KR200223114Y1 - 암 절취사면용 옹벽 보강구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 도로 및 교대의 경량 성토재료로서 효과적으로 활용되고 있는 이피에스(EPS) 블록 및 지오그리드를 이용하여 기존 블록형 보강토 옹벽의 문제점인 암절취부에서 지오그리드 포설의 어려움 및 시공성 저하를 보완하기 위한 암 절취사면용 옹벽 보강구조에 관한 것이다.

즉, 본 고안은 옹벽의 사면에서 일정거리를 두고 적층되는 전면블록(1)과, 전면블록(1)의 후면과 옹벽의 사면사이에 지오그리드(3)를 일정 간격으로 포설하면서 뒤채움재로 성토하도록 된 일반적인 옹벽 보강구조를 적용하기 어려운 암 절취 사면(4)을 갖는 옹벽 보강구조에 있어서, 상기 전면블록(1)의 배면을 따라 하단에서 상단으로 역삼각형 형태로 이피에스(EPS)블록(5)이 적층되고, 상기 이피에스(EPS)블록(5)과 옹벽의 사면사이에 지오그리드(3)를 일정 간격으로 포설하면서 뒤채움재가 성토되어 성토층(2)이 형성며, 이에 따라 뒤채움재가 성토된 성토층(2)의 전면부위가 경사진 법면(6)으로 형성되도록 한 것이다.

Description

암 절취사면용 옹벽 보강구조{A structure reinforcing for retaining wall for inclined plane which to cut off a rock wall}

본 고안은 암 절취사면용 옹벽 보강구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로 및 교대의 경량 성토재료로서 효과적으로 활용되고 있는 이피에스(EPS) 블록 및 지오그리드를 이용하여 기존 블록형 보강토 옹벽의 문제점인 암 절취사면에서 지오그리드 포설의 어려움 및 시공성 저하을 보완하기 위한 암 절취사면용 옹벽 보강구조에 관한 것이다.

일반적으로 야산이나 구릉 등을 깎아 평탄하게 조성한 부지(아파트 단지 등)나 도로를 시공하는 지역에는 대부분 절토사면(切土斜面)이 존재한다.

이러한 절토사면은 인공적인 절토작업에 의해 형성되기 때문에 사면이 균형을 잃어버리기 용이하여 위험하며, 또한 토사의 응집력이 약하기 때문에 비가 많이 내리거나 하면 쉽게 부서져 내려 사태를 일으키게 됨으로, 상기의 사면 둘레로 옹벽을 구축하여 토사 등이 유실되거나 사태가 발생되는 것을 방지하게 된다.

이를 위해 그 동안 사면(또는 경사면)을 보강하기 위한 방안으로서, 국내에서는 철근콘크리트 옹벽이 많이 이용되어 왔는데, 상기 철근콘크리트 구조물은 성형 및 양생에 막대한 비용과 시간이 소모될 뿐만 아니라 굴토작업과 성토작업에 막대한 공사비가 소요되며, 또한 대규모 절토 작업에 대한 제약이 많다는 단점이 있었다.

이에 최근에는 보강토 옹벽을 크게 두가지 유형으로 시공하고 있다.

그 하나는 콘크리트 판넬을 옹벽전면판(Concrete facing)으로 하면서 콘크리트판넬의 이면에 설치된 연결고리에 폴리에틸렌수지(PET) 재질의 보강띠(Strip)를 연결시키고 이를 뒷채움 보강토 구간에 일직선상으로 포설하고 보강띠의 끝부분을 쐐기형 앵커로 고정하는 방법이다.

또 다른 방법으로서는 상, 하층의 블록사이에 토목용 섬유인 지오그리드를 결속시키고, 지오그리드를 뒷채움 보강토 구간에 평면에 포설하여 블록과 뒷채움 보강토 구간을 일체화시키는 방법이다.

한편, 상기 지오그리드를 이용한 옹벽 보강구조에 대해 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 절취사면(40) 전면에 전면블록(10)을 콘크리트 기초 위에 쌓아 올린 다음, 전면블록(10)과 절취사면(40) 사이에 쇄석(60)나 토사 등의 뒤채움재로 성토하여 성토층(20)을 형성하게 되는 바, 이때 상기 성토층(20)을 강화하기 위해 일정한 층을 두고 토목섬유 재인 지오그리드(30)를 삽입 시공하도록 되어 있다.

