KR100322867B1 - 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법 - Google Patents

투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법 Download PDF

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Abstract

본발명은 호안이나 도로의 사면을 구축하는 공법에 관한 것으로, 특히 투수성 콘크리트를 현장타설하는 공법을 도입하여 사면과 콘크리트구조체를 일체화시키면서 식물의 생육이 가능한 환경을 조성하여 주는 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법을 제공하기 위하여, 하천이나 도로 등의 사면 상부에 골재, 고로슬래그시멘트, 물, 혼화제들을 교반하여서 된 그린콘크리트(Green-Concrete)를 현장타설하여 격자형의 투수성 콘크리트구조체를 일체로 형성하고, 이 투수성 콘크리트구조체의 상부에 식물종자를 섞은 토사를 포설하여 일정두께의 복토층을 형성하는 공사를 통하여 이루어짐을 그 기술구성상의 특징으로 하여서, 구조적인 안정성이 확보됨은 물론이고, 생태적인 안정성이 확보되어서, 환경친화적인 토목구조물을 구현할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법{A Slope Greening Vegetation Construction Method for using Permeable Concrete}
본발명은 호안이나 도로의 사면을 구축하는 공법에 관한 것으로, 특히 투수성 콘크리트를 현장타설하는 공법을 도입하여 사면과 콘크리트구조체를 일체화시키면서 식물의 생육이 가능한 환경을 조성하여 줌으로써, 구조적인 안정성이 확보됨은 물론이고, 생태적인 안정성이 확보되어서, 환경친화적인 토목구조물을 구현할 수 있는 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면의 녹화공법에 관한 것이다.
우리나라의 경우 강우량이 장마기에 집중되기 때문에, 지금까지 도로의 법면이나 하천의 호안을 공사함에 있어서, 토양안정과 경사면보호라는 측면을 최우선으로 중요시하여 콘크리트 옹벽이나, 콘크리트 블록에 의한 시공이 주류를 이루고 있다.
이와 같은 콘크리트구조의 사면에는 식물이 생존할 수 없기 때문에 주변의 자연환경과 어울리지 않는 딱딱한 외관을 제공하여 무미건조함을 느끼게 하며, 원래의 하천이나 도로변의 자연 생태계와는 이질적이어서 식물이나 미생물, 소동물등의 자연 생태환경을 악화시키는 요인이 되고 있다.
최근에는 조형미를 갖춘 콘크리트 블록에 의한 시공이 늘어나고 있지만 자연 생태환경에 미치지 못할 뿐만 아니라, 여전히 콘크리트가 주는 딱딱한 느낌을 벗어나지 못하고 있다.
그리고, 일부에서는 기존의 호안블록을 이용하여 사면을 안정화시키는데 있어서, 사면의 중간부분을 군데군데 생략한 채로 블록을 구축하여, 이 생략된 부분에 식물이 정착되도록 하는 시도가 이루어지고 있지만, 이 생략된 부분으로 인한 사면의 안정에 문제가 발생할 수 있으며, 사면 전체의 식생과는 거리가 멀다.
따라서, 이러한 방법도 자연 생태계를 안정화시키기에는 충분한 기능을 제공해 주지 못하는 실정이다.
이에 따라, 최근에 들어서 식생네트를 도입하여 도로의 사면에 적용하거나, 다공질 콘크리트 블록을 이용하여 호안의 녹화를 시도하는 기술개발이 활발히 진행되고 있다.
그러나, 상기한 식생네트를 이용하여 도로의 사면을 녹화시키는 경우에는 구조적으로 견고한 안정성을 확보하기에는 무리가 있어 적용범위가 극히 제한적일 뿐만 아니라, 강우량이 집중될 경우 무너져 내릴 위험성이 상존하며, 시공후 지속적으로 보수해 주어야 하는 등 유지관리적인 측면에서 여러 문제점이 있었다.
