KR100467860B1 - 개량된 배수 시스템을 갖는 옹벽시스템 - Google Patents

Abstract

옹벽의 안정성을 확보하고 구조물 배면의 지하수위 상승을 억제하기 위해 배수시스템를 교환이 가능하도록 설치하고, 사전패널제작방식의 기초구조물과 벽체, 다짐이 필요없고 토압경감효과가 탁월한 유동성 성토재를 갖는 옹벽시스템이 개시된다. 본 발명은 사방 테두리면에 의하여 중앙부에 속이 빈 공간이 형성된 단일체를 다수개 조립하고, 빈 공간에 흙을 다져 메워 형성되는 옹벽 벽체; 옹벽의 벽체의 배면에 일측면이 밀착되도록 콘크리트 재질로 형성되며, 하부면의 면적이 넓도록 다른 측면은 일정한 기울기를 가진 사선으로 형성되며, 일측면에서 다른 측면까지 일정한 지름을 가진 다수의 배수공이 통공되며, 배수공의 내부에는 배수재(도시 안됨)가 형성된 배수시스템; 및 옹벽 벽체의 뒷 채움채로 사용되며 공사현장에서 발생하는 토사에 폐 스티로폴 입자를 토사 용적의 50∼150%의 비율로 첨가 혼합하고, 플라이 애쉬를 전체중량의 3∼7%의 비율로 혼합하여 함수비가 40∼60%가 되도록 제조된 유동성 성토재를 포함한다.

Description

개량된 배수 시스템을 갖는 옹벽시스템{retaining wall system using changeable drain system}

본 발명은 개량된 배수 시스템을 갖는 옹벽시스템에 관한 것으로, 특히, 옹벽의 안정성을 확보하고 구조물 배면의 지하수위 상승을 억제하기 위해 배수시스템를 교환이 가능하도록 설치하고, 사전패널제작방식의 기초구조물과 벽체, 다짐이필요없고 토압경감효과가 탁월한 유동성 성토재를 갖는 옹벽시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 옹벽시스템은 기초, 벽체, 배수시설 및 뒷채움재로 구성되어 있으며 도로, 철도, 하천, 운하, 항만, 호안, 방조제, 교대 등 매우 광범위하게 이용되고 있다. 이러한 옹벽시스템을 구성하는 각각의 요소들이 적절하게 계획되고 시공될 때 그 기능을 다 할 수 있는 데, 옹벽은 중력식, 반중력식, 캔틸레버식, 부벽식 옹벽 등으로 분류되며 최근에는 선반식, 상자형, 조립형, 보강토 옹벽 등이 개발되어 사용되고 있다.

이와 같은 옹벽시스템의 발전에도 불구하고 대부분의 옹벽사고의 대부분은 호우시에 발생하고 있으며 그 원인은 함수량의 증가로 인한 지반의 전단강도감소와 공극수압의 증가로 인한 옹벽배면의 수압증가 등이 그 원인이 되고 있다.

이를 방지하기 위해서는 옹벽 뒷채움 흙의 배수를 잘하여야 하기 때문에 통상 투수성이 좋은 조립토를 사용하며 지하수위가 높은 지역의 경우 별도의 배수시설을 갖추고 있다. 이와 같은 배수재의 경우 설치초기에는 배수가 비교적 원활하게 이루어지기 때문에 큰 문제가 발생하지 않지만 시간이 경과된 후에는 배수재 사이에 이 물질이 삽입되면서 배수가 잘 되지 않는 문제점을 지니고 있다.

또한 지금까지의 옹벽은 그 대부분이 현장에서 직접 콘크리트 등의 재료를 이용하여 타설하는 현장타설방식을 취하고 있지만 근래에 들어 시공기간의 단축과 품질관리의 용이성, 경제성을 살릴 수 있는 사전제작식 옹벽이 등장하고 있다. 즉 현장타설방식의 콘크리트공정은 소형 콘크리트 부재를 이용한 시공이 많기 때문에 시공기간이 오래 걸리고 시공자에 따라 품질이 크게 변화하는 등의 문제가 발생 할수 있다. 따라서 기계화시공이 가능하고 공기사간을 단축 할 수 있는 사전제작식 벽체 및 기초의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기의 필요성 및 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 옹벽의 안정성을 확보하고 구조물 배면의 지하수위 상승을 억제하기 위해 배수시스템를 교환이 가능하도록 설치하고, 사전패널제작방식의 기초구조물과 벽체, 다짐이 필요없고 토압경감효과가 탁월한 유동성 성토재를 갖는 개량된 배수 시스템을 갖는 옹벽시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 개량된 배수 시스템을 갖는 옹벽시스템의 구조를 보여주기 위한 단면도이다.

