KR100999914B1 - 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소일네일링 공법으로 절토사면을 보강하면서, 소일네일을 방사형 식생틀과 연계시키고, 상기 방사형 식생틀 내에는 식생공을 실시하는 사면 안정공법과 표층 보강공법의 복합공법에 관한 것이다.

이와 함께 인접설치되는 방사형 식생틀 간의 일체화 작업과 외장형 스프링을 이용한 외압의 도입으로 절토사면의 안전성을 극대화시키는 공법을 함께 제공한다.

소일네일, 보강판, 스프링, 식생, 녹화, 절토사면

Description

방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법{Cut-slop reinforcement method using radial vegetation frame}

토지조성, 도로, 철도공사 등에 수반하여 발생하는 절토사면은 그 연장, 면적이 크기 때문에 자연재해를 받기 쉽고, 귀중한 인명의 손실 및 가옥의 손실 등을 초래하여 산업, 국민생활에 불안을 가져오는 경우가 많으므로 경사지의 붕괴에 대한 재해방지대책으로 사면안정의 중요성이 높아지고 있다. 본 발명은 이러한 절토사면의 보강 보호 공법에 관한 것이다.

소일네일링 공법은 원지반을 드릴 등으로 굴착한 후, 네일 보강체(주로 철근과 시멘트보강)를 삽입하여 원지반 자체의 전단강도를 증대시킴으로서 지반의 안전율을 증가시키는 사면 안정공법이다. 이와 같은 소일네일링 공법은 사면경사를 급경사로 할 수 있어 토지이용효율을 높일 수 있고, 원지반 자체를 벽체로 이용하기 때문에 안정성이 높은 옹벽을 구축할 수 있고, 신속성, 단순성, 경제성, 경장비의 사용 면에서 타공법에 비해 유리하다는 장점 때문에 사면보강과 굴착면에 대한 유 연한 지반보강 공법으로 널리 활용되고 있다.

특히, 매년 반복되는 해빙기, 장마철의 빈번한 비탈면 붕괴사고와 그에 따른 많은 인명과 재산상의 피해를 보고 있는 국내 실정을 고려할 때 위와 같은 소일네일링 공법은 현장 적용성, 유지관리 및 경비절감 등의 차원에서 효율적인 공법으로 인정받고 있다. 이러한 소일네일링 공법은 방사형 식생틀, 낙석 방지망, 식생공법 등을 활용한 표층보강공법과 연계시공하여 낙석, 낙반 및 표면 세굴 등의 얕은 파괴의 발생을 방지할 수 있다.

한편, 비탈면에 전면보강판을 설치하면 표층보강효과는 우수하나 시공이 어렵고, 외관이 좋지 않으며 통행자에게 위압감을 준다. 낙석 방지망을 설치하면 시공성이 좋고, 외관상 위압감은 줄어들 수 있으나 낙석 방지망 사이로 토사가 유실될 수 있다. 식생공법은 친환경적이라는 측면에서 바람직하지만, 가뭄이나 강우시 유실 등으로 토사안정이 불확실해지는 문제점이 있다. 따라서, 소일네일링 공법과 효과적으로 연계시공될 수 있는 표층보강공법 개발 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 식생이 가능한 친환경적 공법이면서도, 종래 식생공법 만으로는 보장될 수 없는 토사안정을 보충하는 사면의 보강 보호 구조를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 또한 그 설치가 용이하여 적은 인력으로도 작업 효율을 높일 수 있고 유지관리가 용이하여 경제적인 사면 보강 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하는 본 발명의 과제실현을 위해서 도출한 과제 해결 수단이다.

1. 사면 안정공법과 표층 보강공법을 연계시킨다.

2. 방사형 식생틀로 절토사면 표층을 보강한다.

- 전면보강판 대신 방사형 식생틀을 사용함으로서 중량이 감소하여 시공이 편리해지고, 방사형으로 배치된 간살 사이로 식생이 가능하며, 미관을 높인다.

3. 외장형 스프링으로 상기 방사형 식생틀을 눌러 보강효과를 증진시킨다.

4. 인접하는 방사형 식생틀을 상호 체결하여 일체화시킴으로서 표층 보강효 과를 극대화시킨다.

본 발명에 따른 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법을 적용하면, 상기 방사형 식생틀의 간살 사이로 절토사면에 식생이 가능해지므로 녹화로 경관을 좋게 할 수 있으며 친환경적이다. 한편, 이는 지반의 전단보강 공법과 표층보강공법을 유기적으로 결합시킨 것이므로 지반보강 효과와 표층보강 효과를 함께 누릴 수 있다.

