KR101129678B1 - 중공블록을 이용한 그물망 기초공법 - Google Patents

Abstract

중공블록을 이용한 그물망 기초공법이 개시된다. 보강하고자 하는 지반 상부를 정지하는 단계; 폐합된 측벽이 일면에서 타면으로 관통하는 중공부를 구획하는 중공블록의 상기 일면이 정지된 상기 지반 상부에 접하도록 복수의 상기 중공블록을 서로 인접하게 그물망 형태로 배치하는 단계; 상기 중공부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재로 충전하는 단계를 포함하는 중공블록을 이용한 그물망 기초공법은, 상부구조물을 지탱하기에 지지력이 충분하지 않은 지반에 말뚝 등의 깊은 기초를 형성하지 않고 지반을 보강하여 상부구조물을 지지하도록 할 수 있다.

Description

중공블록을 이용한 그물망 기초공법{Mesh foundation construction method using hollow blocks}

본 발명은 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 상부구조물을 지탱하기에 지지력이 충분하지 않은 지반에 말뚝 등의 깊은 기초를 형성하지 않고 지반을 보강하여 상부구조물을 지지할 수 있도록 하는 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 관한 것이다.

건물 등의 구조물을 지반 상에 축조하는 경우, 구조물의 중량과 구조물에 가해진 하중을 안정적으로 지반에 전달하고, 허용치 이상의 침하, 경사, 이동, 변형, 진동 등의 장애가 발생하지 않도록 하기 위해 기초를 형성하게 된다.

기초의 형식은, 지반이 구조물의 하중을 충분히 지지할 수 있는 경우, 말뚝 등을 사용하지 않고 기초판으로 직접 지반에 전달하는 직접 기초(또는 얕은 기초)와, 지반의 지지력이 충분하지 못하거나 침하가 과도하게 일어날 수 있는 경우, 말뚝, 피어, 케이슨 등을 이용하여 지지력이 충분히 큰 하부지반에 구조물의 하중을 전달하는 깊은 기초로 대별할 수 있다.

한편, 지지력이 충분하지 않은 지반에 지지말뚝을 형성하지 않고 팽이형태의 콘크리트 블록과 채움 쇄석으로 지반을 보강하여 보강된 지반상에 직접 기초를 형성하는 탑 베이스(top-base) 기초('팽이말뚝기초' 라고도 한다.)가 알려져 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 탑 베이스 기초를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하여, 종래 기술에 따른 탑 베이스 기초를 형성하는 방법을 살펴 보면, 보강하고자 하는 지반 상에 가로세로 등간격의 사각형 격자홀과 각각의 사각형 격자홀 내의 한쪽 모서리에 삼각형의 격자홀이 형성되도록 철근을 용접하여 위치고정틀(60)을 형성하고, 위치고정틀(60)의 각 삼각형의 격자홀을 통하여 팽이형 콘크리트 파일(10b)의 파일부(54)를 인입시키는 동시에 지면으로 압입하여 팽이형 콘크리트 파일(10b)을 가로세로 등각격으로 배열한다. 그리고, 팽이형 몸체부(52)의 상면으로 노출된 각각의 연결용고리(56)에 가로세로 방향으로 연결용철근(64)을 용접하여 팽이형 콘크리트 파일(10b) 전체가 서로 연결 고정되도록 한다. 그리고, 팽이형 콘크리트 파일(10b)의 팽이형 몸체부(52)의 저면과, 지면간의 사이 공간을 쇄석으로 채우면서 진동수단으로 다짐시키고, 각각의 팽이형 몸체(52)의 상면으로 올라와 있는 쇄석을 깨끗하게 제거하여 팽이형 콘크리트 파일을 이용한 지반기초공사를 완료한다.

