KR100347070B1 - 중공 블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하 방향으로 중공(120)이 형성된 프레임 형상의 부재로, 해양의 연약 지반 위에 매립된 매립토층(60)이 유실되는 것을 방지하기 위한 호안 구조물(50)이 그 자중에 의해 연약 지반 내로 침하되는 것을 방지하기 위한 중공 블록 기초를 형성하도록 호안 구조물 하측의 연약 지반 내에 다수 개가 적층되는 중공 블록(100)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 중공 블록은 매립토층 하측의 연약 지반인 배면토층(25)과 접하는 면에 다수의 구멍(130)이 형성되고, 각 구멍에는 물만을 통과시키는 필터(140)가 설치된 것을 특징으로 한다. 압밀에 의해 발생되는 과잉 간극 수압은 배면토층에 함유된 물이 구멍을 통해 중공으로 수평하게 배출됨으로써 제거된다. 여기서, 해성 점토로 이루어진 배면토층의 수평 방향 투수 계수가 매우 크기 때문에 배면토층의 압밀은 매우 빠른 기간 내에 완료될 수 있다.

Description

중공 블록{Hollow block}

본 발명은, 호안(護岸) 구조물을 시공할 때 호안 구조물이 그 자중에 의해연약 지반 내로 침하되는 것을 방지하는 중공 블록 기초를 형성하도록 해양의 연약 지반 내에 다수 개가 적층되는 중공 블록에 관한 것이다.

일반적으로 해양을 매립하여 매립지를 형성할 경우, 매립된 토양이 해수에 의해 유실되는 것을 방지하기 위해 호안(護岸) 구조물을 구축하게 된다. 그런데, 이러한 호안 구조물이 구축되는 지반, 즉 해저면은 해성 점토층으로 이루어진 연약 지반인 경우가 많다.따라서, 호안 구조물의 자중에 의해 호안 구조물이 연약 지반이 침하되는 것을 방지하기 위하여 연약 지반을 개량 또는 보강할 필요가 있다.

연약 지반을 개량하거나 보강하기 위한 공법에는 여러 가지가 있으나, 최근에는 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 중공 블록(10)을 연약 지반(20) 내에 적층함으로써 기초를 형성하는 중공 블록 기초 공법이 널리 사용되고 있다.

중공 블록(10)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상하 방향으로 중공(12)이 형성된 프레임 형상의 부재이며, 이러한 중공 블록(10)을 이용한 중공 블록 기초 공법을 도 3을 참조하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

우선, 첫 번째 중공 블록(10)을 해저면에 놓은 다음 중공 내의 해저면을 굴착한다. 그러면, 중공 블록(10)은 자중에 의해 연약 지반(20) 내부로 침하된다. 그리고, 첫 번째 중공 블록(10) 위에 두 번째 중공 블록(10)을 적층하고 다시 중공(12) 내의 해저면을 굴착한다. 이에 따라 첫 번째 및 두 번째 중공 블록들(10)은 연약 지반(20) 내부로 더 침하된다. 그리고, 첫 번째 중공 블록(10)의 저면이 단단한 지지층(30)에 의해 지지될 때까지 이러한 과정을 되풀이하여 다수 개의 중공 블록(10)을 연약 지반(20) 내부에 적층한다. 그리고 나서, 적층된 중공블록들(10)의 중공(12) 내부를 사질토(40)로 채우는 것에 의해 중공 블록 기초를 완성한다.

중공 블록 기초가 완성되고 나면, 도 1에 도시된 바와 같이 기초의 상측에 사석(沙石)들로 된 기초부(52)를 형성하고 그 상측에 다수의 콘크리트 블록(54)을 적층한 다음 블록들(54)의 배면에 사석들(56)을 채워 호안(50)을 완성하고, 매립 작업을 실시한다.

이러한 중공 블록 기초 공법은 호안 구조물의 자중을 효과적으로 지지할 수 있는 기초 공법으로서, 매립토(60)에 의해 발생되는 점토의 수평 방향 유동을 원천적으로 차단할 수 있다. 또한, 육상에서 미리 중공 블록(10)을 제작한 다음 제작된 중공 블록(10)을 연약 지반 내에 적층하기 때문에 다른 기초 공법에 비해 공사에 소요되는 기간이 비교적 짧을 뿐만 아니라 굴착되는 흙의 양도 적기 때문에 공사비가 절감되고 환경 파괴가 최소화될 수 있다.

