KR101027563B1

KR101027563B1 - 경량 매트 구조체

Info

Publication number: KR101027563B1
Application number: KR1020080089077A
Authority: KR
Inventors: 장지건
Original assignee: 장지건
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2011-04-06
Also published as: KR20100030228A

Abstract

본 발명은 경량 매트 구조체에 관한 것이다.

이를 위하여, 본 발명은 연약지반에 설치되어지는 경량 매트 구조체에 있어서, 바닥매트의 가장자리 상부에 외벽매트가 설치되어 공간부가 형성되어지고, 상기 공간부에 칸막이가 설치되어 채움부가 형성되어지며, 상기 채움부에 채움재가 채워지고, 상기 외벽매트 및 칸막이 상부에 상부매트가 설치되어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 매트 구조체의 자체 하중을 줄이는 가운데 상부로부터 작용하는 하중을 분산시켜 지반에 설치되는 구조물의 하중에 따른 지반침하를 방지할 수 있도록 하고, 아울러 지반침하에 따른 구조물의 변형을 막을 수 있도록 한 것이다.

바닥매트, 외벽매트, 공간부, 칸막이, 채움부, 상부매트, 구조체, 채움재

Description

경량 매트 구조체{Lightweight mat structural body}

본 발명은 경량 매트 구조체에 관한 것으로서, 특히 바닥매트와 상부매트 및 외벽매트의 내부로 제공되어지는 공간부에 설치된 채움부에 채움재가 채워져 경화되어지도록 함으로써, 매트 구조체의 자체 하중을 줄이는 가운데 상부로부터 작용하는 하중을 분산시켜 지반에 설치되는 구조물의 하중에 따른 지반침하를 방지할 수 있도록 하고, 아울러 지반침하에 따른 구조물의 변형을 막을 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 지반의 상부에 설치된 구조물은 기초부에 의하여 시공 초기에는 어느 정도의 지반침하가 크게 발생되는 것을 방지할 수 있으나, 시간이 경과하는 과정에서 장기크리프 침하나 기타의 원인으로 인하여 지반침하가 점진적으로 진행되어 구조물에 변형이 발생되는 원인이 있었다.

도1은 지반의 상부에 설치된 구조물인 교량을 도시한 단면도로서, 하천변의 연약지반(800)에 교각 또는 교각(810)을 시공하는 과정에서 연약지반(800)의 하부 에 매립될 교각(810)의 하부에 말뚝(820)을 암반층(830)까지 항타하여 삽입하고, 교각(810)의 상부에는 교량상판 슬래브(840)를 시공한 후 노면(850)이 포설되어지게 된다. 다음 교각(810)의 뒷면을 보강하기 위한 방안으로 교각(810)의 뒷면의 돌출부에 단순하게 보강판(860)이 걸려지도록 시공되어있다.

그러나 이러한 연약지반 보강구조는 보강판(860)의 자체 하중과 보강판(860)의 상부로 위치된 뒷채움재 및 차량이 주행하는 가운데 발생되는 하중에 의하여 뒷채움재의 하부에 있는 보강판(860)이 연약지반(800)으로 침하되면서 파손되는 문제점이 있었다.

또한 이러한 보강판(860)의 파손으로 침하현상이 발생되어지며 침하현상으로 인하여 노면(850)이 연이어 변형되거나 파손되는 또 다른 문제점이 있었다.

한편, 성토구간에 경량재료를 사용함으로서 성토하중을 경감시켜 지반 및 구조물의 안정을 도모하는 성토하중 경감공법이 제안되어지고 있고, 연약지반의 성토 외에도 안벽, 교대, 옹벽의 뒷채움, 구조물의 부력기초, 부지조성 및 도로의 노반공사, 사면안정대책 등에 다양하게 적용되어지며, 토질의 종류에 관계없이 적용할 수 있다.

성토하중을 경량화시키는 성토하중 경량공법은 성토에 의한 침하가 감소해서 성토의 추가 등의 보수 횟수를 줄임과 동시에 하중 증가가 적어서 측방유동에 의한 지반의 융기, 압밀침하에 의한 근접구조물에 대한 영향이 적다.

이러한 성토하중 경감공법의 종류에는 EPS공법, 경량기포혼합토공법이 있으며, EPS 공법은 EPS(Expanded Poly Styrene)를 성형가공하여 만든 Block (EPS Block)화한 제품으로 성토재나 뒤채움재의 용도로 시공하는 공법이며, 특히 연약지반이나 급경사지 등의 악조건하에서 효율적으로 적용될수 있는 공법으로 평가 되고 있다.