도 2는 도 1의 옹벽시스템에 사용되는 배수 시스템을 보여주기 위한 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 : 옹벽 벽체 112 : 테두리면

114 : 공간부 120 : 유동성 성토재

130 : 배수시스템 132 : 배수공

140 : 배수관 150 : 피복토층

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은

사방 테두리면에 의하여 중앙부에 속이 빈 공간이 형성된 단일체를 다수개 조립하고, 빈 공간에 흙을 다져 메워 형성되는 옹벽 벽체;

옹벽의 벽체의 배면에 일측면이 밀착되도록 콘크리트 재질로 형성되며, 하부면의 면적이 넓도록 다른 측면은 일정한 기울기를 가진 사선으로 형성되며, 일측면에서 다른 측면까지 일정한 지름을 가진 다수의 배수공이 통공되며, 배수공의 내부에는 배수재(도시 안됨)가 형성된 배수시스템; 및

옹벽 벽체의 뒷 채움채로 사용되며 공사현장에서 발생하는 토사에 폐 스티로폴 입자를 토사 용적의 50∼150%의 비율로 첨가 혼합하고, 플라이 애쉬를 전체중량의 3∼7%의 비율로 혼합하여 함수비가 40∼60%가 되도록 제조된 유동성 성토재를 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 개량된 배수 시스템을 갖는 옹벽시스템의 구조를 보여주기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1의 옹벽시스템에 사용되는 배수 시스템을 보여주기 위한 사시도이다

옹벽시스템은 옹벽 자체의 안정성 뿐만 아니라 옹벽에 연결된 구조물의 안정성에도 크게 영향을 받는다. 즉 교대의 경우 뒷채움재의 성토구간이 폭이 협소하기 때문에 다짐이 곤란하고 적절한 다짐 장비조차 개발되지 않고 있다. 따라서 상부구조물과의 접속부분에 부등침하가 발생하기 쉬워 구조물 설치 후 상당기간이 지난 후에는 이로 인한 문제가 발생하고 있다.

따라서 최근에는 고 성토부의 교대나 터널복공의 공동부와 같이 부등침하의 가능성이 크고, 큰 토압이 작용하는 장소에는 구조물을 효율적으로 계획할 수 있는 유동성 성토재의 사용이 증가하고 있다. 유동성 성토재는 경화되기 전에는 높은 유동성을 지니고 있어 다지기 곤란한 시공장소에서 되메우기나 충전 등에 성토 및 복토 작업이 간편하고 타설 후에는 보통 토사에 비하여 높은 강도를 유지 할 수 있어 지중매설관과 옹벽 뒷채움재로서 그 사용이 크게 증가하고 있는 것이다.

본 발명에 따른 옹벽시스템은 도 1에서 보는 바와 같이, 크게 옹벽 벽체(110)와 옹벽 벽체(110)의 뒷 채움재로 사용되는 유동성 성토재(120) 및 옹벽벽체(110)의 배면에 교체 가능하도록 독립된 형태로 형성된 배수시스템(130)등 세 부분으로 구성된다. 배수시스템(130)의 하부에는 배수관(140)이 형성되며, 유동성성토재(120)의 상부에는 피복토층(150)이 형성된다.

옹벽의 벽체(110)는 도 1에서 보는 바와 같이, 사방 테두리면(112)에 의하여 중앙부에 공간부(114)가 형성된 단일체를 다수개 적층하여 형성되는 것으로, 적층후에 중앙부의 속이 빈 공간부(114)에 흙을 다져 메워 안정적으로 조립되는 것이다. 본 발명에 따른 옹벽의 벽체(110)는 사전 제작된 형틀을 분할한 옹벽용 반제품으로 공급, 현장에서 형틀을 조립해 콘크리트를 주입해 시공하는 것을 가능하게 한 것으로, 빠른 시공, 깨끗한 마무리, 반입의 간략화와 저비용화가 가능하다.

본 발명에 따른 옹벽 시스템은 옹벽의 벽체(110)의 배면에 배수시스템(130)를 따로 형성시킨다. 배수시스템(130)은 도 2에서 보는 바와 같이 콘크리트 재질로 하부면의 면적이 넓도록 옹벽의 벽체(110)와 밀착되는 측면은 직선으로 형성되고 다른 측면은 일정한 기울기를 가진 사선으로 형성되며, 일측면에서 다른 측면까지 일정한 지름을 가진 다수의 배수공(132)이 통공되며, 배수공(132)의 내부에는 배수재(도시 안됨)가 형성된다.본 발명에 따른 옹벽시스템의 배수 과정을 첨부된 도 1및 도 2를 참조하여 설명하면 배수시스템(130)은 일측면이 콘크리트 재질의 경사면으로 되어 있기 때문에, 피복토층(150) 및 함수량이 높은 유동성 토재(120)로 유입되는 물이 배수시스템(130)의 경사면을 따라서 하부로 이동하고, 하부에 이동된 물은 배수층(160)을 통하여 배수관(140)으로 배수된다.피복토층(150) 및 유동성 토재(120)로 유입된 대부분의 물은 유동성 토재(120)과 접촉된 배수시스템(130)의 경사면을 따라서 하부로 이동되어 배수관으로 배수되고, 옹벽 벽체(110)에 유입된 물은 배수시스템(130)에 수평으로 통공된 배수공(132)을 따라서 경사면으로 이동하여 경사면을 따라서 하부로 이동되고 하부에 형성된 배수층(160)을 통하여 배수관(140)으로 배수된다.그러므로, 옹벽 벽체(110)의 배면에 과도한 압력이 부여되는 것을 방지하며, 배수시스템(130)은 주기적으로 교체가 가능하기 때문에 옹벽시스템의 안전을 보장할 수 있다.즉, 옹벽구조물의 안전여부는 배면에 작용하는 수압의 유무에 따라 지대한 영향을 받게 되므로 됫 채움부 배수층의 통수능력이 저하되어 수압이 발생하거나 옹벽이 높아 과대한 토압이 걸리는 경우, 이에 의한 하자 및 사고가 종종 발생하기 때문에 현재 모래나 잡석을 사용하고 있는 배수층의 통수기능개선 및 옹벽이 높은 경우에 대한 적절한 토압 경감 대책이 필요한 실정이다,

