KR102150343B1 - 사면보강용 격자구조틀 및 이를 이용한 경사면 보강구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡 형성된 절곡프레임을 경사면의 폭 방향을 따라 일정 간격으로 직립 배치하는 한편, 상기 각각의 절곡프레임을 따라 일정 간격으로 수평프레임을 연결시켜 전방보강격자와 바닥보강격자가 구비된 격자틀유닛을 제작하고, 상기 격자틀유닛을 경사면의 높이 방향을 따라 적층 및 연결시켜 경사면의 표면 보강을 위한 격자구조틀을 설치토록 하되, 하부측 격자틀유닛의 전방보강격자를 이루는 절곡프레임의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛의 전방보강격자를 이루는 절곡프레임의 하단 부분을 "8"자형 단면의 튜브클립에 의하여 상,하 방향의 유동이 가능하게 연결시킴으로서, 토사의 순차적인 기계다짐 시공을 거쳐 경사면의 전방측에 격자구조틀을 설치한 이후, 장기간에 걸친 토사의 자연적인 다짐현상으로 말미암아 경사면내의 토사 압밀도가 지속적으로 증대되더라도 해당 압밀력의 작용방향에 편승하여 상부측 격자틀유닛이 하부측 격자틀유닛측으로 이동될 수 있도록 하며, 이를 통하여 자연적인 토사다짐에 의한 경사면의 높이변형에 맞추어 격자틀유닛 사이의 간격과 격자구조틀 자체의 높이가 토압의 안정적인 지지에 필요한 최적 상태로 자동 세팅될 수 있도록 함에 따라 격자구조틀이 전방측으로 불룩하게 돌출되는 현상을 미연에 방지할 수 있도록 한 사면보강용 격자구조틀 및 이를 이용한 경사면 보강구조물에 관한 것이다.

Description

사면보강용 격자구조틀 및 이를 이용한 경사면 보강구조물{Framework with lattice structure for reinforcing slope and slope reinforcing construct using thereof}

본 발명은 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡 형성된 절곡프레임을 경사면의 폭 방향을 따라 일정 간격으로 직립 배치하는 한편, 상기 각각의 절곡프레임을 따라 일정 간격으로 수평프레임을 연결시켜 전방보강격자와 바닥보강격자가 구비된 격자틀유닛을 제작하고, 상기 격자틀유닛을 경사면의 높이 방향을 따라 적층 및 연결시킨 사면보강용 격자구조틀 및 상기 격자구조틀의 후방측에서 절취사면을 따라 옹벽 형태로 설치되는 한편, 해당 절취사면으로부터 경사면측으로 유출되는 지중수나 침투수를 집수토록 하는 보강배수벽체와, 상기 보강배수벽체의 하단부에 연결 설치되어 보강배수벽체로부터 경사면 전방 외측의 메인배수로측으로 지중수나 침투수를 배출하는 배수라인을 포함하여서 이루어지는 경사면 보강구조물에 관한 것이다.

일반적으로 폭우나 홍수와 같은 천재지변에 의하여 산비탈이나 언덕의 경사면이 일부 훼손된 경우에는 훼손된 경사면을 일정량만큼 깍아내고 그 부분에 토사를 메워서 새로운 경사면을 조성하게 되고, 산비탈이나 언덕 부분에 도로나 철도 등을 새로이 개설할 경우에도 산비탈이나 언덕 부분을 일정량만큼 깍아내어 개설면을 평지화시킨 다음 나머지 부분을 새로운 경사면으로 조성하게 되며, 하천의 범람방지와 수자원의 이용을 위하여 하천이나 호수의 부근에 조성된 둑이나 제방 또한 토사의 성토로 인한 경사면이 조성되어 있다.

상기와 같이 토사를 깍아내거나 메워서 새로운 지형으로 조성한 성토지역이나 절토지역의 불안정한 경사면을 나대지로 방치할 경우에는, 폭우나 홍수 등과 같은 여러 가지의 자연적인 원인으로 인하여 경사면의 토사가 쉽게 유실됨으로서 경사면의 복구작업을 빈번히 수행하여야 될 뿐만 아니라, 심한 경우에는 나대지 상태의 경사면이 붕괴되어 막대한 인명과 재산피해를 유발시킬 위험성이 크기 때문에, 경사면상에 별도의 보호 및 보강구조물을 설치함으로서 경사면의 붕괴 및 낙석 등의 위험요소를 사전에 차단시켜야 한다.

상기와 같이 경사면을 안정화시키기 위한 종래의 사면보호 및 보강공법으로서는, 앵커볼트를 사용하여 식생매트와 철망을 경사면상에 고정시킨 다음 철망을 통하여 점성력이 우수한 녹생토 조성물을 취부시키는 공법과, 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡시킨 절곡프레임을 따라 일정 간격으로 수평프레임을 연결시킴으로서 전방보강격자와 바닥보강격자를 형성시킨 격자구조틀을 경사면의 표면상에 시공하는 공법이 알려져 있다.

이와 더불어, 경사면의 표면상에 플라스틱이나 콘크리트 또는 철강 재질로 이루어지는 각종 블록을 사각이나 육각 등의 형태로 연결시키는 공법과, 천공기를 사용하여 경사면에 일정 깊이의 구멍을 천공시킨 다음, 해당 구멍에 소일네일(Soil nail)과 모르타르(Mortar)를 삽입하여 그라우팅(Grouting)시키는 공법과, 경사면의 전방측에 대형 콘크리트 구조물을 옹벽의 형식으로 축조하는 공법 등이 추가로 알려져 있다.

상기와 같은 종래의 사면보호 및 보강공법 중에서 식생매트와 철망을 이용한 공법은 초,목본식물의 생장을 도모하여 경사면의 녹화를 이루어낼 수 있는 장점을 가지지만, 경사면의 완전한 녹화가 이루어지기 전까지는 다른 공법에 비하여 경사면의 보호강도가 떨어지는 단점이 있었고, 각종 재질의 블록을 경사면의 표면상에 연결시키도록 한 공법의 경우는 식생매트와 철망을 이용한 공법에 비하여 경사면의 보호강도를 다소 향상시킬 수는 있었으나, 우천시 토사유실이 심하여 경사면의 조기녹화가 어려운 단점이 있었다.

또한, 상기 그라우팅 공법이나 콘크리트 옹벽 공법의 경우는 앞서 설명되어진 다른 공법에 비하여 경사면의 보호 및 보강강도를 매우 높은 수준으로 향상시킬 수 있는 장점을 가지지만, 콘크리트 마감표면을 가지는 공법의 특성상 경사면상에 초,목본식물의 생장이 불가능하여 환경친화적이지 못할 뿐만 아니라, 시공에 따른 초기 비용이 과도하게 소요되고 해당 구조물의 시공후에도 꾸준한 유지보수가 병행되어야 한다는 단점이 있었다.

이에 반하여, 격자구조틀을 이용한 경사면 보호공법의 경우는 경사면의 전방측에 배치되는 전방보강격자 및 바닥보강격자에 의하여 경사면의 표면강도를 충분히 확보할 수 있음은 물론이고, 전방보강격자가 제공하는 벽체구조물상에 녹화시트를 부착하여 식생토를 취부시킴으로서 경사면의 녹화 역시 가능하다는 장점을 가지고 있는 바, 상기 격자구조틀을 이용한 경사면 보강구조가 일본 공개특허공보 특개평4-213625호(1992. 8. 4. 공개)에 기재되어 알려져 있다.

상기와 같이 경사면 보강구조물로 사용되는 종래의 격자구조틀은 도 1에 도시된 바와 같이, 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡 형성되는 한편 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 직립 배치되는 절곡프레임(1)과, 상기 각각의 절곡프레임(1)을 수평 방향으로 연결하도록 절곡프레임(1)을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 수평프레임(2)에 의하여 전방보강격자(3)와 바닥보강격자(4)가 구비된 격자틀유닛(10a)을 일차적으로 제작한 다음, 상기 격자틀유닛(10a)을 경사면의 높이 방향을 따라 최소 2개 이상의 개수로 적층 및 연결시키는 방식으로 격자구조틀(10)을 설치하게 되는 것이다.

보다 더 구체적으로 설명하면, 경사면을 깍아내어 개설면을 평지화시킨 절취사면의 후방측과 바닥측에 배수블록과 배수라인을 각각 설치하고, 상기 배수라인이 덮혀지도록 개설면상에 기초콘크리트를 타설 및 경화시킨 다음, 상기 기초콘크리트의 선단에 격자틀유닛(10a)을 배치한 상태에서 해당 격자틀유닛(10a)의 후방으로 토사를 성토 및 다짐하여 최하부의 토사다짐층을 1차 시공하며, 해당 토사다짐층의 선단측에 또 다른 격자틀유닛(10a)을 배치한 상태에서 해당 격자틀유닛(10a)을 하부측 격자틀유닛(10a)과 연결시킨 다음, 그 후방으로 토사를 다시 성토 및 다짐하는 과정을 거쳐 경사면의 높이 방향을 따라 격자틀유닛(10a)에 의한 격자구조틀(10)을 설치한다는 것이다.

