KR100473880B1 - 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 조성된인공벽 - Google Patents

Abstract

간단한 구조로서 시공이 간편하여 공기가 단축되고 인공벽의 임의 지점에 녹화가 가능하도록 한 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 조성된 인공벽에 대해 개시한다. 이 공법은 굴착면의 적정 위치에 적정 직경 및 깊이의 삽입홀(101)을 천공하는 단계와; 굴착면의 표면으로부터 그 선단이 돌출되도록 각 삽입홀(101)에 네일(50)을 삽입하는 단계와; 각 삽입홀(101)에 충진재(60)를 그라우팅하는 단계와; 충진재(60)가 경화된 후 각 네일(50)의 선단에 소망하는 인공벽의 형상대로 절곡하여 기초근(201)을 배근하여 고정하는 단계와; 배근된 기초근(201)에 마감재(205)를 도포하여 마감하는 단계;를 포함한다. 이와 같은 공법 및 인공벽은 지반의 안정성을 확보를 위하여 네일(50) 및 충진재(60)를 사용하는 네일링 공법을 채용함으로써 경제적 시공이 가능하고 공기단축에 유리하며, 또한 네일의 연장단부를 통하여 인공벽(200)을 시공하므로 구조가 간단하고 종래 공법보다 공기단축을 가능하게 한다. 또한, 굴착면의 마감시공후 굴착면 전방위치에 네일의 연장단부에 기초근 및 마감재를 통하여 인공벽을 설치함으로써 소망하는 형상의 인공벽 시공이 가능하여 임의 위치에 폭포 또는 식재등의 녹화(綠化)가 가능하다.

Description

소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 조성된 인공벽{A method for construction an artificial wall using a soil nail and the artificial wall constructed threrby}

본 발명은 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 조성된 인공벽에 관한 것으로써, 특히 간단한 구조로서 시공이 간편하여 공기가 단축되고 인공벽의 임의 지점에 녹화가 가능하며 현장환경에 부합하는 암반조경을 가능하게 한 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 조성된 인공벽에 관한 것이다.

일반적으로 산업이 발달하면서 신도시의 건설이나 단지의 조성등으로 급경사지의 개간이 불가피한 것이 현실이다.

따라서 토지의 이용효율을 높이고 주거단지의 안정성이나 쾌적성을 확보하는 것과 동시에 시공성,경제성 및 환경보전성을 충족할 수 있는 사면(斜面)안정대책 공법의 확립이 요구된다.

주거단지의 쾌적성을 위한 일예의 공법이 도 1에 도시되어 있다. 이는 한국특허등록 제0340023호에 개시된 일반적인 인공벽체의 공법으로서, 경사지를 굴착한 후 굴착면(1)에 시멘트등을 이용한 옹벽(6)을 형성하고, 웅벽(6)에 철골구조물(10)을 앵커볼트(8)로 고정설치한 후, 자연석의 느낌을 주도록 GFRC(glass fiber reinforced cement)재질로 형성된 인공암(4)을 철골구조물(10)에 설치한 공법이다.

이는 인공벽체에 폭포(瀑布) 및 식재(植栽)등을 통하여 주거단지의 자연환경을 조성할 수 있는 이점을 가진다.

그러나 이러한 공법은 굴착면(1)의 안정을 위하여 옹벽(6)을 설치하고 있지만 외적요소(외부공사에 의한 진동, 지진등에 의한 지반의 유동등)에 의한 지반의 전단작용에 의하여 옹벽(6)에 크랙(crack) 또는 파손이 발생되고 이에 따라 인공암(4)이 연쇄적으로 크랙 또는 파손되는 문제점이 있다.

또한, 이러한 인공벽의 공법은 인공암(4)을 설치하기 위하여 다량의 철골들을 준비하고 이들을 용접하여 철골구조물(10)을 시공하여야 하는 번거로움이 있다.

따라서 쾌적한 주거단지를 조성할 수 있음에도 불구하고 굴착지반의 불안정으로 인하여 안전사고등이 발생하는 문제점이 있다.

