KR100487140B1 - Ｙ형 구조 요소 및 이를 이용한 파일 공법 및 토류 구조물구축 방법 - Google Patents

Abstract

연약한 지반에 시공될 수 있는 파일 및 옹벽, 제방 등의 토류 구조물의 경사면을 보강할 수 있는 Ｙ자형 구조 요소(Y-shaped structure elements)과 이를 이용한 파일 공법 및 토류 구조물 구축 방법이 개시된다. 상기 구조 요소는 각기 일측에 수직하게 관형 통로가 형성된 세 개의 철근-콘크리트 패널들과 상기 패널들이 수직하게 형성된 중앙 관형 통로를 갖는 연결부를 중심으로 서로 접속하여 형성된다. 상기 구조 요소를 연직으로 설치하면 Ｙ형 파일로 사용할 수 있고, 옆으로 수평하게 설치하면 제방 사면이나 옹벽 등을 구축하는 Ｙ형 블록으로 사용 가능하다. 상기 Ｙ형 파일은 단위 체적당 흙과의 접촉 면적이 여타의 파일 공법에 비하여 크기 때문에 단위 체적당 주면 마찰력이 증가하여 연직 방향의 지지력이 향상된다. 또한 Ｙ형 파일의 두 패널은 횡방향 투영 면적이 크므로 연약한 점토의 횡방향 소성 유동을 억제하며 다른 한 패널은 파일의 횡방향 변형을 최소화시키는 역할을 한다. 또한, 토류구 조물 등에 사용되는 Ｙ형 블럭은 패널 중의 적어도 하나가 제체에 박혀있는 형태로 설치되므로 블록이 제체로부터 이탈되거나 변형되는 것이 억제되어 토류 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

Ｙ형 구조 요소 및 이를 이용한 파일 공법 및 토류 구조물 구축 방법{Y-shaped structure element, construction methods of deep foundations and retaining structures by using the Y-shaped structure element}

본 발명은 Ｙ형 구조 요소 및 이를 이용한 파일 공법 및 토류 구조물 구축 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적어도 2개의 철근-콘크리트 패널을 구비하는 Ｙ자형 구조 요소와 이러한 Ｙ자형 구조 요소가 연직으로 연결된 Ｙ형 파일을 구축하는 파일 공법 및 상기 Ｙ자형 구조 요소가 수평하게 연결된 Ｙ형 블록을 구축하여 제방 사면이나 옹벽 등을 구축하는 토류 구조물(retaining structure) 구축 방법에 관한 것이다.

일반적으로 물양장(物楊場), 호안(護岸), 안벽, 방파제 또는 방조제 등과 같은 해상 구조물을 축조할 때, 기초에 요구되는 중요한 점은 지반 또는 기초 자체의 파괴가 없고 상부 구조물의 하중을 안전하게 지지하며 유해한 침하 또는 변위가 일어나지 않아야 한다는 것이다. 따라서, 공사 지점에 이토와 같은 연약 지반이 존재하는 경우 지반 보강은 필수적이다. 특히, 해상 구조물 후면을 매립하여 사용하게 되는 경우, 구조물은 대개 매립에 의한 토압을 지탱하기 위해 무거운 재료를 사용하여 축조하므로 지반 보강이 반드시 선행되어야 할 뿐만 아니라 그 보강 정도가 매우 커야한다.

현재, 이러한 연약 지반의 보강 공법으로는 치환 공법, 지반 강화 공법, 하중 경감 밸런스 공법 또는 말뚝을 이용한 공법 등과 같은 기초공을 이용한 대책 공법, 화학적/전기 화학적 고화, 소결 내지 동결과 같은 열처리 공법을 비롯한 다수의 공법이 있다. 그러나, 이러한 공법들은 시공하고자 하는 구조물의 종류, 기능, 중요성 및 크기에 비추어 볼 때, 다음과 같은 문제점을 갖는다.

먼저, 현재는 치환 공법이 널리 사용되고 있으나 이 공법에 따르면 대량의 이토 굴착이 수반되므로 설치하고자 하는 구조물 인접 지역에 건물 또는 도로와 같은 다른 중요 구조물이 존재할 경우, 치환 공법은 이토 굴착에 따른 영향으로 유효성이 크게 감소된다. 즉, 치환 공법에 따라 이토 굴착이 이루어지면 굴착되는 부분의 토압이 약해져 횡방향 응력에 저항할 수 없게 되며, 이에 따라 굴착 부분에 붕괴가 발생하거나 그 주위가 침하될 가능성이 매우 높아진다.

또한, 이러한 치환 공법의 예로서, 중공 블록을 이용한 지반 보강 공법이 국내 특허출원 제93-15910호 등에 개시되고 있다. 상기 공법에서는 중공 블록을 설치한 후, 중공 블록 하부의 이토를 굴착하면서 중공 블록을 하강시키는 방식을 취하고 있다. 그러나, 이러한 공법도 역시 대규모의 이토 굴착을 수반함으로써 이토 처리에 관련된 환경 상의 문제를 야기하게 된다.

전술한 이토 굴착에 따른 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 말뚝을 이용한 공법이 시행되고 있다. 하지만, 이러한 공법은 특히 후면 매립이 수반될 경우 매립토에 의한 원호 활동 등의 영향으로 말뚝과 말뚝 사이로 이토의 이동이 이루어지므로 적절하지 못하다. 또한, 널말뚝(sheet pile) 공법은 후면 매립 부위가 넓지 못할 경우에는 지지 앵커 설치에 문제가 있는 경우가 많다.

한편, 전술한 물양장, 호안, 안벽, 방파제 또는 방조제 등과 같은 기존의 해상 구조물은 대부분 토사로 구조물의 제체(堤體)를 축조하고, 바깥 경사면 피복을 돌붙임식으로 석축을 하여 제체를 보호하고 있다. 그러나, 이러한 공법은 토사의 유실이 용이하고 파력에 약하고 월류시에 토사의 유실에 따른 석축의 붕괴로 인하여 제체의 손괴가 심하여 그 안정성이 크게 저하되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 일 목적은 다수가 연직 또는 수평 방향으로 연결되어 연약 지반을 보강할 수 있는 Ｙ자형 구조 요소를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 상기 Ｙ자형 구조 요소가 연직 방향으로 연결된 Ｙ형 파일을 이용하여 연약 지반을 보강하는 파일 공법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 상기 Ｙ자형 구조 요소가 수평하게 연결된 Ｙ형 블록을 이용하여 제방 사면이나 옹벽 등을 구축하는 토류 구조물 구축 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 일측에 수직하게 제1 관형 통로가 형성된 제1 철근-콘크리트 패널, 일측에 수직하게 제2 관형 통로가 형성된 제2 철근-콘크리트 패널 그리고 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널들의 서로 접속되어 형성되며, 수직하게 형성된 중앙 관형 통로를 갖는 연결부를 포함하는 Ｙ자형 구조 요소가 제공된다.

상기 제1 및 제2 관형 통로는 각기 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널의 일측 상부에 형성된 제1 및 제2 오목부로부터 하부까지 형성되며, 상기 제1 및 제2 오목부는 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널의 측방을 향하여 개방된다. 이 경우, 상기 연결부의 상부에는 측방을 향하여 개방된 중앙 오목부가 형성되며, 상기 중앙 관형 통로는 상기 중앙 오목부로부터 하부까지 형성된다.

상기 제1 관형 통로, 제2 관형 통로 및 중앙 관형 통로에는 각기 상기 Ｙ자형 구조 요소를 Ｙ형 파일 또는 Ｙ형 블록으로 설치하기 위한 호스가 통과한다.

상기 Ｙ자형 구조 요소를 서로 연결하기 위하여, 상기 제1 제2 철근-콘크리트 패널의 상측 양단부에는 각기 상기 제1 및 제2 오목부 및 상기 연결부 사이에 다수의 장착 홈들이 서로 대응하여 형성되며, 상기 장착 홈들에는 각기 양측부가 소정의 각도로 구부러져 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널에 매몰되며, 중앙부가 상기 장착 홈들에 노출되는 각기 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재가 설치된다. 이 때, 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널의 하부에는 각기 상기 연결 부재에 대응하는 다수의 로프 삽입 홀들이 형성되며, 상기 연결 부재 및 상기 로프 삽입 홀들에 로프를 체결하여 상기 Ｙ자형 구조 요소가 인접한 Ｙ자형 구조 요소와 연직 방향 또는 수평 방향으로 연결된다.

바람직하게는, 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널은 각기 단부로부터 상기 연결부를 향하여 점증하는 두께를 갖거나, 상기 제1 및 제2 관형 통로가 형성된 일측이 원형 또는 타원형의 단면을 가지며, 타측에 비하여 두꺼운 두께를 갖게 된다.

