한 입상골재등의 채움재를 투입함으로써 배수통로로서의 기능을 갖게 되나, 단순히 콘크리트 또는 고화토를 충진시키게 되면 인접한 셀공간부들과 일체로 연결하여 구조강도를 향상시키는 지반강화용으로 이용될 수 있음을 밝혀 둔다.

상기 격자형 구조체는 1세트를 단위부재들로 하여 부피를 줄인 상태로 운반이 가능하며, 1세트의 단위부재들의 조립 작업이 용이함은 물론, 자체적으로 지지보강골조로서 견고성을 주는 한편, 도시하지는 않았으나, 일정한 구역의 격자형 구조체들을 볼트너트 또는 연결끈등의 연결수단에 의하여 하나의 구조체로 연결조립함으로써 보강골조로서 일체화된 구조체로서 더욱 견고한 골조로 설치하게 되는 것이다.

이러한 폐기물 매립장의 골조부는 바닥층(40)과 전면벽(50)이 일체로 시공되므로, 매립되는 폐기물(60)로 인하여 전면벽(50)이 전도되거나 외측으로 밀리는 것을 방지하는 데에 도움이 된다.

한편, 도5 및 도6의 도시와 같이, 바닥층(40)에 형성되는 배수층(41)들은 바닥층(40)의 상면에 형성되는 격자형 구조체(30)내부로 입상골재를 충진시켜서 된 배수층(41)을 통하여 바닥층의 소정위치에 위치한 집수정(44)쪽으로 집수유도시키는 구조를 나타내고 있다.

즉, 상기 바닥판(40)과 전면벽(50)의 내측으로 형성된 배수로(43)(53)들은 바닥층(40)의 배수층 또는 배수로를 통하여 소정위치에 형성된 집수정(44)으로 연통되며, 상기 집수정은 외부로 관통되는 배수통로로 연결되어 폐기물 매립장의 외부로 배수시키게 된다.

한편, 도5 및 도7은 상기 고화토층(41)을 격자형 구조체의 일부분의 셀들에만 형성하고, 다른 일부분의 셀들에는 통기와 배수가 가능한 자갈 등의 입상골재를 채워넣은 배수로(43)를 형성하는 부분고화구조가 예시되어 있다.

즉, 상기 고화토층(40)은 상기 격자형 구조체의 일정부분의 셀들에만 형성하고, 다른 부분의 셀들에는 통기와 배수가 가능하도록 자갈 등의 입상골재를 채워넣은 배수로(43)를 형성한다.

이러한 부분고화 처리공법은 일부분의 셀공간부들에 형성되는 배수로(43)를 통하여 공기와 수분의 유통이 가능하게 되는 효과를 가지며, 지반의 강도를 더욱 견고하게 지지해 줄 필요가 있는 경우에 적용된다.

한편, 도6 및 도8에서 도시하는 바와 같이, 상기 격자형 구조체는 2층으로 적층하되, 하층의 격자형 구조체에는 고화토층(40)을 일체로 형성시키고, 상층의 격자형 구조체에는 배수층(50)을 형성시키는 것도 가능하다.

즉, 상기 바닥층(40)은 2중의 고화토층(41)으로 형성되어지되, 그 상측 격자형 구조체(30)의 셀공간부들에는 자갈등의 입상골재를 충진시켜 배수층(41)을 형성하여 폐기물의 침출수를 배수시키는 상태를 나타내고 있다. 이 경우는 지반이 견고한 경우에 적용되는 것으로 배수처리를 더욱 원활하게 할 필요가 있는 경우에 적용된다.

상기 바닥층(40)은 약간의 경사구배를 가짐으로써 집수정(44)쪽으로 침출수를 집수유도 및 배수를 원활하게 하도록 한다.

본발명의 폐기물매립장을 구축하는 방법에 대하여 설명한다.

지반을 일정깊이로 굴토한 바닥면에 부직포매트를 부설하여 차수막층을 형성하고, 상기 차수막층 상부에 굴토된 현장토와 시멘트 및 고화제등을 혼합교반하여 조성된 개량토를 바닥층과 전면벽에 포설하여 고화성형시키는 폐기물매립장의 구축방법에 있어서,

굴토된 지반의 외곽부 위치에 복수열의 격자형 구조체를 일정높이로 부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 기초부(51)를 형성한 후, 상기 콘크리트 기초부의 상측으로 일정높이까지 단계별로 격자형 구조체를 복수열로 조립부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 벽체부(52)를 형성하는 단계로 전면벽(50)을 시공한 후,

상기 콘크리트 기초부로부터 굴토된 지반바닥상에 차수막층을 부설하고, 그 차수막층 상측으로 복수층의 격자형 구조체를 부설하여 하측 구조체에는 고화토를 충진시켜 고화토층(41)을 형성한 후, 상기 상측 구조체에 입상골재를 충진시켜 배수층(42)을 형성하는 단계로 바닥층(40)을 시공함으로써 구축되어진다.

상기 구축방법을 통하여 바닥층과 전면벽의 어느 일부분에 부분적으로 커다란 집중하중을 받아도 격자형 구조체의 내부 매설골조를 통하여 전체로 분산되어서 지지되므로 부분적인 파손을 효율적으로 방지하며, 연약지반의 지지력을 균등하게 향상시키므로 연약지반의 부등침하를 효율적으로 방지하는 효과를 가진다.