EPS공법은 재료의 초경량성, 내압축성, 내수성 및 블록을 쌓아 올린 경우 자립성등의 특징이 있으나, 가장 큰 장점은 초경량성(단위중량가 흙의 약 1/100)이다. 이와 같은 초량성을 토공현장에 적용하면 예를 들어, 단위중량이 1.8인 지반 흙을 10cm제거하여, 그곳에 EPS를 대략 10m정도 쌓아도 10cm 아래 흙의 응력증가는 없어 원지반의 안정에는 아무런 영향이 없는 것이 된다. EPS는 그 비중이 흙의 1/100 정도로 극히 가벼운데도 불구하고, 기초지반의 지지에 있어 원하는 강도를 가지고 있다. EPS공법의 가장 큰 단점은 장기 크리프가 발생할 수 있고(2%~12%), 침수시를 대비한 부상 방지 대책이 필요한 원인이 있었다.

한편, 건설발생토 등의 원료토에 물과 시멘트 등의 고화재와 기포를 혼합하여 제작한 기포혼합토를 성토재나 뒤채움재의 용도로 시공하는 경량기포혼합토공법이 제안되어지고 있고, 이러한 경량기포혼합토공법의 기포혼합토는 제작 직후에는 유동성을 나타내나 고화재의 반응에 따라 최종적으로는 양질의 토양재료와 같거나 그 이상의 강도특성을 가지는 고화처리토가 되는 특징을 가지고 있으며, 보통의 토사에 비해 가벼워 지반이나 구조물 등에 미치는 하중을 경감할 수 있다.

또한, 유동성이 높아 펌프압송에 의한 타설이 가능해 시공이 용이하다. 더욱이 진흙 등의 저품질 토양도 이용할 수 있어 건설폐기물을 줄일 수 있다. 경량기포혼합토 공법의 단점은 혼합토의 균열 발생으로 기포가 차지한 공간에 물이 침투하 여 단위중량이 증가할 수 있고, 비용이 고가인 원인이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로서 매트 구조체의 자체 하중을 줄이는 가운데 상부로부터 작용하는 하중을 분산시켜 지반에 설치되는 구조물의 하중에 따른 지반침하를 방지할 수 있도록 하고, 아울러 지반침하에 따른 구조물의 변형을 막을 수 있는 경량 매트 구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 연약지반에 설치되어지는 경량 매트 구조체(A)에 있어서, 바닥매트(10)의 가장자리 상부에 외벽매트(20)가 설치되어 공간부(30)가 형성되어지고, 상기 공간부(30)에 칸막이(40)가 설치되어 채움부(50)가 형성되어지며, 상기 채움부(50)에 채움재(C)가 채워지고, 상기 외벽매트(20) 및 칸막이(30) 상부에 상부매트(60)가 설치되어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 바닥매트와 상부매트 및 외벽매트의 내부로 제공되어지는 공간부에 설치된 채움부에 채움재가 채워져 경화되어지도록 함으로써, 매트 구조체의 자 체 하중을 줄이는 가운데 상부로부터 작용하는 하중을 분산시켜 지반에 설치되는 구조물의 하중에 따른 지반침하를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이를 통해 지반침하에 따른 구조물의 변형을 막을 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 경량 매트 구조체를 이용하여 지반이 보강된 상태를 도시한 단면도이고, 도3은 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제1실시예를 도시한 분해 사시도 및 종단면도이고, 도4는 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제2실시예를 도시한 분해 사시도 및 종단면도이고, 도5는 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제3실시예를 도시한 분해 사시도 및 종단면도이다.

본 발명에 따른 경량 매트 구조체(A)는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 지반에 설치되어지는 것으로 바닥매트(10), 외벽매트(20), 공간부(30), 칸막이(40), 채움부(50), 채움재(C) 및 상부매트(60)로 구성되어 있다.

이러한 경량 매트 구조체(A)는 바닥매트(10)의 가장자리 상부에 외벽매트(20)가 박음질로 연결되어지도록 설치되어 그 내부로 소정의 공간부(30)가 형성되어지도록 구성되어있다.

또한, 상기 공간부(30)에는 다수개의 채움부(50)가 형성되어지도록 칸막이(40)가 설치되어지고, 상기 칸막이(40)에 의하여 제공되어지는 상기 채움부(50) 에는 채움재(C)가 채워져 경화되어지도록 구성되고, 상기 외벽매트(20) 및 칸막이(30) 상부에는 상부매트(60)가 박음질로 설치되도록 구성되어 있다. 이때 사용되어지는 채움재(C)는 콘크리트, 소일시멘트, 경량콘크리트, 경량기포혼합토, 쇄석 및 흙 중 어느 하나로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 경량 매트 구조체(A)는 먼저, 구조체(A)가 설치될 지반의 상부에 바닥매트(10)를 평평하게 펼져지도록 한 후 바닥매트(10)의 가장자리측으로 소정 높이를 갖는 외벽매트(20)의 하단이 박음질로 연결되어지도록 하여 외벽매트(20)의 내부로 공간부(30)가 제공되어지도록 한다.