또한, 인접하는 방사형 식생틀들은 상호 체결되어 일체화되므로 절토사면의 안전성이 강화되며, 소일네일 후두부에 스프링을 끼워 넣고 압축 고정시키는 경우에는 스프링의 탄성력에 의한 지반 압착력이 가해져 절토사면 보강 효과는 극대화 된다.

아울러, 본 발명에 사용되는 방사형 식생틀은 다양한 재료의 사용이 가능하므로 현장 여건에 따른 적용에 융통성이 있어 경제성, 작업능률 등을 적절히 꾀할 수 있게 한다.

본 발명은 몸체부(11)와 후두부(12)로 구성된 소일네일(10); 및 방사형으로 배치된 간살(21)에 의해 체결공(24)이 다수개 형성된 사각형의 외곽 프레임(22)과 상기 외곽 프레임(22)의 내부 중심에 배치된 링프레임(23)이 연결되어 일체(一體) 를 이루는 방사형 식생틀(20); 을 이용하여 절토사면(1)을 보강하는 공법으로서, 절토사면(1)의 표면을 상기 방사형 식생틀(20)의 크기로 구획하며 고르고, 구획된 절토사면의 각 중심부를 천공하여 천공홀(2)을 형성시키는 제1단계; 상기 각 천공홀(2) 마다 상기 소일네일(10)의 몸체부(11)를 삽입하고 상기 소일네일(10)의 후두부(12)는 지면 외부로 돌출시킨 상태에서, 상기 천공홀(2) 내에 그라우트재(3)를 주입하여 고착시키는 제2단계; 상기 각 소일네일(10)의 후두부(12)가 상기 방사형 식생틀(20)의 링프레임(23)을 통해 돌출해 나오도록 상기 방사형 식생틀(20)을 상기 절토사면(1)에 밀착시키고, 중심부에 통공(31)이 형성된 가압판(30)을 상기 소일네일(10) 후두부(12)에 끼우는 제3단계; 상기 방사형 식생틀(20)의 외곽 프레임(22)에 형성된 체결공(24)을 통해 인접하는 방사형 식생틀(20)을 체결하여 일체화시키는 제4단계; 상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 고정너트(40)를 결합시키고 조여 상기 방사형 식생틀(20) 및 가압판(30)을 고정시키는 제5단계; 및 상기 방사형 식생틀(20)의 간살(21) 사이 사이에 식생공을 실시하는 제6단계; 로 이루어지는 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법을 제공한다.

한편, 상기 제5단계는 상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 스프링(50)을 끼운 후, 고정너트(40)의 너트조임으로 상기 스프링(50)을 압축고정시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법을 함께 제공한다.

이하에서는 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

Ⅰ. 본 발명에 사용되는 부재

도 1a 내지 도1c는 본 발명에 사용되는 방사형 식생틀(20)의 실시예들을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 사용되는 소일네일(10), 방사형 식생틀(20), 가압판(30), 스프링(50) 및 고정너트(40)가 결합된 상태를 도시한 것이다. 이하에서는 각 부재별 특징을 설명하고자 한다.

1. 방사형 식생틀

상기 방사형 식생틀(20)은 도 1a에 도시된 바와 같이 방사형으로 배치된 간살(21), 사각의 외곽 프레임(22) 및 상기 외곽 프레임 안쪽 중심에 위치한 링프레임(23)을 기본 구성으로 하며, 상기 외곽 프레임(22)에는 다수개의 체결공(24)이 형성되어 있으며, 상기 방사형 식생틀(20)은 강재, FRP 등으로 구성할 수 있다. 이러한 방사형 식생틀(20)은 절토사면(1)에 설치시 위압감이 없고, 간살(21) 사이 사이에 식물씨앗이나 묘목을 심기 좋으며, 식생토의 유실 염려도 없다.

상기 방사형 식생틀(20)은 링프레임(23) 상부에 중심부에 통공(31)이 형성된 가압판(30)이 얹혀진 상태로 일체화된 것(도 1b 참조)을 사용할 수 있으며, 방사형으로 배치된 상기 간살(21)을 연결시키며, 상기 간살(21)들을 받쳐주는 지지살(25)을 더 포함하는 것(도 1c 참조)을 사용할 수도 있다. 상기 가압판(30)에 대해서는 뒤에서 상술하기로 한다.

2. 소일네일

상기 소일네일(10)로서는 이형철근을 사용할 수 있으며 천공홀(2)에 삽입되어 절토사면(1)의 전단력을 보강하는 몸체부(11)와 절토사면(1) 밖으로 돌출되는 후두부(12)로 구성된다. 상기 후두부(12)에는 전산가공으로 나사산을 형성시켜 둘 수 있다.

