KR101279627B1 - 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법에 관한 것으로, 전면 벽체와 사면 사이의 공간에 신속한 고화가 가능한 고화층을 형성하고 고화층과 앵커수단의 합성을 통해 지반과 전면 벽체를 견고하게 연결함과 아울러 지반을 보강함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법은, 사면을 정리하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 정리된 사면의 앞에 일정 공간을 두고 옹벽의 전면 벽체를 시공하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 시공된 전면 벽체와 상기 사면 사이의 공간을 뒷채움하는 제3단계와; 상기 제3단계 이후 상기 전면 벽체의 표면을 녹화하는 제4단계를 포함하고, 상기 제3단계는 상기 전면 벽체와 사면 사이 공간의 바닥에서부터 일정 높이로 고화토를 채워 고화층을 형성하는 제3-1단계, 상기 제3-1단계의 고화층 위에 현지토를 채워 성토층을 형성하는 제3-2단계를 포함하고, 상기 제3-1단계의 고화토는 현장 발생토 75~90중량%, 시멘트 3~10중량%, 물 3~15중량% 및 고화재가 혼합되어 이루어지되, 고화재는 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 40 중량부의 석고와, 상기 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부의 석회와, 상기 시멘트 100 중량부에 20 내지 80 중량부의 2가지 이상의 입도를 갖도록 조정된 포졸란 물질과, 0.1 내지 5 중량부의 계면활성제를 포함하며, 상기 입도 조절된 포졸란 물질은, 상기 입도 조절된 포졸란 물질에 대해 50 내지 60 중량%의 15 내지 30㎛의 입도를 갖고 있는 제1성분과, 상기 입도 조절된 포졸란 물질에 대해 40 내지 50 중량%의 3 내지 8㎛의 입도를 갖고 있는 제2성분으로 구성되고, 상기 계면활성제는 고화재의 표면에 대전층을 형성하며, 나프탈렌계 화합물, 폴리카르본산계 화합물, 멜라민계 화합물 및 아미노술폰산계 화합물로 구성된 군에서 선택된 어느 하나이다.

Description

사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법{METHOD FOR CONSTRUCTING RETAINING WALL}

본 발명은 옹벽에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사면을 견고하게 보강하고 신속한 뒷채움을 통해 공기를 단축할 수 있는 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법에 관한 것이다.

통상 옹벽은 토압에 저항하는 가장 일반적인 구조물로써, 도로, 철도, 항만, 방조제, 교대, 재개발 아파트 등 용지의 제한에 따른 토지의 최적 이용을 목적으로 사용하며, 주위에서 자주 볼 수 있는 옹벽 구조물로는 도로와 경계를 이루는 주택부지, 산기슭 등의 경사면에 설치되어, 토압 및 우수 등의 자연조건에 의해 이들이 붕괴를 막는 기능을 담당한다.

특허문헌 1(등록특허 제10-0525156호)은 프리캐스트 패널에 정착된 영구앵커를 원지반에 고정하여 프리캐스트 패널에 가해지는 토압력에 대한 저항력을 향상시키며 보다 커진 저항력으로 지반활동을 억제하는 옹벽공법으로서, 영구앵커를 적용함으로서 보강효과 및 안정성이 우수하고, 대형화된 패널을 사용함으로써 시공속도가 빠르며, 탑다운(Top Down)과 다운탑(Dwon-Top) 방식 모두 가능한 이점이 있지만, 자재비가 매우 고가이고 복합형 앵커로 장치가 복잡하며 연결부의 하자 발생우려가 큰 단점이 있다.

특허문헌 2(등록특허 제10-0387998호)는 원지반 절취를 최소화하고 P.C Panel과 Earth Bolt를 이용하여 뒤채움 및 원지반 강도를 증진시켜 일종의 중력체를 만들어 수평토압에 저항하도록 하는 공법으로서, PC패널을 이용하여 지반에 압축력을 도입하고 소단을 두어 식재가 가능하며 탑다운과 다운탑 방식 모두 가능한 이점이 있지만, 수평천공으로 인한 그라우팅 부실우려와 패널 뒤채움 공간이 협소하여 충분한 다짐관리 불량한 단점이 있다.

특허문헌 3(등록특허 제10-0965897호)은 강관보강재를 활용한 가압식 그라우팅을 통해 원지반의 전단강도 증대와 옹벽 뒤채움부의 공극을 밀실하게 충진하여 원지반, 강관보강재, PC패널 등을 완전히 밀착되도록 하는 공법으로서, 가압식 그라우팅으로 확실한 보강효과와 뒤채움부 프리스트레스(Prestress) 도입을 통한 안정성 확대와 다짐이 곤란한 패널 뒤채움부 강연선 인장력 도입으로 안정성 증진의 이점이 있지만, 자재비가 매우 고가이고 복합형 앵커로 장치가 복잡하며 연결부의 하자 발생우려가 높은 단점이 있다.

