KR101197124B1 - 친환경 복합 사면 안정화공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 복합 사면 안정화공법에 관한 것으로, 그 목적은 섬유거푸집내로 친환경성을 구비하는 고유동성 중량몰탈을 주입 충전하여, 섬유거푸집내 빈공간없이 몰탈이 충전되어 파괴면을 구비한 급경사면 또는 파괴면을 구비하지 않은 사면을 안정화시킬 수 있는 친환경 복합 사면 안정화공법.을 제공하는 것이다.
본 발명은 경사면의 붕괴된 파괴면을 계단식으로 면정리하는 정리단계; 면정리된 파괴면을 천공하여 다수의 천공홀을 형성하고, 천공홀내로 보강재를 삽입설치한 후, 천공홀내로 고유동성 중량몰탈을 충전하는 보강재 설치단계; 파괴면을 경량몰탈에 의해 보강하는 보강단계; 파괴면을 포함한 경사면 전체에 섬유거푸집을 포설하는 포설단계; 섬유거푸집내로 고유동성 중량몰탈을 주입충전하는 충전단계; 고유동성 중량몰탈이 주입충전된 섬유거푸집과 보강재를 연결설치하는 연결단계;를 포함하도록 되어 있다.

Description

친환경 복합 사면 안정화공법{Method of construction for stability}

본 발명은 친환경 복합 사면 안정화공법에 관한 것으로, 사면을 보호 및 보강하기 위하여 설치되는 섬유거푸집 내로, 특정화된 고유동성 중량몰탈을 주입충전하여, 사면을 안정화시킬 수 있는 친환경 복합 사면 안정화공법에 관한 것이다.

일반적으로 각종 도로 또는 철도, 제방, 댐 또는 호수, 저수지, 터널 입구 및 출구, 기타 도시 인근 아파트 단지 등을 시공하는 지역에는 절토 사면이나 성토 사면이 존재하는데, 이러한 지역의 절토 및 성토 사면의 활동(滑動)과 침식(浸蝕)을 방지함과 동시에 자연환경과 조화되는 환경친화적인 사면보강공법이 요구되어 왔다.

종래의 사면보강공법은 바람이나 비에 의해 하천이나 도로가 유실되는 것을 방지하기 위해 법면을 형성한 다음 부피가 큰 돌을 알맞은 크기로 절단하거나 가공하여 석축을 쌓는다. 혹은 다양한 형태의 콘크리트 블록 등을 쌓아서 우천시 상기 법면의 토사가 무너지거나 쓸려나가는 것을 방지하고 있다.

그러나 상기와 같이 석축을 쌓기 위해서는 그 작업시간이 장시간 소요됨은 물론 무거운 돌을 절단하거나 가공해야 하며 재료를 확보하기 위해서는 석산을 개발해야 하는 등, 또 다른 자연훼손과 비산먼지 등의 환경피해를 유발할 수 있으며, 안전사고에 위험이 있고, 상기 석축의 보수 및 유지관리에 비용이 많이 소요된다.

또한, 콘크리트 블록에 의해 사면을 보강하는 공법은 콘크리트 블록을 제작하고, 상기 콘크리트 블록을 다시 사면까지 이동시켜 설치하여야 하는 번잡함이 있으며, 콘크리트 블록 등을 쌓기 위한 작업시간이 장시간 소요됨은 물론, 블록의 맞물림이 정확해야 하나 시간이 지남에 따라 맞물림이 저하되어 이음 구조가 일체화되지 않는 현상이 발생되며, 이로 인하여, 호우에 쉽게 쓸려 내려가 산사태가 빈번하게 발생하여 인명 사고와 같은 재해를 일으키는 문제점이 발생되었다.

또한, 사면보강공법으로 그동안 사용되어 왔던 쏘일네일(Soil Nail)은 사면의 전면에 숏크리트(Shotcrete)로 처리하는 공법에 사용되는 것으로서, 쏘일네일(Soil Nail) 사용은 미관이 매우 불량하고 배후면의 용수처리가 어려울 뿐만 아니라, 와이어 메시(Wire Mesh)가 부식되고 숏크리트면의 크랙 등으로 인해 매우 부실한 시공면이 형성됨으로써 안전사고의 위험이 상존한다.

또 다른 사면보강공법으로는 철근콘크리트 옹벽이 많이 이용되어 왔는데, 철근콘크리트 구조물의 성형 및 양생에 막대한 비용과 시간이 소모될 뿐만 아니라 굴토작업과 성토작업에 막대한 공사비가 소요되는 단점이 있어, 앵커 볼트가 일체로 된 구조물을 조적하면서 앵커볼트 부위에 흙을 매립하여 옹벽을 축조하는 기술이 시행되고 있다. 하지만, 이러한 보강방법도 굴토 및 성토작업에 많은 비용이 소모되고, 또한 전체적으로 구조물이 커지게 되는 단점이 있다.

한편, 상기 사면에 대한 보호공법 중 섬유 거푸집을 이용하여 사면을 보호하는 경우에는 육상은 물론 수중에서도 시공이 간편하고, 구조가 복잡한 사면에서도 손쉬운 시공을 할 수 있으며, 공사기간 및 비용의 절감, 콘크리트의 빠른 경화 및 증가효과와 외관이 매우 단정한 등 나름대로 많은 장점을 갖는 것으로 평가되고 있지만, 섬유거푸집내로 시멘트 몰탈의 주입충전시, 섬유거푸집내에 미처 시멘트 몰탈이 주입되지 못한 빈공간이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 빈공간발생을 제거하고자, 압력을 높여 섬유거푸집내에 시멘트 몰탈을 충전하게 될 경우, 섬유거푸집으로부터 시멘트 몰탈이 새어나와 섬유거푸집의 강도상에 문제가 발생될 뿐 아니라, 주위 환경을 오염시키는 등 여러가지 문제점이 있었다.