지지력이 충분하지 않은 지반에 종래 기술에 따른 깊은 기초를 적용할 경우 하부지반까지 말뚝, 피어 등의 근입에 따른 시공상의 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 상술한 탑 베이스 기초의 경우 팽이형 콘크리트 블록의 설치, 연결용철근의 용접, 채움쇄석의 다짐 등의 필수 공정으로 인해 공정이 복잡하고 이에 따라 시공비용이 증가되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 10-0721209호(2007.05.23)

본 발명은 상부구조물을 지탱하기에 지지력이 충분하지 않은 지반에 말뚝 등의 깊은 기초를 형성하지 않고 지반을 보강하여 상부구조물을 지지할 수 있도록 하는 중공블록을 이용한 그물망 기초공법을 제공하는 것이다.

또한, 형상이 단순화된 중공블록을 사용하여 지반을 보강함으로써 지지력 증대와 침하량 감소를 유도할 수 있는 중공블록을 이용한 그물망 기초공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 보강하고자 하는 지반 상부를 정지(整地)하는 단계; 폐합된 측벽이 일면에서 타면으로 관통하는 중공부를 구획하는 중공블록의 상기 일면이 정지된 상기 지반 상부에 접하도록 복수의 상기 중공블록을 서로 인접하게 그물망 형태로 배치하는 단계; 및 상기 중공부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재로 충전하는 단계를 포함하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법이 제공된다.

상기 충전하는 단계 이후에, 상기 충전재로 충전된 상기 중공블록 상부에 굳지 않은 콘크리트를 타설하고 양생하여 콘크리트 기초를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 콘크리트 기초를 형성하는 단계 이전에, 상기 굳지 않은 콘크리트의 수분이 상기 중공블록의 중공부로 유입되는 것을 방지하도록 상기 중공블록 상부를 커버하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 정지하는 단계는, 상기 지반 상부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 기반재를 포설하고 다짐하여 상면을 평탄화하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 기반재는, 상기 중공블록의 횡단면의 외주에서 임의로 선택된 두 점을 잇는 선분의 길이 중 가장 큰 긴 것의 1/2보다 깊게 형성될 수 있다.

상기 중공블록은, 상기 측벽이 형성하는 단면의 형태가 원형일 수 있다.

상기 배치하는 단계에서, 복수의 상기 중공블록은, 서로 일정 간격 이격되어 그물망 형태로 배치될 수 있으며, 이 경우, 이격되는 거리는 상기 측벽의 두께 이하일 수 있다.

상기 배치하는 단계에서, 복수의 상기 중공블록은, 상기 측벽의 외주가 서로 접하도록 배치될 수 있다.

복수의 상기 중공블록은 일체로 형성되어 하나의 단위 블록세트로 구성될 수 있다.

상기 중공블록은, 상기 측벽이 형성하는 단면의 형태가 정육각형인 것을 포함하며, 복수의 상기 중공블록은, 상기 측벽을 공유하여 일체로 형성되어 벌집 모양의 하나의 단위 블록세트로 구성될 수 있다.

상기 중공블록의 횡단면의 중심을 통과하는 가상의 선분과 상기 횡단면의 외주의 교차점 간의 거리(D2)에 대한, 상기 중공블록의 횡단면의 중심을 통과하는 가상의 선분과 상기 횡단면의 내주의 교차점 간의 거리(D1)의 비는 0.32 내지 0.98일 수 있다.

또한, 상기 중공블록의 횡단면의 중심을 통과하는 선분과 상기 횡단면의 외주의 교차점 간의 거리(D2)에 대한, 상기 중공블록의 높이(H)의 비는 0.15 내지 1.1일 수 있다.

상기 충전재로 충전하는 단계 이후에, 상기 충전재로 충전된 상기 중공블록 상부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 기반재를 다시 포설하고 다짐하여 상면을 평탄화하는 단계; 다시 평탄화된 상기 기반재 상부에 상기 중공블록을 서로 인접하게 그물망 형태로 배치하는 단계; 및 상기 중공부 및 복수의 상기 중공블록이 형성하는 공간에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재로 충전하는 단계를 반복적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상부구조물을 지탱하기에 지지력이 충분하지 않은 지반에 말뚝 등의 깊은 기초를 형성하지 않고 지반을 보강하여 상부구조물을 지지할 수 있다.