특허문헌 4(등록특허 제10-00966801호)는 정착부의 쐐기가 지반에 지압되는 힘에 의하여 인장력과 전단력을 동시에 발휘하는 투스콘네일을 시공 후 PC Panel을 이용하여 전체의 보강구간을 일체화 시켜 사면을 안정화 하는 공법으로서, 소단을 두어 식재가 가능한 이점이 있지만, 숙련된 작업자의 정밀시공이 필요하고 수발공을 필요로 하는 단점이 있다.

등록특허 제10-0525156호 등록특허 제10-0387998호 등록특허 제10-0965897호 등록특허 제10-00966801호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전면 벽체와 사면 사이의 공간에 신속한 고화가 가능한 고화층을 형성하고 고화층과 앵커수단의 합성을 통해 지반과 전면 벽체를 견고하게 연결함과 아울러 지반을 보강할 수 있는 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법은, 사면을 정리하는 제1단계와; 상기 제1단계를 통해 정리된 사면의 앞에 일정 공간을 두고 옹벽의 전면 벽체를 시공하는 제2단계와; 상기 제2단계를 통해 시공된 전면 벽체와 상기 사면 사이의 공간을 뒷채움하는 제3단계와; 상기 제3단계 이후 상기 전면 벽체의 표면을 녹화하는 제4단계를 포함하고, 상기 제3단계는 상기 전면 벽체와 사면 사이 공간의 바닥에서부터 일정 높이로 고화토를 채워 고화층을 형성하는 제3-1단계, 상기 제3-1단계의 고화층 위에 현지토를 채워 성토층을 형성하는 제3-2단계를 포함하고, 상기 제3-1단계의 고화토는 현장 발생토 75~90중량%, 시멘트 3~10중량%, 물 3~15중량% 및 고화재가 혼합되어 이루어지되, 고화재는 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 40 중량부의 석고와, 상기 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부의 석회와, 상기 시멘트 100 중량부에 20 내지 80 중량부의 2가지 이상의 입도를 갖도록 조정된 포졸란 물질과, 0.1 내지 5 중량부의 계면활성제를 포함하며, 상기 입도 조절된 포졸란 물질은, 상기 입도 조절된 포졸란 물질에 대해 50 내지 60 중량%의 15 내지 30㎛의 입도를 갖고 있는 제1성분과, 상기 입도 조절된 포졸란 물질에 대해 40 내지 50 중량%의 3 내지 8㎛의 입도를 갖고 있는 제2성분으로 구성되고, 상기 계면활성제는 고화재의 표면에 대전층을 형성하며, 나프탈렌계 화합물, 폴리카르본산계 화합물, 멜라민계 화합물 및 아미노술폰산계 화합물로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법에 의하면, 전면 벽체와 사면 사이의 뒷채움 공간을 고화층과 성토층(현지토 등)으로 구분하여 뒤채움하며, 고화층 내부에 지반 보강용 앵커수단을 설치하여 고화층의 신속한 시공을 통해 공기를 단축하고 별도의 다짐없이 고화되는 특성을 통해 다짐에 의한 전면벽체의 밀림을 방지하며 지반을 보강함은 물론 전면 벽체를 견고하게 설치하여 옹벽의 배부름 현상 등을 막을 수 있다.

도 1 내지 도 10은 본 발명에 의한 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법의 공정도.

본 발명에 따른 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법은 다음과 같다.

1. 사면 정리(도 1).

옹벽을 시공할 현장의 사면과 부지를 정리한다.

2. 기초 시공(도 2).

옹벽은 크게 전면 벽체, 뒤채움으로 이루어지며 전면 벽체를 시공할 부지의 바닥면에 기초부(1)를 시공한다. 기초부(1)는 예를 들어 콘크리트 블록 형태로서 현장 타설, 프리캐스트 콘크리트 패널로 이루어지며, 후시공될 전면 벽체와의 결속력 증대를 위하여 요철 형태로 구성될 수 있다.

3. 전면 벽체 시공(도 3).

기초부(1) 위에 전면 벽체(2)를 시공하여 옹벽의 전면부를 형성한다. 전면 벽체(2)는 옹벽의 전면부를 형성하는 것으로, 프리캐스트 콘크리트 패널, 현장 타설 등으로 시공될 수 있다. 한편 전면 벽체(2)는 콘크리트를 재질로 하여 콘크리트의 느낌을 주게 되어 친자연적이지 못한 옹벽으로 불쾌감을 줄 수 있으므로 전면부를 녹화하는 것이 바람직하고, 녹화에 대해서는 하기에서 구체적으로 설명한다.