그리고, 상기한 다공질 콘크리트 블록을 이용하여 호안의 녹화를 시도하는 경우, 구축된 블록이 유수에 떠내려가는 것을 방지하기 위해서는, 두꺼운 두께와 무거운 중량이 유지되는 블록을 사용해야 함으로써, 두꺼운 블록을 식물의 뿌리가 통과하여 사면의 토사에 정착되는 데에는 한계가 있어 식생이 용이치 않아 실제적으로는 대부분 말라죽고 이웃하는 블록들의 사이에서만 식생이 이루어지며, 블록의 운반비가 많이 들어 시공비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 단위블록들을 철선으로끼워 일체화시켜야 하는 시공상의 어려움이 있는 등 여러 문제점이 있었다.
이에 따라, 본발명은 호안이나 도로의 사면을 구축함에 있어 상기한 종래기술들이 가지는 제 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 사면의 토사와 격자형 콘크리트구조체를 일체화시키면서 식물의 생육이 가능한 환경을 전반적으로 조성하여 줌으로써, 구조적인 안정성을 확보시키는 동시에 생태적인 안정성을 확보시키기 위한 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본발명의 다른 목적은 무겁고 큰 콘크리트 블록의 사용을 배제하고, 투수성 콘크리트를 현장타설하는 공법을 도입함으로써, 시공이 용이하고, 공사비용이 적게 소요되는 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법을 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본발명의 사면 녹화공법은 하천이나 도로 등의 사면 상부에 골재, 고로슬래그시멘트, 물, 혼화제들을 교반하여서 된 그린콘크리트(Green-Concrete)를 현장타설하여 격자형의 투수성 콘크리트구조체를 일체로 형성하고, 이 투수성 콘크리트구조체의 상부에 식물종자를 섞은 토사를 포설하여 일정두께의 복토층을 형성하는 공사를 통하여 이루어짐을 그 기술구성상의 기본적인 특징으로 한다.
도1은 본발명의 제1시공예에 따른 사면구조를 나타낸 단면도
도2는 본발명의 제1시공예에 적용되는 투수성 콘크리트구조체의 일부사시도
도3은 본발명의 제2시공예에 따른 사면구조를 나타낸 단면도
도4는 본발명의 제2시공예에 적용되는 투수성 콘크리트구조체의 일부사시도
도5는 본발명의 제3시공예에 따른 사면구조를 나타낸 단면도
도6은 본발명의 제3시공예에 적용되는 투수성 콘크리트구조체의 일부사시도
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10: 콘크리트구조체 11:격자형틀부 12:바닥판부
13:상부기초부 14:하부기초부 15:부직포
16:메쉬 17:정착홈 18:정착구멍
20:복토층
이하, 본발명의 기술구성을 첨부도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도1 내지 도6에는 본발명을 통해 축조된 사면의 시공예들을 보여주고 있다.
이와 같은 시공예들을 구축함에 있어서 본발명은 정지작업이 완료된 하천이나 도로 등의 사면 상부에 골재, 고로슬래그시멘트, 물, 혼화제들을 교반하여서 된 그린콘크리트(Green-Concrete)를 현장에서 타설하여 상부로 돌출되는 격자형틀부(11)와 격자형틀부(11)의 내측에 얇게 깔리는 바닥판부(12)로 이루어진 격자형의 투수성 콘크리트구조체(10)를 일체로 형성하고, 양생이 이루어진 다음에 투수성 콘크리트구조체(10)의 상부에 식물종자를 섞은 토사를 포설하여 일정두께의 복토층(20)을 형성하는 공사를 통하여서 수행한다.
상기 그린콘크리트는 식물의 생육이 가능하도록 25%이상의 공극률을 갖도록 함이 바람직하다. 이러한 그린콘크리트는 13-25㎜정도의 입경을 갖는 조골재와 고로슬래그시멘트, 물 및 혼화제를 배합하여서 얻어진다.
여기에서, 조골재와 고로슬래그시멘트의 무게비는 5:1-7:1 사이의 비율로 하고, 물:고로슬래그시멘트 비는 25%이하로 하며, 혼화제는 AE감수제, 조강제, 유동화제등을 섞어서 만든 것으로 0.5-2%사이의 비율로 혼합한다.