또한, 전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 Ｙ자형 구조 요소는 일측에 수직하게 제3 관형 통로가 형성되고, 타측이 상기 연결부에 접속되는 제3 철근-콘크리트 패널을 더 구비하여, 상기 제1 철근-콘크리트 패널, 제2 철근-콘크리트 패널 및 제3 철근-콘크리트 패널이 함께 'Ｙ'자 형상의 단면을 이룬다. 이 경우, 상기 제3 철근-콘크리트 패널의 상기 제3 관형 통로는 상기 제3 철근-콘크리트 패널의 일측 상부에 형성된 제3 오목부로부터 하부까지 형성되며, 상기 제3 오목부는 상기 제3 철근-콘크리트 패널의 측방을 향하여 개방된다.

또한, 상기 제3 철근-콘크리트 패널의 상측 양단부에는 상기 제3 오목부로부터 상기 연결부를 향하여 다수의 장착 홈들이 서로 대응하여 형성되며, 상기 장착 홈들에는 각기 양측부가 소정의 각도로 구부러져 상기 제3 철근-콘크리트 패널에 매몰되며, 중앙부가 상기 장착 홈들에 노출되는 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재가 설치된다.

상기 제3 철근-콘크리트 패널의 하부에는 각기 상기 연결 부재에 대응하는 다수의 로프 삽입 홀들이 형성되며, 상기 연결 부재 및 상기 로프 삽입 홀들에 로프를 체결하여 상기 Ｙ자형 구조 요소가 인접한 Ｙ자형 구조 요소와 수직 내지 수평 방향으로 연결된다. 상기 제3 철근-콘크리트 패널도 단부로부터 상기 연기 연결부를 향하여 점증하는 두께를 갖거나, 상기 제3 관형 통로가 형성된 일측이 원형 또는 타원형의 단면을 가지며, 타측에 비하여 두꺼운 두께를 갖는다.

또한, 전술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 Ｙ자형 구조 요소는 일측에 수직하게 제4 관형 통로가 형성되고, 타측이 상기 연결부에 접속되는 제4 철근-콘크리트 패널을 더 구비하여, 상기 제1 철근-콘크리트 패널, 제2 철근-콘크리트 패널, 제3 철근-콘크리트 패널 및 제4 철근-콘크리트 패널이 함께 십자 형상의 단면을 이루게 된다. 이 때, 상기 제4 철근-콘크리트 패널의 상기 제4 관형 통로는 상기 제4 철근-콘크리트 패널의 일측 상부에 형성된 제4 오목부로부터 하부까지 형성되며, 상기 제4 오목부는 상기 제4 철근-콘크리트 패널의 측방을 향하여 개방된다.

상기 제4 철근-콘크리트 패널의 상측 양단부에는 상기 제4 오목부로부터 상기 연결부를 향하여 다수의 장착 홈들이 서로 대응하여 형성되며, 상기 장착 홈들에는 각기 양측부가 소정의 각도로 구부러져 상기 제4 철근-콘크리트 패널에 매몰되며, 중앙부가 상기 장착 홈들에 노출되는 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재가 설치된다. 상기 제4 철근-콘크리트 패널의 하부에는 각기 상기 연결 부재에 대응하는 다수의 로프 삽입 홀들이 형성되며, 상기 연결 부재 및 상기 로프 삽입 홀들에 로프를 체결하여 상기 Ｙ자형 구조 요소가 인접한 Ｙ자형 구조 요소와 연직 방향 또는 수평 방향을 따라 연결된다. 상기 제4 철근-콘크리트 패널도 단부로부터 상기 연기 연결부를 향하여 점증하는 두께를 갖거나, 상기 제4 관형 통로가 형성된 일측이 원형 또는 타원형의 단면을 가지며, 타측에 비하여 두꺼운 두께를 갖는다.

상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각기 일측에 수직하게 관형 통로가 형성된 다수의 철근-콘크리트 패널들 및 상기 철근-콘크리트 패널들이 굴곡 접속되어 형성되는 연결부를 구비하는 다수의 Ｙ자형 구조 요소로 이루어진 제1 Ｙ형 파일을 수직 방향으로 연약 지반 상에 배치하는 단계, 상기 제1 Ｙ형 파일의 관형 통로에 노즐을 구비하는 호스를 삽입하는 단계, 상기 호스를 통해 고압의 유체를 상기 연약 지반에 분사하는 단계, 그리고 상기 제1 Ｙ형 파일을 상기 연약 지반 내로 침하시키는 단계를 포함하는 지반 보강 방법이 제공된다.

바람직하게는, 상기 제1 Ｙ형 파일을 상기 연약 지반 내로 침하시키는 단계는 상기 제1 Ｙ형 파일을 진동시키는 단계를 더 포함한다.

상기 제1 Ｙ형 파일을 상기 연약 지반 내로 침하시키는 단계 후, 상기 제1 Ｙ형 파일의 상부에 다수의 상기 Ｙ자형 구조 요소로 구성된 제2 Ｙ형 파일을 배치하는 단계 그리고 상기 제1 Ｙ형 파일의 각 Ｙ자형 구조 요소와 상기 제2 Ｙ형 파일의 각 Ｙ자형 구조 요소를 결속시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 호스를 통해 고압의 유체를 상기 연약 지반에 분사하는 단계, 상기 제1 Ｙ형 파일을 상기 연약 지반 내로 침하시키는 단계 및 상기 제1 Ｙ형 파일을 진동시키는 단계를 반복 수행하여 상기 제1 Ｙ형 파일을 상기 연약 지반 하부의 암반층에 도달시키게 된다.

상기 제1 Ｙ형 파일이 상기 암반층에 도달한 후, 상기 제1 Ｙ형 파일의 관형 통로를 통해 시멘트를 이용하여 상기 암반층에 그라우팅 처리한다.

또한, 상술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따르면, 각기 일단에 돌출부가 형성되고 타단에 상기 돌출부에 대응하는 수납부가 형성된 다수의 철근-콘크리트 패널들 그리고 상기 철근-콘크리트 패널들 서로 굴곡 접속되어 형성되는 연결부를 구비하는 Ｙ자형 구조 요소가 제공된다.

바람직하게는, 상기 철근-콘크리트 패널들은 각기 일측의 양단부에 각기 대응하여 형성된 다수의 오목부, 상기 오목부에 설치되는 다수의 연결 수단 그리고 타측에 형성된 로프 구멍을 더 구비한다.

그리고, 전술한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따르면, 기초 지반 위에 토사 및 사석으로 가체제를 쌓는 단계, 상기 가체제 상에 다수의 철근-콘크리트 패널들 및 상기 철근-콘크리트 패널들이 서로 굴곡 접속되어 형성되는 연결부를 구비하는 Ｙ자형 구조 요소를 일렬로 쌓아 Ｙ형 블록을 형성하는 단계, 그리고 상기 Ｙ형 블록의 하부 및 후방에 채움 및 다짐 작업을 수행하는 단계를 구비하는 토류 구조물 구축 방법이 제공된다. 이 경우, 상기 Ｙ형 블록을 형성하는 단계 및 상기 채움 및 다짐 작업 단계는 적어도 2회 이상 반복 수행될 수 있다.

바람직하게는, 상기 Ｙ형 블록은 계단형으로 형성되며, 상기 Ｙ형 블록을 형성하는 단계 및 상기 채움 및 다짐 작업 단계를 반복 수행한 후, 상기 가체제 및 상기 Ｙ형 블록의 전면을 피복하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 Ｙ형 블록의 후방에 필터 매트를 설치하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 가체제를 쌓는 단계에 선행하여 상기 기초 지반의 보강 작업을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 Ｙ자형 구조 요소를 연직으로 설치하면 Ｙ형 파일로 사용할 수 있고, 옆으로 수평하게 설치하면 제방 사면 또는 옹벽 등을 구축하는 Ｙ형 블록으로 사용 가능하다. 상기 Ｙ형 파일은 단위 체적당 흙과의 접촉 면적이 여타의 파일 공법에 의한 경우 보다 보다 크기 때문에 단위 체적당 주면 마찰력이 증가하여 연직 방향의 지지력이 향상된다. 또한 Ｙ형 파일의 두 패널은 횡방향 투영 면적이 크므로 연약한 점토의 횡방향 소성유동(lateral plastic flow)을 억제하며 다른 한 패널은 파일의 횡방향 변형을 최소화시키는 역할을 한다. 또한, 토류구 조물 등에 사용되는 Ｙ형 블럭은 패널 중의 적어도 하나가 제체에 박혀있는 형태로 설치되므로 Ｙ형 블록이 제체로부터 이탈되거나 변형되는 것이 억제되어 토류 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 Ｙ자형 구조 요소 및 이를 이용한 파일 공법에 의하면, 이토 등과 같은 연약 지반에서 이토층의 심도에 관계없이 지반을 보강할 수 있다. 특히, 주변의 중요 구조물에 영향을 주지 않고 기초 공사를 해야 할 경우에 유용하게 적용할 수 있다. 또한, 별도의 이토 굴착이 불필요하므로 투기에 의한 환경 오염 문제가 발생하지 않으며, 기초 지반이 연약한 곳에서 항만 시설 또는 해상 구조물, 즉 안벽, 물양장, 호안, 방파제 내지 교량 등을 설치하기 위한 기초 지반을 보강할 수 있다. 더욱이, 2열 이상의 연속벽으로 기초를 구축하는 경우 그 연속벽을 상부까지 이어 시공하여 내부를 사석 등으로 채움으로써 초석 또는 콘크리트와 같은 솔리드 블록(solid block)을 대신할 수 있게 하여 상부 구조물로도 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 경사면을 보강하기 위한 Ｙ자형 구조 요소 및 이를 이용한 토류 구조물 구축 방법에 따르면, 제체에 경사면 Ｙ형 보강 블록의 패널 중의 적어도 하나가 박혀있는 형태로 설치되므로, Ｙ자형 구조 요소가 제체에서 이탈되거나 변형되는 것이 최소화된다. 더욱이, Ｙ자형 구조 요소로 이루어진 Ｙ형 블록은 그 자체로 옹벽 역할을 수행할 수 있으며, 수직항력에 대한 분산 효과가 크고, 전도 등에 대해 구조적으로 안정성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 보강하고자 하는 구조물에 따라 각 Ｙ자형 구조 요소의 Ｙ형 블록 전체 길이를 조절할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 Ｙ자형 구조 요소 및 이를 이용한 파일 공법 및 토류 구조물 구축 방법에 대해 기술하지만, 하기 실시예들이 본 발명을 한정하거나 제한하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 사시도이며, 도 3은 도 1의 Ｙ자형 구조 요소를 상하로 2개 쌓은 상태를 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 3의 B 부분을 확대한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(100)는 대체로 중심에서 단부로 갈수록 약간 폭이 좁아지는 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)을 포함하는 'Ｙ'자 형상의 단면을 갖는다.