상기와 같이 각각의 격자틀유닛(10a)을 경사면을 따라 적층식으로 연결시키는 종래의 방식은 도 2 및 도 3의 (가)에서와 같이, 하부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 하단 부분을 서로 맞대어 놓은 다음, 해당 부위에 결속와이어(6)를 감아 두거나 해당 부위를 용접시키는 방식이 적용되었으며, 상기 전방보강격자(3)와 바닥보강격자(4)를 다수 개의 "S"후크형 가로대프레임(5)으로 연결시키고, 필요시 토사다짐층의 사이마다 지오그리드(Giogrid)와 같은 보강시트를 추가로 배치함으로서 각각의 격자틀유닛(10a)이 경사면의 토압을 충분히 지지토록 하였다.

그러나, 상기와 같이 각각의 격자틀유닛(10a)을 결속와이어(6)나 용접방식으로 연결시켜 격자구조틀(10)을 설치할 경우, 토사의 순차적인 기계다짐 시공을 거쳐 경사면의 전방측에 격자구조틀(10)을 설치한 직후에는 해당 격자구조틀(10)이 경사면의 높이에 맞추어진 상태로 경사면의 토압을 충분히 지지할 수 있으나, 장기간에 걸친 토사의 자연적인 다짐현상으로 말미암아 경사면의 높이가 점차 낮아지면서 토사의 압밀도(壓密度)가 증대될 경우에는, 도 3의 (나)에서와 같이 격자구조틀(10)의 일부가 전방측을 향하여 불룩하게 배가 튀어나오는 형상으로의 변형이 유발되는 문제점이 있었다.

다시 말해서, 경사면의 보강시공 초기에 경사면의 높이에 맞춘 격자구조틀(10)의 강도설계, 예를 들어 절곡프레임(1)과 수평프레임(2)의 굵기(직경) 및 각 프레임간의 배치간격에 대한 설계가 정확하게 이루어졌다 하더라도, 경사면의 보강시공 이후 오랜 기간동안 토사의 자연적인 다짐현상이 발생하여 경사면의 높이가 낮아질 경우에는 최초 설계된 강도보다 높은 토압이 격자구조틀(10)의 중앙부나 하측부에 집중적으로 작용하는 반면, 기존의 높이를 그대로 유지하고 있는 격자구조틀(10)의 상단측 부분에는 토압이 전혀 작용하지 않는 하중분포의 불균형 상태가 발생한다는 것이다.

상기와 같이 자연적인 토사다짐으로 인하여 그 높이가 상대적으로 낮아지면서 토사의 압밀도가 증대되는 경사면과는 달리 격자구조틀(10)의 경우는 기존의 설치높이를 그대로 유지하고 있기 때문에, 토압이 집중적으로 작용하는 격자구조틀(10)의 중앙부나 하측부가 토압이 작용하지 아니하는 격자구조틀(10)의 상단측 부분을 끌어 내리는 방식으로 하여 해당 부위가 전방측으로 불룩하게 돌출되는 변형이 발생한다는 것이며, 이러한 변형은 수평프레임(2)간의 배치간격이 상대적으로 넓게 되는 격자틀유닛(10a)간의 연결부위에서 보다 더 두드러지게 나타난다.

상기와 같은 격자구조틀(10)의 변형을 방지할 목적으로 이형철근과 같이 굵은 직경을 가지는 철봉프레임이나 강봉프레임을 사용하여 매우 촘촘한 프레임 간격을 이루도록 격자틀유닛(10a)을 제작함으로서, 해당 경사면에 실질적으로 요구되는 보강용도보다 훨씬 큰 강도를 가지는 격자구조틀(10)을 설치할 수도 있으나, 이러한 단순한 대처방안을 통해서는 해당 경사면에 가장 적합한 방식의 보강구조물을 신속하고 경제적이며 안정적으로 설치한다는 시공상의 기본원리를 충족시키지 못함에 따라 발주업자나 시공업자 모두에게 불합리한 시간적,경제적 부담을 안겨주는 요인이 된다.

다른 한편으로, 상기 격자구조틀(10)과 함께 경사면의 보강시공에 사용되는 배수블록의 경우, 육면체 형상을 이루는 외곽프레임의 내부공간에 골재(骨材)를 충진시키되, 해당 외곽프레임이 제공하는 육면에 걸쳐 골재의 유출을 방지하는 금속제 커버망을 설치한 골재형 배수블록이 널리 사용되고 있으나, 이러한 종래의 골재형 배수블록은 경사면의 보강시공 후 얼마의 기간이 지나지 않아 커버망으로 유입된 토사 성분이 골재 사이의 공극을 채움에 따라 절취사면의 내부로 유입되는 지중수나 침투수를 경사면의 외부로 원활히 배출시키지 못하는 문제점이 있었다.

이로 인하여, 지중수나 침투수에 의한 세골(洗骨)이나 균열 등이 절취사면의 내부에서 점차 진행 및 증대(확대)될 경우, 지반약화에 따른 경사면의 붕괴를 유발시킬 위험성이 매우 높은 문제점이 있었으며, 외곽프레임을 따라 커버망을 연결시킨 구조적인 특성상 절취사면의 후방측에 다수 개의 배수블록을 옹벽 형태로 적층 설치하여 보강배수벽체를 일차적으로 구축한 다음, 해당 보강배수벽체의 최하측 배수블록을 배수관 등의 배수라인과 연결시키더라도 지중수나 침투수의 확실한 배수작업을 보장하기 어려운 문제점이 있었다.

다시 말해서, 종래의 골재형 배수블록을 이용하여 옹벽 형태로 구축된 보강배수벽체의 경우, 그 하단측에 연결된 배수라인을 통하여 지중수나 침투수가 한데 모여 집중적으로 배출되지 못하고 보강배수벽체를 이루는 각각의 골재형 배수블록을 거쳐 지중수나 침투수의 상당 부분이 토사다짐층으로 직접 유입된다는 것이며, 이와 같이 유입된 지중수나 침투수가 토사다짐층의 내부에 새로운 세골이나 균열 등을 유발시킴으로서, 격자구조틀이 포함된 토사다짐층의 시공후 안전성에도 심각한 악영향을 미치게 된다는 것이다.

특히, 종래의 골재형 배수블록은 그 무게가 매우 무겁기 때문에 절취사면의 후방측에 배수블록을 이용한 보강배수벽체를 설치하는 작업시 대형 크레인 등의 중장비가 추가로 사용되어야 함으로서 시공비용을 불필요하게 상승시키는 요인이 되었고, 인력에 의한 보강배수벽체의 구축작업이 가능한 수준으로 골재형 배수블록을 최대한 작게 제작할 경우에는, 절취사면의 폭과 높이 방향을 따라 작은 크기의 배수블록을 전,후와 좌,우 및 상,하 방향으로 정확하게 맞대어 보강배수벽체를 안정적으로 구축하는 작업 역시 매우 까다롭고 난해한 문제점이 있었다.