전면 벽체(2)는 통상적으로 옹벽 분야에서 사용되는 단면이 적용되며 뒷채움재 특히 본 발명에 적용되는 고화토와의 결속을 위하여 배면에 스터드가 갖추어질 수 있다.

한편, 본 발명은 전면 벽체(2)의 밀림을 방지하고 지반의 보강을 위하여 앵커수단(앵커, 네일, 록볼트 등)이 적용된다.

상기 앵커수단은 지중에 천공된 앵커공에 삽입 및 그라우팅(가압 그라우팅 등)을 통해 정착되면서 지상측 단부가 전면 벽체(2)에 지지됨으로써 지반을 보강하고 전면 벽체(2)를 지지한다.

상기 앵커수단은 설치 구조상 전면 벽체(2)와 사면 사이의 공간 즉 후술하는 고화층을 통과하게 되며, 고화층과 상기 앵커수단간의 간섭이 일어나지 않도록 앵커 수용관(3)이 설치된다. 앵커 수용관(3)은 내부에 상기 앵커수단이 삽입 및 그라우팅되는 직경의 공간이 구비되며 양측 단부가 사면과 전면 벽체(2)에 각각 고화토가 침투하지 않도록 설치된다. 앵커 수용관(3)의 위치는 앵커수단의 위치이며 상기 앵커수단은 전면 벽체(2) 후방의 모든 공간에 설치될 수 있지만 본 발명에서는 앵커수단과 고화층에 의해 큰 보강력이 발생하도록 고화층에 설치되는 것이 바람직하며, 즉 앵커 수용관(3)은 고화층에 매설되는 위치에 설치된다.

4. 고화층 시공.

본 발명은 전면 벽체(2)와 사면 사이의 공간을 뒷채움하며 이때, 큰 다짐을 하지 않아도 옹벽을 보강하고 전면 벽체(2)의 밀림을 방지할 수 있도록 고화토에 의해 1차 채움되고 고화토의 상부에 현지토가 2차 성토되는 것으로 이루어진다.

상기 고화토는, 현장토 75~90 중량%, 시멘트 3~10중량%, 물 3~15 중량%의 비율로 혼합되어 이루어진다.

현장토는 모래와 자갈이 혼합된 흙일 수 있으며, 또는 사면의 정리시 발생된 것이 혼합될 수도 있다.

상기 시멘트의 혼합비율이 3중량% 이하이면 강도가 낮으며 10중량% 이상이면 강도는 높겠지만 시멘트 등의 사용량이 많아져 제조비용이 증가하고 물론 하천을 오염시킬 수 있으므로, 상기 범위로 혼합하여 하천 오염을 최소화하면서 필요한 결합강도를 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

시멘트는 보통 포틀랜드시멘트, 중용열 포틀랜드시멘트, 조강 포틀랜드시멘트, 내황산염 포틀랜드시멘트 중의 하나가 사용되며, 일반적으로 보통 포틀랜드 시멘트가 가장 많이 사용된다. 그러나, 동절기(5℃이하)와 같이 온도가 낮은 겨울철에는 고화재의 수화속도가 저하되어 초기 강도 발현이 저조함으로 조강 포틀랜드시멘트를 사용하거나 응결촉진제 또는 조강용 혼화제를 첨가 사용하는 것이 좋다.

상기 포틀랜드 시멘트에 대한 첨가재로는 일반적으로 포졸란 물질인 고로슬래그분말, 석탄회분말, 화산재, 왕겨재, 규조토, 실리카흄 및 제올라이트로 구성된 군에서 선택된 어느 하나가 사용되며, 특히 고로슬래그분말과 플라이애시가 가장 많이 사용되고 있다. 이들 재료들을 혼합하여 사용하면 수화열도 줄일 수 있고, 장기 강도를 개선시킬 수 있지만, 초기 강도를 떨어뜨리는 경향이 있다.

본 발명은 현장토가 갖고 있는 단점 공기, 강도를 보완하기 위하여 고화재가 혼합된다.

상기 고화재는 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 40 중량부의 석고와, 상기 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부의 석회와, 상기 시멘트 100 중량부에 20 내지 80 중량부의 2가지 이상의 입도를 갖도록 조정된 포졸란 물질과, 계면활성제가 혼합되어 이루어진다.

석고(무수석고)는 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 40중량부이다. 여기서 석고의 기능은 지반의 다짐증대 및 건조수축에 의한 균열을 저감시고 상기 석고의 혼합비율이 5중량부 이하면 균열저감이 낮으며, 40 중량부 이상이면 제조비용이 증가된다.

석회는 생석회 또는 소석회를 사용하고 시멘트 100중량부에 대해 5 내지 30 중량부이다. 여기서 석회의 기능은 고함수지반의 탈수 및 응결 등을 도와주며, 혼합비율이 5 ~ 30중량부가 가장 효율적이고 경제적이다.