상기 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)의 가장 자리(110, 111, 112)에는 각기 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)을 수직하게 관통하는 제1 내지 제3 관형 통로(115, 116, 117)가 형성된다.

제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)은 각기 소정의 각도로 서로 연결되어 연결부(120)를 형성한다. 이러한 연결부(120)에도 역시 수직방향을 따라 관통되는 중앙 관형 통로(125)가 형성된다. 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)은 각기 가장 자리(110, 111, 112)로부터 연결부(120)로 갈수록 그 두께가 점증하도록 구성된다.

한편, 연결부(120)의 상부에는 중앙 오목부(130)가 형성되며, 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)의 가장 자리(110, 111, 112) 상부에는 각기 제1 내지 제3 오목부(131, 132, 133)가 형성된다. 이와 같은 오목부들(110, 111, 112, 130)은 후술하는 고압 호스(140, 141)들이 관형 통로들(115, 116, 117, 125)에 각기 용이하게 접근할 수 있게 한다.

도 1 내지 도 4에서는 상기 중앙 오목부(130)는 서로 연결된 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107) 가운데 제1 방향의 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(105, 106) 사이로 개방된 것으로 도시되어 있으나, 중앙 오목부(130)가 개방되는 방향은 제1 및 제3 철근-콘크리트 패널(105, 107) 사이의 방향 또는 제2 및 제3 철근-콘크리트 패널(106, 107) 사이의 방향 등 어느 방향이라도 관계없다.

제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)의 가장 자리(110, 111, 112)의 상부에 형성된 제1 내지 제3 오목부(131, 132, 133)는 각 패널(105, 106, 107) 양측 가운데 어느 한 방향으로 개방되어 있지만, 제1 내지 제3 오목부(131, 132, 133)가 개방되는 방향은 제1 내지 제3 패널(105, 106, 107)의 어느 방향이라도 무관하다. 상기 고압 호스(140, 141)의 삽입 편리성을 고려할 때, 바람직하게는 상기 제1 내지 제3 오목부(131, 132, 133)는 시계 방향이나 반시계 방향 등과 같이 모두 동일한 방향을 따라 개방된다.

본 Ｙ자형 구조 요소(100)에 삽입되는 고압 호스(140, 141)와 관련된 중앙 및 제1 내지 제3 오목부(130, 131, 132, 133)의 용도는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 2개 이상의 Ｙ자형 구조 요소들을 상하로 쌓았을 경우에 보다 명확해진다.

또한, 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)의 상단에는 상기 제1 내지 제3 오목부(131, 132, 133)에 인접하여 연결부(120) 방향으로 각기 다수의 장착 홈들이 형성된다. 이러한 장착 홈들은 각기 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)의 양단부에 2개가 서로 대응하여 형성되며, 각 장착 홈에는 하나의 철제 고리 내지 와이어 로프 등의 연결 부재(150)가 설치된다. 각각의 연결 부재(150)는 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)의 몸체에 양측부가 매몰되고, 일부가 고리의 형태로 장착 홈들의 상부로 노출된다.

상기 연결 부재(150)는 다수의 Ｙ자형 구조 요소들을 상하로 연결하여 Ｙ형 파일을 형성하거나 수평 방향으로는 연결하여 Ｙ형 블록을 형성하는 데 이용될 뿐만 아니라, Ｙ자형 구조 요소(100)를 인양하거나 거치할 경우에 Ｙ자형 구조 요소(100)를 용이하게 인양 또는 거치하기 위한 들걸이로도 사용된다. 이 경우, 연결 부재(150)가 빠지지 않도록 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107) 속에 충분히 묻히도록 하며, 연결 부재(150) 가운데 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107) 속에 묻힌 부분의 단부는 각기 소정의 각도로 구부러져 연결 부재(150)가 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105, 106, 107)로부터 빠지지 않도록 한다. 이에 따라, 연결 부재(150)의 장착 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서는, 하나의 패널에 두 쌍의 장착 홈들이 형성되고 여기에 4개의 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재(150)가 설치되지만, 이와 같은 고리 내지 와이어 로프 등의 연결 부재(150) 및 장착 홈들은 본 Ｙ자형 구조 요소(100)가 설치되는 여건에 따라 그 수를 증가하거나 감소할 수 있을 것이다.

또한, 제1 내지 제3 콘크리트 파일(105, 106, 107)의 하부에는 이에 연결되는 Ｙ자형 구조 요소의 고리 또는 와이어 로프 등의 연결 부재(150)를 통하여 2개의 Ｙ자형 구조 요소(100)를 연직 또는 수평 방향으로 결합하기 위한 다수의 로프 삽입 홀(145)이 형성된다. 로프 삽입 홀(145)의 수는 고리 또는 와이어 로프 등의 연결 부재(150)의 수에 대응하여, 하나의 철근-콘크리트 패널에 4개의 연결 부재(150)인 고리나 와이어 로프가 설치될 경우에는 2개의 로프 삽입 홀(145)이 형성된다. 도 1에서는 도시 및 설명의 편의를 위하여 제3 철근-콘크리트 패널(107)의 하부에 형성된 2개의 로프 삽입 홀(145)을 도시하였으나, 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(105, 106)의 하부에도 동일한 로프 삽입 홀이 형성된다.

한편, 2 이상의 Ｙ자형 구조 요소들(100, 100a)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 상하로 쌓을 수 있다. 즉, 하부에 위치하는 Ｙ자형 구조 요소(100a)의 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(105a, 106a, 107a)의 상단에 제공된 다수의 철제 고리 또는 와이어 로프 등의 같은 연결 부재(150)와 상부에 위치하는 Ｙ자형 구조 요소(100)의 하단에 인접하여 제공된 로프 삽입 홀(145)을 이용하여 상하 Ｙ자형 구조 요소들(100, 100a)을 서로 연결한다. 이 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상측 및 하측 Ｙ자형 구조 요소(100, 100a)에 형성된 각 관형 통로(115, 116, 117, 125)를 통하여 대응되는 고압 호스(140, 141)를 삽입한 다음, 하측 Ｙ자형 구조 요소(100)의 제1 내지 제3 패널(105a, 106a, 107a)의 장착 홈들에 설치된 고리 또는 와이어 로프와 같은 다수의 연결 부재(150) 가운데 어느 하나에 로프(155)의 일단을 결속시킨다. 이어서, 로프(155)를 상측 제1 내지 제3 패널(105, 106, 107)에 형성된 로프 삽입 홀(145)을 관통시킨다. 계속하여, 로프 삽입 홀(145)을 통과한 로프(145)의 타단을 대응하는 반대편의 나머지 고리 또는 와이어 로프 등의 연결 부재(150)에 결속시킴으로써, 고리 또는 와이어 로프(150)가 설치된 하측 제1 내지 제3 패널(105a, 106a, 107a)을 로프 삽입 홀(145)이 형성된 상측 제1 내지 제3 패널(105, 106, 107)과 각기 연결한다. 이와 동일한 방법으로 하측 제1 내지 제3 패널(105a, 106a, 107a)의 나머지 고리나 와이어 로프와 같은 연결 부재(150)를 상측 제1 내지 제3 패널(105, 1060, 107)의 나머지 로프 삽입 홀(145)을 통하여 연결하면 하측 Ｙ자형 구조 요소(100a)가 상측 Ｙ자형 구조 요소(100)에 연결된다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 사시도를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(200)는 도 1 내지 도 4에 도시한 Ｙ자형 구조 요소(100)와는 기본적인 부재들은 동일하지만 철제 고리 또는 와이어 로프 등의 연결 부재(250)가 상이하게 설치된다.