특허등록공보 등록번호 10-0839233 (2008.06.11) 특허등록공보 등록번호 10-0632494 (2006.09.28)

본 발명의 목적은 섬유거푸집내로 친환경성을 구비하는 고유동성 중량몰탈을 주입 충전하여, 섬유거푸집내 빈공간없이 고유동성 중량몰탈이 충전되어 파괴면을 구비한 급경사면 또는 파괴면을 구비하지 않은 사면을 빠르게 안정화시킬 수 있는 친환경 복합 사면 안정화공법을 제공하는 것이다.

본 발명은 경사면의 붕괴된 파괴면을 계단식으로 면정리하는 정리단계; 면정리된 파괴면을 천공하여 다수의 천공홀을 형성하고, 천공홀내로 보강재를 삽입설치한 후, 천공홀내로 고유동성 중량몰탈을 충전하는 보강재 설치단계; 파괴면을 경량몰탈에 의해 보강하는 보강단계; 파괴면을 포함한 경사면 전체에 섬유거푸집을 포설하는 포설단계; 섬유거푸집내로 고유동성 중량몰탈을 주입충전하는 충전단계; 고유동성 중량몰탈이 주입충전된 섬유거푸집과 보강재를 연결설치하는 연결단계;를 포함하도록 되어 있다.

상기 고유동성 중량몰탈은 조강형 시멘트 25～40중량%, 고로수쇄 슬래그 3～10중량%, 메탈계 팽창제 0.001～0.005중량%, 풍쇄 슬래그 골재(잔골재 조립율 2.8～3.0) 50～70중량%, 폴리프로필렌 파이버 0.1～0.5중량%, 크세로겔 0.1～0.3중량%, 유동화제 0.1～1중량%를 포함하는 혼합물과 물이 10 : 1～1.5 중량비로 혼합되도록 되어 있다.

상기 경량몰탈은 칼슘 페로 알루미네이트 20～40중량%, 고로 수쇄 슬래그 분말 5～10중량%, 특수보강섬유(폴리프로필렌계 섬유) 0.1～1중량%, 건조 체마사 50～70중량%, 소석회 1～5중량%, 크세로겔 0.1～0.3중량%, 황토분말 1～10중량%를 포함하는 혼합물과 물이 10 : 2～3 중량비로 혼합되도록 되어 있다.

본 발명은 경사면에 포설되는 섬유거푸집내로 고유동성, 친환경성, 무수축 및 팽창성을 구비하고 흐름성이 높은 중량몰탈을 주입충전하도록 되어 있어, 섬유거푸집내로 빈공간이 생기는 것을 억제 또는 최소화하여 빠른시간내에 채움충전이 가능하다.

또한, 섬유거푸집내로 주입충전되는 고유동성 중량몰탈은 일반 콘크리트나 모르타르 보다 빠른 경화성을 구비하고 있어, 사면 안정화 시간을 줄일 수 있으며, 비중 2.5 이상의 높은 비중을 구비하고 있어, 종래 콘크리트 또는 모르타르보다 적은 량을 주입충전하여도 동등 또는 그 이상의 효과를 구비할 수 있다.

또한, 고유동성 중량몰탈이 풍쇄 슬래그 골재를 포함하고 있어, 혼합수량의 감소가 가능하고, 이를 통해 밀도를 증진시킬 수 있어, 강도가 증진되는 효과가 있다. 즉, 본 발명의 고유동성 중량몰탈은 조강형 시멘트, 고로수쇄 슬래그, 메탈계 팽창제, 풍쇄 슬래그 골재, 폴리프로필렌 파이버, 크세로겔 및, 유동화제를 포함하는 혼합물과 물이 10 : 1～1.5 중량비로 혼합되도록 되어 있어, 종래의 혼합물과 물의 중량비 10 : 1.8～2.2 와 비교할 경우, 혼합수량이 현저히 감소되어, 중량성 및 밀도를 증진시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 보강재가 설치되는 천공홀내로 고유동성 중량몰탈이 주입충전되도록 되어 있어, 천공홀내로 빈공간의 발생없이 고유동성 중량몰탈이 조밀하게 충전되고, 이를 통해 빠른시간내에 보강재를 견고하게 고정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 경사면의 붕괴된 부분인 파괴면에 친환경성을 구비하는 경량몰탈이 뿜칠시공등에 의해 충전되도록 되어 있어, 파괴면에 대한 공학적인 토질정수를 산정할 수 있으며, 이를 통해 합리적인 구조설계가 가능하다.

또한, 본 발명은 섬유거푸집내로 충전되는 고유동성 중량몰탈 및 합리적 구조설계를 통해, 급경사에 적용되는 계단식 옹벽을 대신하여 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 파괴면을 구비한 급경사 이외에도 완만한 경사면 및 파괴면이 없는 경사면 및 호안 경사면 등에도 변형하여 적용이 가능하다.

