KR100663867B1 - 게비온 옹벽 구조물의 강도 보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기 축조된 게비온(Gabion)옹벽 구조물을 더욱 안정화되게 강도를 보강하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위하여 기 축조된 옹벽 구조물의 사전 조사 분석 및 세척을 완료한 다음 보강이 요구되는 옹벽 구조물의 전면으로 합판이나 철재 거푸집을 설치한 후 옹벽 구조물의 철망 상자 내부로 시멘트 배합 충진물을 고루 주입 양생시키는 방법에 의해 충분히 달성된다.

게비온 옹벽, 돌망태, 시멘트 배합물, 거푸집, 혼화재

Description

게비온 옹벽 구조물의 강도 보강방법{Strenght reinforcement method of gabion brease wall construction}

도1은 본 발명에 따른 게비온 옹벽 구조물의 강도를 보강하기 위한 단계별 공정도,

도2a 내지 도2d는 본 발명에 따른 옹벽 구조물의 강도 보강을 위한 공정 단계별 작업 순서도,

도3은 본 발명에 따른 강도 보강이 이루어진 돌망태의 발췌 측면도,

도4는 도3의 "A" 부 확대 발췌도,

도5a 내지 도5c는 본 발명에 따른 게비온 옹벽 구조물의 강도 보강작업이 가능한 적용 예를 보인 각 도면들이다.

＜도면의 주요부분에 부호 설명＞

A: 게비온 옹벽 구조물 100: 돌망태

110: 거푸집 120: 고정핀

130: 버팀목 140: 시멘트 배합 충진물

150: 각종 문양

본 발명은 최근 도로 및 하천 공사 등에 다양하게 적용되고 있는 게비온(Gabion)옹벽 구조물의 보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기축조된 게비온 옹벽 구조물의 외적인 요소로 인하여 구조물의 보강이 요구되거나, 또는 게비온의 노후화 및 부식으로 인한 옹벽 구조물의 미관을 개선하고자 할 경우 간편하게 현장에서 게비온 구조물의 채움돌 틈새에 시멘트 배합 충진물을 주입하여 개비온 옹벽구조물 전체를 일체화 시키며 옹벽의 구조적 안정성을 증대시키고, 옹벽 표면의 미관을 획기적으로 개선 가능하도록 한 게비온 옹벽 구조물의 강도 보강방법에 관한 것이다.

주지하다시피 게비온 옹벽 공법은 아연도금 및 PVC코팅 처리된 철선을 육각 및 사각형태로 꼬아서 만든 사각형 철망으로 이루어진 돌망태 내부에 깬돌 및 호박돌 등을 채워서 다단식으로 쌓아 올린 옹벽 구조물로서 시공이 간편하고, 재료구입이 용이하며, 공사비가 저렴하다는 장점이 있어 최근들어 수해복구공사 및 응급공사 등에 많이 적용되고 있으며, 도로 및 하천호안공사의 구조물에 도 그 적용이 많아지고 있는 실정이다.

또한 게비온 옹벽 구조물의 특성은 주재료가 사각 돌망태와 돌(깬돌 및 호박돌등)을 사용하므로 재료가 단순하고, 별도의 양생기간이 필요치 않으며, 거푸집이 필요치 않아 비숙련 인력도 쉽게 시공할 수 있다는 장점과 더불어 구조물의 특성상 돌을 채워서 조성하는 구조물이므로 연약지반 조건에서 침하에 대한 유연성에 적응할 수 있으며, 시공과 동시에 양생기간이 필요 없이 강도 발휘가 가능하며, 공기 단축효과와 더불어 옹벽 배면의 지하수 배출이 용이하여 사면안정에 적합한 구조물로 적용되고 있어 타 옹벽 공법에 비하여 시공성 및 경제성 등이 우수한 것으로 비교 검토되고 있다.