상기 투수성 콘크리트구조체(10)는 먼저 그린콘크리트를 사용하여 사면의 상,하단에 상,하부기초부(13)(14)를 형성하고, 그 상,하부기초부(13)(14)의 사이에 돌출턱부를 성형하여 격자형틀부(11)를 완성하고, 이 격자형틀부(11)의 양생이 이루어진 다음, 격자형틀부(11)의 내측에 자리하는 사면의 토사를 다지고 나서, 사면의 표면에 유기질비료 10-40%, 피트모스20-60%, 복합비료10-30%를 섞어 포설한 다음, 상기 바닥판부(12)를 후타설하여서 형성한다.
여기서, 기초부의 형태는 사면의 상황에 따라 달리할 수 있으며, 식물을 식재할 수 있도록 오목한 형태를 띠거나 어류들을 보호하기 위하여 어소블록을 이용하여 기초를 대신할 수도 있다. 그리고, 상부기초부는 마무리기초로서의 역할과 배수로로서의 역할도 함께 수행할 수 있도록 배수로의 형태와 유사하게 형성하는 것이 바람직하다.
상기 콘크리트 구조체는 바닥판부(12)의 두께가 10㎝미만으로 형성되어 식물이 정착하는데 유리한 조건을 형성하여 주며, 그의 하부에는 부직포(15)가 포설되어서 콘크리트구조체의 구조적 강도를 보강하고 있다.
본 발명의 실시예에서 상기 투수성 콘크리트구조체를 형성한 다음 복토층을 형성하기에 앞서서, 콘크리트구조체의 공극에 식물의 착생에 도움을 주기 위한 충진제를 충진시킨다.
이 공정은 식물의 착생을 위한 매우 중요한 공정이며, 충진제로서는 피트모스5-20%, 유기질비료5-20%, 복합비료5-10%, 토양제20-50%, 버미큐라이트5-20% 등과, 미량의 접착제를 물과 함께 교반하여서 묽은 액체상태로 만든 충진제를 콘크리트구조체(10)의 표면에 시차를 두고 2-4회 살포하여서, 상기 투수성 콘크리트구조체(10)의 공극들로 흘러 들어가 충진되도록 한다.
충진제는 흙오니등을 혼합하여 충진하게 되며, 중요한 것은 미량의 접착제를 첨가하여서 묽은 액체상태로 흘려 넣어야 한다. 충진제는 체로 쳐서 2㎜이하의 입자를 갖도록 걸러진 것을 사용한다. 그리고, 접착제를 너무 많이 넣으면 콘크리트구조체의 공극 입구에만 충진되고 공극의 안쪽으로는 충진되지 않으며, 반대로 접착제의 양이 너무 적게 되면 충진제가 물과 함께 흘러내려 충진되는 양이 줄어 들게되므로 접착제의 양을 잘 조절해야 한다.
상기에서 수회에 걸쳐 반복적으로 충진제를 살포하는 이유는 공극의 충진율을 60%이상으로 끌어 올리기 위함이다.
즉, 충진제를 1차 살포하게 되면 접착제가 곧바로 접착력을 갖지 않지만 물기가 빠져나가면서 하부측의 공극에 충진이 이루어지고, 이때 공극의 하부가 막혀지므로 2차, 3차 등 반복적으로 살포하게 되면 충진제가 공극의 상부로 점차 쌓여 충진률이 더 높아지게 되는 작용을 기대하기 위함이다.
상기 복토층(20)은 식물종자를 섞은 복토재를 포설하여서 형성한다. 이때 복토재는 보습효과가 좋은 폐솜, 제지슬러지, 버미큐라이트, 피트모스 등을 사용할 수 있으며, 현장조건에 따라 작업토가 많을 경우에는 이를 이용함이 좋다.
이 경우 비에 유실되지 않도록 섬유제(폐솜, 슬러지)와 접착제를 혼합하여 표면을 고정시켜 주는 것이 좋다. 복토의 두께는 두껍게 할수록 식물의 생육에 유리하나, 뿌리의 정착과 시공비용을 고려할 때에 5-10㎝정도가 적합하다.
