KR100457834B1 - 압출 성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 보강체및 시공 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 안정처리공법을 제공하기 위한 것이다.

이러한, 연약지반 보강체는 직사각의 패널형으로 마련되며 패널은 길이방향으로 일정간격을 두고 다수의 관통홀이 형성되고, 양측면에는 각각 결합홈과 결합 돌출부가 서로 끼워 맞춤되는 형상으로 구비되며, 콘크리트 재료는 인공 경량골재, 시멘트, 모래, 물, 무기첨가제가 일정비율로 혼합되어 압출 성형되는 콘크리트 패널로 구성되며, 이를 이용한 연약지반 시공공법은 콘크리트 패널을 평면상으로 나란히 배열하여 사용하며, 필요에 따라 적층하여 두께를 증가시켜서 사용할 수 있다.

Description

압출 성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 보강체 및 시공 공법{Soft ground stabilization method make use of squeezing out-formed light weight concrete panel}

본 발명은 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 안정처리 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충분한 강도를 보유한 보강체를 단층구조 또는 다수 적층시켜 강성기초를 형성함으로써 구조물 기초지반의 지내력이 증대되어 안정성을 향상시키며 경량의 콘크리트 패널을 이용함으로써 시공이 간단하고 공사기간을 단축시킬 수 있어 시공성 및 경제성을 증진시킬 수 있는 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 안정처리 공법에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반이라 함은 구조물의 기초로서 충분한 지내력이 없는 지반을 일컫는 것으로서, 예컨대 연약한 점토, 느슨한 사질토, 유기질토 등이 이에 속한다. 이와 같은 연약지반에 직접 도로, 교량, 건물 등의 구조물을 짓게 되면 지반이 파괴되거나 큰 압밀침하(壓密沈下)에 따른 부등침하(不等沈下) 현상이 발생된다. 이러한 부등침하는 결과적으로 구조물이 불균등하게 침하되는 것에 의해 붕괴로까지 이어지는 안전상의 중대한 문제를 야기하게 된다.

따라서, 이러한 연약지반 상에 구조물을 짓기 위해서는 구조물의 사용용도와 규모에 맞게 지반을 보강하는 작업을 필요로 하는데, 이때의 연약지반 보강공법으로는 기초 지반의 성질개선, 지내력 증대 및 압밀배수를 목적으로 하는 지반 개량공법이나 깊은 기초를 설치하는 공법이 사용된다.

한편, 종래에는 시공의 용이성과 지반 보강의 효율성을 고려하여 팽이형상의 콘크리트 파일을 사용하는 지반 보강공법이 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 지반 보강공법에 사용되는 팽이 형상의 콘크리트 파일을 나타낸 사시도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 팽이 형상의 콘크리트 파일(100)은 상부에 형성되는 지지부와, 이 지지부의 하측에 일체로 형성되는 매설부로 구성되는 바, 이때의 지지부는 대략 원형의 편평한 상면(110)을 이루면서 하측으로는 원추 형상을 갖도록 성형되며, 매설부는 상기 지지부의 저면(120)으로 소정길이로 돌출되는 지주(150)(支柱) 형상을 갖는다.

한편, 상기 콘크리트 파일(100)에서 지지부의 상면(110)에는 다수의 콘크리트 파일(100)을 서로 연결시킬 수 있도록 상방향으로 돌출되는 철근재의 고리(130)가 구비된다.

이와 같은 종래의 팽이 형상의 콘크리트 파일(100)을 이용한 연약지반 공법은 도 2 및 도 3에 나타내 보인 바와 같이 다수의 삽입구(225)를 형성하는 하 연결강선(220)을 대상지면(g)에 깔은 상태에서 상기 삽입구(225)에 팽이 형상의 콘크리트 파일(100)의 지주(150)를 삽입한다.

이어서, 다수개의 콘크리트 파일(100)의 상면(110)에 돌출된 고리(130)를 서로 가로 세로의 상 연결강선(210)으로 연결 고정시키고, 상기 콘크리트 파일(100)과 콘크리트 파일(100) 사이에 쇄석(s)을 충진시켜 지반을 보강한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 콘크리트 파일(100)을 이용한 지반 보강공법은콘크리트 파일(100)의 무게가 통상 50~100kg의 중량을 가짐과 동시에 팽이 형상으로 이루어져 있기 때문에 운반 및 취급이 용이하지 않아 시공작업이 어려울 뿐만 아니라 각각의 콘크리트 파일(100)을 수직으로 정확하게 매설해야 하므로 작업소요기간이 긴 문제점이 있다.