그런데, 상기와 같은 중공 블록 기초를 이용한 호안 구조물의 경우, 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 중공 블록 기초의 배면측, 다시 말해 매립토층 하측의 지반은 해성 점토층으로 이루어진 연약 지반이다. 따라서, 호안 구조물의 배면측(육지측)에 매립이 진행됨에 따라 매립토층 하측의 연약 지반(이하, 배면토층이라 함)에는 압밀이 발생된다. 일반적으로 해양의 연약 지반을 이루는 해성 점토는 간극비가 매우 크기 때문에 비배수 강도가 매우 작을 뿐만 아니라 압밀 침하량이 과다하게 발생된다.또한, 해성 점토의 투수 계수는 매우 작기 때문에, 압밀 침하는 호안 구조물이 완성된 다음에도 수 년 내지 수십 년 동안에 걸쳐 발생된다.

그 결과, 상기와 같은 종래의 중공 블록 공법으로 호안의 기초를 시공하는 경우, 매립토층의 내부 또는 상측에 시공된, 예를 들어 배수 시설물, 포장, 각종 건물 등과 같은 구조물이 장기간에 걸쳐 발생되는 과다한 압밀 침하로 인하여 손상되는 경우가 많다.

이를 방지하기 위해 압밀이 완료된 다음 매립지에 구조물을 건설하는 경우에는, 매립지의 사용이 장기간 동안 불가능하게 된다는 문제점이 있다.

현재로서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 연약한 해성 점토층에 대해 그라우팅(grouting) 처리를 행하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 이러한 그라우팅(grouting) 처리는 실시에 매우 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 투수성이 낮은 점토에서는 그 효과가 낮다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점들을 감안하여 안출된 것으로, 해성 점토층으로 이루어진 배면토층의 압밀이 매우 빠른 기간 내에 완료될 수 있도록 배면토층의 압밀을 촉진할 수 있는 중공 블록을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 중공 블록 기초를 이용한 호안 구조물의 일 예를 도시한 단면도.

도 2는 도 1의 중공 블록 기초에 사용되는 일반적인 중공 블록을 도시한 사시도.

도 3은 도 2에 도시된 중공 블록을 이용하여 기초를 구축하는 방법을 개략적으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 블록을 도시한 사시도.

도 5는 도 4의 주요부를 확대하여 도시한 분해 사시도.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 블록을 이용한 기초의 작용을 도시한 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

25 ; 배면토층 60 ; 매립토층

100 ; 중공 블록 120 ; 중공

130 ; 구멍 140 ; 필터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중공 블록은, 상하 방향으로 중공이 형성된 프레임 형상의 부재로, 해양의 연약 지반 위에 매립된 매립토층이 유실되는 것을 방지하기 위한 호안 구조물이 그 자중에 의해 연약 지반 내로 침하되는 것을 방지하기 위한 중공 블록 기초를 형성하도록 호안 구조물 하측의 연약 지반 내에 다수 개가 적층되는 중공 블록에 있어서, 매립토층 하측의 연약 지반인 배면토층과 접하는 면에 다수의 구멍이 형성되고, 각 구멍에는 물만을 통과시키는 필터가 설치된 것을 특징으로 한다.

여기서, 필터는 토목 섬유 재질로 이루어진다.

이에 따르면, 압밀에 의해 발생되는 과잉 간극 수압은 배면토층에 함유된 물이 구멍을 통해 중공으로 수평하게 배출됨으로써 제거된다. 여기서, 해성 점토로 이루어진 배면토층의 수평 방향 투수 계수가 매우 크기 때문에 배면토층의 압밀은 매우 빠른 기간 내에 완료될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 블록을 개시한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 블록(100)은 상하 방향으로 중공(120)이 형성된 프레임 형상의 부재다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 블록의 배면(112), 즉 이 중공 블록(100)이 중공 블록 기초 공법에 의해 연약 지반에 적층될 때, 육지측을 바라보게 되는 면에는 중공(120)과 배면토층을 소통시키는 다수의 구멍(130)이 형성되어 있다.