도1 및 도2에는 본발명을 통해 시공된 사면의 제1시공예가 도시되어 있다.
이 시공예는 상기 투수성 콘크리트구조체(10)를 4방 약 2-4m 정도 크기의 독립된 셀들로 형성하여서, 사면의 크기에 따라 상하방향 및 길이방향으로 여러개 구획되는 셀들을 갖는 격자형태로 형성한 것을 특징으로 한다.
이러한 시공예에 따른 사면구조는 그 위에 형성되는 복토층의 토사가 하나의 셀내부에 충적되어 하부로 흘러내리는 현상을 효율적으로 막아주는 장점이 있다. 그리고, 시공후 돌발적인 충격에 의해 어느 하나의 셀을 이루는 바닥판부가 깨어지더라도 파손이 더 이상 진전되는 것을 방지하는데 유리하다.
도3 및 도4에는 본발명을 통해 시공된 사면의 제2시공예가 도시되어 있다.
이 시공예는 상기 투수성 콘크리트구조체(10)를 사면의 상단과 하단에 길이방향으로 연장되는 돌출턱부를 두고 그 상하단의 돌출턱부를 세로로 연결하는 돌출턱부를 길이방향의 일정간격마다 형성하여서, 길이방향으로만 독립된 셀들을 갖는 격자형으로 형성함을 특징으로 한다.
그리고, 콘크리트구조체(10)의 단면상 중간부에는 메쉬(16)를 삽입하여서 구조적강도를 보강시키고 있다. 이 메쉬는 식물의 생육을 고려할 때에 철제 보다는 합성수지제를 사용함이 바람직하다.
한편, 상기 돌출턱부는 도면에도시하지는 않았지만 세로방향을 생략하고 상,하돌출턱부의 중간부에 위치시켜 길이방향으로 연장하여 설치할 수도 있다. 이렇게 가로방향으로 연장되는 돌출턱부는 콘크리트구조체의 상부에 복토되는 토사의 흘러내림을 효율적으로 방지시켜 주는 이점이 있다.
이러한 시공예들에에 따른 사면구조는 사면의 격자형틀부를 조밀하게 설치하여 시공하는 경우, 공정이 복잡하고 작업이 번거로울 수가 있으므로 보다 손쉽게 시공하기 위해 격자형틀부를 단순화시키고 메쉬를 그 콘크리트구조체의 중간부에넣고 타설하여 어느 정도 유동성과 구조적강도를 확보하고 있다.
따라서, 시공성이 좋을 뿐만 아니라, 지반이 침하되더라도 콘크리트구조체의 하면이 지면과 항상 밀착되므로, 구조적 강도가 유지되는 동시에 식물의 정착환경을 상실치 않게 된다.
도5 및 도6에는 본발명을 통해 시공된 사면의 제3시공예가 도시되어 있다.
이 시공예는 상기 투수성 콘크리트구조체(10)의 바닥판부(12)들의 콘크리트 타설시 그 면들을 고른 다음, 바닥판부(12)의 두께를 감소시키는 콘형상의 정착홈(17)들을 여러군데 조밀하게 형성한 것을 특징으로 하고 있다.
이러한 정착홈들은 가스켓에 콘형상의 돌출부를 일정간격으로 다수개 형성한 포크레인으로 찍어서 형성한다.
이러한 시공예에 따른 사면구조는 콘크리트 구조체의 바닥판부에 형성된 정착홈(17)들을 통하여 식물의 착근을 유도하여 줌으로써, 식물의 정착을 더욱 용이케 하여 준다.
한편, 본발명은 상기에서 예시한 시공예들 외에도 다양한 구조형태로 변형된 사면구조를 구현할 수 있는 것으로, 이에 대한 설명은 본발명의 기술사상에 따르면 용이하게 실시가능하므로 생략한다.
상기와 같이 이루어지는 본발명의 사면녹화 방법에 의하면, 사면 전체가 일체화되고 격자형틀부의 존재로 인하여 구조적인 안정성이 확보되며, 투수성을 갖는 콘크리트구조체이기 때문에 수분을 지속적으로 함유하여 주어 식물의 정착 및 생육에 큰 도움을 주게 된다.