즉, 본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(200)의 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(211, 212, 213), 연결부(205), 중앙 관형 통로(204) 및 제1 내지 제3 관형 통로(241, 242, 243)의 구조는 전술한 제1 실시예의 경우와 동일하다. 또한, 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(211, 212, 213)에 각기 형성된 제1 내지 제3 오목부(231, 232, 233)들과 연결부(205)에 형성된 중앙 오목부(220)도 제1 실시예의 Ｙ자형 구조 요소(100)과 동일한 형상을 가진다.

그러나, 본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(200)에는 제1 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(100)와는 상이하게 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재(250)를 설치하기 위한 장착 홈들이 형성되지 않는다. 상기 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재(250)는 Ｙ자형 구조 요소(200)의 각기 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(211, 212, 213)의 상단으로부터 수평하게 돌출되도록 매립된다. 즉, 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(211, 212, 213)의 상단으로부터 각기 양쪽으로 수평하게 다수의 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재(250)가 설치된다. 연결 부재(250)인 철제 고리 또는 와이어 로프가 이와 같이 설치될 경우에는, 2개 이상의 Ｙ자형 구조 요소들을 보다 용이하게 신속하게 연결할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 평면도들 도시한 것이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(300)는 상술한 제1 실시예의 Ｙ자형 구조 요소(100)와 기본적인 구성은 동일하지만 제1 내지 제2 철근-콘크리트 패널(311, 312, 313)의 단부가 확장되는 구조를 갖는다. 즉, 연결부(320)로부터 소정의 각도로 각기 연장되는 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(311, 312, 313)의 단부는 원형 내지 타원형의 형상을 갖도록 확장되어 두꺼운 제1 실시예의 경우에 비하여 두께를 갖는다.

제1 내지 제3 오목부(331, 332, 333)는 각기 이와 같이 확장된 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(311, 312, 313)의 단부에 형성되며, 제1 내지 제3 관형 통로(341, 342, 343)도 확장된 단부에 수직하게 형성된다.

본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(300)의 경우처럼 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(311, 312, 313)이 원형 내지 타원형으로 확장된 단부를 가질 경우에는, 제1 내지 제3 관형 통로(341, 342, 343)를 형성함에 따라서 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(311, 312, 313)의 단부의 두께가 얇아져 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(311, 312, 313)이 제1 내지 제3 관형 통로(341, 342, 343)를 중심으로 부분적으로 파손되는 현상을 방지할 수 있다.

그밖에 제1 내지 제3 오목부(331, 332, 333), 중앙 오목부(330), 제1 내지 제3 오목부(331, 332, 333)에 각기 형성된 제1 내지 제3 관형 통로(341, 342, 343), 중앙 오목부(330)에 형성된 중앙 관형 통로(340), 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 다수의 연결 부재(350) 그리고 기타 부재들은 제1 실시예의 Ｙ자형 구조 요소의 경우와 동일하다.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 평면도를 도시한 것이며, 도 8은 도 7의 Ｙ자형 구조 요소의 저면도를 도시한 것이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(400)는 전술한 제1 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(100)와는 달리 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)과 같이 2개의 패널만을 구비한다.

제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)은 쐐기 내지 부메랑의 형태와 같이 서로 소정의 각도로 굴곡 연결(bending junction)을 이루고 있다. 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)은 중앙의 연결부(420)로부터 각기 단부를 향하여 점차 두께가 얇아지는 형상을 갖는다. 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)이 이러한 구성을 가질 경우, Ｙ자형 구조 요소(400)가 상부로부터 가해지는 하중을 용이하게 지탱할 수 있을 뿐만 아니라 지반 상에 안정적으로 Ｙ형 파일의 형태로 직립하게 할 수 있다.

또한, 경우에 따라서는 제1 실시예 및 제3 실시예의 Ｙ자형 구조 요소들(200, 300)처럼 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)의 단부를 원형 또는 타원형으로 확장시키거나, 연결 부재(450)를 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)의 상단으로부터 양측 방향으로 수평하게 돌출되도록 설치할 수도 있을 것이다.

제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)의 상부에는 각기 제1 및 제2 오목부(411, 412)가 형성되며, 제1 및 제2 오목부(411, 412)에 제1 및 제2 관형 통로(431, 432)가 형성되는 점과 연결부(410)에 중앙 오목부(410)가 형성되고 중앙 오목부(410)에 중앙 관형 통로(430) 수직하게 형성되는 점은 전술한 바와 동일하다.

또한, 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)의 상부에는 다수의 장착 홈이 형성되어 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재(450)가 설치되며, 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(405, 406)의 하부에는 상기 연결 부재(450)를 통하여 Ｙ자형 구조 요소(400)를 연결하기 위한 다수의 로프 삽입 홀(440)이 형성된다. 본 실시예에 있어서, 연결 부재(450) 및 로프 삽입 홀(440)을 통하여 2개 이상의 Ｙ자형 구조 요소들을 연결하는 과정은 제1 실시예와 동일하다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 평면도를 도시한 것이며, 도 10은 도 9의 Ｙ자형 구조 요소의 저면도를 도시한 것이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(500)은 제1 내지 제4 철근-콘크리트 패널(511, 512, 513, 514)을 포함하여 그 단면이 십자형의 형상으로 된다.

제1 내지 제4 철근-콘크리트 패널(511, 512, 513, 514)은 각기 중앙의 연결부(520)를 중심으로 균일한 간격으로 배치되며, 연결부(520)로부터 단부를 향하여 각기 점차 두께가 얇아지는 형상을 갖는다. 본 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(500)는 전술한 구성을 가짐으로써 상부로부터 가해지는 하중에 대하여 더욱 안정적으로 지탱할 수 있다.

제1 내지 제4 철근-콘크리트 패널(511, 512, 513, 514)의 각 단부에 인접한 상부에는 제1 내지 제4 오목부(531, 532, 533, 534)가 형성되며, 제1 내지 제4 오목부(531, 532, 533, 534)에는 각기 제1 내지 제4 관형 통로(541, 542, 543, 544)가 수직하게 형성된다. 또한, 중앙의 연결부(520)에는 중앙 오목부(530)가 비스듬하게 형성되며 중앙 오목부(530)에는 중앙 관형 통로(540)가 수직하게 형성된다.

도 9 및 도 10에서는, 중앙 오목부(530)가 제1 및 제4 철근-콘크리트 패널(511, 514) 사이에 형성되지만, 이러한 중앙 오목부(530)는 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널(511, 512)의 사이, 제2 및 제3 철근-콘크리트 패널(512, 513)의 사이 또는 제3 및 제4 철근-콘크리트 패널(513, 514)의 사이 등과 같이 임의의 위치에 형성 가능하다.

상기 제1 내지 제4 오목부(531, 532, 533, 534)에 인접한 제1 내지 제4 철근-콘크리트 패널(511, 512, 513, 514)의 상측 양단부에는 다수의 장착 홈들이 1쌍으로 서로 대응하여 형성되며, 이러한 장착 홈들에는 각기 양측부가 소정의 각도로 구부러져 상기 제1 내지 제4 철근-콘크리트 패널(511, 512, 513, 514)에 매몰되며, 중앙부가 상기 장착 홈들에 노출되는 철제 고리 또는 와이어 로프와 같은 연결 부재(550)들이 설치된다.

또한, 제1 내지 제4 콘크리트 파일(511, 512, 513, 514)의 하부에는 각기 연결 부재(550)에 상응하는 다수의 로프 삽입 홀(545)들이 형성되며, 상기 연결 부재(550) 및 로프 삽입 홀(545)에 로프를 설치하여 다수의 지반 보강 파일을 상하로 연결하게 된다. 본 실시예에 있어서, Ｙ자형 구조 요소(500)의 제1 내지 제4 철근-콘크리트 패널(511, 512, 513, 514)의 단부를 원형이나 타원형으로 확장시켜 수직 하중에 대하여 더욱 안정성을 갖게 할 수 있으며, 연결 부재(550)를 제1 내지 제4 철근-콘크리트 패널(511, 512, 513, 514)의 상측 양단으로부터 수평하게 설치할 수도 있다.

이하, 지반을 보강하기 위하여 본 발명에 따라 상술한 Ｙ자형 구조 요소를 연직 방향으로 연결하여 Ｙ형 파일을 설치하는 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 Ｙ형 파일을 설치함에 있어서, 상기 제1 내지 제5 실시예에 기술된 Ｙ자형 구조 요소들 가운데 어느 것이나 임으로 택하여 사용할 수 있으나, 편의상 제1 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(100)를 기준으로 설명한다.