일본 공개특허공보 특개평 4-213625호 대한민국 등록특허 제 10-0597693호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡 형성된 절곡프레임을 경사면의 폭 방향을 따라 일정 간격으로 직립 배치하는 한편, 상기 각각의 절곡프레임을 따라 일정 간격으로 수평프레임을 연결시켜 전방보강격자와 바닥보강격자가 구비된 격자틀유닛을 제작하고, 상기 격자틀유닛을 경사면의 높이 방향을 따라 적층 및 연결시켜 경사면의 표면 보강을 위한 격자구조틀을 설치토록 하되, 하부측 격자틀유닛의 전방보강격자를 이루는 절곡프레임의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛의 전방보강격자를 이루는 절곡프레임의 하단 부분을 "8"자형 단면의 튜브클립에 의하여 상,하 방향의 유동이 가능하게 연결시킴으로서, 토사의 순차적인 기계다짐 시공을 거쳐 경사면의 표면상에 격자구조틀을 설치한 이후, 장기간에 걸친 토사의 자연적인 다짐현상으로 말미암아 경사면내의 토사 압밀도가 지속적으로 증대되더라도 해당 압밀력의 작용방향에 편승하여 상부측 격자틀유닛이 하부측 격자틀유닛측으로 자연스럽게 이동될 수 있도록 한 사면보강용 격자구조틀을 제공하는 것을 그 주된 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 본 발명은 상기 격자구조틀과 함께 경사면 보강구조물을 이루는 배수블록을 육면체 형상의 블록바디와, 상기 블록바디의 전방면에 배치되는 집수커버로 구성하되, 상기 블록바디의 몸통 전면(全面)에 걸쳐 전,후 방향의 배수구멍을 촘촘한 간격으로 관통 형성시키고, 상기 집수커버는 블록바디의 전방면 전체를 덮는 " ］"자형 단면의 커버가 되도록 하며, 상기 블록바디의 후방면에 토사의 유입을 차단하면서 지중수나 침투수만이 통과되게 하는 필터시트를 부착시키고, 상기 보강블록에 의하여 구축되는 보강배수벽체 중 최하측에 위치하는 보강블록의 집수커버 하단에 배수라인과 연결되는 배수구를 제공함으로서, 절취사면의 내부로 유입된 지중수나 침투수가 필터시트와 블록바디 및 집수커버를 거쳐 보강배수벽체의 하단측으로 전량 집수된 다음, 해당 위치의 집수커버에 제공된 배수구와 배수라인을 거쳐 경사면의 외부로 집중 배출될 수 있도록 하는 한편, 배수블록을 이용한 보강배수벽체의 구축작업 역시 별도의 중장비를 사용하지 않는 인력에 의한 작업만으로도 손쉽고 신속하며 견고하게 수행할 수 있는 경사면 보강구조물을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡 형성되는 한편 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 직립 배치되는 절곡프레임과, 상기 각각의 절곡프레임을 수평 방향으로 연결하도록 절곡프레임을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 수평프레임에 의하여 전방보강격자와 바닥보강격자가 구비된 격자틀유닛이 제공되며, 상기 격자틀유닛이 경사면의 높이 방향을 따라 최소 2개 이상의 개수로 적층 및 연결 설치된 사면보강용 격자구조틀에 있어서, 상기 격자구조틀은 하부측 격자틀유닛의 전방보강격자를 이루는 절곡프레임의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛의 전방보강격자를 이루는 절곡프레임의 하단 부분이 튜브클립에 의하여 연결 설치된 것이고, 상기 튜브클립은 "3"자 형태의 단면을 가지는 좌,우측 분할몸체를 "8"자 형태로 맞대어 각 절곡프레임의 단부측이 상,하 방향으로 유동 가능하게 삽입되는 2개의 관통튜브를 제공토록 하거나, 또는 상기 2개의 관통튜브 중 하나의 관통튜브를 해당 절곡프레임의 단부측과 견고하게 맞물리는 결착튜브가 되도록 한 것이며, 상기 튜브클립을 이루는 좌,우측 분할몸체의 전,후방 양측단에는 각각의 분할몸체를 맞대어 연결시키기 위한 볼트체결용 또는 용접연결용 조립단부가 제공되는 것을 특징으로 하고, 상기 튜브클립의 다른 실시예로서, 좌,우측 분할몸체의 일측단부는 일체로 연결 형성되는 한편, 상기 좌,우측 분할몸체의 타측단부는 분리된 상태로 하여 일측 연결단부를 중심으로 튜브클립을 벌리거나 오므릴 수 있도록 이루어지며, 상기 조립단부는 좌,우측 분할몸체의 분리된 타측단부에만 제공되는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 본 발명에 따른 경사면 보강구조물은 앞서 설명되어진 격자구조틀과, 상기 격자구조틀의 후방측에서 절취사면을 따라 옹벽 형태로 설치되는 한편, 해당 절취사면으로부터 경사면측으로 유출되는 지중수나 침투수를 집수토록 하는 보강배수벽체와, 상기 보강배수벽체의 하단부에 연결 설치되어 보강배수벽체로부터 경사면 전방 외측의 메인배수로측으로 지중수나 침투수를 배출하는 배수라인을 포함하여서 이루어지며, 상기 보강배수벽체는 육면체 형상의 배수블록을 절취사면의 폭과 높이 방향에 걸쳐 적층식으로 맞대어 설치한 것이고, 상기 배수라인은 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 파이프형 배수관이나 "U"자형 단면의 배수채널 또는 상기 배수관이나 배수채널을 경사면의 폭 방향에 걸쳐 추가로 연결시킨 구조물 중에서 택일한 것이 사용되며, 상기 배수블록은 육면체 골조프레임을 제공하는 외곽프레임과, 상기 외곽프레임의 내부공간에 충진되는 골재와, 상기 골재의 유출을 방지하도록 외곽프레임이 제공하는 육면을 덮개 형태로 커버하는 커버망을 포함하여서 이루어지고, 상기 배수블록의 전방면과 후방면에는 토사의 유입을 차단하면서 지중수나 침투수를 통과시키는 필터시트가 해당 위치의 커버망 외측에 부착 설치되는 한편, 상기 보강배수벽체의 최하측에 위치하는 배수블록의 전방측 필터시트 하단에는 배수관 또는 배수채널과 연통되는 배수구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 배수블록의 최적 실시예로서는, 육면체 형상의 블록바디와, 상기 블록바디의 전방측에 배치되는 집수커버로 배수블록을 구성하되, 상기 블록바디에는 해당 몸통을 전,후 방향으로 관통하는 배수구멍이 몸통의 전면에 걸쳐 촘촘한 간격으로 형성되고, 상기 집수커버는 블록바디의 전방면과 동일 면적을 가지는 사각판의 좌,우측단에 사이드판이 후방으로 돌출 형성된 " ］"자형 단면의 커버가 되며, 상기 필터시트는 배수블록을 이루는 블록바디의 후방면에 부착 설치되고, 상기 보강배수벽체의 최하측에 위치하는 배수블록의 집수커버 하단측에 배수관 또는 배수채널과 연결되는 배수구가 제공되는 것을 특징으로 하며, 상기 블록바디의 상부면과 하부면에는 블록바디의 적층식 조립작업을 위한 조립홈부와 조립돌출부가 각각 대응 형성되고, 상기 블록바디의 배수구멍은 전방측을 향하여 소정의 각도만큼 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 집수커버의 후방면 중앙에는 사이드판과 동일한 형태를 가지는 최소 1개 이상의 칸막이판이 형성되고, 상기 배수구는 칸막이판에 의하여 구획되는 공간마다 최소 1개 이상의 개수로 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 보강배수벽체의 최하측에 위치하는 배수블록의 집수커버 하단측에는 좌,우측 사이드판을 연결하는 바닥판이 설치되고, 상기 보강배수벽체의 최상측에 위치하는 배수블록의 집수커버 상단측에는 좌,우측 사이드판을 연결하는 덮개판이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 하부측 격자틀유닛의 전방보강격자를 이루는 절곡프레임의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛의 전방보강격자를 이루는 절곡프레임의 하단 부분을 2개의 관통튜브가 연이어진 "8"자형 단면의 튜브클립에 의하여 상,하 방향의 유동이 가능하게 연결시킴으로서, 토사의 순차적인 기계다짐 시공을 거쳐 경사면상에 격자구조틀을 설치한 이후, 장기간에 걸친 토사의 자연적인 다짐현상으로 말미암아 경사면내의 토사 압밀도가 지속적으로 증대되더라도 해당 압밀력의 작용방향에 편승하여 상부측 격자틀유닛이 하부측 격자틀유닛측으로 이동될 수 있도록 하는 효과를 제공하며, 이를 통하여 자연적인 토사다짐에 의한 경사면의 높이변형에 맞추어 격자틀유닛 사이의 간격과 격자구조틀 자체의 높이가 토압의 안정적인 지지에 필요한 최적 상태로 자동 세팅될 수 있도록 함에 따라 격자구조틀이 전방측으로 불룩하게 돌출되는 현상을 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

특히, 상기 튜브클립을 이루는 2개의 관통튜브 중 하나의 관통튜브를 해당 절곡프레임과의 결착튜브가 되도록 한 경우에는, 격자틀유닛간의 연결부위에 발생할 수 있는 요동을 최소화시켜 격자구조틀의 설치작업을 보다 더 안정적으로 수행할 수 있는 동시에, 토사의 압밀력에 의한 상부측 격자틀유닛의 하강작동이 하나의 관통튜브만을 베이스로 하여 보다 더 확실하게 수행되도록 하는 효과를 제공하며, 상기 튜브클립을 이루는 좌,우측 분할몸체의 일측단부는 일체로 연결시키고, 그 타측단부만이 조립단부를 구비한 상태로 분리되도록 한 경우에는, 튜브클립을 벌렸다가 오므리는 조작만으로 상,하부측 격자틀유닛의 절곡프레임 부분을 튜브클립에 의하여 일차 클램핑시킬 수 있으며, 이러한 상태에서 타측 조립단부에만 조립볼트를 체결시키거나, 해당 조립단부만을 용접시키는 방식으로 하여 격자틀유닛간의 연결작업을 보다 더 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

다른 한편으로, 상기 격자틀유닛과 함께 경사면 보강구조물을 이루는 보강배수벽체의 배수블록을 육면체 형상의 블록바디와, 상기 블록바디의 전방면에 배치되는 집수커버로 구성하되, 상기 블록바디의 몸통 전면에 걸쳐 전,후 방향의 배수구멍을 촘촘한 간격으로 관통 형성시키고, 상기 집수커버는 블록바디의 전방면 전체를 덮는 " ］"자형 단면의 커버가 되도록 하며, 상기 블록바디의 후방면에 토사의 유입을 차단하면서 지중수나 침투수만이 통과되게 하는 필터시트를 부착시키고, 상기 보강배수벽체의 최하측에 위치하는 집수커버의 하단에 배수라인과 연결되는 배수구를 제공함으로서, 절취사면의 내부로 유입된 지중수나 침투수가 필터시트와 블록바디 및 집수커버를 거쳐 보강배수벽체의 하단측으로 전량 집수된 다음, 해당 위치의 집수커버에 제공된 배수구와 배수라인을 거쳐 경사면의 외부로 집중 배출시킬 수 있는 효과를 제공한다.