여기서, 상기 지오그리드(30)는 지반강화, 지반처리, 콘크리트 처리 전 토양 보강, 공사용 차폐 등의 토목·건축용 보강재로 사용되는 것으로, 종래의 지오그리드는 범용성 플라스틱(폴리에스테르, 폴리프로필렌등)을 연신시켜 제조하는 것이 보통이다.

그리고, 상기와 같이 옹벽을 시공할 때는 도 2에 도시된 바와 같이, 절취사면(40)과 전면블록(10) 사이가 대략 사각형 형태로 시공하는 것을 원칙으로 하고 있다.

이는 성토층(20)의 토압에 의한 수직응력에 대해 전면블록(10)의 전단(마찰)저항, 전면블록(10) 배면에 삽입되는 쇄석(60)의 전단력, 지오그리드(30)의 수평방향에 대한 저항력 등을 고려할 때, 직사각형 형태를 유지하는 것이 가장 바람직하기 때문이다.

여기서, 도면상에 미 설명부호 50은 콘크리트 기초를 나타낸다.

한편, 상기 절취사면(40)이 암벽으로 이루어짐과 더불어 사면이 도 2에 나타난 것보다 더 비스듬히 경사져 있는 암 절취사면인 경우에 있어서, 이 암 절취사면 앞에 적층식 전면블록(10)으로 된 옹벽을 시공하고, 상기한 지오그리드(30)만을 이용한 보강구조를 통해 옹벽을 보강하고자 할 경우에는 암 절취사면의 하단 암반을 굴착하여 암 절취사면과 전면블록(10) 사이가 대략 직사각형 형태가 유지되도록 해야만 작용 하중의 균형을 유지할 수 있게 된다.

이 경우에 상기와 같이 암반의 하단을 굴착해야 하는 작업상의 어려움이 따르게 됨에 따라 종래에 상기한 암 절취사면에서는 지오그리드만을 이용한 보강 구조를 시행하지 못하였다.

다시 말해, 상기 암 절취사면과 같이 사각형 형태의 시공이 어려울 뿐만 아니라 옹벽을 요하는 사면의 시공여건이 취약하여 부득이 근접하여 적층식 옹벽을 구축할 경우에 있어서, 옹벽 보강부재의 특별한 지지수단이 없었을 뿐만 아니라 뒤채움재로 성토되는 성토층이 대략 역삼각형 형태를 취하게 됨에 따른 수직 응력을 지오그리드의 저항력만으로 균형을 맞추기 힘들기 때문에 종래에는 지오그리드를 이용한 적층식 옹벽의 근접시공을 실시하지 못하였다.

이와 같이 국내에서 전면블록형 보강토 옹벽은 현재 그 시공량이 날로 증가되고 있으나, 국내 시공 여건상 암반이나 아파트 구조물과 같은 지하 구조물 등에 의해서 전술한 사각형 형태의 보강재 포설이 어려운 시공 현장이 자주 발생되고 있어 이에 효과적인 보완이 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 종래에 옹벽을 요하는 암 절취사면에 근접하여 옹벽시공을 할 때에는 거푸집에 의한 철근 콘크리트 옹벽을 현장에서 타설하여 시공할 수밖에 없었다.

그리고, 이와 같이 시공되는 콘크리트 옹벽은 뒷채움재의 토압과 이에 스며드는 침투수의 가중압에 의한 붕괴가 우려됨으로 통상 지하암반까지 앵커공을 천공한 다음, 파이프 형태의 강봉을 박고, 시멘트 밀크를 주입하여 고정시킨 상기 강봉의 지지력으로 콘크리트옹벽이 지지되도록 보강하였었다.