도 11은 다수의 도 1의 Ｙ자형 구조 요소가 수직 방향으로 연결된 Ｙ형 파일을 이용하여 해안의 연약 지반을 보강하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 사시도를 도시한 것이고, 도 12는 도 1의 다수의 도 1의 Ｙ자형 구조 요소가 수직 방향으로 연결된 Ｙ형 파일을 이용하여 해안의 연약 지반을 보강하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도를 도시한 것이며, 도 13a 내지 도 13d는 도 1의 Ｙ자형 구조 요소를 연직 방향으로 연결하여 Ｙ형 파일을 설치하는 각각의 단계를 설명하기 위한 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 지반을 보강하기 위하여 다수의 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)이 수면(630) 아래의 이토층(600)을 통하여 이토층(600) 하부의 암반층(610) 상에 설치된다. 도 11 및 도 12에서는 3개의 Ｙ자형 구조 요소층으로 이루어진 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)을 도시하였으나, 이토층(600)의 깊이 내지 상태에 따라 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)의 수를 증가하거나 감소할 수 있다.

이러한 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)의 상부에는 임의의 구조물(640)이 설치될 수 있으며, 이와 같이 다수의 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)을 경지반 상에 직접 설치함으로써, Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)의 상부에 방파제 등과 같은 하중이 큰 구조물(640)을 설치하여도 구조물(640)의 하중에 의하여 하층에 변위가 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

이하, 도 13a 내지 도 13d를 참조하여 본 발명에 따른 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)을 설치하는 파일 공법에 대해 설명한다. 도 13a 내지 도 13d에 있어서, 최하층의 제1 Ｙ형 파일을 100A, 중간층의 제2 Ｙ형 파일을 100B, 그리고 최상층의 제3 Ｙ형 파일을 100C로 구분하여 표시하였다.

도 13a를 참조하면, 공기 또는 물을 고압으로 분사할 수 있는 장치(도시되지 않음)에 연결된 고압 호스(140, 141)를 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 Ｙ자형 구조 요소(100)가 연직 방향으로 연결되어 이루어진 최하층의 제1 Ｙ형 파일(100A)의 각 Ｙ자형 구조 요소(100)에 형성된 관형 통로들 내로 삽입하여, 고압 호스(140, 141)의 노즐을 제1 Ｙ형 파일(100A)의 각 관형 통로들의 내부에 위치시킨다.

이어서, 제1 Ｙ형 파일(100A)을 수면(630) 아래의 이토층(600)에 거치시키면, 제1 Ｙ형 파일(100A)은 도 13a에 점선으로 표시한 바와 같이 자체의 하중에 의해 어느 정도 이토층(600) 내부로 침하된 다음, 이토층(600) 내부의 소정의 위치에서 정지하게 된다.

제1 Ｙ형 파일(100A)의 침하가 멈추면 제1 Ｙ형 파일(100A)의 각 Ｙ자형 구조 요소(100)의 관형 통로들에 삽입된 고압 호스(140, 141)를 통하여 고압의 공기 또는 물을 분사한다. 분사된 고압의 공기 내지 고압의 물은 관형 통로들을 통해 제1 Ｙ형 파일(100A) 하부의 이토층(600)에 사출되어 이토를 교란시킴으로써, 제1 Ｙ형 파일(100A)의 하부의 이토층(600) 내에 소정의 공간을 마련하게 된다. 이와 동시에, 진동 발생기(vibration hammer)(도시되지 않음) 등을 사용하여 제1 Ｙ형 파일(100A)을 진동시키면, 제1 Ｙ형 파일(100A)은 천천히 이토층(600) 내부로 암반층(610)을 향하여 삽입된다.

도 13b를 참조하면, 최하층의 제1 Ｙ형 파일(100A)이 어느 정도 이토층(600) 내에 삽입되면, 중간층의 제2 Ｙ형 파일(100B)을 제1 Ｙ형 파일(100A) 상에 위치시킨다.

이어서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 로프(155)를 이용하여 철제 고리 내지 와이어 로프와 같은 각 Ｙ자형 구조 요소(100)들의 연결 부재(150)를 결속시키면, 제1 Ｙ형 파일(100A)과 제2 Ｙ형 파일(100B)을 구성하는 각 Ｙ자형 구조 요소들이 서로 결합되어 제1 Ｙ형 파일(100A)과 제2 Ｙ형 파일(100B)이 단단하게 고정된다. 이 때, 각 Ｙ자형 구조 요소의 관형 통로들은 각 오목부에 형성되기 때문에, 상하의 제1 및 제2 Ｙ형 파일(100A, 100B)이 적층되어도 고압 호스(140, 141)를 빼내거나 다시 삽입할 필요가 없게 된다.

계속하여, 제1 및 제2 Ｙ형 파일(100A, 100B)을 서로 고정한 다음, 다시 분사 및 진동 작업을 수행하여, 제1 및 제2 Ｙ형 파일(100A, 100B)을 이토층(600) 안으로 보다 더 삽입시킨다.

도 13c를 참조하면, 최상층의 제3 Ｙ형 파일(100C)을 제2 Ｙ형 파일(100B)의 상부에 위치시킨 다음, 전술한 바와 같이 제2 및 제3 Ｙ형 파일(100B, 100C)을 고정하는 작업, 고압의 공기 또는 물을 분사하는 작업 및 진동시키는 작업을 다시 실행하여, 제1 내지 제3 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)을 이토층(600) 내로 좀더 삽입시킨다. 이러한 작업은 최하층의 제1 Ｙ형 파일(100A)이 이토층(600) 하부의 경지반인 암반층(610)에 도달할 때까지 반복하며, 경우에 따라 제4 Ｙ형 파일, 제5 Ｙ형 파일 또는 그 이상의 Ｙ형 파일을 적층한 후, 이토층(600) 내로 삽입시킬 수 있다.

도 13d를 참조하면, 전술한 바에 따라 최하층의 제1 Ｙ형 파일(100A)이 암반층(610)에 도달하면 제1 내지 제3 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)의 삽입 작업을 종료한 다음, 각 Ｙ자형 구조 요소의 관형 통로들을 통해 시멘트 몰타르를 제1 Ｙ형 파일(100A) 하부에 그라우팅(grouting) 처리한다. 이에 따라, 통상 경사지거나 울퉁불퉁한 표면을 갖는 암반층(610)에 제1 Ｙ형 파일(100A)이 직립을 유지할 수 있게 된다.

도 14a 내지 도 14i는 본 발명에 따른 Ｙ자형 구조 요소들이 수평 방향으로 뉘어져 연결된 Ｙ형 블록을 이용한 토류 구조물의 평면도들을 도시한 것이다.

도 12 내지 도 13d에서는 제1 내지 제3 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)을 구성하는 Ｙ자형 구조 요소들이 정육각형의 결합 형상을 갖도록 2열로 배치되었지만, 도 14a 내지 도 14i를 참조하면, 각 Ｙ자형 구조 요소가 수평하게 뉘어져서 이루어진 Ｙ형 블록들(640a, 640b, 640c, 640d, 640e, 640f, 640g, 640h, 640i)은 1열로 결합된 다수의 Ｙ자형 구조 요소들, 역 방향으로 배치되어 사변형의 결합 구조를 갖도록 2열로 결합된 다수의 Ｙ자형 구조 요소들, 동일한 방향으로 배치되어 육각형 또는 일부가 개방된 사각형의 결합 구조를 갖도록 2열로 결합된 다수의 Ｙ자형 구조 요소들, 또는 피라미드의 형상 내지 나란하게 연결된 3열 이상으로 결합된 다수의 Ｙ자형 구조 요소들로 이루어질 수 있다.

상술한 설치 방법에 따라 경지반 상에 수직하게 적층되어 설치되는 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C)을 인접하게 연속으로 설치하여, 다수의 Ｙ자형 구조 요소들로 이루어진 Ｙ형 블록(640a, 640b, 640c, 640d, 640e, 640f, 640g, 640h, 640i)을 구성할 수 있다.

도 14a 내지 도 14i에 도시된 바와 같이, 이러한 Ｙ형 블록(640a, 640b, 640c, 640d, 640e, 640f, 640g, 640h, 640i)을 구성하는 Ｙ자형 구조 요소들의 배열은 필요에 따라 2열, 3열 또는 그 이상의 열로 배치할 수 있으며, 그 상측에 설치되는 상부 구조물의 크기나 하중, 하부 지반의 경사 또는 구조와 함께 유속 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 도 14a 내지 도 14i에 있어서, Ｙ자형 구조 요소들이 나란하게 연결된 Ｙ형 블록(640a, 640b, 640c, 640d, 640e, 640f, 640g, 640h, 640i)은 상측이 바다 또는 호수에 접하고 하측이 매립물에 접한다.

본 발명에 따라 다수의 Ｙ자형 구조 요소들로 구성되는 제1 내지 제3 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C) 또는 Ｙ형 블록(640a, 640b, 640c, 640d, 640e, 640f, 640g, 640h, 640i)의 설치에 있어서 다음과 같은 사항을 유의하여야 한다.

첫째, Ｙ자형 구조 요소들로 이루어진 Ｙ형 파일 또는 Ｙ형 블록의 삽입 전에 지반 조사를 철저하게 하여 지지 암반층인 경지반의 종횡 구조를 확인하며, 토적층이나 매립층에 Ｙ자형 구조 요소들로 이루어진 Ｙ형 파일 또는 Ｙ형 블록을 삽입할 경우에는 장애물이 되는 이 물질의 존재 여부를 확인토록 한다.