또한, 본 발명은 섬유거푸집의 테두리에 연결지퍼가 설치되어 있어, 경사면에 포설되는 다수개의 섬유거푸집이 연결지퍼에 의해 상하좌우 연결되므로, 현장에서의 섬유거푸집 포설작업이 용이하고, 이를 통해 작업시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 발명은 경량몰탈이 일반시멘트 몰탈이나 모르타르에 비해, 비중이 작아 뿜칠이 용이하고, 무수축, 팽창성을 구비하고 있어, 소량으로도 빈공간 즉, 파괴면을 효과적으로 채움할 수 있다.

또한, 경량몰탈이 일반시멘트 몰탈이나 모르타르에 비해, 빠른 경화성 및 높은 부착강도를 구비하고 있어, 사면 안정화 시간을 줄일 수 있으며, 오염물질의 용출현상이 없는 친환경성을 구비하고 있어, 식생을 저해하지 않는 효과가 있다.

또한, 경량몰탈은 특수섬유를 포함하고 있어, 휨강도와 내충격성이 높고, 동결융해 저항성이 높아 우수한 내구성을 구비하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 경량몰탈은 물의 배합비율이 높도록 되어 있어, 양생시 증발되는 물의 양이 많으며, 이를 통해 양생되는 경량몰탈은 더욱 경량성을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명은 섬유거푸집 위에 식생매트가 더 설치되도록 되어 있어, 급경사면에 대하여 식생효율을 향상시킬 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 전체 구성을 보인 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 또다른 구성을 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 보강재(네일 또는 록볼트)의 구성을 보인 예시도
도 4 는 본 발명에 따른 보강재(앵커)의 구성을 보인 예시도
도 5 는 본 발명에 따른 섬유거푸집(팔각형상)의 구성을 보인 예시도
도 6 은 도 5 에 따른 섬유거푸집의 연결지퍼설치상태를 보인 예시도
도 7 은 본 발명에 따른 고유동성 중량몰탈의 충전과정을 보인 예시도
도 8 은 본 발명에 따른 섬유거푸집(사각형상) 구성을 보인 예시도
도 9 는 본 발명에 따른 또다른 섬유거푸집의 구성을 보인 예시도
도 10은 본 발명에 따른 파괴된 사면 안정화공법을 보인 블록예시도
도 11은 본 발명에 따른 또다른 사면 안정화공법을 보인 블록예시도

도 1 은 본 발명에 따른 전체 구성을 보인 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 또다른 구성을 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 보강재(네일 또는 록볼트)의 구성을 보인 예시도를, 도 4 는 본 발명에 따른 보강재(앵커)의 구성을 보인 예시도를, 도 5 는 본 발명에 따른 섬유거푸집(팔각형상)의 구성을 보인 예시도를, 도 6 은 도 5 에 따른 섬유거푸집의 연결지퍼설치상태를 보인 예시도를, 도 7 은 본 발명에 따른 고유동성 중량몰탈의 충전과정을 보인 예시도를, 도 8 은 본 발명에 따른 섬유거푸집(사각형상) 구성을 보인 예시도를, 도 9 는 본 발명에 따른 또다른 섬유거푸집의 구성을 보인 예시도를, 도 10 은 본 발명에 따른 파괴된 사면 안정화공법을 보인 블록예시도를, 도 11 은 본 발명에 따른 또다른 사면 안정화공법을 보인 블록예시도를 도시한 것으로,

본 발명은 경사면의 붕괴된 파괴면을 계단식으로 면정리하는 정리단계; 면정리된 파괴면에 다수의 천공홀을 형성하고, 천공홀내로 보강재를 삽입설치한 후, 천공홀내로 고유동성 중량몰탈을 충전하는 보강재 설치단계; 파괴면을 경량몰탈에 의해 보강하는 보강단계; 파괴면을 포함한 경사면 전체에 섬유거푸집을 포설하는 포설단계; 섬유거푸집내로 고유동성 중량몰탈을 주입충전하는 충전단계; 고유동성 중량몰탈이 주입충전된 섬유거푸집과 보강재를 연결설치하는 연결단계;를 포함하도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 연결단계 후, 고유동성 중량몰탈이 주입충전된 섬유거푸집 위로 식생매트 또는 망사체를 설치하는 매트설치단계; 식생매트 또는 망사체를 포함하도록 식생토를 채움하는 채움단계;를 더 포함한다.

상기 정리단계는 경사면의 붕괴된 파괴면(10)을 계단식으로 면정리하여, 토사의 유실 및 경사면의 또다른 붕괴를 차단하고, 수평배수공(20)을 설치한다. 이때, 상기 수평배수공(20)은 경사면(30)내로 설치된 수평배수공의 일측단(21)이 경사면 외측으로 노출된 수평배수공의 타측단(22)보다 높도록 상향 5～10°정도로 설치된다. 이때, 상기 경사면은 경사면 또는 호안경사면을 모두 포함한다.

상기 보강재 설치단계는 네일 또는 록볼트 또는 앵커 등의 보강재(40)를 설치하는 것으로, 경사면(30)에 수직되도록 다수개의 천공홀(31)을 형성하고, 상기 천공홀(31)내로 보강재(40)를 삽입설치 한 후, 고유동성 중량몰탈(50)을 천공홀(31)내로 가압주입하여 보강재(40)를 고정설치한다.