또한, 팽이 형상의 콘크리트 파일(100)의 아래로 지하수 또는 침출수가 유입되어 수로를 형성하는 경우에는 대상지면(g)의 흙이 유실되는 것에 의해 공간부가 형성되고, 이러한 공간부로 말미암아 부등침하가 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 경량이면서 시공성이 양호한 패널 형태의 보강체를 단층구조 또는 다수 적층시킴으로써 지반에 강성기초를 형성하여 기초지반의 지지력을 증가시키고 침하량을 감소시킴으로써 연약지반을 보강할 수 있으며 경량이면서 기성제품을 이용함으로써 시공성 향상과 공사기간의 단축효과를 가져 올 수 있다. 또한 다수의 관통홀이 형성되어 있어 배수에 대한 문제점을 해결함으로써 부력에 대한 안정성도 확보할 수 있는 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 안정처리 공법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 팽이 형상의 콘크리트 파일을 나타낸 사시도.

도 2는 종래 기술에 따른 팽이 형상의 콘크리트 파일의 사용상태를 나타낸 사시도.

도 3은 종래 기술에 따른 팽이 형상의 콘크리트 파일의 시공상태를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 연약지반 보강체를 나타낸 사시도.

도 5는 도 4의 연약지반 보강체를 복수 연결시킨 것을 나타낸 단면도.

도 6내지 도 9는 본 발명에 따른 연약지반 보강체를 이용한 시공공법을 나타낸 개략도.

도 10은 종래 기술에 따른 시공 공법에 의한 단면을 나타내는 도면.

도 11은 본 발명의 다른 실시예로서 기성 콘크리트 박스 구조체를 사용하는 경우의 시공공법을 나타낸 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 콘크리트 패널 11 : 관통홀

12 : 결합 돌출부 13 : 결합홈

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 압출성형 경량 콘크리트 패널 보강체는 직사각의 패널형으로 마련되며 길이방향으로 일정간격을 두고 다수의 관통홀이 형성되고, 양측면에는 각각 결합홈과 결합 돌출부가 서로 끼워 맞춤되는 형상으로 구비되며, 인공 경량골재, 시멘트, 모래, 물, 무기첨가제가 일정비율로 혼합되어 압출 성형되는 콘크리트 패널로 이루어진 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 안정처리 공법에서 연약지반 상에 도로축조 및 성토를 함에 있어서, 대상 연약지반상에 인공 경량골재, 시멘트, 모래, 무기첨가제가 일정비율로 혼합되어 직사각의 패널형으로 압출 성형되는 콘크리트 패널을 단층구조 또는 다수 배열 적층 시키는 단계; 상기 압출성형 경량 콘크리트 패널 상에 한계성토 높이까지 성토하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 안정처리 공법에서 연약지반 상에 구조물을 축조함에 있어서, 연약지반의 대상지면을 평평하게 다지는 단계와; 상기 대상지면상에 마련된 구조물의 주위로 압출성형 경량 콘크리트 패널을 단층구조 또는 다수 적층시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 안정처리 공법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 4는 본 발명에 따른 압출성형 경량 콘크리트 패널 보강체를 나타낸 사시도이고, 도 5는 하나 이상의 압출성형 경량 콘크리트 패널 보강체의 결합구조를 나타낸 단면도이다.

이와 같은 콘크리트 패널(10)은 경량화와 배수를 도모할 수 있도록 내부에 소정간격을 두고 다수의 관통홀(11)이 형성되는 구조이며, 이러한 관통홀(11)은 대략 원형의 단면을 가지면서 상기 콘크리트 패널(10)의 길이 방향으로 형성된다.

한편, 상기 콘크리트 패널(10)은 동일 평면상으로 다수 배열 시공될 때 서로 연결되어 결합된 상태로 시공될 수 있도록 양측면에 결합 돌출부(12)와 결합홈(13)이 형성되며, 이때의 결합 돌출부(12)와 결합홈(13)은 서로 끼워 맞춤으로 연결되도록 구비된다.

즉, 콘크리트 패널(10)의 일측면에는 외측으로 사각형 또는 반원형 형상으로 돌출되는 결합 돌출부(12)가 형성되며, 그 타측면으로는 상기 결합 돌출부(12)와 맞춤 결합될 수 있도록 대응되는 형상으로 내측으로 요입되는 결합홈(13)이 형성된다.