그러나 이러한 게비온 옹벽 구조물은 그 특성상 배면의 토압이 발생할 경우 채움돌의 형태가 둥근형태일 경우 옹벽 전면의 배부름현상이 발생하게 되며, 아연도금 처리된 돌망태를 사용함에도 불구하고 장기간 흙과 수분 등이 접하는 지역에 설치된 경우 철망선의 부식속도가 급속도로 진행되어 구조물의 안전성에 상당한 악 영향을 초래할 수밖에 없는 것으로 조사되고 있기 때문에 기 설치된 게비온 옹벽 구조물의 세심하고도 지속적인 보수 및 유지관리가 필요하다 할 것이다.

본 발명은 기 축조된 게비온 옹벽 구조물의 취약한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 본 발명은 기존의 축조 완료된 게비온 옹벽 구조물의 보수 및 강도를 더욱 보강하는 방법으로서, 게비온 옹벽 표면에 거푸집을 설치하여 돌망태의 채움돌 틈새에 시멘트 배합 충진물을 주입하여 양생함으로서 구조물의 강도를 증대할 수 있을 뿐 아니라 구조물을 콘크리트화하여 내적으로는 중력식 옹벽과 같은 구조물로서 토압에 저항할 수 있으며, 옹벽 구조물로서 수명을 연장시켜주는 역할을 제공하고, 외형적으로는 주변의 미관을 고려하여 문양처리 함으로서 기존의 구조물의 성능개선 및 구조물을 재활용할 수 있도록 한 게비온 옹벽 구조물의 보강방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 옹벽 구조물의 강도 보강방법은, 기 축조된 옹벽 구조물의 사전 조사 분석 및 세척을 완료한 다음 보강이 요구되는 옹벽 구조물의 전면으로 합판이나 철재 거푸집을 설치한 후 옹벽 구조물의 철망 상자 내부로 시멘트 배합 충진물을 고루 주입 양생시키는 방법에 의해 충분히 달성된다.

따라서 본 발명에 따르면, 게비온 옹벽 구조물을 구성하는 돌망태 내부에 채워진 돌과 시멘트 충진물이 일체로 접합 콘크리트화 됨에 따라 구조물의 강도를 증대시키고, 구조물의 자중을 증가시켜 중력식 옹벽과 같이 토압에 저항할 수 있도록 충분한 안정성을 확보하며, 또한 외형적으로는 옹벽의 표면에 다양한 문양을 표현함으로써 옹벽표면의 미관을 개선시켜 주며, 게비온 구조물을 재활용함으로써 공사비 예산절감 및 주변환경을 크게 개선시키는 등의 여러 효과를 기대할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은, 기 축조된 게비온 옹벽 구조물의 강도 보강을 위한 본 발명의 단계별 작업 공정도이고, 도2a 내지 도2d는 공정 단계별 작업 순서를 도시한 것으로서, 이를 참조하여 기 축조된 게비온 옹벽 구조물에 대한 강도 보강 작업 과정을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 제1단계로서, 기 축조된 게비온 옹벽 구조물 축조 단면 및 돌 채움재의 공극률 등을 면밀히 조사 분석한다.

다음, 제2단계로서, 구조물에 대한 조사 분석이 완료된 옹벽 구조물에 대하여 충진물의 양호한 충진 상태를 제공하기 위해 옹벽 구조물의 표면에 잔존하는 오물 제거 및 물로 깨끗이 세척한다.

다음, 제3단계로서(도2a 참조), 보강이 요구되는 옹벽 구조물(A)의 돌망태(100) 전면으로 합판 또는 철재 거푸집(110)을 고정핀(120)이나 버팀목(130)을 이용하여 단단히 고정설치 한다.

다음, 제4단계로서,게비온 구조물(A)의 돌망태(100) 전면에 대한 거푸집(110)의 설치가 완료되면 보강이 요구되는 옹벽 구조물(A)의 돌망태(100) 내부로 소정의 비율로 배합된 시멘트 배합 충진물(140)을 별도의 주입 장비를 이용하여 고루 주입한다.

다음, 제5단계로서, 일정시간 동안 돌망태(100) 내부로 주입된 시멘트 배합 충진물(140)을 양생시켜주면, 그 내부에 채워진 돌(102)과 시멘트 배합 충진물(140)은 공극의 발생 없이 일체로 접합된다(도3 및 도4 참조).