이를 위해서 최근에는 굴착지반의 안정성을 도모하면서 수목의 식재등 녹화(綠化)가 가능한 PEM(Pre stressed Earth Method)공법이 이용되고 있다.

이 공법은 도 2에 도시된 바와 같이, 원지반(20)으로부터 절토한 절취사면(20a)에 소정간격마다 앵커구멍들을 수평하게 천공하는 단계와, 천공된 앵커구멍에 앵커볼트(30)들을 긴장되게 관입하여 앵커볼트를 매립하는 단계와, 절취사면(20a)의 바닥에 기초블럭(41)을 설치하는 단계와, PC블럭(40)을 기초블럭(41)으로부터 쌓으면서 절취사면(20a)외부로 노출된 앵커볼트(30)의 자유단부에 PC블럭(40)을 연결하는 단계와, PC블럭(40)과 절취사면(20a) 사이의 공간에 토사(21)를 뒷채움하여 다지는 단계로 이루어진다.

조성하고자 하는 지반이 높은 경우 도 3에 도시된 바와 같이, 상부에 조성된 PC블럭 옹벽으로부터 단차부(45)를 확보하면서 하부로 굴착하고 상기와 같은 단계를 거쳐 하부 PC블럭 옹벽을 시공한다.

이와 같이 상/하옹벽 시공이 완료된 후에 단차부(45)에 식재등을 통하여 녹화(綠化)시공한다.

그러나 상기와 같은 PEM공법을 통한 녹화시공은 단차부(45)를 통하여서만 식재가 가능하다. 따라서 녹화시공을 위하여는 적어도 하나의 단차부(45)를 조성하여야 하므로 녹화에는 한계가 있다.

또한, 단차부(45)의 시공을 위하여 상부 PC블럭 옹벽을 시공한 후에 하부 지반을 굴착시 지반침하로 인하여 이미 시공된 상부 PC블럭 옹벽이 무너질 위험이 있다. 이에 따라서 지반침하 방지를 위한 별도의 시공이 요구된다.

또한, PC블럭(40)의 제작크기에는 한계가 있으며 이들 PC블럭(40)들을 각 해당 앵커볼트(30)에 조립하여 시공하므로 공기단축에는 한계가 있다.

또한, PC블럭(40)과 절취사면(20a) 사이에 토사(21)를 뒷채움하고 다지는 공정에서 다짐압력에 의해 PC블럭(40)의 조립위치가 변형되거나 파손되는 등의 문제점이있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 다음과 같은 목적을 가진다.

첫째, 지반의 안정성을 확보하면서 간단한 구조로 인공벽의 조성이 가능한 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 조성된 인공벽을 제공하는 데 그 목적이 있다.

둘째, 임의 위치에 폭포 또는 식재등의 녹화(綠化)가 가능하고 주변환경에 부합하는 암반면의 조성이 가능하도록 한 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 조성된 인공벽을 제공하는 데 있다.

세째, 신속한 시공이 가능하고 경제적으로 시공이 가능한 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 조성된 인공벽을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하는 본 발명 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법은 굴착면의 적정 위치에 적정 직경 및 깊이의 삽입홀을 천공하는 단계와; 상기 굴착면의 표면으로부터 그 선단이 돌출되도록 상기 각 삽입홀에 네일을 삽입하는 단계와; 상기 각 삽입홀에 충진재를 그라우팅하는 단계와; 상기 충진재가 경화된 후 상기 각 네일의 선단에 소망하는 인공벽의 형상대로 절곡하여 기초근을 배근하여 고정하는 단계와; 상기 배근된 기초근에 마감재를 도포하여 마감하는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명 조성공법은 상기 기초근의 고정전에 상기 각 네일의 선단에 커플러를 이용하여 길이가 다른 지지봉을 각각 결합하고, 각 지지봉의 자유단부에 상기 기초근이 고정지지되는 지지판을 고정시키는 단계를 더 포함한다.

또한, 본 발명 조성공법은 상기 기초근의 고정후에 상기 기초근에 기초용 와이어 메쉬를 고정시키고 상기 마감재를 도포하여 1차 마감한 후에, 1차 마감된 마감재의 표면에 보강용 와이어 메쉬를 고정시킨 후 상기 마감재를 도포하여 마감하는 것을 특징으로 한다.