이러한 콘크리트 패널(10)은 다수개가 각각의 결합 돌출부(12) 및 결합홈(13)을 통해 결합됨으로써 광범위한 면적의 연약지반을 효율적으로 보강시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 이루어지는 콘크리트 패널(10)은 운반 및 시공성을 용이하게 하기 위하여 다양한 크기로 제작될 수 있다.

상술한 바와 같은 콘크리트 패널(10)은 다수개가 배열 및 적층되는 것에 의해 연약지반을 견고하게 보강시킬 수 있게 되며, 특히 동일 평면상으로 다수 배열될 때에는 인접한 한쌍의 각 패널(10)의 측면에 형성된 결합 돌출부(12) 및 결합홈(13)이 서로 끼워 맞춤으로 결합되므로 보다 세밀한 시공작업이 가능하게 된다.

이하 상기의 연약지반 보강체인 콘크리트 패널(10)을 이용하여 도로성토 및구조물 축조에 따른 시공공법을 설명하면 다음과 같다.

도 6내지 도 8은 본 발명에 따른 연약지반 보강체인 콘크리트 패널을 이용하여 도로가 가설되는 연약지반을 보강하기 위한 시공공법을 나타낸 것이다.

상기 연약지반인 대상지면(g)상에 직사각의 패널형상을 갖는 콘크리트 패널(10)을 다수 적층시키되, 이때의 상기 콘크리트 패널(10)들은 동일한 크기를 갖는다. 여기서, 상기의 콘크리트 패널(10)은 전술한 바와 같이 경량이면서 충분한 강도를 보유할 수 있도록 인공 경량골재, 시멘트, 모래, 물, 무기첨가제를 일정비율로 혼합하여 압출 성형시킨다.

이러한, 콘크리트 패널(10)은 도로와 연약지반간의 위치 및 하중구조 등을 고려하여 다양한 형태로 시공할 수 있다.

일예로 도 6에서와 같이 단순 연약지반 상에 도로를 가설하는 경우에는 다수개의 콘크리트 패널(10)을 단순 적층시키는 것만으로도 보강을 이룰 수 있을 것이다. 또한 도 7에서와 같이 비탈진 곳에서는 콘크리트 패널의 자립성을 이용하여 지면으로부터 위로 올라갈수록 넓은 면적을 확보하도록 콘크리트 패널(10)을 적층시키는 것에 의해 보강을 이룰 수 있으며, 도 8에서와 같이 광범위한 연약지반 상에 도로를 가설하는 경우에는 효율적인 하중분산을 위하여 콘크리트 패널(10)을 지면으로부터 아래로 내려갈수록 넓은 면적이 되도록 시공하여 보강시킬 수 있다. 이와 같이 본 발명은 콘크리트 패널(10)을 단층구조 또는 필요에 따라 다수 배열 및 적층시키는 것에 의해 연약지반을 보강시키게 된다.

여기서, 미설명 부호 (a)는 연약지반을 보강한 콘크리트 패널(10)의 상면에소정두께로 형성되는 콘크리트 포장층이다.

이와 같이 성토를 위한 연약지반 보강 공법은 연약지반의 분포나 하중조건등을 고려하여 지내력과 성토사면의 안정성이 확보될 수 있도록 압출성형 경량 콘크리트 패널(10)을 상술한 바와 같이 다수 배열 적층시키는 것으로 보강시킬 수 있게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 연약지반 보강체인 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용하여 암거 및 전력구와 같은 지중구조물을 설치하기 위한 시공공법을 나타낸 것이다.

상기 대상지면(g)상에 마련된 구조물(d)의 주위로 직사각의 패널형상을 갖는 콘크리트 패널(10)을 다수 적층시켜 강성기초를 형성시킴으로써, 전반전단파괴에 대한 전단강도 증대와 지중에 전달되는 하중을 분산시켜 침하량을 감소시킬 수 있다. 따라서 구조물(d)이 축조된 연약지반은 콘크리트 패널(10)에 의해 보강됨으로써 상기 구조물(d)을 견고하게 지지할 수 있게 된다. 또한 다수의 관통홀이 형성되어 있어 배수에 대한 문제점을 해결함으로써 부력에 대한 안정성도 확보할 수 있게 된다. 이는 도 10에 도시된 바와 같이 종래에는 별도의 배수로가 필요하였기 때문에 상기 배수로를 위한 공간(2w)이 필요하였으나 본 발명에 의한 경우 이러한 배수로가 필요하지 않으므로 터파기 단면이 작게 되어 공기 단축 및 공사비 절감의 효과를 기대할 수 있다.