또한, 지반을 보강하는데 형상이 단순화된 중공블록을 사용하여 지반을 보강함으로써 지지력 증대와 침하량 감소를 유도할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 탑 베이스 기초를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 순서도.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 흐름도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 사용되는 중공블록을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 중공블록에 대한 실험방법을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 중공블록에 대한 실험결과를 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 아칭 효과를 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 사용되는 중공블록의 변형례를 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 사용되는 중공블록의 또 다른 변형례를 도시한 도면.
도 14는 본 발명의 일 실시예 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 변형례를 설명하기 위한 도면.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 순서도이며, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 흐름도이다. 도 3 내지 도 7을 참조하면, 지반(12), 기반재(14), 중공블록(16), 측벽(18), 중공부(20), 충전재(22), 덮개(24), 콘크리트 기초(26)가 도시되어 있다.

본 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법은, 보강하고자 하는 지반(12) 상부를 정지(整地)하는 단계; 폐합된 측벽(18)이 일면에서 타면으로 관통하는 중공부(20)를 구획하는 중공블록(16)의 상기 일면이 정지된 상기 지반(12) 상부에 접하도록 복수의 상기 중공블록(16)을 서로 인접하게 그물망 형태로 배치하는 단계; 상기 중공부(20)에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재(22)로 충전하는 단계를 포함하여, 상부구조물을 지탱하기에 지지력이 충분하지 않은 지반(12)에 말뚝 등의 깊은 기초를 형성하지 않고 지반(12)을 보강하여 상부구조물을 지지하도록 할 수 있다.

본 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법을 설명하면, 먼저, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 보강하고자 하는 지반(12) 상부를 정지(整地)한다(S100). 상부구조물에 대한 침하와 지지력의 부족이 우려되는 지반(12)을 평탄하고 고르게 정리한다. 본 단계에서 지반(12) 상부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 기반재(14)를 포설하고 다짐하여 상면을 평탄화할 수 있다.

지반(12) 강도가 양호한 사질토 지반의 경우 원 지반(12) 상부에 대해서 정지 작업을 수행할 수 있고, 지반(12) 강도가 낮은 연약 지반(12)이나 점성토 지반(12)의 경우 지반(12) 상부를 평탄하고 고르게 정리한 후 정지된 지반(12) 상부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 기반재(14)를 포설하고 다짐하여 상면을 평탄화할 수 있다.

시공하고자 하는 상부구조물의 하중에 따라 원 지반(12)을 정지하거나, 정지된 지반(12) 상부에 기반재(14)를 포설하고 다짐하여 지반(12) 상부를 양호한 지반(12)으로 개량할 수 있다.

기반재(14)로는, 각종 입도의 입자들이 고르게 분포되어 있는 입도분포가 좋은 쇄석, 지반 강도가 양호하게 나오는 사질토, 또는 상기 쇄석과 상기 사질토가 섞인 것을 사용할 수 있다. 기반재(14)의 선정은 시공하고자 하는 상부구조물의 하중에 따라 결정될 수 있다.

상부구조물은 건축물, 교각, 암거, 하수관로, 지하주차장, 옹벽 등 본 실시예에 따라 보강된 기초 상부에 축조되거나 놓여지는 구조물을 의미한다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 폐합된 측벽(18)이 일면에서 타면으로 관통하는 중공부(20)를 구획하는 중공블록(16)의 일면이 정지된 지반(12) 상부에 접하도록 복수의 중공블록(16)을 서로 인접하게 그물망 형태로 배치한다(S200).