그러나, 이와 같은 종래의 콘크리트 옹벽 시공방법은 거푸집 설치, 철근 배근, 콘크리트 타설, 콘크리트 양생, 앵커공 천공, 강봉 정착, 강봉의 정착상태 점검, 콘크리트 옹벽과의 결착 등과 같은 많은 작업공정을 거쳐야 하므로 시공 공정이 복잡하고 많은 시간과 노동력, 경비 등이 소요되는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 암 절취사면에서의 콘크리트 옹벽의 문제점과 암 절취사면에서 보강토 옹벽의 뒷길이 포설이 어려운 구간에서 지오그리드를 사용한 옹벽 보강구조를 시공할 수 없는 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 인력시공이 가능한 초경량의 이피에스(EPS) 블록과 지오그리드를 이용하여 암 절취사면과 같이 사각형 형태의 보강재 포설이 어려운 시공 현장에서 효율적으로 사용할 수 있는 암 절취사면용 옹벽 보강구조를 제공하는 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 지오그리드를 이용한 옹벽 보강구조를 도시한 부분 절개 사시도.

도 2는 종래의 지오그리드를 이용한 옹벽 보강구조를 도시한 측 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 이피에스(EPS)블록과 지오그리드를 이용한 옹벽 보강구조를 도시한 측 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 전면블록 2 : 성토층

3 : 지오그리드 4 : 암 절취사면

5 : 이피에스(EPS)블록 6 : 법면

7 : 콘크리트 기초

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 옹벽의 사면에서 일정거리를 두고 적층되는 전면블록과, 전면블록의 후면과 옹벽의 사면사이에 지오그리드를 일정 간격으로 포설하면서 뒤채움재로 성토하도록 된 일반적인 옹벽 보강구조를 적용하기 어려운 암절취 사면을 갖는 옹벽 보강구조에 있어서, 상기 전면블록의 배면을 따라 하단에서 상단으로 역삼각형 형태로 이피에스(EPS)블록이 적층되고, 상기 이피에스(EPS)블록과 옹벽의 사면사이에 지오그리드를 일정 간격으로 포설하면서 뒤채움재가 성토되며, 이에 따라 뒤채움재의 전면부위가 경사진 법면으로 형성되도록 한 암 절취 사면용 옹벽 보강구조를 제공하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 이피에스블록은 보통 '발포스치로폴'로 불리어지는 다공성의 경량재인 이피에스(EPS; Expanded Poly- Styrene)를 블록으로 제작한 것이다.

따라서, 상기 이피에스블록은 자체하중이 경감될 뿐만 아니라 그 측면부에 쌓인 성토층의 하중을 분산 지지하게 되어 전면블록의 하중 부담을 감소시켜 줄 수 있음은 물론, 배수성이 탁월하여 구축물의 안정성에 기여하게 된다.

이하, 본 고안에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

이때 실시예에서 설명하는 본 고안에 따른 옹벽 보강구조에 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일명칭을 붙이고 그 자세한 설명은 생략한다.

첨부도면 도 3은 본 고안에 따른 이피에스(EPS)블록과 지오그리드를 이용한 옹벽 보강구조를 도시한 측단면도이다.

본 고안에 따른 옹벽 보강구조는, 도 3에 도시된 바와 같이, 암 절취사면(4)에 근접하여 콘크리트 기초(7) 상에 전면블록(1)이 적층되어 옹벽 형태로 시공되고, 이 전면블록(1) 배면을 따라 역삼각형 형태로 이피에스(EPS)블록(5)이 적층되며, 이 이피에스블록(5)의 뒤쪽으로 종래와 같은 지오그리드(3)와 토사를 이용한 성토층(2)이 형성되는 구조로 되어 있다.

여기서, 상기 이피에스블록(5)이 전면블록(1)의 배면을 따라 역삼각형 형태를 취하게 됨에 따라 이피에스블록(5) 바로 뒤편에 성토되는 성토층(2)의 전면부위가 법면(6)을 형성하게 된다.

따라서, 이렇게 성토층(2)의 전면부위가 법면(6)을 이루게 되면, 상기 전면블록(1)에 작용하는 성토층(2)의 하중이 직사각형 형태로 뒤채움재가 성토되었을 때 보다 수직 하중이 훨씬 줄어들어 하중 부담을 크게 줄일 수 있게 된다.