즉, 상기 보강재 설치단계는 네일 또는 록볼트(41)를 설치할 경우, 도 3 의 (a)에 도시된 바와 같이, 천공홀(31)을 형성하고, 상기 천공홀(31)의 입구에 천공홀을 폐쇄하는 패커(42)를 설치하며, 상기 패커(42)를 관통하여 천공홀(31)내에 위치하도록 네일 또는 록볼트(41)를 설치한 후, 천공홀(31)내에 고유동성 중량몰탈(50)을 가압주입하여 양생하도록 되어 있다. 이때, 상기 네일 또는 록볼트(41)는 천공홀(31)내에서 간격재(43)에 의해 위치가 지지되고, 상기 천공홀(31)내에는 패커(42)를 관통하여 고유동성 중량몰탈(50)의 주입을 위한 주입호스(44)가 설치되며, 패커(42)에는 천공홀(31)내 에어의 배출을 위한 배출호스(44a)가 설치되어 있다.

또한, 상기 보강재 설치단계는 보강재로 앵커(45)를 설치할 경우, 도 4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 천공홀(31)을 형성하고, 상기 천공홀(31)내로 앵커(45)를 삽입하며, 주름관(46)내에 위치하는 제1주입호스(47)를 통해 고유동성 중량몰탈(50)을 가압주입하여 천공홀(31)내에 고유동성 중량몰탈(50)을 충전하고, 주름관(46)과 연결되어 천공홀(31)내에 위치하는 패커(48a)내로 제2주입호스(49)에 의해 고유동성 중량몰탈(50)을 주입하여 패커(48)가 천공홀(31)내에 밀착되도록 한 후, 제1주입호스(47)를 통해 주름관(46)내로 고유동성 중량몰탈(50)을 가압주입하여 패커 하부에 위치하는 공간(앵커의 정착장,45a)내에 고유동성 중량몰탈(50)을 재충전하여 양생하도록 되어 있다. 이와 같이 고유동성 중량몰탈(50)을 재충전하여 양생할 경우, 주름관(46) 및 강연선(48)을 지지하는 스토퍼(46a)가 위치하는 앵커의 정착장(45a)에 고유동성 중량몰탈(50)이 더욱 충실하게 충전되어 앵커의 지지력을 향상시키게 된다.

이때, 상기 앵커(45)는 주름관(46) 일측에 설치된 스토퍼(46a)에 복수의 강연선(48)이 고정되어 있으며, 상기 강연선(48)은 패커(48a)를 관통하여 천공홀(31) 외측으로 연결설치되고, 상기 강연선(48)은 천공홀(31)내에서 간격재(43a)에 의해 지지되도록 되어 있다.

또한, 상기 주름관(46)의 끝단 즉, 스토퍼(46a)에 근접하는 일측단에는 고유동성 중량몰탈(50)의 이동을 위한 다수개의 구멍(461)이 형성되어 있다. 또한, 사이 주름관(46)은 싱크대의 배수관과 같이 주름을 잡아 만든 공지형상의 주름관으로, 이와 같은 주름관은 널리 사용되고 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하다.

상기 고유동성 중량몰탈(50)은 조강형 시멘트 25～40중량%, 고로수쇄 슬래그 3～10중량%, 메탈계 팽창제 0.001～0.005중량%, 풍쇄 슬래그 골재(잔골재 조립율 2.8～3.0) 50～70중량%, 폴리프로필렌 파이버 0.1～0.5중량%, 크세로겔 0.1～0.3중량%, 유동화제 0.1～1중량%를 포함하는 혼합물과 물이 10 : 1～1.5 중량비로 혼합되도록 되어 있다.

상기 조강형 시멘트는 저온에서도 양생이 용이한 고강도 시멘트로, 분말도가 높아 재료분리 저항성이 크며, 25중량% 미만으로 배합할 시 강도가 저하된다.

상기 고로수쇄 슬래그는 잠재수경성 재료로 중금속 고정, 안정화에 기여하며 강도 증진효과가 있고 점성이 높아 재료분리에 대한 저항성을 구비하며, 3중량% 미만으로 배합될 시, 강도저하 재료분리 현상이 발생되고, 10중량%를 초과하여 과다 배합될 시에는 흐름성 저항이 발생된다.

상기 메탈계 팽창제는 발열반응을 통해 시멘트의 양생을 돕고 팽창성으로 매트 구석 구석까지 밀실하게 채워주는 기능을 구비하며, 0.001중량% 미만으로 배합시에는 수축으로 인해 섬유거푸집내에 빈공간이 생길수 있으며, 0.005중량%를 초과하여 과대 배합될 시에는 팽창으로 섬유거푸집의 파괴현상이 발생될 수 있다.

상기 풍쇄 슬래그 골재는 잔골재 조립율 2.8～3.0 을 구비하고, 비중이 최소 3.0 최대 5.4 까지로 높아 중량 몰탈을 조성할 수 있을 뿐 아니라, 주입성을 좋게하는 기능을 구비한다. 또한, 상기 풍쇄 슬래그 골재는 70중량%를 초과하여 배합될 시에는 재료 분리 현상이 있을 수 있고, 50중량% 미만으로 배합될 시에는 주입성능이 떨어지고 모르타르의 비중이 작아지게 된다.

상기 폴리 프로필렌 파이버는 휨강도 증진 및 몰탈의 크랙을 방지하고 재료분리를 방지하기 위한 것으로, 0.1중량% 미만으로 배합될 시에는 휨강도가 약해지고, 0.5중량%를 초과하여 배합될 시에는 흐름성 저하가 발생된다.

상기 크세로겔은 산성 백토 계열의 겔화제로써 응집성이 크고 재료분리를 효과적으로 막아주며, 0.1중량% 미만으로 배합될 시에는 재료분리현상이 발생되고, 1중량%를 초과하여 배합될 시에는 흐름성 저하가 발생된다.