이를 통하여, 절취사면이나 토사다짐층의 내부에 지중수나 침투수에 의한 세골이나 균열 등이 진행 및 증대(확대)되는 것을 사전에 차단시킴으로서, 지반약화에 따른 경사면의 붕괴 위험성을 보다 더 확실하게 방지할 수 있는 효과를 제공하며, 상기 블록바디와 집수커버의 경우 플라스틱 소재를 이용한 사출성형 방식으로도 제작이 가능하고, 배수블록 자체를 비교적 큰 치수로 대형화시키더라도 배수블록의 전체적인 무게는 골재형 배수블록에 비하여 훨씬 더 경량화시킬 수 있음에 따라, 배수블록을 이용하여 보강배수벽체를 구축하는 작업 역시 별도의 중장비를 사용하지 않고 인력에 의한 작업만으로도 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 동시에, 블록바디의 상부면과 하부면에 제공된 조립홈부와 조립돌출부를 이용하여 보강배수벽체의 구축작업을 조립식으로 한층 더 정확하고 견고하게 수행할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 사면보강용 격자구조틀을 나타내는 외관사시도.
도 2는 도 1의 요부 확대도.
도 3의 (가) 및 (나)는 토압에 의한 종래 격자구조틀의 변형례를 나타내는 요부 발췌 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 사면보강용 격자구조틀을 나타내는 외관사시도.
도 5는 도 4의 요부 확대도.
도 6의 (가) 및 (나)는 본 발명에 따른 격자구조틀의 격자틀유닛간 연결상태를 나타내는 요부 발췌 사시도.
도 7은 본 발명의 격자구조틀에 사용되는 튜브클립의 다른 실시예를 나타내는 외관사시도.
도 8은 도 7의 튜브클립에 의한 격자틀유닛간의 연결상태를 나타내는 평단면도.
도 9는 본 발명에 따른 격자구조틀이 포함된 경사면 보강구조물을 나타내는 외관사시도.
도 10은 도 9의 보강배수벽체에 사용되는 배수블록의 일부 분해사시도.
도 11은 도 10의 결합된 상태의 외관사시도.
도 12는 본 발명에 적용되는 보강배수벽체의 다른 실시예를 나타내는 외관사시도.
도 13은 도 12의 보강배수벽체에 사용되는 배수블록의 구조도.
도 14는 도 13에 도시된 블록바디의 저면사시도.
도 15의 (가) 및 (나)는 도 12의 보강배수벽체에 사용되는 배수블록의 측단면도.
도 16은 본 발명에 적용되는 배수라인의 다른 실시예를 나타내는 외관사시도.
도 17은 본 발명에 적용되는 배수라인의 또 다른 실시예를 나타내는 평면도.
도 18 내지 도 27은 본 발명에 따른 경사면 보강구조물의 시공과정을 순차적으로 나타내는 시공설명도.
도 28은 도 27의 측단면도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 사면보강용 격자구조틀(10)의 경우에도 도 4에서와 같이, 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡 형성되는 한편 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 직립 배치되는 절곡프레임(1)과, 상기 각각의 절곡프레임(1)을 수평 방향으로 연결하도록 절곡프레임(1)을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 수평프레임(2)에 의하여 전방보강격자(3)와 바닥보강격자(4)가 구비된 격자틀유닛(10a)을 경사면의 높이 방향을 따라 최소 2개 이상의 개수로 적층 및 연결 설치하여 구성되는 것이며, 이는 종래의 기술내용에서 설명되어진 것과 동일하다.

상기 절곡프레임(1)과 수평프레임(2)은 소정의 직경을 가지는 철봉이나 강봉이 통상적으로 사용되는 바, 각 프레임의 재질과 굵기(직경) 및 프레임간의 배치간격, 다시 말해서 전방보강격자(3)와 바닥보강격자(4)가 제공하는 격자(格子) 치수(넓이)는 보강작업이 요구되는 경사면의 경사각도와 높이(토압) 및 토질(土質) 등을 전반적으로 고려하여 가장 합리적이고 경제적인 설계강도를 가지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 절곡프레임(1)과 수평프레임(2)간의 연결방식은 각각의 프레임이 맞대어지는 부위를 용접시키는 방식이 가장 바람직하다.

경우에 따라서는 각각의 프레임이 맞대어지는 부위를 와이어 등으로 결속시키는 연결방식이 적용될 수도 있고, 전방보강격자(3)의 상단측과 좌,우측단 및 바닥보강격자(4)의 후단측과 좌,우측단에는 경사면의 폭과 높이 방향에 걸쳐 요구하는 개수만큼의 격자틀유닛(10a)을 연결시켜 격자구조틀(10)을 설치할 수 있도록 절곡프레임(1)과 수평프레임(2)이 일정한 길이만큼 돌출되어 있으며, 상기 격자틀유닛(10a)의 강도보강을 위하여 전방보강격자(3)와 바닥보강격자(4)의 사이에는 다수 개(도면상 3개)의 "S"후크형 가로대프레임(5)이 연결 설치되어 있다.

본 발명에 따른 사면보강용 격자구조틀(10)의 실질적인 요부를 이루는 구성요소로서는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 하단 부분이 튜브클립(Tube clip)(7)에 의하여 연결 설치되도록 한 것인 바, 상기 튜브클립(7)은 상,하로 겹쳐지면서 인접하는 각 격자틀유닛(10a)의 절곡프레임(1) 부분이 각각 1개씩 관통되는 총 2개의 관통튜브(8)가 "8"자 형태로 연이어져 형성된 것이다.

상기와 같이 "8"자형 단면(평단면)을 가지는 튜브클립(7)을 이용하여 상부측 격자틀유닛(10a)과 하부측 격자틀유닛(10a)을 연결시키는 작업을 시공현장에서 즉시 수행할 수 있도록, 상기 튜브클립(7)은 "3"자 형태의 단면을 가지는 좌,우측 2개의 분할몸체로 분리 제작하는 것이 바람직하고, 이와 같이 분리 제작된 각각의 분할몸체를 "8"자 형태로 맞대어 전방보강격자(3)를 이루는 각 절곡프레임(1)의 단부측이 상,하 방향으로 유동 가능하게 삽입되는 2개의 관통튜브(8)를 제공할 수 있는 것이며, 상기 좌,우측 분할몸체의 전,후방 양측단에 각각의 분할몸체를 맞대어 연결시키기 위한 볼트체결용 또는 용접연결용 조립단부(7a)가 제공되는 것이다.

보다 더 바람직한 실시예로서는 도 6 내지 도 8에서와 같이, 상기 튜브클립(7)을 이루는 좌,우측 분할몸체의 일측단부(도면상 후방에 해당하는 우측단부)는 일체로 연결 형성시키는 한편, 상기 좌,우측 분할몸체의 타측단부(도면상 전방측에 해당하는 좌측단부)는 분리된 상태로 하여 일측 연결단부를 중심으로 튜브클립(7)을 벌리거나 오므릴 수 있도록 하는 것이고, 이 경우 상기 조립단부(7a)는 좌,우측 분할몸체의 분리된 타측단부에만 제공될 것이며, 상기 2개의 관통튜브(8) 중 하나의 관통튜브(8)는 해당 절곡프레임(1)의 단부측과 견고하게 맞물리는 결착튜브(8a)가 되도록 하는 것이다.