중공블록(16)은, 폐합된 측벽(18)이 상하방향으로 관통하는 중공부(20)를 구획하는 튜브형상의 블록으로서, 중공블록(16)의 일면이 정지된 지반(12) 상부에 접하도록 복수의 중공블록(16)이 서로 인접하게 그물망 형태로 배치된다. 복수의 중공블록(16)은 서로 일정 간격 이격되거나 또는 그 외주가 서로 접하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 측벽(18)이 형성하는 단면이 형태가 정육각형을 갖는 중공블록(16)을 사용하되, 정육각형의 중공블록(16)의 일 측벽(18)이 서로 접하도록 벌집 모양의 그물망 형태로 배치된 형태(도 9의 (a) 참조)를 제시한다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 중공부(20)에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재(22)로 충전한다(S300). 복수의 중공블록(16)이 정지된 지반(12) 상부에 서로 인접하거나 접하도록 그물망 형태로 배치되면 중공블록(16) 사이에 공간이 형성될 수 있는데, 이러한 경우, 중공부(20)와 함께 이러한 공간에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재(22)를 충전할 수 있다.

충전재(22)로서는 기반재(14)와 동일하게 각종 입도의 입자들이 고르게 분포되어 있는 입도분포가 좋은 쇄석, 지반(12) 강도가 양호하게 나오는 사질토, 또는 상기 쇄석과 상기 사질토가 섞인 것을 사용할 수 있다. 충전재(22)의 선정은 기반재(14) 선정과 마찬가지로 시공하고자 하는 상부구조물의 하중에 따라 결정될 수 있다. 충전과정에 충전재(22)가 중공부(20)와 복수의 중공블록(16)이 형성하는 공간에 잘 충전되도록 다짐을 가할 수 있다.

본 실시예에서는 정육각형의 복수의 중공블록(16)이 일 측벽(18)이 서로 접하도록 벌집 모양의 그물망 형태로 배치되므로 중공블록(16) 사이에는 공간이 형성되지 않아 중공블록(16)의 중공부(20)에만 충전재(22)가 충전된다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 충전재(22)로 충전된 중공블록(16) 상부에 굳지 않은 콘크리트를 타설하고 양생하여 콘크리트 기초(26)를 형성한다(S400). 상술한 단계를 거쳐 하부 기초가 형성되면 상부구조물의 형태에 따라 충전재(22)로 충전된 중공블록(16) 상부에 굳지 않은 콘크리트를 타설하고 양생하여 콘크리트 기초(26)를 형성하는 것이다. 예를 들면, 상부구조물이 건축물의 경우 콘크리트를 타설하고 양생하여 콘크리트 기초(26)를 형성하고 콘크리트 기초(26)에 건축물을 축조하게 된다.

상부구조물이 암거 또는 박스 구조의 경우에는 콘크리트 기초(26)를 형성하지 않고 충전재(22)로 충전된 중공블록(16) 상부에 상부구조물을 직접 거치하는 것도 가능하다.

굳지 않은 콘크리트를 타설하고 양생하여 콘크리트 기초(26)를 형성하는 과정에서 굳지 않은 콘크리트의 수분이 중공부(20)로 유입되어 충전재(22)와 기반재(14)의 물성을 변경시킬 수 있으므로 이를 방지하기 위해 중공블록(16)의 상부를 덮개(24) 등으로 커버할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 사용되는 중공블록을 도시한 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 중공블록에 대한 실험방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 중공블록에 대한 실험결과를 나타낸 그래프이다. 그리고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 아칭 효과를 설명하기 위한 도면이다. 도 8 내지 도 9, 도 11을 참조하면, 지반(12), 기반재(14), 중공블록(16), 측벽(18), 중공부(20), 충전재(22), 대조블록(28), 상재하중(30), 아칭 영역(32)이 도시되어 있다.

이하에서는 정지된 지반(12) 상부에 복수의 중공블록(16)을 인접하게 그물망 형태로 배치하고 중공블록(16)의 중공부(20)에 충전재(22)를 충전한 상태에서 중공블록(16) 상부에서 상재하중(30)을 재하할 때 중공블록(16)의 하단에서의 지반(12) 거동을 살펴 보고자 한다.

중공블록(16)의 중공부(20)의 형성에 따른 지지력의 증대와 침하량의 감소효과를 측정하기 위해, 중공블록(16)의 외곽이 형성하는 면적과 동일한 면적을 갖는 원형의 대조블록(28)을 제작하고 상재하중(30)을 단계적으로 재하하여 침하량을 측정하고 이를 비교하는 실험을 수행하였다.