상기 유동화제는 폴리카르복실계 유동화제로 분말화 되어 배합이 편리하고 관리가 용이하며 흐름성을 유지시켜준다.

상기와 같이 이루어진 고유동성 중량몰탈은 아래의 [표1]의 물리적 특성을 구비한다.

[표1]

위의 [표1]에서와 같이, 본 발명에 따른 고유동성 중량몰탈은 일반시멘트 그라우트 몰탈에 비해, 경화시간이 빠르고, 흐름성, 압축강도 및 휨강도가 우수하며, 소정의 팽창성을 구비하고 있어, 섬유거푸집내로 주입충전시, 주입성이 좋고 빠른 경화성으로 사면 안정화시간을 단축시킬 수 있다.

상기 보강단계는 경사면의 파괴면(10)에 철근 배근하는 단계, 상기 파괴면(10)에 거푸집을 설치하는 단계, 상기 거푸집이 설치된 파괴면(10)에 친환경 경량몰탈(60)을 주입하여 충전하는 단계; 거푸집을 제거하는 단계를 포함하도록 되어 있다.

상기 친환경 경량몰탈(60)은 칼슘 페로 알루미네이트 20～40중량%, 고로 수쇄 슬래그 분말 5～10중량%, 특수 보강섬유 0.1～1중량%, 건조 체마사 50～70중량%, 소석회 1～5중량%, 크세로겔 0.1～0.3중량%, 황토분말 1～10중량%를 포함하는 혼합물과 물이 10 : 2～3 중량비로 혼합되도록 되어 있다.

상기 칼슘 페로 알루미네이트는 조강형으로 저온에서도 양생이 용이하며, 분말도가 높아 재료분리 저항성이 크고, 2차 용출이 없는 친환경적인 저알카리, 저온 생산의 시멘트이다. 상기 칼슘 페로 알루미네이트는 20중량% 미만으로 배합될 시 강도저하된다.

상기 고로수쇄 슬래그분말은 잠재수경성을 구비하며, 중금속 고정, 안정화에 기여하며 강도 증진효과가 있고 점성이 높아 재료분리 저항성이 크다. 또한, 5중량% 미만으로 배합될 시 강도저하 재료분리 현상이 발생되고, 10중량%를 초과하여 과다 배합될 시 흐름성 저항이 발생된다.

상기 특수보강섬유는 폴리프로필렌계 섬유이며, 30～50㎜의 관형태(빨대형상) 파이버로, 첨가에 의해 공동을 형성하여 경량화하는데 기여하며 몰탈의 휨강도를 증진한다. 이와같은 특수보강섬유는 0.1중량% 미만으로 배합 시 경량화에 영향을 줄 수 있으며, 1중량%를 초과하여 과대 배합할 시 뿜칠 작업성이 저하되며 압축강도 저하로 내구성이 나빠지게 된다.

상기 건조 체마사는 자연상태의 마사토를 건조 체가름하여 식생에 영향을 주지 않도록 한 것으로, 잔골재 조립율 3.1～3.8을 구비하며, 비중이 최소 2.0 최대 2.4 으로 이루어져 있어 경량 몰탈을 형성하게 된다. 상기 건조 체마사는 70중량%를 초과하여 과다 배합될 시에는 시공성이 저하되고, 50중량% 미만으로 배합될 시에는 양생된 친환경 경량몰탈이 높은 강도를 구비하게 되므로, 식생이 어렵게 된다.

상기 소석회는 #200 이상 통과분(입경 0.074㎜ 이하)을 사용하며, 고로 수쇄 슬래그의 잠재수경성을 촉진하여 강도 발현에 기여할 뿐 아니라, 토양의 석회 비료 역할을 하여 산성화된 토양을 중성화함으로써, 식생에 도움을 주는 기능을 구비한다. 또한, 상기 소석회는 1중량% 미만으로 배합될 시에는 휨강도가 약해지고, 5중량%를 초과하여 과다 배합시에는 흐름성 저하가 발생된다.

상기 크세로겔은 산성 백토 계열의 겔화제로써 응집성이 크고 재료분리를 효과적으로 막아주며, 0.1중량% 미만으로 배합될 시에는 재료분리현상이 발생되고, 0.3중량%를 초과하여 과다 배합될 시에는 흐름성이 저하된다.

상기 황토분말은 황토를 건조 분쇄한 #325 이상 통과분(입경 0.043㎜ 이하)으로, 원적외선을 방출하여 식생에 도움을 주고 유지시켜준다.

상기 친환경 경량몰탈은 아래의 [표2]의 물리적 특성을 구비한다.

[표2]

위의 [표2]에서와 같이, 친환경 경량몰탈은 일반시멘트 몰탈에 비해, 경화시간이 빠르고, 건조후 비중이 작으며, 압축강도 및 휨강도가 우수한 특성을 구비하고 있다.

상기 경량몰탈(60)은 안정화되지 않은 사면의 표층에 시공되는 것임을 고려한 것으로, 몰탈이 경량성을 구비하도록하여, 타설시 중력에 의한 슬라이딩의 위험성성을 미연에 방지한 것이다.

즉, 상기 경량몰탈(60)은 일반 콘크리트나 모르타르보다 비중이 작아 뿜칠이 용이하고 무수축, 팽창성으로 소량의 몰탈로 빈공간을 효과적으로 채워주고, 일반 콘크리트나 모르타르보다 빠른 경화성으로 사면 안정화 시간을 줄인다.