도면상 상기 조립단부(7a)는 격자틀유닛(10a)간의 연결작업을 조립볼트(9)와 핏팅너트(9a)를 이용하여 수행할 수 있도록, 다수 개(도면상 2개)의 체결공(7b)이 제공된 볼트체결용 조립단부(7a)가 되고, 상기 튜브클립(7)이 제공하는 관통튜브(8) 부분과 결착튜브(8a) 부분은 "v"자형의 이음부(8b)로 연이어져 있으며, 상기 관통튜브(8)에는 하부측 격자틀유닛(10a)의 절곡프레임(1)이 관통되도록 하는 한편, 상기 결착튜브(8a)에는 상부측 격자틀유닛(10a)의 절곡프레임(1)이 맞물리도록 하는 것이 바람직하지만, 필요에 따라 관통튜브(8)와 결착튜브(8a)의 위치를 바꾸어 사용하는 것도 가능함은 물론이다.

상기 튜브클립(7)은 기계적 강도와 내부식성 및 내마모성이 우수한 금속 소재, 예를 들어 알루미늄 합금이나 스테인레스 스틸 소재 등으로 제작하는 것이 바람직하고, 경우에 따라서는 고강도 플라스틱 소재로도 제작될 수 있으며, 금속 소재를 이용하여 도 6 내지 도 8에 도시된 구조의 튜브클립(7)을 제작할 경우에는 일측 연결단부를 중심으로 튜브클립(7)을 벌리거나 오므리는 조작을 용이하게 수행할 수 있도록 1mm 내외의 얇은 두께로 튜브클립(7)을 제작하는 것이 바람직하고, 필요에 따라서는 상기 일측 연결단부에 경첩 등의 연결수단을 설치하여 해당 튜브클립(7)이 경첩을 중심으로 열리거나(벌어지거나) 닫히도록(오므라들도록) 할 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

상기와 같이 하부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 하단 부분을 2개의 관통튜브(8)가 연이어진 "8"자형 단면의 튜브클립(7)에 의하여 상,하 방향의 유동이 가능하도록 연결시키게 되면, 자연적인 토사다짐에 의한 경사면의 높이변형에 맞추어 격자틀유닛(10a) 사이의 간격과 격자구조틀(10) 자체의 높이가 토압의 안정적인 지지에 필요한 최적 상태로 자동 세팅되게 할 수 있다.

다시 말해서, 토사의 순차적인 기계다짐 시공을 거쳐 경사면상에 격자구조틀(10)을 설치한 이후, 장기간에 걸친 토사의 자연적인 다짐현상으로 말미암아 경사면의 높이가 점차 낮아지면서 경사면내의 토사 압밀도가 지속적으로 증대될 경우, 해당 압밀력이 격자틀유닛(10a)의 바닥보강격자(4)를 하부로 누르는 힘으로 작용하기 때문에, 이러한 힘에 편승하여 상부측 격자틀유닛(10a)이 튜브클립(7)을 거쳐 하부측 격자틀유닛(10a)측으로 자연스럽게 이동(하강)될 수 있다는 것이다.

궁극적으로는, 토사의 자연적인 다짐현상에 의하여 점차 낮아지는 경사면의 높이에 맞추어 격자틀유닛(10a) 사이의 간격 또한 점차적으로 좁아지면서 격자구조틀(10)의 실질적인 높이가 경사면에 높이에 맞추어 자동 세팅된다는 것이며, 이를 통하여 격자구조틀(10)이 경사면의 토압을 지속적이고 안정적으로 지지할 수 있음에 따라, 격자구조틀(10)의 일부분, 예를 들어 격자틀유닛(10a)간의 연결부위가 토압에 의하여 전방측으로 불룩하게 배가 튀어나오는 현상(변형)을 미연에 방지할 수 있는 것이며, 상기 튜브클립(7) 자체만으로도 격자틀유닛(10a)간의 연결부위에 대한 보강기능을 추가로 달성할 수 있다.

특히, 상기 튜브클립(7)을 이루는 2개의 관통튜브(8) 중 하나의 관통튜브(8)를 해당 절곡프레임(1)과의 결착튜브(8a)가 되도록 하면, 격자틀유닛(10a) 연결부위의 요동을 최소화시켜 격자구조틀(10)의 설치작업을 보다 더 안정적으로 수행할 수 있고, 상기 결착튜브(8a)를 상부측 격자틀유닛(10a)의 절곡프레임(1) 하단부와 일차 클램핑시킨 상태에서, 그 맞은편의 관통튜브(8)를 하부측 격자틀유닛(10a)의 절곡프레임(1) 상단부로 끼우는 방식을 통하여 격자구조틀(10)의 설치작업을 보다 손쉽게 수행할 수 있는 동시에, 토사의 압밀력에 의한 상부측 격자틀유닛(10a)의 하강작동이 하나의 관통튜브(8)만을 베이스로 하여 보다 더 정확하게 수행되도록 할 수 있다.

이와 더불어, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 튜브클립(7)을 이루는 좌,우측 분할몸체의 일측단부는 일체로 연결시키고, 그 타측단부만이 조립단부(7a)를 구비한 상태로 분리되도록 한 경우에는, 튜브클립(7)을 벌렸다가 오므리는 조작만으로 상,하부측 격자틀유닛(10a)의 절곡프레임(1) 부분을 튜브클립(7)에 의하여 일차 클램핑시킬 수 있으며, 이러한 상태에서 타측 조립단부(7a)에만 조립볼트(9)를 체결시키거나, 해당 조립단부(7a)만을 용접시키는 방식으로 하여, 좌,우측 2개의 분할몸체로 나누어진 튜브클립(7)보다 격자틀유닛(10a)간의 연결작업을 보다 더 신속하고 용이하게 수행할 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 사면보강용 격자구조틀(10)은 도 9에서와 같이 절취사면의 후방측과 바닥측에 걸쳐 배치되는 배수구조물과 함께 경사면 보강구조물(20)을 이루게 되며, 상기 배수구조물은 절취사면의 후방면에서 절취사면의 폭과 높이 방향을 따라 육면체 형상의 배수블록(12)을 맞대어 옹벽 형태로 구축시킨 보강배수벽체(11)와, 상기 보강배수벽체(11)의 최하단측에서 해당 위치의 배수블록(12)과 연결되는 배수관(14)을 포함하여서 이루어지는 것이다.

상기와 같이 사면보강용 격자구조틀(10)이 포함된 본 발명의 경사면 보강구조물(20)을 이루는 배수블록(12)은 도 10 및 도 11에서와 같이, 육면체 골조프레임을 제공하는 외곽프레임(15)과, 상기 외곽프레임(15)의 내부공간에 충진되는 골재(17)와, 상기 골재(17)의 유출을 방지하도록 외곽프레임(15)이 제공하는 육면을 덮개 형태로 커버하는 금속제 커버망(16)을 기본적인 구성요소로 포함하여서 이루어지는 바, 이는 종래의 기술내용에서 설명되어진 골재형 배수블록과 일맥 상통하는 것이다.

본 발명에서는 상기 배수블록(12)의 전방면과 후방면에 걸쳐 토사의 유입을 차단하면서 지중수나 침투수를 통과시키는 필터시트(Filter sheet)(13)를 해당 위치의 커버망(16) 외측에 부착 설치하는 한편, 상기 보강배수벽체(11)의 최하측에 위치하는 배수블록(12)의 전방측 필터시트(13) 하단에 배수관(14)과 연통되는 배수구멍(미도시)을 형성시킴으로서, 기존의 골재형 배수블록이 가지는 단점을 최소화시키도록 한 것이며, 상기 필터시트(13)는 소정의 두께를 가지는 부직포나 직물지 등을 대표적인 예로 들 수 있다.

상기와 같이 골재형 배수블록(12)의 전,후방측 커버망(16)에 필터시트(13)를 부착시키게 되면, 절취사면으로부터 토사 성분이 지중수나 침투수와 함께 커버망(16)을 거쳐 골재(17)의 공극 사이로 유입되는 것을 차단시킴에 따라, 배수작업에 필요한 골재(17) 사이의 공극을 최대한으로 유지시킬 수 있고, 각각의 배수블록(12)과 함께 보강배수벽체(11)의 전면과 후면이 필터시트(13)로 덮혀짐에 따라, 절취사면으로부터 배출되는 지중수나 침투수를 흡수하여 이를 배수관(14)이 연결된 보강배수벽체(11)의 하단부로 어느 정도 수준까지는 유도할 수 있게 된다.

그러나, 기존의 골재형 배수블록(12) 전,후방면에 필터시트(13)를 부착시키는 개선사항만으로는 절취사면의 내부로 유입된 지중수나 침투수가 보강배수벽체(11) 전방측의 토사다짐층으로 유출되지 않고 보강배수벽체(11)를 따라 그 하단 내측으로 전량 집수된 다음, 해당 위치에 연결된 배수관(14)을 거쳐 경사면의 외부로 집중 배출시킬 수 있도록 한다는 목적을 효과적으로 달성할 수가 없기 때문에, 해당 배수기능을 보다 더 확실하게 수행할 수 있는 또 다른 배수블록(12)을 본 발명에서 제안코자 한다.