즉, 토조 내에 각종 입도의 입자들이 고르게 분포되어 있는 입도분포가 좋은 쇄석으로 기반재(14)를 형성하고, 기반재(14) 위에 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 정육각형의 중공블록(16) 7개를 일 측벽(18)이 접하도록 벌집 모양의 그물망 형태로 배치하고, 중공블록(16)의 중공부(20)에 각종 입도의 입자들이 고르게 분포되어 있는 입도분포가 좋은 쇄석으로 충전하여 실험군 세트를 마련한 후, 중공블록(16)의 외곽이 형성하는 전 면적에 동일한 등분포의 상재하중(30)을 단계적으로 재하하여 침하량을 측정하였다. 그리고, 또 다른 토조 내에 실험군 세트와 동일하게 기반재(14)를 형성하고, 그 위에 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 7개의 중공블록(16)의 외곽이 형성하는 면적(도 9의 (a)의 굵은 선이 형성하는 면적과 동일한, 파선으로 도시한 영역)과 동일 면적을 갖는 원형의 대조블록(28)을 설치하여 대조군 세트를 마련한 후, 대조블록(28)의 전 면적에 동일한 등분포의 상재하중(30)을 단계적으로 재하하여 침하량을 측정하였다.

도 10은 중공블록(16) 및 대조블록(28)에 대해 동일한 상재하중을 단계적으로 재하하였을 때 그에 따른 침하량을 나타내고 있다. 즉, 마름모(◇)가 찍힌 중공블록 계열선은 중공블록(16)의 재하하중별 침하량을 나타내고 있고, 정사각형(□)이 찍힌 대조블록 계열선은 대조블록(28)의 재하하중별 침하량을 나타내고 있다.

도 10을 참조하면, 각 재하하중 단계에서 중공블록(16)에 대한 침하량이 대조블록(28)에 대한 침하량에 비해 대략 3배 이상 작다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 중공블록(16)에 대한 침하량이 대조블록(28)에 대한 침하량보다 작게 나타나기 때문에 전체적으로 중공블록(16)의 지지력이 증가한다고 판단할 수 있다. 본 그래프를 통해 침하량의 차이가 대략 3배 이상 나타남으로 인해 중공블록(16)의 지지력이 대조블록(28)의 지지력에 비해 3배 이상 증가함을 알 수 있다.

상기와 같이 중공블록(16)이 대조블록(28)에 비해 작은 침하량과 큰 지지력을 나타내는 결과는, 중공블록(16) 하부의 토사에서 아칭 현상이 발생하였기 때문으로 판단된다.

즉, 도 11은 도 9의 (a)의 A-A' 따른 단면도인데, 실험군 세트에 상재하중(30)이 재하되는 경우, 도 11에 도시된 바와 같이, 중공블록(16)의 서로 대향하는 측벽(18) 하단에는 아치 형태로 토압의 재분배가 일어나면서 아칭 영역(32)을 형성하게 되는데, 이는 아칭(arching) 현상에 기인한 것이다.

지반(12) 내에서 일부 지반(12)이 변형을 하게 되면 변형하려는 부분과 안정된 지반(12)의 접촉면 사이에 전단저항이 생기게 되는데 전단저항은 파괴하려는 부분의 변형을 억제하기 때문에 파괴되려는 부분이 토압이 감소하게 되고 이에 인접한 부분의 토압은 증가하게 된다. 이와 같이 파괴하려는 부분의 토압이 인접부의 흙으로 전달되는 압력의 전이현상을 아칭 현상이라고 한다.

아칭 현상은 실트나 점토질 보다 모래에서 더 크며 느슨한 모래보다 조밀한 모래에서 더욱 크게 나타난다. 예를 들면, 모래와 같이 점착성이 없는 흙에 조그마한 구멍을 뚫으면 아치 모양으로 된 상부가 안정을 유지하는 경우가 그것이다.