또한, 상기 경량몰탈(60)은 일반 콘크리트나 모르타르보다 부착강도가 높고, 친환경성으로 시멘트의 2차 용출이 없어 식생에 영향을 주지 않으며, 특수 섬유가 첨가되어 휨강도와 내충격성이 높고, 동결융해 저항성이 높아 내구성이 뛰어난 특성을 구비하여, 본 발명의 보강단계시, 파괴면(10)에 주입되어 사면을 빠르게 안정화시키는 효과가 있다.

상기 포설단계는 경사면(30)에 대하여 섬유거푸집(70)을 포설하는 단계로, 상기 섬유거푸집(70)은 하부거푸집(71)과, 상기 하부거푸집(71)과 테두리가 일체로 연결되는 상부거푸집(72)과, 상기 상부거푸집(72)과 하부거푸집(71)의 접합에 의해 형성되는 복수의 접합부(73)와, 상기 접합부(73) 사이에 형성되어 고유동성 중량몰탈(50)이 주입충전되는 충전부(74)와, 상기 상부거푸집(72)과 하부거푸집(71)의 테두리에 연결설치되는 연결지퍼(75)를 포함하도록 되어 있다.

즉, 상기 섬유거푸집(70)은 상부거푸집(72)과 하부거푸집(71)은 테두리가 일체로 연결되고, 상기 테두리에 연결지퍼(75)가 설치되며, 상부거푸집(72)과 하부거푸집(71)은 복수의 접합부(73)에 의해 중간이 서로 연결되고, 접합부(73)에 의해 연결되지 않은 부분은 고유동성 중량몰탈(50)이 주입충전되는 충전부(74)가 된다. 또한, 상기 접합부(73)는 보강재(40)와의 연결을 통해 섬유거푸집(70)을 지지하거나, 섬유거푸집(70)내에 고유동성 중량몰탈(50)이 충전 및 양생된 후, 칼 등의 제거수단에 의해 제거되어 식생공간을 확보할 수 있게 된다.

이때, 상기 접합부(73)의 형상은 특별히 한정하는 것은 아니나, 도 5 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 사각형, 육각형, 팔각형 또는 원형 등으로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 팔각형 또는 사각형으로 형성되고, 상하에 위치하는 접합부가 서로 엇갈리도록 하여, 고유동성 중량몰탈(50)의 흐름을 용이하도록 형성한다.

또한, 도 7 의 화살표는 고유동성 중량몰탈의 주입에 따른 흐름을 나타낸 것이다.

상기와 같이 형성된 섬유거푸집(70)은 다수개의 섬유거푸집이 연결지퍼(75)에 의해 상하좌우로 연결되어, 경사면(30)에 포설되게 된다.

이때, 상기 연결지퍼(75)는 다수개의 섬유거푸집(70)을 연결하는 기능 이외에, 섬유거푸집의 테두리 부분에 위치하도록 설치되어, 섬유거푸집(70)의 테두리 부분을 보강하는 기능을 함께 구비한다. 또한, 상기 연결지퍼(75)는 보강성을 구비한 재질을 이용하여 형성할 수 있다.

즉, 상기 섬유거푸집은 도 5 내지 도 8 에 도시된 바와 같이, 상부거푸집(72)과 하부거푸집(71)의 2겹으로 이루어지고, 상기 상부거푸집(72)의 테두리를 따라 상부지퍼(78)가 설치되고, 하부거푸집(71)의 테두리를 따라 하부지퍼(79)가 설치되도록 되어 있으며, 이와 같이 구성된 섬유거푸집은 일측 섬유거푸집의 상부지퍼와 이에 이웃하는 또다른 섬유거푸집의 하부지퍼가 서로 결합되어 다수개의 섬유거푸집이 상하좌우로 연결되게 된다. 즉, 상기 섬유거푸집은 경사면에 포설될 시, 일측 섬유거푸집은 상부거푸집이 위를 향하도록 포설되고, 이에 이웃하는 또다른 섬유거푸집은 하부거푸집이 위를 향하도록 포설되어, 이웃하는 섬유거푸집은 각각 상부지퍼와 하부지퍼가 연결되는 이중결합에 의해 서로 연결되게 된다.

또한, 상기 섬유거푸집은 도 9 에 도시된 바와 같이, 상부거푸집(72)과 하부거푸집(71) 및 망사체(76)가 설치된 3층구조를 구비할 수 있다. 이와 같이 망사체(76)가 더 설치된 섬유거푸집(70`)은 그 자체가 견고할 뿐 아니라, 내부에 위치하는 망사체(76)에 의해 중량몰탈 충전시 섬유거푸집(70`)의 강도가 향상되고, 접합부의 제거시에도 망사체(76)는 남아있게 되어, 급경사지에서도 토사의 유실을 방지하는 기능을 구비하게 된다.

상기 충전단계는 섬유거푸집의 충전부(74)내로 고유동성 중량몰탈을 주입충전하는 단계로, 상기 고유동성 중량몰탈(50)은 보강재 설치단계시 천공홀내로 충전되는 고유동성 중량몰탈을 사용하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이때, 상기 고유동성 중량몰탈(50)이 충전된 섬유거푸집은 약 10～20㎝의 두께를 구비하게 된다.

상기 연결단계는 보강재(40)와 고유동성 중량몰탈(50)이 충전된 섬유거푸집(70)을 연결하는 단계; 보강재(40)가 연결된 섬유거푸집의 접합부(73)에 친환경 경량몰탈(60)을 충전하는 단계; 보강재(40)가 연결되지 않은 섬유거푸집의 접합부(73)를 제거하는 단계를 포함한다.