그리고, 현장에서의 일괄타설에 의해 콘크리트구조체를 형성하기 때문에 각종 공사비용이 절감될 뿐만 아니라, 시공이 용이한 이점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본발명은 투수성 콘크리트를 현장타설하는 공법을 도입하여 사면과 콘크리트구조체를 일체화시키면서 식물의 생육이 가능한 환경을 조성하여 줌으로써, 구조적인 안정성이 확보되고, 생태적인 안정성이 확보되어서, 환경친화적인 토목구조물을 구현할 수 있으며, 공사비용이 절감되고, 시공이 용이하는 등 매우 유용한 발명이다.

Claims (6)

  1. 정지작업이 완료된 하천이나 도로 등의 사면 상부에 골재, 고로슬래그시멘트, 물, 혼화제들을 교반하여서 된 그린콘크리트(Green-Concrete)를 현장에서 타설하여 상부로 돌출되는 격자형틀부(11)와 격자형틀부(11)의 내측에 얇게 깔리는 바닥판부(12)로 이루어진 격자형의 투수성 콘크리트구조체(10)를 일체로 형성하고, 양생이 이루어진 다음에 투수성 콘크리트구조체(10)의 상부에 식물종자를 섞은 토사를 포설하여 일정두께의 복토층(20)을 형성하는 공사를 통하여 이루어짐을 특징으로 하는 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투수성 콘크리트구조체(10)는 사면의 상,하단에 상,하부기초부(13)(14)를 형성하고, 그 상,하기초부의 사이에 돌출턱부를 성형하여 격자형틀부(11)를 완성하고, 이 격자형틀부(11)의 양생이 이루어진 이후, 격자형틀부(11)의 내측에 자리하는 사면의 표면을 다지고 사면의 표면에 유기질비료 10-40%, 피트모스20-60%, 복합비료10-30%를 섞어 배포한 다음, 상기 바닥판부(12)를 후타설하여서 형성함을 특징으로 하는 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면의 녹화방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투수성 콘크리트구조체(10)는 4방 약 2-4m 정도 크기의 독립된 셀들로 형성하여서, 사면의 크기에 따라 상하방향 및 길이방향으로 여러개 구획되는 셀들을 갖는 격자형태로 형성함을 특징으로 하는 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면녹화방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투수성 콘크리트구조체(10)는 사면의 상단과 하단에 길이방향으로 연장되는 돌출턱부를 두고 그 상하단의 돌출턱부를 세로로 연결하는 돌출턱부를 길이방향의 일정간격마다 형성하여서, 길이방향으로만 독립된 셀들을 갖는 격자형으로 형성하되, 그의 단면상 중간부에 메쉬(16)를 삽입하여서 구조적강도를 보강시킴을 특징으로 하는 투수성 콘크리트를 이용한 사면 녹화공법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투수성 콘크리트구조체(10)의 바닥판부(12)들에는 그린콘크리트의 타설시 그 면들을 고른 다음, 바닥판부(12)의 두께를 감소시키는 콘형상의 정착홈(17)들을 여러 군데 조밀하게 형성하여서, 이 정착홈(17)들을 통하여 식물의 착근이 쉽게 되도록 함을 특징으로 하는 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 투수성 콘크리트구조체(10)를 형성하고 양생이 완료된 다음 복토층을 형성하기에 앞서, 피트모스5-20%, 유기질비료5-20%, 복합비료5-10%, 토양제20-50%, 버미큐라이트5-20% 등과, 미량의 접착제 미량의 접착제를 교반하여서 묽은 액체상태로 만든 충진제를 콘크리트구조체(10)의 표면에 시차를 두고 2-3회 살포하여서, 상기 투수성 콘크리트구조체(10)의 공극들로 흘러 들어가 충진되도록 함을 특징으로 하는 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법.
KR1019990028353A 1999-07-14 1999-07-14 투수성 콘크리트의 현장타설에 의한 사면 녹화공법 KR100322867B1 (ko)

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