이와 같이 실험군 세트에 상재하중(30)이 재하되는 경우, 중공블록(16)의 일 측벽(18)과 이에 대향하는 타 측벽(18) 하단을 양 지점으로 하여 아치 형태로 토압의 재분배가 일어나면서 토압이 증가하게 되고 이에 따라 작은 지지력으로 상재하중(30)을 지지할 수 있는 것이다. 또한, 중공부(20)의 측벽(18)과 충진재 사이에는 마찰 저항이 발생하여 아칭 현상에 의한 토압의 증가와 함께 상재하중(30)이 지반(12)으로 전달되는 것을 감소시키게 된다.

한편, 아칭 현상에 의한 토압의 재분배는 중공블록(16) 하단의 토사의 탄성계수를 증가시키고, 이러한 탄성계수의 증가 및 지지력의 증가는 중공블록(16)의 침하를 억제하게 되는 것이다.

아칭 현상은 조밀한 모래와 쇄석에서 더욱 크게 나타나게 되므로 기반재(14)와 충전재(22)로서는 각종 입도의 입자들이 고르게 분포되어 있는 입도분포가 좋은 쇄석, 지반(12) 강도가 양호하게 나오는 사질토 또는 쇄석과 사질토가 섞인 것을 사용하는 것이 좋다.

본 실시예에서는 정육각형의 중공블록(16)의 일 측벽(18)이 서로 접하도록 중공블록(16)을 그물망 형태로 배치하게 되므로 서로 접한 두 개의 측벽(18)이 아치의 한 지점을 형성하게 된다.

한편, 복수의 중공블록(16)이 서로 일정 간격 이격되어 그물망 형태로 배치된 경우, 이격되는 거리는 측벽(18)의 두께 이하일 수 있다. 서로 인접하는 두 개의 측벽(18)의 간격이 측벽(18)의 두께 이하인 경우에는, 서로 인접하는 두 개의 측벽(18) 하단 영역과 두 개의 측벽(18) 하단 사이의 영역이 아치의 한 지점을 형성할 수 있기 때문이다.

도 8은 본 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 사용되는 중공블록(16)을 도시한 도면으로서, 도 8의 (a)는 중공블록(16)의 사시도이고, 도 8의 (b)는 중공블록(16)의 횡단면을 도시하고 있다. 폐합된 측벽(18)이 일면에서 타면으로 관통하는 중공부(20)를 구획하게 되며, 이러한 측벽(18)이 형성하는 단면의 형태가 정육각형인 중공블록(16)을 나타내고 있다.

중공블록(16)의 하단에서 발생하는 아칭 효과는 서로 대향하는 양 측벽(18) 간의 간격, 측벽(18)의 두께 및 중공블록(16)의 높이(H)에 영향을 받는다.

본 발명자의 연구에 따르면, 중공블록(16)의 횡단면의 중심(G)을 통과하는 가상의 선분(L)과 횡단면의 외주의 두 교차점 간의 거리(D2)에 대한, 중공블록(16)의 횡단면의 중심(G)을 통과하는 가상의 선분(L)과 횡단면의 내주의 두 교차점 간의 거리(D1)의 비가 0.32 내지 0.98인 경우, 아칭 효과에 따른 현저한 지지력 증가와 침하량 감소를 확인할 수 있었다.

그리고, 중공블록(16)의 횡단면의 중심(G)의 통과하는 선분(L)과 횡단면의 외주의 교차점 간의 거리(D2)에 대한, 중공블록(16)의 높이(H)의 비가 0.15 내지 1.1인 경우 아칭 효과에 따른 현저한 지지력 증가와 침하량 감소를 확인할 수 있었다.

중공블록(16)의 측벽(18)은 아치의 지점이 되기 때문에 중공블록(16)은 일정한 강성을 가져야 한다. 따라서, 중공블록(16)은 콘크리트, 강재, 고강도 플라스틱 등으로 제작될 수 있다.