본 발명에 적용되는 배수블록(12)의 최적 실시예는 도 12 내지 도 14에 걸쳐 도시된 바와 같이, 육면체 형상의 블록바디(18)와, 상기 블록바디(18)의 전방측에 배치되는 집수커버(19)로 구성되고, 상기 블록바디(18)에는 해당 몸통을 전,후 방향으로 관통하는 배수구멍(18a)이 몸통의 전면(全面)에 걸쳐 촘촘한 간격으로 형성되는 한편, 상기 집수커버(19)는 블록바디(18)의 전방면과 동일 면적을 가지는 사각판의 좌,우측단에 사이드판(19b)이 후방으로 돌출 형성된 " ］"자형 단면의 커버가 된다.

따라서, 상기 집수커버(19)를 블록바디(18)의 전방면과 맞대어 설치할 경우, 블록바디(18)의 전방면과 집수커버(19)의 후방면이 사이드판(19b)에 의하여 소정의 여유간격을 두고 이격됨으로서 해당 여유간격이 수직 방향의 배수통로를 제공하게 되는 것이며, 상기 필터시트(13)는 배수블록(12)을 이루는 블록바디(18)의 후방면에 부착 설치되고, 상기 배수블록(12)에 의하여 구축되는 보강배수벽체(11)의 최하측에 위치하는 배수블록(12)의 집수커버(19) 하단측에 배수관(14)과 연결되는 배수구(19a)가 제공되는 것이다.

상기 블록바디(18)에 형성되는 배수구멍(18a)은 앞서 설명되어진 수직 방향의 배수통로와 연계된 수평(전,후) 방향의 배수통로를 제공하는 것으로서, 블록바디(18)의 몸통 전방면과 후방면 전체 면적의 약 70~80% 정도가 배수구멍(18a)을 이루도록 하고, 그 나머지 부분이 블록바디(18)의 테두리 부분 및 배수구멍(18a)의 지지살(18b)을 이루도록 하며, 도면상 각각의 배수구멍(18a)이 사각형 구멍으로 형성되어 있으나, 이외에도 원형 구멍 또는 다각형 구멍과 같은 다양한 형태의 구멍으로 형성될 수 있으며, 상기 배수블록(12)을 이용하여 보강배수벽체(11)를 구축하는 작업의 신속성과 편의성 및 정확성을 모두 확보할 수 있도록, 블록바디(18)의 상부면과 하부면에 조립홈부(12a)와 조립돌출부(12b)를 각각 대응 형성시키는 것이 바람직하다.

필요에 따라서는 상기 블록바디(18)의 좌측면과 우측면에도 조립홈부(12a) 및 조립돌출부(12b)와 같은 블록바디(18)간의 측면 조립구조를 제공할 수 있음은 물론이고, 상기 블록바디(18)의 전방면 좌,우측 가장자리 부분에 집수커버(19)의 사이드판(19b)이 끼움식으로 조립되는 조립홈이나 조립단턱을 형성시킬 수도 있으며, 상기 필터시트(13)는 접착제를 이용하여 블록바디(18)의 후방면에 접착시켜 놓을 수도 있고, 블록바디(18)의 후방면 가장자리를 따라 제공된 테두리부상에 일정 간격을 두고 체결공(미도시)을 형성시킨 다음, 상기 필터시트(13)를 나사체결식으로 블록바디(18)상에 부착시킬 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

이와 더불어, 상기 집수커버(19)의 후방면 중앙에 사이드판(19b)과 동일한 형태를 가지는 최소 1개 이상의 칸막이판(19c)을 추가로 형성시킬 수도 있는 바, 상기 칸막이판(19c)은 집수커버(19)에 의하여 제공되는 수직 방향의 배수통로를 보다 더 세분화시키는 기능을 제공함과 아울러, 상기 배수블록(12)을 이용하여 구축된 보강배수벽체(11)의 전방측으로 토사를 성토 및 다짐하는 과정에서 토사의 다짐력에 의하여 집수커버(19)가 블록바디(18)측으로 불룩하게 돌출되는 것을 방지하는 보강살의 기능을 병행하는 것이며, 이를 고려하여 상기 칸막이판(19c)의 설치갯수는 최소 1개에서 최대 3개를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 집수커버(19)의 중앙에 칸막이판(19c)이 설치될 경우, 보강배수벽체(11)의 최하측에 배치되는 배수구(19a)는 해당 집수커버(19)의 칸막이판(19c)에 의하여 구획되는 수직 방향의 배수통로마다 최소 1개 이상의 개수로 하여 설치될 것이지만, 배수관(14)의 전체적인 설치갯수를 감안할 경우 칸막이판(19c)에 의하여 제공되는 수직 방향의 배수통로마다 1개의 배수구(19a)를 설치하는 것이 가장 경제적이며, 경우에 따라서는 상기 보강배수벽체(11)의 첫 번째 층(최하층)을 이루는 배수블록(12)의 상단부나 두 번째 층을 이루는 배수블록(12)의 하단부에 배수관(14)을 추가로 연결시킴으로서, 해당 배수관(14)이 최하부측 배수관(14)의 기능을 보완토록 할 수도 있다.

도 15의 (가) 및 (나)에 도시된 것은 보강배수벽체(11)의 최하측과 최상측에 각각 배치되는 배수블록(12)의 또 다른 적용례를 나타낸 것으로서, 보강배수벽체(11)의 최하측에 위치하는 배수블록(12)의 집수커버(19) 하단측에는 좌,우측 사이드판(19b)을 연결하는 바닥판(19d)을 설치하고, 보강배수벽체(11)의 최상측에 위치하는 배수블록(12)의 집수커버(19) 상단측에는 좌,우측 사이드판(19b)을 연결하는 덮개판(19e)을 설치함으로서, 집수커버(19)가 제공하는 수직 방향의 배수통로 바닥측으로 지중수나 침투수가 누설되지 않도록 함과 동시에, 해당 배수통로의 상단측으로 토사가 유입되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각각의 배수구멍(18a)은 블록바디(18)의 후방측으로부터 그 전방측을 향하여 소정의 각도, 예를 들어 10도 내외의 각도만큼 하향 경사지게 형성시킴으로서, 지중수나 침투수의 배출작업이 보다 더 확실하게 수행되도록 하는 것이 바람직하고, 도 15의 (가)에서와 같이 보강배수벽체(11)의 최하단측에 배치되는 배수블록(12)의 블록바디(18) 하부면에는 조립돌출부(12b)를 형성시키지 않더라도 무방하지만, 해당 조립돌출부(12b)가 절취사면의 바닥면을 통하여 매입되도록 하면 보강배수벽체(11)의 시공에 전혀 지장을 초래하지 아니하므로, 블록바디(18)의 적용에 혼선을 초래하지 않도록 조립홈부(12a)와 조립돌출부(12b)가 모두 형성된 1가지 종류의 블록바디(18)만을 제작 및 사용하는 것이 바람직하다.

도 16 및 도 17에 도시된 것은 본 발명에 따른 경사면 보강구조물(20)에 적용 가능한 배수라인의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 도 16에 도시된 것은 파이프형 배수관(14)을 대신하여 "U"자형 단면의 배수채널(14a)이 설치된 것이고, 도 17에 도시된 것은 상기 배수채널(14a)을 경사면의 폭 방향에 걸쳐 추가로 연결시킨 것인 바, 이를 위하여 도 17에 도시된 배수라인은 일자형 채널(21a)과 십자형 채널(21b) 및 티자형 채널(21c)간의 조립식 채널(21)이 되며, 앞서 설명되어진 파이프형 배수관(14)의 경우에도 일자형 파이프와 십자형 연결관 및 티자형 연결관을 이용하여 도 17에 도시된 구조의 배수라인으로 설치될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 본 발명의 최적 실시예에 해당하는 배수블록(12)을 이용하여 절취사면의 후방측에 보강배수벽체(11)를 구축할 경우, 절취사면의 내부로 유입된 지중수나 침투수가 필터시트(13)와 블록바디(18) 및 집수커버(19)를 거쳐 보강배수벽체(11)의 하단측으로 전량 집수된 다음, 해당 위치의 집수커버(19)에 제공된 배수구(19a)와 배수라인을 거쳐 경사면의 외부로 집중 배출되도록 할 수 있으며, 이를 통하여 절취사면이나 토사다짐층의 내부에 지중수나 침투수에 의한 세골이나 균열 등이 진행 및 증대(확대)되는 것을 사전에 차단시킴으로서, 지반약화에 따른 경사면의 붕괴 위험성을 보다 더 확실하게 방지할 수 있다.