즉, 상기 연결단계는 섬유거푸집의 접합부(73)를 관통하는 보강재(40)의 끝단에 지압판(41a,네일 또는 락볼트의 경우), 또는 수압판(45b)과 지압판(45c,앵커의 경우)을 설치하여, 섬유거푸집을 연결한 후, 보강재가 설치된 섬유거푸집의 접합부에는 경량몰탈을 충전하여 채움하고, 경량몰탈이 충전되지 않는 섬유거푸집의 접합부는 모두 제거한다.

또한, 상기 연결단계는 접합부가 제거된 부위에 식물종자가 포함된 식생토를 채움하는 단계를더 포함할 수 있다.

또한, 상기 경량몰탈은 파괴면에 뿜칠시공되는 경량몰탈이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 매트설치단계는 식생매트 또는 망사체(80)를 앵커볼트(81)에 의해 경사면(30)에 고정하는 단계로, 상기 식생매트 또는 망사체(80)는 섬유거푸집(70) 전체에 걸쳐 설치되고, 접합부가 제거되어 식생토(90)가 채움된 부분을 통해 경사면(30)에 앵커고정된다. 또한, 상기 식생매트 또는 망사체(80)는 특별히 한정되는 것은 아니나, 합성수지 압출사가 지그재그로 적층되어 내부에 공간을 구비한 형상의 식생매트, 일반적인 PVC코팅철망(능형망)으로 이루어진 식생매트 또는 망사체를 설치한다. 또한, 상기 식생매트는 약 1～3㎝의 두께를 구비한다.

상기 채움단계는 식생매트(80)가 설치된 경사면 전체에 대하여 식물종자가 포함된 식생토(90,녹생토)를 채움한다. 즉, 식생매트 또는 망사체를 설치한 후, 호스를 통해 식생토를 취부한다. 이와 같은 식생토의 채움에 의해 접합부위가 제거된 섬유거푸집 및 식생매트 내부에 빈공간이 발생되지 않게 된다.

도 11 은 본 발명에 따른 또다른 사면 안정화공법을 보인 블록예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 파괴면이 없는 경사면(호안 경사면 포함)에 적용될 수 있다.

즉, 본 발명은 경사면을 천공하여 천공홀을 형성하고, 천공홀내로 보강재를 삽입설치하며 천공홀내로 고유동성 중량몰탈을 충전하는 보강재 설치단계; 경사면 전체에 섬유거푸집을 포설하는 포설단계; 섬유거푸집내로 고유동성 중량몰탈을 주입충전하는 충전단계; 섬유거푸집과 보강재를 연결설치하는 연결단계;를 포함하여 이루어져, 경사면을 안정화시킬 수 있다.

또한, 이와 같이 파괴면을 구비하지 않은 사면 안정화공법 역시, 상기 연결단계 후, 고유동성 중량몰탈이 주입충전된 섬유거푸집 위로 식생매트 또는 망사체를 설치하는 매트설치단계; 및, 식생매트 또는 망사체가 포함되도록 식생토를 채움하는 채움단계;를 더 포함한다.

또한, 상기 보강재 설치단계는 도 3 의 (b) 및 도 4 의 (b)에 도시된 바와 같이 보강재를 설치한 후, 지압판(41a) 또는 지압판(45c)과 수압판(45b)을 설치한다.

또한, 상기 보강재 설치단계, 포설단계, 충전단계, 연결단계, 매트설치단계, 채움단계는 위에 기재된 파괴면을 구비한 사면 안정화공법에 갈음되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 본 발명에 따른 경량몰탈의 중금속 용출을 실시예에 의해 설명하면 다음과 같다.

실시예

칼슘 페로 알루미네이트 33중량%, 고로 수쇄 슬래그 분말 5중량%, 특수보강섬유 0.6중량%, 소석회 2중량%, 크세로겔 0.1중량%, 황토분말 5중량% 및, 건조 체마사 54.3중량% 로 이루어진 혼합물과 물을 100 : 18 중량비로 혼합하여 시편을 성형한 후 이를 양생하여 중금속 용출정도를 측정하였으며, 그 결과는 [표3]에 나타내었다. 이때, 대조군으로 사용한 일반 몰탈은 사면보강시 사용되는 뿜칠용 몰탈로, 시멘트 35중량%, 모래 65중량%로 이루어진 혼합물 100 중량부에 물 18 중량부를 혼합하였다.

[표3]

위의 [표3]에서와 같이, 본 발명에 따른 경량몰탈은 중금속의 용출현상이 없는 친환경 경량몰탈임을 확인할 수 있었다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(10) : 파괴면 (11) : 철근
(20) : 수평배수공 (30) : 경사면
(31) : 천공홀 (40) : 보강재
(41) : 네일 또는 록볼트 (41a) : 지압판
(42) : 패커 (43,43a): 간격재
(44) : 주입호스 (45) : 앵커
(45a) : 앵커정착장 (46) : 주름관
(46a) : 스토퍼 (47) : 제1주입호스
(48) : 강연선 (48a) : 패커
(49) : 제2주입호스 (50) : 고유동성 중량몰탈
(60) : 친환경 경량몰탈 (70,70`): 섬유거푸집
(71) : 하부거푸집 (72) : 상부거푸집
(73) : 접합부 (74) : 충전부
(75) : 연결지퍼 (76) : 망사체
(77) : 주입구 (78) : 상부지퍼
(79) : 하부지퍼 (80) : 식생매트 또는 망사체
(81) : 앵커볼트 (90) : 식생토