그러므로, 본 발명에 따른 옹벽시스템에서는 도 2에서 보는 바와 같은 배수시스템(130)을 옹벽 벽체(110)와 밀접하게 형성하고, 배수공(132)내의 형성된 배수재를 원하는 시기에 자유롭게 교체함으로써 시간 경과에 따른 통수능 저하를 막을수 있다.

또한, 본 발명에 따른 옹벽시스템의 뒷 채움채로 사용되는 유동성 성토재(120)는 공사현장에서 발생하는 토사(점성토)에 폐 스티로폴 입자를 토사 용적의 50∼150%의 비율로 첨가 혼합하고, 플라이 애쉬를 전체중량의 3∼7%의 비율로 혼합하여 함수비가 40∼60%가 되도록 제조된다.

이중 플라이애쉬는 작업성과 유동성을 증진하는 역할을 하며 3%이하일 경우 유동성이 저하되고 7%이상을 혼합할 경우 강도, 지지력 특성이 저하되기 때문에 전체중량의 3∼7%로 제한된다. 유동성 성토재(120)를 일정 높이로 성토하고 이를 다짐한 후에는 강우 등에 의한 영향을 고려하여, 상부에 20∼30cm 정도의 피복토층(150)을 형성시킨다.

본 발명에 따른 옹벽시스템은 첫째로, 배수재를 원하는 시기에 자유롭게 교체 또는 수선할 수 있어 시간이 경과시에 배수재의 막힘현상으로 인하여 오래된 옹벽구조물의 배수가 불량해지는 것을 막을 수 있어 옹벽의 안정성과 기능성을 강화할 수 있다.

둘째로 뒷 채움재로 폐스티로폴 입자와 현장에서 발생되는 토사, 소량의 고화재와 안정재로 구성되어 있기 때문에 종래의 경량성토재에 비해 비용을 절감시킬 수 있고, 또한 기술적으로 재료의 중량은 폐스티로폴입자의 혼합비의 변화를 통하여 조절할 수 있으며, 강도는 고화재의 양을 가감함으로써 조정이 가능하여 부력에 대한 추가적인 보강공법이 필요하지 않기 때문에 시공기간과 시공능률 그리고 경제적인 이득을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 옹벽시스템의 뒷채움재로 사용되는 유동성 성토재는 스티로폴이 갖는 방한효과로 인하여 동상방지 효과가 탁월하기 때문에 한냉지 또는 동결심도가 낮은 지역에서도 시공이 가능하며, 지진 또는 진동으로 인한 피해가 예상되는 지역에서 스티로폴의 충격흡수성에 따라 지중구조물을 보호할 수 있는 특성을 지니고 있어 지진이 많은 지역에서도 큰 효과를 볼 수 있다. 또한, 폐재료를 활용함으로써 자원의 재활용과 동시에 처리비용을 줄일 수 있어 폐기물매립지 부족으로 인한 사회적·환경적 문제를 경감시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.

Claims (2)

1. 사방 테두리면(112)에 의하여 중앙부에 공간부(114)가 형성된 단일체를 다수개 조립하고, 상기 공간부(114)에 흙을 다져 메워 형성되는 옹벽 벽체(110);

   상기 옹벽의 벽체(110)의 배면에 일측면이 밀착되도록 콘크리트 재질로 형성되며, 하부면의 면적이 넓도록 다른 측면은 일정한 기울기를 가진 사선으로 형성되며, 일측면에서 다른 측면까지 일정한 지름을 가진 다수의 배수공(132)이 통공되며, 상기 배수공(132)의 내부에는 배수재(도시 안됨)가 형성된 배수시스템(130); 및

   상기 옹벽 벽체(110)의 뒷 채움채로 사용되며 공사현장에서 발생하는 토사(점성토)에 폐 스티로폴 입자를 토사 용적의 50∼150%의 비율로 첨가 혼합하고, 플라이 애쉬를 전체중량의 3∼7%의 비율로 혼합하여 함수비가 40∼60%가 되도록 제조된 유동성 성토재(120)를 포함하는 옹벽시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 배수시스템(130)의 하부에는 배수를 하기 위한 배수층(160)과 배수관(140)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 옹벽시스템.