특히, 상기 블록바디(18)와 집수커버(19)의 경우 플라스틱 소재를 이용한 사출성형 방식으로도 제작이 가능하고, 배수블록(12) 자체를 비교적 큰 치수로 대형화시키더라도 배수블록(12)의 전체적인 무게는 골재형 배수블록에 비하여 훨씬 더 경량화시킬 수 있음에 따라, 배수블록(12)을 이용하여 보강배수벽체(11)를 구축하는 작업 역시 별도의 중장비를 사용하지 않고 인력에 의한 작업만으로도 신속하고 용이하게 수행할 수 있는 동시에, 블록바디(18)의 상부면과 하부면에 제공된 조립홈부(12a)와 조립돌출부(12b)를 이용하여 보강배수벽체(11)의 구축작업을 조립식으로 한층 더 정확하고 견고하게 수행할 수 있는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 격자구조틀(10)과 배수블록(12)을 이용한 경사면 보강구조물(20)의 시공 과정을 도 18 내지 도 28을 참조하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 훼손된 경사면의 복구작업 또는 도로나 철도의 개설작업 등을 위하여 경사면을 일정량만큼 깍아냄으로서 개설면이 평지화 된 절취사면을 일차적으로 조성시킨 다음, 도 18에서와 같이 절취사면(22)의 후방측에서 절취사면(22)의 폭과 높이 방향을 따라 앞서 설명되어진 배수블록(12)을 상,하 및 좌,우 방향으로 맞대어 보강배수벽체(11)를 구축하되, 각각의 배수블록(12)을 이루는 블록바디(18)의 후방면에 필터시트(13)를 부착시킨 상태에서, 블록바디(18) 상,하부면의 조립홈부(12a)와 조립돌출부(12b)를 이용하여 각각의 블록바디(18)를 전방측 집수커버(19)와 함께 적층식으로 맞대어 설치하게 된다.

도면상 각각의 배수블록(12)을 이용하여 2개의 층을 가지는 보강배수벽체(11)를 한번에 구축하는 것으로 도시되어 있으나, 1회에 1개층씩 보강배수벽체(11)를 순차적으로 구축하는 것도 가능하며, 이와 같이 보강배수벽체(11)가 구축된 절취사면(22)의 전방측 개설면을 따라 도 19에서와 같이 지오그리드 등의 보강시트(23)를 깔아 놓은 다음, 도 20에서와 같이 보강배수벽체(11)의 최하측에 위치하는 배수블록(12)의 배수구(19a)마다 배수관(14)을 연결시켜 해당 배수관(14)이 보강시트(23)의 상부면에 놓이도록 하는 한편, 각 배수관(14)의 선단 출구측이 경사면의 전방측에 선시공된 메인배수로(24)의 내측에 위치토록 하게 된다.

상기와 같은 상태에서 도 21에 도시된 바와 같이, 각각의 배수관(14)이 매입(埋入)되도록 보강시트(23)의 상부면에 기초콘크리트(25)를 타설 및 경화시켜 토사의 다짐시공에 필요한 토대를 제공토록 하고, 상기 배수관(14)을 대신하여 배수채널(14a)이 설치된 경우에는 기초콘크리트(25)의 타설 이전에 각 배수채널(14a)의 상부면을 커버 등으로 덮어 배수채널(14a)의 내부로 콘크리트가 유입되지 않도록 하며, 기초콘크리트(25)가 최종 경화된 이후 도 22 및 도 23에서와 같이, 기초콘크리트(25)의 상부면에 보강시트(23)를 추가로 덮은 다음, 해당 보강시트(23)의 선단측에 격자틀유닛(10a)의 바닥보강격자(4)가 놓이도록 하며, 필요시 앵커볼트 등을 이용하여 상기 격자틀유닛(10a)의 바닥보강격자(4)가 보강시트(23)와 함께 기초콘크리트(25)상에 견고히 고정되도록 할 수도 있다.

상기와 같은 방식으로 기초콘크리트(25)의 상부면과 그 선단측에 보강시트(23)와 격자틀유닛(10a)을 배치하여 놓은 상태에서, 도 24 및 도 25에서와 같이 격자틀유닛(10a)의 후방면과 보강배수벽체(11)의 전방면 사이에 걸쳐 토사를 성토 및 다짐함으로서, 보강배수벽체(11)의 1층 높이에 해당하는 토사다짐층(26)을 시공한 다음, 해당 토사다짐층(26)의 상부면에 보강시트(23)를 추가로 덮어두게 되며, 상기 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 각 절곡프레임(1)의 상단측 부분은 토사다짐층(26)의 상부면을 통하여 일정 길이만큼 외부로 노출시킴으로서, 그 상부에 위치하게 될 또 다른 격자구조틀(10a)과의 연결작업에 사용토록 한다.

상기와 같은 상태에서 도 26에 도시된 바와 같이, 토사다짐층(26)의 선단측 상부면에 또 다른 격자틀유닛(10a)을 배치하되, 해당 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 하단측이 앞서 설명되어진 튜브클립(7)에 의하여 하부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 상단측과 연결되도록 하며, 본 단계에 투입되는 격자틀유닛(10a)은 바닥보강격자(4)로부터 보강시트(23)를 거쳐 토사다짐층(26)으로 박히는 앵커나 말뚝 등을 이용하여 토사다짐층(26)상에 견고히 고정시켜 놓는 것이 바람직하다.

상기와 같은 상태에서 도 27 및 도 28에서와 같이, 격자틀유닛(10a)의 후방면과 보강배수벽체(11)의 전방면 사이에 걸쳐 토사를 성토 및 다짐함으로서, 보강배수벽체(11)의 2층 높이에 해당하는 토사다짐층(26)을 추가로 시공하게 되며, 이러한 일련의 과정을 순차적으로 거침에 따라 격자구조틀(10) 및 보강배수벽체(11)가 포함된 경사면 보강구조물(20)을 경사면의 높이에 맞추어 시공할 수 있는 것이며, 경사면의 보강시공이 완료된 이후에는 격자구조틀(10)의 전방보강격자(3)가 제공하는 벽체구조물상에 녹화시트를 부착하여 식생토를 취부시킴으로서 경사면의 녹화를 최종 유도하게 되는 것이다.

도 18 내지 도 28을 기초로 하여 위에서 설명되어진 내용은 본 발명에 따른 격자구조틀(10)과 배수블록(12)을 이용하여 경사면 보강구조물(20)을 시공하는 하나의 대표적인 일례에 불과한 것으로서, 기초콘크리트(25)와 메인배수로(24)의 적용여부 및 보강시트(23)의 적용위치 등은 시공여건에 따라 임의대로 조정 및 변경이 가능하고, 상기 배수블록(12) 및 이를 이용한 보강배수벽체(11) 자체가 격자구조틀(10)과는 상관없이 그 단독으로 경사면의 보강시공에 사용될 수 있으며, 상기 필터시트(13)의 경우에도 각각의 배수블록(12)마다 개별적으로 분할 설치되지 않고 보강시트(23)와 같이 절취사면(22)의 폭과 높이 방향을 아우르는 하나의 대형시트로 설치될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

결론적으로, 본 발명에 따른 격자구조틀(10)과 배수블록(12) 및 이를 이용한 경사면 보강구조물(20)은 첨부된 도면을 기초로 하여 설명되어진 최적 실시예로만 국한되는 것이 아니라, 본 발명이 추구하고자 하는 기술적 사상의 범위내에서 상기 최적 실시예를 바탕으로 다양한 변경이나 변형이 가능하다는 것이며, 본 발명의 실질적인 판단은 앞서 설명되어진 최적 실시예가 아니라 이후에 첨부되어지는 청구범위를 기반으로 해석되어야 한다는 것이다.