3. 가압판

상기 가압판(30)은 중심부에 통공이 형성된 판부재이다. 상기 가압판(30)은 소일네일(10) 후두부(12)에 끼워져서 상기 방사형 식생틀(20)에 밀착된 상태에서 후술할 스프링(50)으로부터 외압을 받아 그 외압을 상기 방사형 식생틀(20)을 통해 절토사면(1)에 전달하는 부재이다. 전술한 바와 같이 상기 가압판(30)과 상기 방사형 식생틀(20)은 일체(一體)를 이루도록 제작할 수 있다.

4. 스프링

상기 스프링(50)은 상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 끼워져 압축된 상태로 고정되는 것으로서, 그 복원력은 상기 가압판(30)에 외압으로 작용하게 된다. 따라서 되도록 고탄성을 갖는 것을 사용하는 것이 좋다.

5. 고정너트

상기 고정너트(40)는 상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 나사결합하여, 상기 가압판(30)과 방사형 식생틀(20)을 고정시키는 구성요소이다. 상기 스프링(50)을 적용하는 경우에는 전술한 바와 같이 상기 고정너트(40)의 너트조임을 통해 상기 스프링이 압축된다.

Ⅱ. 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법 실시 과정

도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법을 시공단계별로 도시한 것이다.

1. 제1단계

본 단계는 절토사면 표면을 고르며 상기 방사형 식생틀(20) 크기로 나누어 구획하고, 구획된 절토사면의 각 중심부를 천공하여 천공홀(2)을 형성시키는 단계이다(도 3a 참조).

본 발명에 따른 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법은 절토사면(1) 표면을 특정한 넓이를 갖는 방사형 식생틀(20)로 보강하는 것이므로, 상기 방사형 ㅅ식생틀(20)이 들뜨지 않도록 하기 위해서는 절토사면(1) 표면의 고르기 작업이 필요하다. 또한, 상기 방사형 식생틀(20)은 소일네일(10)과, 지압판(30) 및 고정너트(40)에 의해 설치, 고정되는 것이므로 상기 방사형 식생틀(20)의 크기로 구획된 절토사면 각각에 천공홀(2)이 하나씩은 필요한 것이다. 천공작업이 이루어진 후에는 천공홀(2) 내부를 청소하여 슬라임을 제거해야 한다.

2. 제2단계

본 단계는 각 천공홀(2) 마다 소일네일(10)의 몸체부(11)를 삽입하고, 소일네일(10)의 후두부(12)는 지면 외부로 돌출시킨 상태에서, 상기 천공홀(1) 내에 그라우트재(3)를 주입하여 고착시키는 단계이다(도 3b 참조).

상기 소일네일의 몸체부(110)는 그라우트재(3)와의 부착을 위해 접촉면의 녹이나 이물질은 미리 제거되어야 한다. 또한 상기 몸체부(110)는 부식에 대비하여 에폭시 코팅, 아연용융도금 등으로 방청처리할 수 있다.

그라우트재(3)는 천공홀(2) 안에 완전히 충진되도록 채워야 하며 그라우팅이 끝나면 소요강도를 얻기 위해 최소 1주일 정도 양생기간을 갖는데 이때는 외부의 하중이 소일네일(100)에 작용하지 못하도록 해야한다. 그러나 급결재를 사용하면 1~3일 정도면 소요강도의 80%를 얻을 수 있다.

3. 제3단계

본 단계는 상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 상기 방사형 식생틀(20)을 꽂아 지면에 밀착시킨 후, 상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 중심부에 통공(31)이 형성된 가압판(30)을 꽂아 상기 방사형 식생틀(20)에 밀착시키는 단계이다(도 3c 참조). 즉, 본 단계는 상기 소일네일(10)의 후두부(12)가 상기 방사형 식생틀(20) 의 링프레임(23)과 상기 가압판(30)의 통공(31)을 통해 돌출해 나오도록 설치하는 단계인 것이다.

한편, 상기 방사형 식생틀(20)과 가압판(30)이 일체(一體)로 제작된 것을 사용하는 경우 본 단계는 당연히 상기 각 소일네일(10)의 후두부(12)가 상기 방사형 식생틀(20)의 링프레임(23)과 상기 가압판(30)의 통공(31) 통해 돌출해 나오도록 상기 방사형 식생틀(20)을 상기 절토사면(1)에 밀착시키는 과정으로 치환된다.

4. 제4단계

본 단계는 상기 방사형 식생틀(20)의 외곽 프레임(22)에 형성된 체결공(24)을 통해 인접하는 방사형 식생틀(20)들을 체결하여 일체화시키는 단계이다(도 3d 참조 - 방사형 식생틀은 단면으로 도시한 것임). 상기 방사형 식생틀(20) 간의 체결작업은 상기 통공(24)을 통해 일반적인 볼트(61)와 너트(62)를 체결함으로서 실현할 수 있다.