이와 같이 구성된 본발명은 첫째, 토질역학 측면에서 파일·줄기초의 역할과 구조역학측면에서 보 및 기둥의 역할을 하는 전면벽과 바닥층이 연속적으로 일체로 성형됨으로써 그 상부에 매립되는 대규모의 폐기물등 매립하중으로부터 구조물의 안정성을 확보할 수가 있으며, 또한 매설된 전면벽에 의하여 원지반의 측방이동을 제한하며, 한편 상재하중을 단계적으로 분산지지시켜 부등침하를 방지하여 줌으로써 구조적인 측면에서 구조물의 안정성을 제공하는 효과가 있다.

둘째, 바닥층에 고화토층과 입상골재로 채워진 배수층을 형성하고 전면벽의 내측으로 배수통로를 형성함으로써, 침출수가 외부로 유출되는 것을 방지하고, 또한 바닥층의 배수로를 통하여 침출수를 집수유도하는 방식으로 구축됨으로써 배수처리가 원활하게 이루어지며, 또한 바닥층에 별도의 배수통로관을 매설할 필요가 없는 경제적인 효과가 있다.

셋째, 본발명은 단위부재들로 이루어진 격자형 구조체의 연결조립이 용이하여 시공성이 양호할 뿐만 아니라, 공사기간을 단축시켜 주는 효과도 있다.

상기에서 설명한 시공예외에도 본발명의 특허청구범위의 기술적범위를 벗어나지 않는 한 본발명은 위와 같은 기술적사상을 가진 범주내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경하여 실시할 수 있으며, 이러한 정도의 변경은 본 발명의 기술범주에 속하는 것임을 밝혀둔다.

Claims (10)

1. 지반을 일정깊이로 굴토한 바닥면에 부직포매트를 부설하여 차수막층을 형성하고, 상기 차수막층 상부에 굴토된 현장토와 시멘트 및 고화제등을 혼합교반하여 조성된 개량토를 바닥층과 전면벽에 포설하여 고화성형시키는 폐기물매립장 구조물에 있어서,

   굴토된 지반(10)의 외곽부 위치에 복수열의 격자형 구조체(30)들을 일정높이로 부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 기초부(51)를 형성하고, 이 기초부의 상측으로 일정높이까지 단계별로 격자형 구조체(30)들을 복수열로 조립부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 벽체부(52)를 형성하는 전면벽(50)과,

   상기 콘크리트 기초부(51)로부터 굴토된 지반(10)의 바닥 전체에 걸쳐 부직포매트를 부설한 차수막층(20)과, 상기 차수막층 상측에 격자형 구조체(30)를 복수열로 부설하여 최하측은 고화토층(41)을 형성하고, 그 상측은 배수층(42)을 형성한 바닥층(40)으로 구성된 것을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
2. 제1항에 있어서, 전면벽(50) 하단의 격자형 구조체(30) 일부와 상기 바닥층(40)의 격자형 구조체(30)는 서로 일체로 연결됨을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
3. 제1항에 있어서, 상기 전면벽(50)의 격자형 구조체(30)의 내측 셀공간부들에는 통수가 가능한 자갈 등의 입상골재를 충진시켜 배수통로(53)를 형성시킨 것을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
4. 제1항에 있어서, 상기 배수층(42)에 부설된 격자형 구조체(30)의 모든 셀공간부들에는 자갈등의 입상골재를 충진시켜 배수시킴을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
5. 제1항에 있어서, 상기 바닥층(40)은 2중의 고화토층(41)으로 형성되어지되, 그 상측 고화토층의 일부 격자형 구조체(30)의 셀공간부들에는 자갈등의 입상골재를 충진시켜 배수로(43)를 형성시킨 것을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
6. 제1항에 있어서, 상기 바닥층(40)의 상부에 일정높이마다 격자형 구조체(30)를 부설함을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
7. 제1항 내지 제6항중 어느 한항에 있어서, 상기 바닥층(40) 또는 전면벽(50)에 부설되는 격자형 구조체(30)는 통공, 통과홈 또는 상하간격이 형성된 것중에서 어느 하나가 형성된 것을 사용함을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
8. 제1항에 있어서, 상기 바닥판(40)과 전면벽(50)의 내측으로 형성된 배수로(43)(53)들은 바닥층(40)의 소정위치에 형성된 집수정(44)으로 연통되며, 상기 집수정은 외부로 관통되는 배수통로로 연결됨을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
9. 제1항에 있어서, 상기 고화토층은 현장토, 시멘트 및 고화제를 혼합교반하여 충진시켜 다져 놓은 것을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장 구조물.
10. 지반을 일정깊이로 굴토한 바닥면에 부직포매트를 부설하여 차수막층을 형성하고, 상기 차수막층 상부에 굴토된 현장토와 시멘트 및 고화제등을 혼합교반하여 조성된 개량토를 바닥층과 전면벽에 포설하여 고화성형시키는 폐기물매립장의 구축방법에 있어서,

    굴토된 지반의 외곽부 위치에 복수열의 격자형 구조체를 일정높이로 부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 기초부(51)를 형성한 후, 상기 콘크리트 기초부의 상측으로 일정높이까지 단계별로 격자형 구조체를 복수열로 조립부설하여 콘크리트를 타설하여 콘크리트 벽체부(52)를 형성하는 단계로 전면벽(50)을 시공한 후,

    상기 콘크리트 기초부로부터 굴토된 지반바닥상에 차수막층을 부설하고, 그 차수막층 상측으로 복수층의 격자형 구조체를 부설하여 하측 구조체에는 고화토를 충진시켜 고화토층(41)을 형성한 후, 상기 상측 구조체에 입상골재를 충진시켜 배수층(42)을 형성하는 단계로 바닥층(40)을 시공함으로써 구축되어짐을 특징으로 하는 셀구조의 격자형 구조체를 이용한 폐기물매립장의 구축방법.