상기 마감재는 섬유가 보강된 시멘트모르타르 또는 폴리머콘크리트중 어느 하나가 사용될 수 있다.

또한, 본 발명 조성공법은 상기 굴착면에 1차숏크리트를 타설하고 상기 삽입홀을 천공하며, 상기 삽입홀에 네일을 삽입하면서 네일이 삽입홀의 중앙에 위치하도록 스페이서를 결합시키고, 상기 그라우팅 단계 후에 1차숏크리트면에 와이어 메쉬 및 상기 네일을 고정시키는 지압판을 설치하고 2차숏크리트를 타설하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하는 본 발명 인공벽은 상기 조성공법으로 조성된 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명 인공벽의 조성공법 및 인공벽은 굴착면으로부터 네일을 삽입하여 지반의 안정성을 확보하고 지반에 삽입 고정된 네일에 인공벽을 설치함으로써 구조가 간단하다.

또한, 인공벽의 형상을 소망하는 형상으로 형성이 가능하므로 임의 위치에 폭포 또는 식재등의 녹화(綠化)가 가능하다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명 인공벽 조성공법 및 인공벽은 단지의 조성등으로 굴착된 지반을 소일 네일링(soil nailing)공법으로 안정화시키면서 굴착면에 인공폭포 또는 식재(植栽)등을 통하여 주거단지의 쾌적한 자연환경을 조성할 수 있으며, 주변환경에 부합하는 암반면의 조성이 가능하도록 한다.

본 발명 실시예의 인공벽 조성공법 및 이에 의해 시공된 인공벽은 먼저 도 6a에 도시된 바와 같이 굴착면이 자립할 수 있는 안정한 높이로 지반(100)을 굴착하고 굴착면에 1차 숏크리트(shot crete;61)를 타설하여 굴착면의 붕괴등으로부터 보호시키고, 삽입홀(101)을 적정 깊이 및 간격으로 천공한다.

이때 소일 네일링 공법에서는 굴착면이 본체 구조물로서 사용되는 경우가 많기 때문에 정확한 위치와 형상을 고려하여 굴착한다.

천공작업은 천공기(boring machine)를 이용하여 유체(공기,물,시멘트 그라우트,벤토나이트)를 투입하면서 천공할 수 있다.

이어서 도 6b에 도시된 바와 같이, 굴착면의 표면으로부터 네일(50)의 선단이 돌출되도록 각 삽입홀(101)에 네일(50)을 삽입하고, 충진재를 투입시키기 위한 호스(52)를 함께 삽입시킨다. 이때 충진제의 최소두께를 확보하기 위하여 네일(50)이 삽입홀(101)의 중앙에 위치하도록 스페이서(51)를 설치한다.

또한, 네일(50)이 영구 구조물로서 이용되는 경우 부식을 고려하여 부식방지처리한다.

이어서 도 6c에 도시된 바와 같이, 호스(52)를 통하여 상기 각 삽입홀(101)에 충진재(60)를 그라우팅(grouting)하고, 1차숏크리트(61)면에 와이어 메쉬(70) 및 상기 네일(50)을 고정시키는 지압판(80)을 설치한다.

상기와 같은 공정은 네일(50) 및 충진재(60)에 의해서 지반(100) 자체의 전단강도를 증대시켜 공사 완료후에 예상되는 지반(100)의 변위를 최대한 억제시킨다.

특히, 굴착면의 대체 구조물이 PC블록 옹벽 및 현장 타설 콘크리트벽체등의 다른 공법에 비하여 저렴한 비용으로 시공이 가능하고 지진등의 동적하중에도 큰 변위가 없고 저항능력을 충분히 발휘할 수 있게 한다.

이와 같은 네일(50)을 이용한 지반 안정화 공정은 소일 네일(soil nal)에 의하여 보강되는 영역의 지반(100)이 일체의 옹벽으로서 작용하게 하며 경사지반에 대해서도 안정을 유지한다.