도 11은 상기 도 9의 구조물(d) 대신 기성의 콘크리트 박스 구조물(c)을 시공할 경우를 나타내는 사시도로서 도시된 바와 같이 일정 크기의 기성 콘크리트 박스 구조물(c)을 연속으로 설치하는 것을 특징으로 한다. 이러한 방법은 초연약 지반에서 10m 혹은 20m 구간씩 구간 시공을 함으로써 굴착, 콘크리트 패널 설치, 기성 콘크리트 박스 조립 및 되메우기 순서로 동시에 이루어 질 수 있으므로 콘크리트 패널 설치와 기성 콘크리트 박스 조립을 위한 공사기간은 10m, 20m 인 경우에도 하루에 시공가능한 다른 어떤 공법보다 간편하고 신속한 공사를 수행할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 토질 및 기초 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 압출성형 경량 콘크리트 패널을 이용한 연약지반 안정처리 공법은 충분한 강도를 가진 규격화된 콘크리트 패널을 이용하여 단층구조 또는 다양하게 배열 적층시키는 것에 의해 기초지반에 강성기초를 형성함으로써 전반전단파괴에 대한 전단강도 증대와 하중분산에 의한 침하감소효과, 그리고 다수의 관통홀이 형성되어 있어 배수에 대한 문제점을 해결함으로써 연약지반 상에 축조되는 구조물의 안정성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 관통홀에 의해 배수가 가능하기 때문에 별도의 측구가 필요없이 기존 방법보다 터파기량이 줄어들게 되어 공사기간 및 공사비의 절감효과가 있다.

특히, 상기 콘크리트 패널은 인공 경량골재, 시멘트, 모래, 물, 무기첨가제가 일정비율로 혼합되어 압출 성형되므로 경량이면서 내화성 및 내수성, 차음성을 대폭적으로 향상시키는 이점이 있다. 또한, 직사각의 패널형상을 가지므로 운반 및 시공성이 양호하며 간단한 공사방법으로 공기단축을 통하여 공사비 절감을 꾀할 수 있는 매우 유용한 효과를 제공한다.

Claims (13)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 상기 연약지반 대상 지면상에 다수개의 직사각형의 콘크리트 패널을 평면상으로 인접하게 배열하면서 다층으로 적층시키는 단계와, 상기 압출 성형 경량 콘크리트 패널위에 한계성토 높이까지 성토하는 단계를 포함하는 연약지반상에 도로축조 및 성토를 함에 있어서,

   상기 콘크리트 패널의 적층시, 각층의 콘크리트 패널은 내부에 일정간격을 두고 다수의 관통홀이 형성되고, 양측면에는 서로 맞춤 구조로 결합되는 결합홈과 결합 돌출부가 각각 형성되어 타 콘크리트 패널과 끼워 맞춤으로 연결시공되는 것을 특징으로 하는 연약지반 시공공법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서, 상기 콘크리트 패널의 충분한 강도와 자립성을 이용하여 비탈진 사면부에서의 도로확폭이나 직립벽체의 시공을 목적으로 압출성형 경량 콘크리트 패널을 배열 시공하는 것을 특징으로 하는 시공공법.
10. 연약지반의 대상지면을 평평하게 다지는 단계와, 상기 대상지면상에 마련된 구조물의 주위로 직사각형의 콘크리트 패널을 단층구조 또는 다층 적층시키는 단계를 포함하는 연약지반상에 구조물을 축조함에 있어서,

    상기 다층 적층되는 콘크리트 패널의 각층은 소정크기를 갖는 다수개의 콘크리트 패널을 평면상으로 인접하게 다수 배열 시공한 것이며, 상기 각층의 콘크리트 패널은 내부에 일정간격을 두고 다수의 관통홀이 형성되고 양측면에는 서로 끼워 맞춤구조로 결합되는 결합홈과 결합 돌출부가 각각 형성되어 타 콘크리트 패널과 연결시공되는 것을 특징으로 하는 연약지반 시공공법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 10 항에 있어서, 콘크리트 패널은 내부에 일정간격을 두고 다수의 관통홀이 배수로 역할을 수행함으로써 배수에 관한 문제점을 해결하여 부력에 대한 안정성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 연약지반 시공공법.