5. 제5단계

본 단계는 상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 고정너트(40)를 결합시켜고 너트조임하여 상기 방사형 식생틀(20) 및 가압판(30)을 고정시키는 단계이다(도 3e 참조).

이렇게 상기 고정너트(40)를 너트조임함으로서 상기 방사형 식생틀(20) 및 가압판(30)을 고정시킬 수는 있다. 그러나, 상기 가압판(30)에 외압을 도입하기 위 해서는 상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 스프링(50)을 끼운 후, 고정너트(40)의 너트조임으로 상기 스프링(50)을 압축고정시키는 과정을 더 포함해야 한다.

6. (f)단계

본 단계는 상기 방사형 식생틀(20)의 간살(21) 사이 사이에 식물(70)을 심는 식생공을 실시하는 단계이다(도 3f 참조 - 방사형 식생틀은 단면으로 도시한 것임). 이 때 상기 간살(21)들은 식생토의 유실을 막는 칸막이 역할을 하므로 여러 칸으로 구획된 화분을 설치한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

도 4는 상기한 본 발명에 따라 절토사면을 녹화하면서 보강한 상태를 도시한 것이다. 본 발명에 따른 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법의 시공상태는 도시된 바와 같이 친환경적인 외형으로 나타난다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 사용되는 방사형 식생틀의 실시예를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명에 사용되는 소일네일, 방사형 식생틀, 가압판, 스프링 및 고정너트가 결합된 상태를 도시한 것이다.

도 3a 내지 도 3f는 본 발명에 따른 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법을 시공단계별로 도시한 것이다.

도 4는 상기한 본 발명에 따라 절토사면을 녹화하면서 보강한 상태를 도시한 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 절토사면 2 : 천공홀

3 : 그라우트재 10 : 소일네일

11 : 몸체부(소일네일) 12 : 후두부(소일네일)

20 : 방사형 식생틀 21 : 간살(방사형 식생틀)

22 : 외곽 프레임(방사형 식생틀) 23 : 링프레임(방사형 식생틀)

24 : 체결공(방사형 식생틀) 25 : 지지살

30 : 가압판 31 : 통공(가압판)

40 : 고정너트 50 : 스프링

61 : 볼트 62 : 너트

70 : 식물

Claims (4)

1. 몸체부(11)와 후두부(12)로 구성된 소일네일(10); 및 방사형으로 배치된 간살(21)에 의해 체결공(24)이 다수개 형성된 사각형의 외곽 프레임(22)과 상기 외곽 프레임(22)의 내부 중심에 배치된 링프레임(23)이 연결되어 일체(一體)를 이루고, 상기 링프레임(23) 상부에 중심부에 통공(31)이 형성된 가압판(30)이 얹혀진 상태로 일체화된 방사형 식생틀(20); 을 이용하여 절토사면(1)을 보강하는 공법으로서,

   절토사면(1)의 표면을 상기 방사형 식생틀(20)의 크기로 구획하며 고르고, 구획된 절토사면의 각 중심부를 천공하여 천공홀(2)을 형성시키는 제1단계;

   상기 각 천공홀(2) 마다 상기 소일네일(10)의 몸체부(11)를 삽입하고 상기 소일네일(10)의 후두부(12)는 지면 외부로 돌출시킨 상태에서, 상기 천공홀(2) 내에 그라우트재(3)를 주입하여 고착시키는 제2단계;

   상기 각 소일네일(10)의 후두부(12)가 상기 링프레임(23)과 상기 가압판(30)의 통공(31)을 통해 돌출해 나오도록 상기 방사형 식생틀(20)을 상기 절토사면(1)에 밀착시키는 제3단계;

   상기 방사형 식생틀(20)의 외곽 프레임(22)에 형성된 체결공(24)을 통해 인접하는 방사형 식생틀(20)을 체결하여 일체화시키는 제4단계;

   상기 소일네일(10)의 후두부(12)에 스프링(50)을 끼운 후, 고정너트(40)의 너트조임으로 상기 스프링(50)을 압축고정시키면서, 상기 방사형 식생틀(20)을 고정시키는 제5단계; 및

   상기 방사형 식생틀(20)의 간살(21) 사이 사이에 식생공을 실시하는 제6단계; 로 이루어지는 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법.
2. 삭제
3. 제1항에서,

   상기 방사형 식생틀(20)은 방사형으로 배치된 상기 간살(21)을 연결시키며, 상기 간살(21)들을 받쳐주는 지지살(25)을 더 포함하는 것을 사용함을 특징으로 하는 방사형 식생틀 압착식 절토사면 보강 공법.
4. 삭제

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