마지막, 제6단계로서, 보강이 완료된 옹벽 구조물(A)의 각 돌망태(100)로부터 거푸집(110)을 해체하는 단계를 통해 콘크리트화된 옹벽 구조물(A)을 얻게 되는 것이다.

한편, 옹벽 구조물(A)이 다단식인 경우에는 상기한 단계별 공정을 반복적으로 실시함으로서 가능하게 되는 것이다(도2a 내지 도2d 참조).

그리고, 필요에 따라 제6단계가 완료된 다음 지하수의 원활한 배수를 위해 옹벽 구조물(A)로는 천공 장비로서 배수공(150)을 형성하여 줌으로서(도2d 참조), 기 축조된 게비온 옹벽의 콘크리트화로 인한 배수의 원활을 도모할 수 있는 것이다.

한편, 도2a 내지 도2d에 상세히 도시한 바와 같이 게비온 옹벽 구조물(A)을 보강하는 방법으로는, 게비온 옹벽 구조물(A)에 있어서, 보강이 요구되는 돌망태(100)의 전면에 합판 또는 철재 거푸집(120)을 견고하게 고정 설치한 다음 시멘트 배합 충진물(140)을 주입하게 되는 것이며, 이 때 시멘트 배합 충진물 주입방법은 높이 1.0m 간격으로 상향식으로 주입과 양생을 반복하여 하단부 양생이 완료된 후에 상단부를 주입하는 방식으로 실시하며, 시멘트 배합 충진물을 그라우트 펌프 및 주입호스를 이용하여 옹벽 상 단부 공극 틈새를 통해 그라우트 되도록 하향 주입 방식으로 시공한다.

게비온 옹벽 구조물(A)의 돌망태(100) 공극 내부로 주입되는 충진재료의 구성은, 시멘트와 혼화재(고유동화재) 및 물 등을 콘크리트 배합믹서를 이용하여 현장에서 일정 비율로 배합하거나 또는 사전에서 공장에서 배합한 재료를 사용하며, 압축강도는 δck=180kg/㎠ 이상의 강도를 갖도록 구성하는 것이 바람직하며, 또한 시멘트 배합 충진물의 1.0㎥당 배합비는 주입의 원활성을 고려하여 배합비를 결정하는 것이 가장 바람직하나, 일반적으로 적용되고 있는 시멘트 그라우팅 배합기준에 따라 시멘트 1,260kg, 물 570kg, 혼화재(시멘트 중량의 1~3%)를 배합하며 구조체의 특성을 고려하여 배합재료의 량을 조절하여 적용토록 한다.

게비온 옹벽 구조물(A)의 돌망태(100) 내부의 공극률은, 사용한 채움재료의 종류와 크기 및 골재의 입도에 따라 다르나, 일반적으로 내부 게비온 옹벽 구조물 의 돌망태 공극률을 30~40% 정도로 정하며, 이에 따라 내부에 채움 시멘트 배합 충진물의 량은 40%정도로 적용 실시하였다.

따라서, 본 발명의 방법에 따라 보강이 완료된 게비온 옹벽 구조물(A)의 강도 증가 효과를 분석한 결과, 시멘트 배합 충진물의 충진 후 돌채움된 돌망태의 공극 내부에 시멘트 배합 충진물을 채워 양생하였을 경우 게비온 구조물의 압축강도는 δck=240kg/㎠ 이상으로 크게 증가되었으며, 또한 게비온 구조물 1.0㎥ 당 단위중량의 증가는 시멘트 배합 충진 전에는 약 1.40ton 이었으나 시멘트 배합 충진물의 주입 양생 후에는 1.20ton 이 증가한 약 2.60ton 으로 증가되었음을 알 수 있었다.

한편, 개비온 옹벽 구조물(A)의 배수처리 방법으로는 앞서 설명하였으나, 시멘트 배합 충진으로 인해 배수가 불가능하게 되는 점을 감안하여 시멘트 배합물이 충분히 양생된 후 게비온 옹벽 구조물(A)의 단면 및 배수공 설치간격 등을 감안하여 게비온 옹벽의 벽체에 배수가 요구되는 위치를 감안하여 드릴 천공 장비를 이용하여 배수공(Ø50~100㎜)(150)을 형성하여 주면된다.