둘째, Ｙ자형 구조 요소들로 이루어진 Ｙ형 파일 또는 Ｙ형 블록을 삽입할 때 Ｙ형 파일 또는 Ｙ형 블록들이 수직으로 들어갈 수 있도록 진동 및 공기압 또는 수압을 각각의 부위에서 조절하여 분사하도록 한다.

셋째, Ｙ형 구조 요소들을 연결하여 제1 내지 제3 Ｙ형 파일(100A, 100B, 100C) 또는 Ｙ형 블록(640a, 640b, 640c, 640d, 640e, 640f, 640g, 640h, 640i)을 이룰 때에는 인접한 Ｙ형 구조 요소들 사이에 서로 간격이 생기지 않도록 정밀 시공한다.

넷째, 최하층 Ｙ형 파일 내지 Ｙ형 블록의 하부에 그라우팅을 할 경우, 처음에는 낮은 압력으로 주입하다가 서서히 압력을 높여 주입함으로써, 최하층 Ｙ형 파일 또는 Ｙ형 블록이 경지반인 지지 암반층에 충분히 밀착되도록 한다.

다섯째, 최상층 Ｙ형 파일 내지 Ｙ형 블록의 길이를 조절하여 제작함으로써, 시공된 전체 Ｙ형 파일 또는 Ｙ형 블록의 상부를 평탄하게 한다.

도 15는 본 발명에 따라 Ｙ자형 구조 요소들이 연결된 Ｙ형 블록을 이용하여 개량한 지반의 표준 단면도를 도시한 것이고, 도 16 내지 도 19는 각기 본 발명에 따른 Ｙ자형 구조 요소들이 연결된 Ｙ형 블록 이용한 토류 구조물이 설치된 안벽, 물양장, 호안 및 방파제의 단면도들을 도시한 것이다.

도 15 내지 도 19에 있어서, 본 발명에 따른 다수의 Ｙ형 블록(700)은 이토층(710) 하부의 경지반인 지지 암반층(720) 상에 적층되어 있으며, 최하층의 Ｙ형 블록은 전술한 바와 같이 그라우팅(730) 처리되어 전체 Ｙ형 블록(700)들이 직립을 유지하게 된다.

상기 Ｙ형 블록(700)의 상측에는 상부 구조물들이 설치되다. 도 15 내지 도 19에 도시한 바와 같이, 이러한 상부 구조물들은 그 용도에 따라 구조가 상이한 것을 알 수 있다. 도 15에 도시한 바에 따르면, 시공 상 상부 구조물 사이에 틈새가 있을 수 있으므로, 필터 매트(FILTER MAT)(740) 등을 사용하여 토사나 잔골재의 유출을 방지하게 된다.

한편, 도 15 내지 도 19에서는 각 보강 파일층(700)은 모두 그 하부가 동일한 평면에 위치하도록 그라우팅(730) 처리된 것으로 도시되어 있지만, 하부의 Ｙ형 블록은 경지반의 형태에 따라 각기 계단형으로 설치되고, 최상부의 Ｙ형 블록의 길이를 조절하여 제작함으로써 전체 Ｙ형 블록으로 이루어진 토류 구조물의 상면을 평탄하게 할 수 있다.

도 17에 도시된 물양장의 경우를 참조하면, Ｙ형 블록(700)은 상부 구조물을 지지하기 위해 암반층(720) 상에 설치될 뿐만 아니라 사석(745) 등을 후방에 채움으로써 직접 상부 구조물로도 기능할 수 있다. 도 17에서, 최상층의 Ｙ형 블록은 캡 콘크리트(750) 하부에서 상부 구조물의 일부를 형성하고 있다.

도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소의 사시도를 도시한 것이고, 도 21은 도 20의 Ｙ형 구조 요소의 정면도를 도시한 것이며, 도 22는 도 20의 Ｙ형 구조 요소가 수평하게 연결된 Ｙ형 블록을 이용하여 지반의 경사면을 보강하는 토류 구조물 구축 방법을 설명하기 위한 개략적인 투시도이다.

도 20 및 도 21을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(800)는 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(811, 812, 813)과 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(811, 812, 813)이 연결되는 연결부(820)를 구비한다.

본 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(800)는 전술한 제1 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(100)와 기본적으로 유사한 형태를 갖지만, 도 22에 도시된 바와 같이 먼저 다수의 Ｙ형 구조 요소(800)를 가로 방향을 따라 길게 연결하여 Ｙ형 블록을 형성한 다음, 이러한 Ｙ형 구조 요소(800)들의 연결체인 Ｙ형 블록이 경사면을 따라 계단식으로 배열된다. Ｙ형 구조 요소(800)의 후방 및 저면은 사석 내지 토사를 사용하여 속채움되며, 지반이 연약 지반인 경우에는 먼저 보강 처리한 후에 Ｙ형 구조 요소(800)들로 이루어진 Ｙ형 파일 설치된다.

도 23은 본 발명의 제7 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소의 측면도를 도시한 것이다.

도 23을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(900)는 일측 단부에 돌출부(930)가 형성되고 타측 단부에 돌출부(930)에 대응하는 삽입부(940)가 형성된 다수의 철근-콘크리트 패널(910)을 구비한다.

본 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(900)와 같이 수납부(940) 및 돌출부(930)가 형성되면, Ｙ형 구조 요소(900)들을 서로 연결하여 Ｙ형 파일 내지 Ｙ형 블록을 형성할 때 Ｙ형 구조 요소(900)의 수납부(940)에 인접한 Ｙ형 구조 요소의 돌출부가 삽입되고, Ｙ형 구조 요소(900)의 돌출부(930)가 인접한 Ｙ형 구조 요소의 수납부에 삽입된다. 따라서, Ｙ형 구조 요소(900)들을 용이하게 연결할 수 있는 동시에 다수의 Ｙ형 구조 요소(900)의 배열 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

도 24는 본 발명의 제8 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소의 사시도를 도시한 것이다.

도 24에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제8 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(1000)는 전술한 제6 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(800)와 그 형태가 유사하지만, 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(1011, 1012, 1013)의 상측 양단부에 서로 대향하는 다수의 장착 홈들이 형성되며, 이러한 장착 홈들에 각기 철제 고리 또는 와이어 로프 등의 연결 부재(1050)가 설치되는 점에서 제4 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(800)와 상이하다.

중앙의 연결부(1020)로부터 연장되는 제1 내지 제3 철근-콘크리트 패널(1011, 1012, 1013)의 하부에는 다수의 로프 삽입 홀(1030)이 형성된다. 따라서, 다수의 Ｙ형 구조 요소(1000)를 길이 방향으로 연결하여 Ｙ형 블록을 형성할 때, 하나의 Ｙ형 구조 요소(1000)의 철제 고리 내지 와이어 로프(1050)에 로프를 결속시킨 다음, 로프를 인접한 Ｙ형 구조 요소(1000)의 로프 삽입 홀(1030)을 통과시킨다. 이어서, 로프를 처음의 일측 연결 부재(1050)에 대향하는 타측 연결 부재(1050)에 결속시키는 과정을 통하여 다수의 Ｙ형 구조 요소(1000)를 길이 방향으로 연결시킨다.

이하, 제방 또는 방조제와 같은 구조물 상에 본 발명의 제6 내지 제8 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(800, 900, 1000)를 설치하는 방법에 대해 상세하게 설명한다. 설치되는 Ｙ형 구조 요소는 제6 내지 제8 실시예 가운데 임의의 것을 적용하여도 무관하지만 편의상 제6 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소(800)를 중심으로 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 Ｙ형 구조 요소(800)들로 이루어진 Ｙ형 파일 내지 Ｙ형 블록을 설치하기 전에 설치할 지반 상태를 검토하여 지반이 연약 지반인 경우에는 별도의 지반 보강 작업을 수행한다. 이와 같은 기초적인 지반 보강 작업에 있어서, 전술한 제1 내지 제5 실시예에 따른 Ｙ형 구조 요소들(100, 200, 300, 400, 500)을 이용할 수 있다. 상기 지반 보강 작업 후, 보강 처리된 지반 위에 토사나 사석을 사용하여 가체제를 쌓는다.

이어서, 상기 가체제 위에 Ｙ형 구조 요소(800)를 일렬로 쌓아 Ｙ형 블록을 형성한 다음, 뒷채움 또는 다짐 작업을 수행한다. 이러한 뒷채움 작업 후에는 계단식으로 다시 Ｙ형 구조 요소(800)가 수평하게 연결된 Ｙ형 블록을 일렬 더 쌓고 뒷채움 또는 다짐 작업을 수행한다. 보강될 구조물에 따라 Ｙ형 구조 요소(800)로 이루어진 Ｙ형 블록의 열 또는 행의 수를 적절하게 조절하면서 전술한 작업을 반복적으로 수행한다.