본 실시예에서는 측벽(18)이 형성하는 단면이 형태가 정육각형인 중공블록(16)을 제시하고 있으나, 폐합된 측벽(18)이 일면에서 타면으로 관통하는 중공부(20)를 구획하여 아칭 효과를 발휘할 수 있는 다각형 또는 원형의 중공블록(16)도 가능하다. 즉, 폐합된 측벽(18)이 형성하는 단면의 형태가 삼각형, 사각형, 오각형, 원형, 타원형 등 다양한 형태의 중공블록(16)을 사용할 수 있다.

한편, 지반(12) 상부에 기반재(14)를 형성하는 경우, 중공블록(16)의 일 측벽(18)과 이에 대향하는 타 측벽(18)을 지점으로 반원의 아치가 형성될 수 있도록 기반재(14)의 두께는 중공블록(16)의 횡단면의 외주에서 임의로 선택된 두 점을 잇는 선분의 길이 중 가장 큰 긴 것의 1/2보다 깊게 형성되도록 한다. 예를 들면, 본 실시예와 같이 정육각형의 중공블록(16)의 경우 서로 마주하는 두 꼭지점 간의 거리의 1/2보다 기반재(14)의 두께를 깊게 하고, 원형의 중공블록(16)의 경우에는 원형의 중공블록(16)의 외경의 1/2보다 기반재(14)의 두께를 깊게 한다. 또한, 다각형의 중공블록(16)의 경우에는 다각형의 중공블록(16)의 외주에서 가장 긴 변의 1/2보다 깊게 기반재(14)를 형성한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 사용되는 중공블록의 변형례를 도시한 도면이며, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법에 사용되는 중공블록의 또 다른 변형례를 도시한 도면이다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 중공블록(16), 측벽(18), 중공부(20)가 도시되어 있다.

도 12는 측벽(18)이 형성하는 단면의 형태가 원형인 중공블록(16)을 도시하고 있는데, 중공블록(16)의 형상비를 원형의 중공블록(16)의 외경(D2)에 대한 내경(D1) 및 높이(H)의 비로 나타낼 수 있고, 외경(D2)에 대한 내경(D1)의 비가 0.32 내지 0.98이고, 외경(D2)에 대한 높이(H)의 비가 0.15 내지 1.1인 경우 아칭 효과에 따른 현저한 지지력 증가와 침하량 감소를 확인할 수 있다.

중공블록(16)의 제작과 시공의 편의 등을 위하여 복수의 중공블록(16)을 일체로 형성하여 하나의 단위 블록세트로 구성하는 것도 가능하다.

도 13의 (a)는 정육각형의 중공블록(16) 여러 개를 일체로 제작하여 단위 블록세트로 구성한 것으로, 서로 접하는 중공블록(16)은 하나의 측벽(18)을 공유하게 되며 벌집 모양의 하나의 단위 블록세트를 구성하게 된다. 이러한 단위 블록세트를 서로 접하게 배치하여 시공의 편의를 제공할 수 있다.

도 13의 (b)는 원형의 중공블록(16) 여러 개를 일체로 제작하여 단위 블록세트를 구성하는 것으로, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이 인접한 중공블록(16)이 형성하는 공간(S)을 비워둘 수 있다. 이 경우 충전재(22)는 중공부(20)와 인접한 중공블록(16)이 형성하는 공간(S)에 충전된다. 한편, 인접한 중공블록(16)이 형성하는 공간을 메워서 단위 블록세트를 구성하는 것도 가능하다.

도 14는 본 발명의 일 실시예 따른 중공블록을 이용한 그물망 기초공법의 변형례를 설명하기 위한 도면이다. 도 14를 참조하면, 지반(12), 기반재(14), 중공블록(16), 측벽(18), 중공부(20), 충전재(22)가 도시되어 있다.

본 변형례는 상부구조물에 의한 하중이 크거나 지반(12)이 매우 연약한 경우, 상기 일 실시예에 따른 하부기초를 다층으로 구성하는 것이다.