다음, 공간부(30)에 다수개의 칸막이(40)가 박음질로 연결되어지도록 설치하여 각각의 칸막이(40)이 사이로 채움부(50)의 공간이 형성되어지도록 하고, 이어 채움부(50)에 채움재(C)를 채워 넣은 후 경화되어지도록 하고, 채움재(C)가 경화되어진 다음 외벽매트(20) 및 칸막이(30) 상부에 상부매트(60)가 박음질로 연결되어지도록 하는 것으로 시공되어지게 된다.

도4는 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제2실시예를 도시한 분해 사시도 및 종단면도로서, 본 발명에서는 바닥매트(10), 외벽매트(20), 공간부(30), 칸막이(40), 및 상부매트(60)를 하나의 직물로 예시하였으나, 도4에 도시된 바와 같이, 바닥매트(10)의 상부로 제공되어지는 공간부(30)에 다수개의 경량블록(70)이 안치되고, 상기 경량블록(70) 사이에 칸막이(40)가 설치되어 채움부(50)가 형성되어지도록 할 수 있다.

이를 통해, 상기 공간부(30)가 발포폴리스틸렌으로 이루어진 경량블록(70)에 의하여 채워진 상태가 유지되어지게 됨에 따라 전체적으로 경량 매트 구조체의 무게 증가량을 최소화 함과 동시에 상부로 부터의 작용하는 하중에 의하여 상부매트(60)가 공간부(30)의 내측으로 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도5는 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제3실시예를 도시한 분해 사시도 및 종단면도로서, 본 발명에서는 바닥매트(10), 외벽매트(20), 공간부(30), 칸막이(40), 및 상부매트(60)를 하나의 직물로 예시하였으나, 도5에 도시된 바와 같이, 상기 바닥매트(10), 외벽매트(20), 칸막이(40) 및 상부매트(60)를 직물로 박음질하여 일정두께의 직물포대(F)로 형성되어지도록 할 수 있다. 이때 상기 직물포대(F)는 서로 이웃하는 직물토대(F)와 서로 박음질되어 결합되어지도록 하고, 상기 직물포대(F) 내부에는 콘크리트, 소일시멘트, 경량콘크리트, 경량기포혼합토, 쇄석 및 흙 중 어느 하나로 이루어진 채움재(C)가 충진되어지도록 한다.

그리고 상기 공간부(30)에는 발포폴리스틸렌으로 이루어진 경량블록(70)이 삽입되어 채움재(C)의 채움량을 줄이는 가운데 그 무게를 더 가볍게 할 수 있으며, 상부로 부터의 작용하는 하중에 의하여 상부매트(60)가 공간부(30)의 내측으로 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도6은 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제4실시예를 도시한 예시도로서,본 발명은 지상으로 일부가 노출된 건축 구조물의 하부에 구조체가 받쳐지도록 시공할 경우, 지반의 일부가 침하되는 현상을 방지하여 건축 구조물이 변형되는 것을 막을 수 있다. 이때 본 발명은 경량 매트 구조체를 지하에 매설되어진 구조물인 지하통로나 수로관의 하부에 설치되어질 수 도 있다.

도1은 종래 기술에 따른 지반이 보강된 상태를 도시한 단면도.

도2는 본 발명에 따른 경량 매트 구조체를 이용하여 지반이 보강된 상태를 도시한 단면도.

도3은 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제1실시예를 도시한 분해 사시도 및 종단면도.

도4는 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제2실시예를 도시한 분해 사시도 및 종단면도.

도5는 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제3실시예를 도시한 분해 사시도 및 종단면도.

도6은 본 발명에 따른 경량 매트 구조체의 제4실시예를 도시한 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10:바닥매트 20:외벽매트

30:공간부 40:칸막이

50:채움부 60:상부매트

A:경량 매트 구조체 C:채움재

Claims

연약지반에 설치되어지는 경량 매트 구조체(A)에 있어서,

바닥매트(10)의 가장자리 상부에 외벽매트(20)가 설치되어 공간부(30)가 형성되어지고, 상기 공간부(30)에 칸막이(40)가 설치되어 채움부(50)가 형성되어지며, 상기 채움부(50)에 채움재(C)가 채워지고, 상기 외벽매트(20) 및 칸막이(30) 상부에 상부매트(60)가 설치되어지며,

상기 바닥매트(10), 외벽매트(20), 칸막이(40) 및 상부매트(60)는 직물로 박음질되어 일정두께의 직물포대(F)로 형성되어지고, 상기 직물포대(F)는 이웃하는 직물토대(F)와 서로 박음질로 결합되어지며, 상기 직물포대(F) 내부에 채움재(C)가 충진되어지는 것을 특징으로 하는 경량 매트 구조체.
삭제
제1항에 있어서,

상기 채움재(C)는 콘크리트, 소일시멘트, 경량콘크리트, 경량기포혼합토, 쇄석 및 흙 중 어느 하나로 이루어지고, 상기 공간부(30)에 경량블록(70)이 삽입되어지되, 상기 경량블록(70)은 발포폴리스틸렌으로 이루어짐을 특징으로 하는 경량 매트 구조체.