도 5에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 다수의 구멍(130) 내에는 필터(140)가 삽입되어, 도시되지 않은 고정 수단, 예를 들어 구멍(130)의 전후측에 형성된 걸림턱과 같은 수단에 의해 고정되어 있다. 이 필터(140)는 토목 섬유 재질로 이루어진 망사형 부재로서, 구멍(130)의 단면과 동일한 단면 형상을 가진다. 이와 같이 구멍(130) 내에 필터(140)가 설치됨에 따라 물은 구멍(130)을 통과할 수 있지만, 흙은 구멍(130)을 통과하지 못한다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공 블록(100)은 도 3에 도시된 방법과 동일한 방법으로 적층되어 도 6에 도시된 바와 같은 호안 구조물(50)의 기초를 이루게 된다.

도 6을 참조하면, 매립이 진행됨에 따라 배면토층(25) 상측에 위치된 매립토층(60) 및 매립토층(60)의 내부 및 상측에 설치되는 구조물(미도시)의 하중에 의해 배면토층(25)에는 압밀이 발생되고, 배면토층(25)에 함유된 물에는 과잉 공극 수압이 발생된다. 이에 따라 배면토층(25)을 이루는 해성 점토에 함유된 물은 매립토층(60)의 상방으로 스며 나와서 배면토층(25)으로부터 배출될 뿐만 아니라, 중공 블록(100)의 구멍(130)을 통해 배면토층(25)으로부터 중공(120)으로 배출된다. 그 결과, 배면토층(25)에 함유된 물의 과잉 공극 수압은 제거된다. 중공 블록(100)의 구멍(130)으로 배출된 물은 중공 블록 기초의 상부에 설치된 기초 사석(52)을 통해 해양으로 배출된다.

여기서, 구멍(130)을 통한 물의 배출은 수평 방향으로 이루어지게 되는데, 일반적으로, 해성 점토의 경우 수평 방향의 투수 계수가 수직 방향의 투수 계수에 비하여 8~10배 큰 것으로 알려져 있다. 따라서, 중공 블록(100)의 구멍(130)을 통해 배면토층(25)의 물이 수평 방향으로 배출되는 본 발명에 따르면 종래의 중공 블록을 이용한 기초 공법에 비하여 배면토층(25)의 압밀이 완료되는데 소요되는 기간이 적어도 1/8로 단축될 수 있다.

이와 같이, 매립 도중 배면토층의 압밀에 의해 발생되는 과잉 간극 수압이 매립과 거의 동시에 제거되므로, 배면토층 즉 해성 점성토층의 강도가 매립의 진행에 따라 곧바로 증대될 수 있다. 따라서, 매립이 완료된 다음 곧바로 매립지에 구조물을 건설하여도 종래와 같이 구조물이 손상되는 일이 발생되지 않는다.

또한, 압밀이 매우 빠른 기간 내에 완료되는 것에 따라 기초를 형성하는데 사용되는 중공 블록의 크기가 감소될 수 있기 때문에, 중공 블록 기초의 시공시 굴착되는 흙의 양과 중공을 채우기 위한 토사량도 감소되어 시공비가 크게 절감되는 장점도 있다. 더욱이, 종래와 같은 그라우팅 처리도 필요없기 때문에 시공비는 더욱 효과적으로 절감될 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예들에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 상하 방향으로 중공이 형성된 프레임 형상의 부재로, 해양의 연약 지반 위에 매립된 매립토층이 유실되는 것을 방지하기 위한 호안 구조물이 그 자중에 의해 연약 지반 내로 침하되는 것을 방지하기 위한 중공 블록 기초를 형성하도록 호안 구조물 하측의 연약 지반 내에 다수 개가 적층되는 중공 블록에 있어서,

   매립토층 하측의 연약 지반인 배면토층과 접하는 면에 다수의 구멍이 형성되고, 각 구멍에는 물만을 통과시키는 필터가 설치됨으로써, 배면토층에 함유된 물이 구멍들을 통해 중공으로 이동되는 것에 의해 배면토층의 압밀시 발생되는 과잉 간극 수압이 제거되는 것을 특징으로 하는 중공 블록.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 필터는 토목 섬유 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 중공 블록.