또한, 본 발명에 따르면, 게비온 옹벽 구조물(A)의 강도 보강시 각종 문양이 형성된 거푸집(110)을 사용함으로서, 도3과 같이 옹벽 구조물의 표면에 다양한 형태의 장식 문양(160)을 표현함으로서 구조물의 전체 외관을 미려하게 할 수 도 있다.

한편, 게비온 옹벽 구조물의 적용사례로는 하천 내부의 호안옹벽(도5a참조), 낙석방지용 옹벽(도5b 참조), 도로 성토부 옹벽(도5c참조) 등은 물론 교량의 교각 부, 절토부, 하단부 등에 다양하게 적용되고 있으나, 이들 옹벽 구조물 역시 관리소홀 및 노후화로 인한 구조적 불안정 요소 등으로 많은 문제점이 발생됨에 따라 구조물을 보강해야 할 필요성이 요구되며, 이 경우 본 공법을 적용하여 구조물의 성능을 향상시킴으로서 영구적으로 사용이 가능해지며 외형적으로 미관을 크게 개선할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 본 발명에 따르면, 게비온 옹벽 구조물을 구성하는 돌망태 내부에 채워진 돌과 시멘트 충진물이 일체로 접합콘크리트화 됨에 따라 구조물의 강도를 증대시키고, 구조물의 자중을 증가시켜 중력식 옹벽과 같이 토압에 저항할 수 있도록 충분한 안정성을 확보하며, 또한 외형적으로는 옹벽의 표면에 다양한 문양을 표현함으로써 옹벽표면의 미관을 개선시켜 주며, 게비온 구조물을 재활용함으로써 공사비 예산 절감 및 주변환경을 크게 개선시킬 수 있고, 또한 전국 각지에 기 축조된 게비온 구조물에 대한 불안정한 요소를 해소하고 성능을 향상시켜 줌으로서 안정한 구조물을 재활용할 수 있는 등의 이점을 갖는 것이다.

Claims (4)

1. 보강이 요구되는 게비온 옹벽 구조물의 축조단면 및 돌채움의 공극률 조사 분석을 하는 제1단계와;

   상기 제1단계가 완료된 게비온 옹벽 구조물의 표면에 존재하는 오물제거 및 물로 세척하는 제2단계와;

   상기 제2단계가 완료된 게비온 옹벽 구조물의 전면으로 합판 또는 철제 거푸집을 고정핀 또는 버팀목으로 견고하게 고정 설치하는 제3단계와;

   상기 제3단계가 완료된 개비온 구조물의 공극 내부로 시멘트 배합 충진물을 그라우트 펌프및 주입호스를 이용하여 고루 채움하는 제4단계와;

   상기 제4단계의 완료에 따른 시멘트 배합 충진물을 일정시간 동안 양생하는 제5단계와;

   상기 제5단계가 완료된 개비온 구조물로부터 합판 또는 철재 거푸집을 해체하는 제6단계 과정를 통해 게비온 옹벽 구조물이 콘크리트화 되도록 보강 시공됨을 특징으로 하는 게비온 옹벽 구조물의 강도 보강방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 시멘트 배합 충진물의 양생이 완료된 게비온 옹벽 구조물로는, 상기 제6단계의 합판 또는 철재 거푸집의 해체 작업이 완료된 후 필요에 따라 콘크리트 옹벽 구조물에 대하여 배수공을 더 천공하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 게비온 옹벽 구조물의 강도 보강방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제3단계의 합판 또는 철재거푸집으로는 시멘트 배합 충진물의 충진 양생시 게비온 옹벽 구조물의 표면으로 각종 문양을 더 형성하기 위한 문양이 각인된 것임을 특징으로 하는 게비온 옹벽 구조물의 강도 보강방법.
4. 제1항에 잇어서, 상기 게비온 구조물의 공극 내부로 주입되는 시멘트 배합 충진물은, 시멘트와 혼화제 및 물 등이 일정한 비율로 배합 구성된 것임을 특징으로 하는 게비온 옹벽 구조물의 강도 보강방법.

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