다음에, 상기 구조물의 전면에 피복을 입혀 구조물을 안정시킨다. 이 경우, 뒷채움 내지 다짐을 충실히 함으로써, 구조물의 안정성을 확보하면 더욱 바람직하다. 계속하여, 시공 상 Ｙ형 구조 요소(800)들 사이에 틈새가 존재할 수 있으므로 필터 매트 등을 사용하여 토사나 잔골재가 유출되는 것을 유출을 방지한다. 설치되는 용도에 따라 상치 콘크리트 등을 타설한 후, 타설된 상치 콘크리트 위에 포장을 설치할 수도 있다.

도 25 내지 도 42는 도 20의 Ｙ형 구조 요소들로 이루어진 Ｙ형 블록을 사용하여 다수의 구조물의 경사면을 보강하는 토류 구조물 구축 방법을 설명하기 단면도들을 도시한 것이다.

도 25 내지 도 28은 방파제의 개략적인 단면도들을 도시한 것으로서, 기초 사석 위에 Ｙ형 구조 요소(800)들로 이루어진 Ｙ형 블록을 계단식으로 쌓은 다음, 다짐 작업을 수행하여 제체를 형성한 후, 그 상부에 상치 콘크리트를 설치하게 된다.

도 29는 선착장의 개략적인 단면도를 도시한 것으로, 다수의 Ｙ형 구조 요소(800)들로 이루어진 Ｙ형 블록 및 속채움 사석 등에 의해 형성된 제체 위에 보조 기층 및 그 상측의 포장이 설치된다.

도 30은 방조제 또는 호안의 개략적인 단면도이며, 도 31은 호안 도로의 개략적인 단면도이다. 도 30 및 도 31에 있어서, 기초 지반이 연약한 경우에는 Ｙ형 구조 요소(800)들로 이루어진 Ｙ형 블록을 설치하기 전에 먼저 전술한 바와 같은 지반 보강 작업을 수행한다.

도 32는 옹벽의 개략적인 단면도이다. 도 32에 있어서, 가장 하부의 Ｙ자형 구조 요소들이 연결된 Ｙ형 블록의 하측에 기초 콘크리트를 타설하여 전체 Ｙ자형 구조 요소(800)들이 수평하게 연결되어 형성된 Ｙ형 블록의 안정성을 향상시킨다. 이에 따라, 옹벽과 같은 토류 구조물의 안정성도 함께 향상된다.

도 33은 육상 도로의 개략적인 단면도를 도시한 것이고, 도 34는 방조제 등에 설치된 해안도로의 개략적인 단면도를 도시한 것이다.

도 33 및 도 34에 있어서, Ｙ자형 구조 요소(800)들로 구성된 Ｙ형 블록의 시공 순서 및 구조는 상술한 방파제 및 선착장의 경우와 비슷하며 다만 기초 처리가 다소 상이할 수 있다. 또한, 도 33에 도시한 바와 같이, 육상 도로의 경우에는 Ｙ자형 구조 요소(800)들이 연결된 Ｙ형 블록 가운데 가장 하단의 두 날개 부분은 속채움을 하지 않고 공동구 설치 등 유용한 공간으로 활용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 다양한 구조물의 경사면 처리를 위해 본 발명의 제6 내지 제8 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(800, 900, 1000)를 사용하였지만, 이러한 구조물의 경사면 처리를 위해서는 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소(100, 200, 300, 400, 500)를 사용할 수 있다.

본 발명의 지반 보강 파일 및 이를 이용한 지반 보강 방법에 따르면, 이토 등과 같은 연약 지반에서 이토층의 심도에 관계없이 지반을 보강할 수 있다. 특히, 주변의 중요 구조물에 영향을 주지 않고 기초 공사를 해야 할 경우에 유용하다.

또한, 별도의 이토 굴착이 불필요하므로 투기에 의한 환경 오염 문제가 발생하지 않으며, 기초 지반이 연약한 곳에서 항만 시설 또는 해상 구조물, 즉 안벽, 물양장, 호안, 방파제 내지 교량 등과 같은 다양한 구조물들을 설치하기 위한 기초 지반을 보강할 수 있다.

또한, 본 지반 보강 파일로 이루어진 2열 이상의 연속 벽체로 기초를 구축하는 경우, 그 연속 벽체를 상부까지 이어 시공하여 내부를 사석 등으로 채움으로써 초석 또는 콘크리트와 같은 솔리드 블록을 대신할 수 있게 하여 상부 구조물로도 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 여러 가지 구조물의 경사면을 보강하기 위한 지반 보강 파일 및 이를 이용한 지반 보강 방법에 따르면, 제체에 지반 보강 파일의 패널 중의 적어도 하나가 박혀 있는 형태로 설치되므로, 지반 보강 파일이 제체에서 이탈되거나 변형되는 것이 최소화된다.

더욱이, 본 지반 보강 파일은 그 자체로 옹벽 역할을 수행할 수 있으며, 수직 항력에 대한 분산 효과가 크고, 전도 등에 대해 구조적으로 안정성이 매우 뛰어날 뿐만 아니라 보강하고자 하는 구조물에 따라 각 패널의 길이나 지반 보강 파일 전체 길이를 조절할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 사시도이다.

도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 사시도이다.

도 3은 도 1의 Ｙ형 구조 요소를 상하로 쌓은 상태를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 3의 B 부분을 확대한 사시도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 사시도이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 평면도이다.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 평면도이다.

도 8은 도 7에 도시한 Ｙ자형 구조 요소의 저면도이다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 평면도이다.

도 10은 도 9에 도시한 Ｙ자형 구조 요소의 저면도이다.

도 11은 도 1에 도시된 Ｙ자형 구조 요소로 이루어진 Ｙ형 파일을 이용하여 해안의 연약 지반을 보강하는 파일 공법을 설명하기 위한 개략적인 사시도이다.

도 12는 도 1의 Ｙ자형 구조 요소로 이루어진 Ｙ형 파일을 이용하여 해안의 연약 지반을 보강하는 파일 공법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 13a 내지 도 13d는 도 1의 Ｙ자형 구조 요소를 설치하는 각 단계를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

도 14a 내지 도 14i는 본 발명에 따른 Ｙ자형 구조 요소들로 구성된 Ｙ형 블록을 이용한 토류 구조물의 평면도들이다.

도 15는 본 발명에 따라 Ｙ자형 구조 요소로 이루어진 Ｙ형 블록을 이용하여 개량한 지반의 표준 단면도이다.

도 16 내지 도 19는 각기 본 발명에 따른 Ｙ자형 구조 요소를 이용하여 설치된 안벽, 물양장, 호안 및 방파제의 단면도들이다.

도 20은 본 발명의 제6 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 사시도이다.

도 21은 도 20에 도시한 Ｙ자형 구조 요소의 정면도이다.

도 22는 도 20에 도시한 Ｙ자형 구조 요소로 이루어진 Ｙ형 블록을 이용하여 지반의 경사면을 보강하는 토류 구조물의 구축 방법을 설명하기 위한 개략적인 투시도이다.

도 23은 본 발명의 제7 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 측면도이다.

도 24는 본 발명의 제8 실시예에 따른 Ｙ자형 구조 요소의 사시도이다.

도 25 내지 도 42는 도 20에 도시한 Ｙ자형 구조 요소를 사용하여 다수의 구조물의 경사면을 보강하는 토류 구조물의 구축 방법을 설명하기 단면도들이다.

<도면의 주요 부분의 부호의 설명>

100, 100a, 200, 300, 400, 500, 800, 900, 1000： Ｙ자형 구조 요소

100A：제1 Ｙ형 파일 100B：제2 Ｙ형 파일

100C：제3 Ｙ형 파일

105, 105a, 211, 311, 405, 511, 811, 1011：제1 철근-콘크리트 패널

106, 106a, 212, 312, 406, 512, 812, 1012：제2 철근-콘크리트 패널

107, 107a, 213, 313, 513, 813, 1013：제3 철근-콘크리트 패널

115, 241, 341, 411, 541：제1 관형 통로

116, 242, 342, 412, 542：제2 관형 통로

117, 243, 343, 543：제3 관형 통로

120, 205, 320, 420, 520, 820, 1020：연결부

125, 240, 340, 430, 540：중앙 관형 통로

130, 220, 330, 410, 530：중앙 오목부

131, 231, 331, 431, 531：제1 오목부

132, 232, 332, 432, 532：제2 오목부

133, 233, 333, 533：제3 오목부

140, 141：고압 호스 145, 440, 545, 1030：로프 삽입 홀

150, 250, 350, 450, 550, 1050：연결 부재

155：로프 514：제4 철근-콘크리트 패널

534：제4 오목부 544：제4 관형 통로

600, 710：이토층 610, 720：암반층

630：수면

640a, 640b, 640c, 640d, 640e, 640f, 640g, 640h, 640i：Ｙ형 블록

700：Ｙ형 파일 730：그라우팅

930：돌출부 940：수납부

Claims (36)

1. 일측에 수직하게 제1 관형 통로가 형성된 제1 철근-콘크리트 패널;