특히, 상기 이피에스블록(5)은 보통 '발포스치로폴'로 불리어지는 다공성의 경량재인 이피에스(EPS; Expanded Poly- Styrene)를 블록으로 제작한 것으로, 상기 이피에스블록(5)의 자체하중이 경감됨에 따라 전면블록(1)에 작용하는 하중 부담이 줄어들 뿐만 아니라 그 측면부에 쌓인 성토층(2)의 하중을 이피에스블록(5)이 분산 지지하게 되어 전면블록(1)의 하중 부담을 크게 감소시켜 줄 수 있게 됨에 따라 구축물(옹벽)의 안정성에 기여하게 된다.

또한, 상기와 같이 지오그리드(3)를 포설할 경우에 성토층(2) 내에만 지오그리드(3)를 포설하여도 충분한 수평 방향에 대한 저항력을 확보할 수 있으나, 보다 옹벽의 안정성을 확보하기 위해서는 전면블록(1)까지 지오그리드(3)를 연장 포설하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 전면블록(1) 배면에 배치 시공하는 이피에스블록(5)의 시공 높이와, 이 이피에스블록(5) 뒤쪽에서 토사 등에 의해 성토되어 다짐 시공되는 성토층(2)의 시공 높이는 동일한 높이로 순차적으로 시공된다.

이처럼 본 고안은 상기한 암 절취사면(4)과 같이 사면이 비스듬히 경사져 있는 관계로 종래에서 전술한 바와 같이 직사각형 형태의 시공이 어려운 현장에서 옹벽을 근접시공을 해야할 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

특히, 전면블록(5) 뒤쪽의 뒷길이가 짧아 지오그리드(3)만으로는 충분한 보강강도를 유지할 수 없는 경우에 본 고안에서처럼 전면블록(1)의 배면에 초경량재인 이피에스블록(5)을 배치하여 하중 부담을 줄여주어 안정성을 확보하는 것이 중요하다.

그리고, 본 고안에 따르면 종래 전면블록(1) 배면에 수평 전단력을 부여하기 위해 쇄석(60)을 넣어 시공하던 것을 이피에스블록(5)이 대신하기 때문에 쇄석(60)과 같은 자연 골재의 사용량을 줄일 수 있음은 물론, 쇄석(60) 보다 가격면에서 경쟁력을 갖는 이피에스(EPS) 재를 사용하기에 경제성도 양호하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 기존 보강토 옹벽의 설치가 어려운 암 절취사면이나 뒷길이가 짧아 지오그리드를 포설하기 어려운 옹벽 시공 현장에서 이피에스블록 이용하여 지오그리드의 포설을 가능케 함으로써, 종래 암 절취사면에서 근접시공시 사용하던 콘크리트 옹벽을 대체할 수 있어 경제적인 설계를 꾀할 수 있을 뿐만 아니라 시공성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 고안은 이피에스(EPS) 재료의 경량성에 기인하여 인력시공 및 시공성이 매우 양호한 특성을 갖게 된다.

Claims (2)

1. 절취사면에서 일정거리를 두고 적층되는 전면블록과, 전면블록의 후면과 옹벽의 사면사이에 지오그리드를 일정 간격으로 포설하면서 뒤채움재로 성토하도록 된 일반적인 옹벽 보강구조를 적용하기 어려운 암 절취사면을 갖는 옹벽 보강구조에 있어서,

   상기 전면블록의 배면을 따라 하단에서 상단으로 역삼각형 형태로 이피에스(EPS)블록이 적층되고, 상기 이피에스(EPS)블록과 옹벽의 사면사이에 지오그리드를 일정 간격으로 포설하면서 뒤채움재가 성토되는 성토층이 형성되며, 이에 따라 뒤채움재가 성토된 성토층의 전면부위가 경사진 법면으로 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 암 절취사면용 옹벽 보강구조.
2. 제1항에 있어서,

   상기 뒤채움재에 일정간격으로 포설되는 지오그리드가 이피에스블록의 적층면까지 연장되게 포설되는 것을 특징으로 하는 암절취 사면용 옹벽 보강구조.