상기와 같이 지반(100)의 안정화 공정 후에 도 6d에 도시된 바와 같이, 1차숏크리트(61) 표면으로 돌출된 각 네일(50)의 선단에 커플러(95)를 이용하여 지지봉(90)을 연결시킨다. 이때 각 지지봉(90)은 인공벽의 설계형상에 따라 그 길이가 다양하다.

상기 커플러(95)는 네일(50)의 선단에 나사결합됨으로써 지압판(80)을 가압하여 네일(50)을 고정시키는 역할도 한다.

상기 커플러(95)는 나사결합 또는 소켓식등 다양한 형태로 네일(50)과 지지봉(90)을 연결시킬 수 있다. 또한 네일(50)과 지지봉(90)은 상호 용접으로 연결될 수도 있다.

이와 같이 지지봉(90) 및 커플러(95)의 시공이 완료된 후에는 1차숏크리트(61), 와이어 메쉬(70) 및 지압판(80)의 표면에 2차 숏크리트(62)를 타설하여 굴착면을 마감한다.

이어서 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 각 지지봉(90)의 선단에 소망하는 인공벽(200)의 설계형상대로 절곡하여 기초근(201)을 배근하여 고정시키고, 상기 배근된 기초근(201)에 마감재(205)를 살포하여 마감함으로써 인공벽(200)을 형성한다.

기초근(201)의 배근시 시공후 인공폭포의 설치 또는 식재등을 위하여 오목한 부분이 요구되는 경우를 고려하여 기초근(201)을 절곡하여 다양한 형상으로 배근한다.

한편, 시공된 인공벽(200)의 안정성을 고려하여 기초근(201)에 다양한 보강재료가 설치될 수 있다.

즉, 상기 기초근(201)의 배근시 각 지지봉(90)에의 용접고정 작업을 원할하게 하기 위하여 각 지지봉(90)의 선단에 지지판(91)을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기초근(201)을 지지판(91)에 고정시킨 후에 기초근(201)에 기초용 와이어 메쉬(202)(203)를 고정시키고 상기 마감재(205)를 살포하여 1차 마감한 후에, 1차 마감된 마감재(205)의 표면에 보강용 와이어 메쉬(204)를 고정시킨 후 상기 마감재(205)를 살포하여 최종 마감시킨다.

상기 마감재(205)는 섬유가 보강된 시멘트모르타르 또는 폴리머콘크리트(polymer concrete)중 어느 하나가 사용될 수 있다.

특히, 폴리머콘크리트(polymer concret)는 시멘트에 유기고분자화합물인 폴리머로 모래·자갈 등의 골재를 결합시켜 콘크리트를 제조한 것으로서, 압축강도가 우수하고 방수성과 수밀성(水密性)이 우수하여 인공폭포 또는 식재(植栽)등의 환경조성작업에 유리하다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 마감재(205)로서 폴리머콘크리트(polymer concret)를 사용하였다.

상기 기초용 와이어 메쉬(202)(203)는 상기 마감재(205)를 스프레이 살포하는 경우 부착이 용이하도록 입도(粒度)가 큰 것(조밀한 것)을 사용하였다.

본 발명의 실시예에서는 와이어메쉬(202)는 50×50 mm 를 사용하였으며, 와이어 메쉬(203)은 와이어 메쉬(202)보다 입도가 조밀한 메쉬망을 사용하였다.

상기와 같이 마감재(205)를 도포하여 마감한 후에는 마감재(205)의 표면을 다듬거나 주위환경에 적합한 색채로 페인트를 도색할 수 있다.

한편, 커플러(95) 및 지지봉(90)을 시공하는 공정은 도 7에 도시된 바와 같이, 각 네일(50)의 길이를 달리함으로써 생략될 수 있다. 즉, 상기 기초근(201)의 배근은 각 네일(50)의 선단에 용접고정될 수 있다.

또한, 굴착면에 시공되는 1,2차 숏크리트(61)(62) 및 와이어메쉬(70)는 굴착면의 안정도에 따라 시공을 생략할 수 있다.

상술한 바와 같은 네일을 이용한 인공벽의 조성공법 및 인공벽은 지반(100)의 안정화를 확보하면서 인공벽(200)의 임의 지점에 인공폭포 또는 식재등을 가능하게 하고, 주변환경에 부합하는 암반면(굴착면)의 조성을 가능하게 한다.