   일측에 수직하게 제2 관형 통로가 형성된 제2 철근-콘크리트 패널; 및

   상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널들이 서로 접속되어 형성되며, 수직하게 형성된 중앙 관형 통로를 갖는 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 관형 통로는 각기 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널의 일측 상부에 형성된 제1 및 제2 오목부로부터 하부까지 형성되며, 상기 제1 및 제2 오목부는 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널의 측방을 향하여 개방되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 연결부의 상부에는 측방을 향하여 개방된 중앙 오목부가 형성되며, 상기 중앙 관형 통로는 상기 중앙 오목부로부터 하부까지 형성되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제1 관형 통로, 제2 관형 통로 및 중앙 관형 통로에는 각기 상기 지반 보강 파일을 설치하기 위한 호스가 통과하는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널의 상측 양단부에는 각기 상기 제1 및 제2 오목부 및 상기 연결부 사이에 다수의 장착 홈들이 서로 대응하여 형성되며, 상기 장착 홈들에는 각기 연결 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 연결 수단은 각기 양측부가 소정의 각도로 구부러져 상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널에 매몰되며, 중앙부가 상기 장착 홈들에 노출되는 철제 고리 또는 와이어 로프인 것을 특징으로 하는 구조 요소.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널의 하부에는 각기 상기 연결 수단에 대응하는 다수의 로프 삽입 홀들이 형성되며, 상기 연결 수단 및 상기 로프 삽입 홀들에 로프를 체결하여 상기 구조 요소가 인접한 구조 요소와 연결되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널은 각기 단부로부터 상기 연결부를 향하여 점증하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 철근-콘크리트 패널은 상기 제1 및 제2 관형 통로가 형성된 일측이 원형 또는 타원형의 단면을 가지며, 타측에 비하여 두꺼운 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
10. 제 1 항에 있어서,

    일측에 수직하게 제3 관형 통로가 형성되고, 타측이 상기 연결부에 접속되는 제3 철근-콘크리트 패널을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 철근-콘크리트 패널, 제2 철근-콘크리트 패널 및 제3 철근-콘크리트 패널이 함께 'Ｙ'자 형상의 단면을 이루는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제3 철근-콘크리트 패널의 상기 제3 관형 통로는 상기 제3 철근-콘크리트 패널의 일측 상부에 형성된 제3 오목부로부터 하부까지 형성되며, 상기 제3 오목부는 상기 제3 철근-콘크리트 패널의 측방을 향하여 개방되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 제3 철근-콘크리트 패널의 상측 양단부에는 상기 제3 오목부로부터 상기 연결부를 향하여 다수의 장착 홈들이 서로 대응하여 형성되며, 상기 장착 홈들에는 각기 연결 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 제3 철근-콘크리트 패널의 하부에는 각기 상기 연결 수단에 대응하는 다수의 로프 삽입 홀들이 형성되며, 상기 연결 수단 및 상기 로프 삽입 홀들에 로프를 체결하여 상기 구조 요소가 인접한 구조 요소와 연결되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
15. 제 10 항에 있어서,

    상기 제3 철근-콘크리트 패널은 단부로부터 상기 연기 연결부를 향하여 점증하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
16. 제 10 항에 있어서,

    상기 제3 철근-콘크리트 패널은 상기 제3 관형 통로가 형성된 일측이 원형 또는 타원형의 단면을 가지며, 타측에 비하여 두꺼운 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
17. 제 10 항에 있어서,

    일측에 수직하게 제4 관형 통로가 형성되고, 타측이 상기 연결부에 접속되는 제4 철근-콘크리트 패널을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 제1 철근-콘크리트 패널, 제2 철근-콘크리트 패널, 제3 철근-콘크리트 패널 및 제4 철근-콘크리트 패널이 함께 십자 형상의 단면을 이루는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
19. 제 17 항에 있어서,

    상기 제4 철근-콘크리트 패널의 상기 제4 관형 통로는 상기 제4 철근-콘크리트 패널의 일측 상부에 형성된 제4 오목부로부터 하부까지 형성되며, 상기 제4 오목부는 상기 제4 철근-콘크리트 패널의 측방을 향하여 개방되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
20. 제 19 항에 있어서,

    상기 제4 철근-콘크리트 패널의 상측 양단부에는 상기 제4 오목부로부터 상기 연결부를 향하여 다수의 장착 홈들이 서로 대응하여 형성되며, 상기 장착 홈들에는 각기 연결 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
21. 제 20 항에 있어서,

    상기 제4 철근-콘크리트 패널의 하부에는 각기 상기 연결 수단에 대응하는 다수의 로프 삽입 홀들이 형성되며, 상기 연결 수단 및 상기 로프 삽입 홀들에 로프를 체결하여 상기 구조 요소가 인접한 구조 요소와 연결되는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
22. 제 17 항에 있어서,

    상기 제4 철근-콘크리트 패널은 단부로부터 상기 연기 연결부를 향하여 점증하는 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
23. 제 17 항에 있어서,

    상기 제4 철근-콘크리트 패널은 상기 제4 관형 통로가 형성된 일측이 원형 또는 타원형의 단면을 가지며, 타측에 비하여 두꺼운 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 요소.
24. 각기 일측에 수직하게 관형 통로가 형성된 다수의 철근-콘크리트 패널들 및 상기 철근-콘크리트 패널들이 굴곡 접속되어 형성되는 연결부를 구비하는 다수의 Ｙ자형 구조 요소들이 연직 방향으로 연결되어 형성된 제1 파일을 수직 방향으로 연약 지반 상에 배치하는 단계;

    상기 제1 파일의 관형 통로에 노즐을 구비하는 호스를 삽입하는 단계;

    상기 호스를 통해 고압의 유체를 상기 연약 지반에 분사하는 단계; 및

    상기 제1 파일을 상기 연약 지반 내로 침하시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 공법.
25. 제 24 항에 있어서,

    상기 제1 파일을 상기 연약 지반 내로 침하시키는 단계는 상기 제1 파일을 진동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 공법.
26. 제 24 항에 있어서,

    상기 제1 파일을 상기 연약 지반 내로 침하시키는 단계 후, 상기 제1 파일의 상부에 다수의 상기 Ｙ자형 구조 요소로 구성된 제2 파일을 배치하는 단계; 및

    상기 제1 파일의 각 Ｙ자형 구조 요소와 상기 제2 파일의 각 Ｙ자형 구조 요소를 각기 결속시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 공법.
27. 제 24 항에 있어서,

    상기 호스를 통해 고압의 유체를 상기 연약 지반에 분사하는 단계;

    상기 제1 파일을 상기 연약 지반 내로 침하시키는 단계; 및

    상기 제1 파일을 진동시키는 단계를 반복 수행하여 상기 제1 파일을 상기 연약 지반 하부의 암반층에 도달시키는 것을 특징으로 하는 파일 공법.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 제1 파일이 상기 암반층에 도달한 후, 상기 제1 파일의 각 Ｙ자형 구조 요소의 관형 통로를 통해 시멘트를 이용하여 상기 암반층에 그라우팅 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파일 공법.
29. 각기 일단에 돌출부가 형성되고 타단에 상기 돌출부에 대응하는 수납부가 형성된 다수의 철근-콘크리트 패널들; 및

    상기 철근-콘크리트 패널들 서로 굴곡 접속되어 형성되는 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 Ｙ자형 구조 요소.
30. 제 29 항에 있어서,

    상기 철근-콘크리트의 패널들은 각기 일측의 양단부에 각기 대응하여 형성된 다수의 오목부, 상기 오목부에 설치되는 다수의 연결 수단 그리고 타측에 형성된 로프 구멍을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 Ｙ자형 구조 요소.
31. 기초 지반 위에 토사 및 사석으로 가체제를 쌓는 단계;

    상기 가체제 상에 다수의 철근-콘크리트 패널들 및 상기 철근-콘크리트 패널들이 서로 굴곡 접속되어 형성되는 연결부를 구비하는 다수의 Ｙ자형 구조 요소를 수평하게 연결하여 Ｙ형 블록을 형성하는 단계; 및

    상기 Ｙ형 블록의 하부 및 후방에 채움 및 다짐 작업을 수행하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 토류 구조물 구축 방법.
32. 제 31 항에 있어서,

    상기 Ｙ형 블록을 형성하는 단계 및 상기 채움 및 다짐 작업 단계는 적어도 2회 이상 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 토류 구조물 구축 방법.
33. 제 32 항에 있어서,

    상기 Ｙ형 블록은 계단형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 토류 구조물 구축 방법.
34. 제 32 항에 있어서,

    상기 Ｙ형 블록을 형성하는 단계 및 상기 채움 및 다짐 작업 단계를 반복 수행한 후, 상기 가체제 및 상기 Ｙ형 블록의 전면을 피복하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토류 구조물 구축 방법.
35. 제 31 항에 있어서,

    상기 Ｙ형 블록의 후방에 필터 매트를 설치하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토류 구조물 구축 방법.
36. 제 31 항에 있어서,

    상기 가체제를 쌓는 단계에 선행하여 상기 기초 지반의 보강 작업을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토류 구조물 구축 방법.