즉, 상기의 일 실시예의 충전재(22)로 충전하는 단계 이후에, 충전재(22)로 충전된 중공블록(16) 상부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 기반재(14)를 다시 포설하고 다짐하여 상면을 평탄화한다. 그리고, 다시 평탄화된 기반재(14) 상부에 중공블록(16)을 서로 인접하게 그물망 형태로 배치하고, 중공부(20) 및 복수의 중공블록(16)이 형성하는 공간에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재(22)로 충전하는 단계를 반복적으로 수행하여 상기 일 실시예에 따른 하부기초를 다층으로 구성할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 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.

전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.

12 : 지반 14 : 기반재
16 : 중공블록 18 : 측벽
20 : 중공부 22 : 충전재
24 : 덮개 26 : 콘크리트 기초
28 : 대조블록 30 : 상재하중
32 : 아칭 영역

Claims (13)

1. 보강하고자 하는 지반 상부를 정지(整地)하는 단계;
   폐합된 측벽이 일면에서 타면으로 관통하는 중공부를 구획하는 중공블록의 상기 일면이 정지된 상기 지반 상부에 접하도록 복수의 상기 중공블록을 서로 인접하게 그물망 형태로 배치하는 단계; 및
   상기 중공부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재로 충전하는 단계를 포함하며,
   상기 중공블록의 횡단면의 중심을 통과하는 가상의 선분과 상기 횡단면의 외주의 교차점 간의 거리(D2)에 대한, 상기 중공블록의 횡단면의 중심을 통과하는 가상의 선분과 상기 횡단면의 내주의 교차점 간의 거리(D1)의 비는 0.32 내지 0.98인 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 충전하는 단계 이후에,
   상기 충전재로 충전된 상기 중공블록 상부에 굳지 않은 콘크리트를 타설하고 양생하여 콘크리트 기초를 형성하는 단계를 더 포함하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 콘크리트 기초를 형성하는 단계 이전에,
   상기 굳지 않은 콘크리트의 수분이 상기 중공블록의 중공부로 유입되는 것을 방지하도록 상기 중공블록 상부를 커버하는 단계를 더 포함하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 정지하는 단계는,
   상기 지반 상부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 기반재를 포설하고 다짐하여 상면을 평탄화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 기반재는,
   상기 중공블록의 횡단면의 외주에서 임의로 선택된 두 점을 잇는 선분의 길이 중 가장 큰 긴 것의 1/2보다 깊게 형성되는 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 중공블록은,
   상기 측벽이 형성하는 단면의 형태가 원형인 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 배치하는 단계에서,
   복수의 상기 중공블록은,
   서로 일정 간격 이격되어 그물망 형태로 배치되며, 이격되는 거리는 상기 측벽의 두께 이하인 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 배치하는 단계에서,
   복수의 상기 중공블록은,
   상기 측벽의 외주가 서로 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
9. 제8항에 있어서,
   복수의 상기 중공블록은 일체로 형성되어 하나의 단위 블록세트로 구성되는 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
   
10. 제8항에 있어서,
    상기 중공블록은,
    상기 측벽이 형성하는 단면의 형태가 정육각형인 것을 포함하며,
    복수의 상기 중공블록은,
    상기 측벽을 공유하여 일체로 형성되어 벌집 모양의 하나의 단위 블록세트로 구성되는 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
    
11. 삭제
12. 제1항에 있어서,
    상기 중공블록의 횡단면의 중심을 통과하는 선분과 상기 횡단면의 외주의 교차점 간의 거리(D2)에 대한, 상기 중공블록의 높이(H)의 비는 0.15 내지 1.1인 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
    
13. 제1항에 있어서,
    상기 충전재로 충전하는 단계 이후에,
    상기 충전재로 충전된 상기 중공블록 상부에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 기반재를 다시 포설하고 다짐하여 상면을 평탄화하는 단계;
    다시 평탄화된 상기 기반재 상부에 상기 중공블록을 서로 인접하게 그물망 형태로 배치하는 단계; 및
    상기 중공부 및 복수의 상기 중공블록이 형성하는 공간에 쇄석 및 사질토 중 하나 이상을 포함하는 충전재로 충전하는 단계를 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는, 중공블록을 이용한 그물망 기초공법.
    

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