상술한 바와 같은 본 발명은 상기 본원의 정신과 범위를 이탈함이 없이 상기 실시예에 한정되지 아니하고 많은 변형을 가하여 실시될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법 및 이에 의해 시공된 인공벽은 다음과 같은 이점을 가진다.

첫째, 지반의 안정성을 확보를 위하여 네일(50) 및 충진재(60)를 사용하는 네일링 공법을 채용함으로써 경제시공이 가능하고 공기단축에 유리하다.

또한 네일의 연장단부를 이용하여 인공벽(200)을 시공하므로 구조가 간단하고 종래 공법보다 공기단축을 가능하게 한다.

둘째, 굴착면의 마감시공후 굴착면 전방위치에 네일의 연장단부에 기초근 및 마감재를 통하여 인공벽을 설치함으로써 소망하는 형상의 인공벽 시공이 가능하여 임의 위치에 폭포 또는 식재등의 녹화(綠化)가 가능하고 주변환경에 부합하는 암반면(굴착면)의 조성이 가능하다. 따라서 단지조성후 쾌적한 환경조성작업에 유리하다.

도 1은 종래 인공벽의 시공상태를 나타낸 개략 단면도,

도 2 및 도 3은 지반 안정화 및 식재등의 녹화시공 상태를 설명하기 위한 개략도,

도 4는 본 발명 공법에 의해 시공된 인공벽의 시공상태를 나타낸 단면도,

도 5는 도 4의 요부를 발췌하여 나타낸 부분 단면 사시도,

도 6a 내지 도 6d는 본 발명 조성공법을 설명하기 위한 공정도,

도 7은 본 발명 공법 및 인공벽의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50...네일 51...스페이서

52...호스 60...충진제

61,62...1,2차숏크리트 80...지압판

90...지지봉 95...커플러

100...지반 200...인공벽

201...기초근 205...마감재

Claims (6)

1. 굴착면의 적정 위치에 적정 직경 및 깊이의 삽입홀(101)을 천공하는 단계와;

   상기 굴착면의 표면으로부터 그 선단이 돌출되도록 상기 각 삽입홀(101)에 네일(50)을 삽입하는 단계와;

   상기 각 삽입홀(101)에 충진재(60)를 그라우팅하는 단계와;

   상기 충진재(60)가 경화된 후 상기 각 네일(50)의 선단에 소망하는 인공벽의 형상대로 절곡하여 기초근(201)을 배근하여 고정하는 단계와;

   상기 배근된 기초근(201)에 마감재(205)를 살포하여 마감하는 단계;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기초근(201)의 고정전에 상기 각 네일(50)의 선단에 커플러(95)를 이용하여 길이가 다른 지지봉(90)을 각각 결합하고, 각 지지봉(90)의 자유단부에 상기 기초근(201)이 고정지지되는 지지판(91)을 고정시키는 단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 기초근(201)의 고정후에 상기 기초근(201)에 기초용 와이어 메쉬(202)(203)를 고정시키고 상기 마감재(205)를 살포하여 1차 마감한 후에, 1차 마감된 마감재(205)의 표면에 보강용 와이어 메쉬(204)를 고정시킨 후 상기 마감재(205)를 살포하여 마감하는 것을 특징으로 하는 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 마감재(205)는 섬유가 보강된 시멘트모르타르 또는 폴리머콘크리트중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 굴착면에 1차숏크리트(61)를 타설하고 상기 삽입홀(101)을 천공하며,

   상기 삽입홀(101)에 네일(50)을 삽입하면서 네일(50)이 삽입홀(101)의 중앙에 위치하도록 스페이서(51)를 결합시키고,

   상기 그라우팅 단계 후에 1차숏크리트(61)면에 와이어 메쉬(70) 및 상기 네일(50)을 고정시키는 지압판(80)을 설치하고 2차숏크리트(62)를 타설하는 것을 특징으로 하는 소일 네일을 이용한 인공벽 조성공법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항의 인공벽 조성공법에 의하여 시공된 것을 특징으로 하는 인공벽.