1 : 절곡프레임 2 : 수평프레임 3 : 전방보강격자
4 : 바닥보강격자 5 : 가로대프레임 6 : 결속와이어
7 : 튜브클립 7a : 조립단부 7b : 체결공
8 : 관통튜브 8a : 결착튜브 8b : 이음부
9 : 조립볼트 9a : 핏팅너트 10 : 격자구조틀
10a : 격자틀유닛 11 : 보강배수벽체 12 : 배수블록
12a : 조립홈부 12b : 조립돌출부 13 : 필터시트
14 : 배수관 14a : 배수채널 15 : 외곽프레임
16 : 커버망 17 : 골재 18 : 블록바디
18a : 배수구멍 18b : 지지살 19 : 집수커버
19a : 배수구 19b : 사이드판 19c : 칸막이판
19d : 바닥판 19e : 덮개판 20 : 보강구조물
21 : 조립식 채널 21a : 일자형 채널 21b : 십자형 채널
21c : 티자형 채널 22 : 절취사면 23 : 보강시트
24 : 메인배수로 25 : 기초콘크리트 26 : 토사다짐층

Claims (8)

1. 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡 형성되는 한편 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 직립 배치되는 절곡프레임(1)과, 상기 각각의 절곡프레임(1)을 수평 방향으로 연결하도록 절곡프레임(1)을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 수평프레임(2)에 의하여 전방보강격자(3)와 바닥보강격자(4)가 구비된 격자틀유닛(10a)이 제공되며, 상기 격자틀유닛(10a)이 경사면의 높이 방향을 따라 최소 2개 이상의 개수로 적층 및 연결 설치된 사면보강용 격자구조틀(10)에 있어서,
   상기 격자구조틀(10)은 하부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 하단 부분이 튜브클립(7)에 의하여 연결 설치된 것이고,
   상기 튜브클립(7)은 "3"자 형태의 단면을 가지는 좌,우측 분할몸체를 "8"자 형태로 맞대어 각 절곡프레임(1)의 단부측이 삽입되는 2개의 관통튜브(8)를 제공토록 하되, 상기 2개의 관통튜브(8) 중 하나의 관통튜브(8)는 해당 절곡프레임(1)의 단부측이 상,하 방향으로 유동 가능하게 삽입 설치되는 것이고, 나머지 하나의 관통튜브(8)는 해당 절곡프레임(1)의 단부측과 견고하게 맞물리는 결착튜브(8a)가 되며,
   상기 튜브클립(7)을 이루는 좌,우측 분할몸체의 전,후방 양측단에는 각각의 분할몸체를 맞대어 연결시키기 위한 볼트체결용 또는 용접연결용 조립단부(7a)가 제공되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 격자구조틀.
2. 제 1항에 있어서, 상기 튜브클립(7)을 이루는 좌,우측 분할몸체의 일측단부는 일체로 연결 형성되는 한편, 상기 좌,우측 분할몸체의 타측단부는 분리된 상태로 하여 일측 연결단부를 중심으로 튜브클립(7)을 벌리거나 오므릴 수 있도록 이루어지며, 상기 조립단부(7a)는 좌,우측 분할몸체의 분리된 타측단부에만 제공되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 격자구조틀.
3. 경사면의 표면 보강을 위한 격자구조틀(10)과, 상기 격자구조틀(10)의 후방측에서 절취사면(22)을 따라 옹벽 형태로 설치되는 한편, 해당 절취사면(22)으로부터 경사면측으로 유출되는 지중수나 침투수를 집수토록 하는 보강배수벽체(11)와, 상기 보강배수벽체(11)의 하단부에 연결 설치되어 보강배수벽체(11)로부터 경사면 전방 외측의 메인배수로(24)측으로 지중수나 침투수를 배출하는 배수라인을 포함하여서 이루어지며, 상기 격자구조틀(10)은 전방보강격자(3)와 바닥보강격자(4)를 제공하는 격자틀유닛(10a)이 경사면의 높이 방향을 따라 최소 2개 이상의 개수로 적층 및 연결 설치된 것이고, 상기 격자틀유닛(10a)은 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠" 형태로 절곡 형성되는 한편 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 수직 방향으로 직립 배치되는 절곡프레임(1)과, 상기 각각의 절곡프레임(1)을 수평 방향으로 연결하도록 절곡프레임(1)을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 수평프레임(2)을 포함하여서 이루어지며, 상기 보강배수벽체(11)는 육면체 형상의 배수블록(12)을 절취사면(22)의 폭과 높이 방향에 걸쳐 적층식으로 맞대어 설치한 것이고, 상기 배수라인은 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 파이프형 배수관(14)이나 "U"자형 단면의 배수채널(14a) 또는 상기 배수관(14)이나 배수채널(14a)을 경사면의 폭 방향에 걸쳐 추가로 연결시킨 구조물 중에서 택일한 것이 사용되는 경사면 보강구조물(20)에 있어서,
   상기 격자구조틀(10)은 하부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 상단 부분과 상부측 격자틀유닛(10a)의 전방보강격자(3)를 이루는 절곡프레임(1)의 하단 부분이 튜브클립(7)에 의하여 연결 설치된 것이고, 상기 보강배수벽체(11)는 육면체 형상의 배수블록(12)을 절취사면(22)의 폭과 높이 방향에 걸쳐 최소 2개 이상의 층을 이루도록 맞대어 설치한 것이며,
   상기 튜브클립(7)은 "3"자 형태의 단면을 가지는 좌,우측 분할몸체를 "8"자 형태로 맞대어 각 절곡프레임(1)의 단부측이 삽입되는 2개의 관통튜브(8)를 제공토록 하되, 상기 2개의 관통튜브(8) 중 하나의 관통튜브(8)는 해당 절곡프레임(1)의 단부측이 상,하 방향으로 유동 가능하게 삽입 설치되는 것이고, 나머지 하나의 관통튜브(8)는 해당 절곡프레임(1)의 단부측과 견고하게 맞물리는 결착튜브(8a)가 되는 한편, 상기 튜브클립(7)을 이루는 좌,우측 분할몸체의 전,후방 양측단에는 각각의 분할몸체를 맞대어 연결시키기 위한 볼트체결용 또는 용접연결용 조립단부(7a)가 제공되며,
   상기 배수블록(12)은 육면체 골조프레임을 제공하는 외곽프레임(15)과, 상기 외곽프레임(15)의 내부공간에 충진되는 골재(17)와, 상기 골재(17)의 유출을 방지하도록 외곽프레임(15)이 제공하는 육면을 덮개 형태로 커버하는 커버망(16)을 포함하여서 이루어지고, 상기 배수블록(12)의 전방면과 후방면에는 토사의 유입을 차단하면서 지중수나 침투수를 통과시키는 필터시트(13)가 해당 위치의 커버망(16) 외측에 부착 설치되는 한편, 상기 보강배수벽체(11)의 최하측에 위치하는 배수블록(12)의 전방측 필터시트(13) 하단에는 배수관(14) 또는 배수채널(14a)과 연통되는 배수구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 격자구조틀을 이용한 경사면 보강구조물.
4. 제 3항에 있어서, 상기 튜브클립(7)을 이루는 좌,우측 분할몸체의 일측단부는 일체로 연결 형성되는 한편, 상기 좌,우측 분할몸체의 타측단부는 분리된 상태로 하여 일측 연결단부를 중심으로 튜브클립(7)을 벌리거나 오므릴 수 있도록 이루어지고, 상기 조립단부(7a)는 좌,우측 분할몸체의 분리된 타측단부에만 제공되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 격자구조틀을 이용한 경사면 보강구조물.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 상기 배수블록(12)은 육면체 형상의 블록바디(18)와, 상기 블록바디(18)의 전방측에 배치되는 집수커버(19)로 구성되고, 상기 블록바디(18)에는 해당 몸통을 전,후 방향으로 관통하는 배수구멍(18a)이 몸통의 전면(全面)에 걸쳐 촘촘한 간격으로 형성되는 한편, 상기 집수커버(19)는 블록바디(18)의 전방면과 동일 면적을 가지는 사각판의 좌,우측단에 사이드판(19b)이 후방으로 돌출 형성된 " ］"자형 단면의 커버가 되며,
   상기 필터시트(13)는 배수블록(12)을 이루는 블록바디(18)의 후방면에 부착 설치되고, 상기 보강배수벽체(11)의 최하측에 위치하는 배수블록(12)의 집수커버(19) 하단측에 배수관(14) 또는 배수채널(14a)과 연결되는 배수구(19a)가 제공되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 격자구조틀을 이용한 경사면 보강구조물.
6. 제 5항에 있어서, 상기 블록바디(18)의 상부면과 하부면에는 블록바디(18)의 적층식 조립작업을 위한 조립홈부(12a)와 조립돌출부(12b)가 각각 대응 형성되고, 상기 블록바디(18)의 배수구멍(18a)은 전방측을 향하여 소정의 각도만큼 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 격자구조틀을 이용한 경사면 보강구조물.
7. 제 5항에 있어서, 상기 집수커버(19)의 후방면 중앙에는 사이드판(19b)과 동일한 형태를 가지는 최소 1개 이상의 칸막이판(19c)이 형성되고, 상기 배수구(19a)는 칸막이판(19c)에 의하여 구획되는 공간마다 최소 1개 이상의 개수로 설치되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 격자구조틀을 이용한 경사면 보강구조물.
8. 제 5항에 있어서, 상기 보강배수벽체(11)의 최하측에 위치하는 배수블록(12)의 집수커버(19) 하단측에는 좌,우측 사이드판(19b)을 연결하는 바닥판(19d)이 설치되고, 상기 보강배수벽체(11)의 최상측에 위치하는 배수블록(12)의 집수커버(19) 상단측에는 좌,우측 사이드판(19b)을 연결하는 덮개판(19e)이 설치되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 격자구조틀을 이용한 경사면 보강구조물.

Images