Claims (11)

1. 경사면의 붕괴된 파괴면을 계단식으로 면정리하는 정리단계;
   면정리된 파괴면을 천공하여 다수의 천공홀을 형성하고, 천공홀내로 보강재를 삽입설치한 후, 천공홀내로 고유동성 중량몰탈을 충전하는 보강재 설치단계;
   파괴면을 경량몰탈에 의해 보강하는 보강단계;
   파괴면을 포함한 경사면 전체에 섬유거푸집을 포설하는 포설단계;
   섬유거푸집내로 고유동성 중량몰탈을 주입충전하는 충전단계;
   고유동성 중량몰탈이 주입충전된 섬유거푸집과 보강재를 연결설치하는 연결단계;를 포함하되,
   상기 섬유거푸집은 상부거푸집과 하부거푸집은 테두리가 일체로 연결되고, 상기 테두리에 연결지퍼가 설치되며, 상부거푸집과 하부거푸집은 복수의 접합부에 의해 중간이 서로 연결되고, 접합부에 의해 연결되지 않은 부분은 고유동성 중량몰탈이 주입충전되는 충전부로 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.
   
2. 청구항 1 에 있어서;
   연결단계 후, 고유동성 중량몰탈이 주입충전된 섬유거푸집 위로 식생매트 또는 망사체를 설치하는 매트설치단계;, 식생매트 또는 망사체를 포함하도록 식생토를 채움하는 채움단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.
   
3. 청구항 1 에 있어서;
   상기 고유동성 중량몰탈은 조강형 시멘트 25～40중량%, 고로수쇄 슬래그 3～10중량%, 메탈계 팽창제 0.001～0.005중량%, 풍쇄 슬래그 골재(잔골재 조립율 2.8～3.0) 50～70중량%, 폴리프로필렌 파이버 0.1～0.5중량%, 크세로겔 0.1～0.3중량%, 유동화제 0.1～1중량%를 포함하는 혼합물과 물이 10 : 1～1.5 중량비로 혼합되고,
   상기 경량몰탈은 칼슘 페로 알루미네이트 20～40중량%, 고로 수쇄 슬래그 분말 5～10중량%, 폴리프로필렌계 보강섬유 0.1～1중량%, 건조 체마사(잔골재 조립율 3.1～3.8) 50～70중량%, 소석회 1～5중량%, 크세로겔 0.1～0.3중량%, 황토분말 1～10중량%를 포함하는 혼합물과 물이 10 : 2～3 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.
   
4. 청구항 1 에 있어서;
   상기 보강재 설치단계는 천공홀을 형성하고, 상기 천공홀의 입구에 천공홀을 폐쇄하는 패커를 설치하며, 상기 패커를 관통하여 천공홀내에 위치하도록 네일 또는 록볼트를 설치한 후, 천공홀내에 고유동성 중량몰탈을 가압주입하여 양생하는 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.
   
5. 삭제
6. 청구항 1 에 있어서;
   상기 보강단계는 급경사면의 파괴면에 철근을 배근하는 단계, 상기 파괴면에 거푸집을 설치하는 단계, 상기 거푸집이 설치된 파괴면에 친환경 경량몰탈을 주입하여 충전하는 단계; 거푸집을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.
   
7. 삭제
8. 청구항 1 에 있어서;
   상기 섬유거푸집은 상부거푸집과 하부거푸집 및 망사체가 순차적으로 적층된 3층 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.
   
9. 청구항 1 에 있어서;
   상기 연결단계는 보강재와 고유동성 중량몰탈이 충전된 섬유거푸집을 연결하는 단계; 보강재가 연결된 섬유거푸집의 접합부에 친환경 경량몰탈을 충전하는 단계; 보강재가 연결되지 않은 섬유거푸집의 접합부를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.
   
10. 경사면을 천공하여 천공홀을 형성하고, 천공홀내로 보강재를 삽입설치하며 천공홀내로 고유동성 중량몰탈을 충전하는 보강재 설치단계;
    경사면 전체에 섬유거푸집을 포설하는 포설단계;
    섬유거푸집내로 고유동성 중량몰탈을 주입충전하는 충전단계;
    섬유거푸집과 보강재를 연결설치하는 연결단계;를 포함하되,
    상기 섬유거푸집은 상부거푸집과 하부거푸집은 테두리가 일체로 연결되고, 상기 테두리에 연결지퍼가 설치되며, 상부거푸집과 하부거푸집은 복수의 접합부에 의해 중간이 서로 연결되고, 접합부에 의해 연결되지 않은 부분은 고유동성 중량몰탈이 주입충전되는 충전부로 형성되고,
    상기 고유동성 중량몰탈은 조강형 시멘트 25～40중량%, 고로수쇄 슬래그 3～10중량%, 메탈계 팽창제 0.001～0.005중량%, 풍쇄 슬래그 골재(잔골재 조립율 2.8～3.0) 50～70중량%, 폴리프로필렌 파이버 0.1～0.5중량%, 크세로겔 0.1～0.3중량%, 유동화제 0.1～1중량%를 포함하는 혼합물과 물이 10 : 1～1.5 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.
    
11. 청구항 10 에 있어서;
    연결단계 후, 고유동성 중량몰탈이 주입충전된 섬유거푸집 위로 식생매트 또는 망사체를 설치하는 매트설치단계;, 식생매트 또는 망사체를 포함하도록 식생토를 채움하는 채움단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 복합 사면 안정화공법.

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