상기 포졸란 물질은 고로슬래그미분말, 석탄회미분말, 화산재, 왕겨재, 규조토, 실리카흄 및 제올라이트로 구성된 군에서 선택된 어느 하나로, 시멘트 100중량부에 대해 20 내지 80 중량부이다. 상기 포졸란 물질은 2가지 이상의 입도를 갖도록 조정되고, 상기 입도 조정된 포졸란 물질에 대해 50 내지 60 중량%로 15μm 내지 30μm의 입도를 갖는 제 1 성분과 상기 입도 조정된 포졸란 물질에 대해 40 내지 50 중량%로 3μm 내지 8μm의 입도를 갖는 제 2성분으로 구성된다. 포졸란 물질은 수분의 존재하에 수산화칼슘하고 반응하여 수경성을 가지는 칼슘 실리케이트 또는 칼슘 알루미늄 성분의 물질을 의미하며, 상기 포졸란 물질에는 이러한 실리카 계의 성분들을 함유하고 있다.

포졸란 물질의 입도가 미세할수록 포졸란 반응성(Pozzolanic activity)이 향상되므로 이들 포졸란 재료를 미분쇄하여 사용하는 경우, 고화토의 강도 및 내구성이 향상된다. 그러나, 포졸란 물질의 분체중에서 10㎛이하의 미립자가 많을 경우(예를 들면 전체의 60%이상일 때) 응집현상이 현저하게 발생하므로, 동일한 작업성(Workability)을 얻기 위한 소요 물량이 증가하여 오히려 응결시간이 길어지고 내부에 자유수 이동 공극이 증가한다. 따라서, 포졸란 물질의 미분쇄화에 따른 고화토의 강도 상승이 상쇄되고 내구성이 저하될 수 있다. 따라서, 이런 문제점들을 해결하기 위해 포졸란 물질을 2가지 이상의 입도를 갖는 성분으로 구성하여 고화토의 초기강도를 개선한다.

포졸란 물질은 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여 포졸란 물질을 20 내지 80 중량부를 갖되 해당 포졸란 물질의 입자 크기가 15㎛ 내지 30㎛인 제 1 성분이 포졸란 물질 전체의 50 내지 60 중량% 입자 크기가 3㎛ 내지 8㎛인 제 2성분이 40 내지 50중량%일 때 고화토의 유동성이 증가하며, 이로 인해 동일한 작업성을 얻기 위한 단위수량이 감소하여 고화토의 강도(특히, 초기강도)가 개선된다. 이것은 포졸란 물질의 중간 입자 크기의 분말을 줄여 주어 입자들간의 마찰을 줄이고 충진 효과가 상승되기 때문이라고 볼 수 있다.

한편, 포졸란물질의 미분말화에 따른 동일한 작업성을 얻기 위한 요구수량(단위수량)을 줄일 수 있는 혼화제로서 시멘트 100중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부의 계면활성제를 첨가한다. 계면활성제는 나프탈렌계, 폴리카르본산계, 멜라민계 및 아미노술폰산계 화합물로 구성된 군 중에서 선택된 어느 하나이다.

일반적으로 미분화된 고체입자는 물과 접촉하면 입체표면의 습윤작용보다는 표면에너지를 감소시키기 위해서 서로 응집하려는 경향이 강하여 유동성이 저하된다. 그런데 계면활성제가 첨가되면 고화재의 입자표면에 계면활성제가 흡착하여 확산전기 2중층이라 불리우는 대전층이 형성된다. 그런데, 대전층의 전위가 비슷한 입자 사이에는 전기적 상호 반발력이 생겨서 토립자에 고화재 성분이 혼합된 고화토의 유동성이 크게 향상될 수 있다. 이런 원리에 따라 계면활성제를 사용하면 고화토의 단위수량이 줄고 초기에 급격한 수화로 인한 응결현상이 방지되어 초기의 고유동성이 발휘된다. 또한 계면활성제는 수화 초기에 고화재 입자 표면에 부착하여 응결을 지연시키는 작용도 하게 된다.

이에 따라 종래 기술에 비해 초기 유동성이 상당히 향상되어 고화토를 사용하여 도로포장공사 등를 하기 편리하며, 하절기 시멘트 포장공사 시 발생되는 작업성 손실의 방지 및 콜드죠인트 발생 등을 방지하는 효과가 있다. 또한, 포졸란물질의 미분말의 입도 조정에 의해 수화속도를 입도에 따라 조절하므로써 고화토 채움시 약점인 건조수축에 의한 수축균열을 단계별로 조정하므로 건조수축균열이 대폭적으로 감소된다.

공기연행제는 시멘트 100중량부에 대해 0.01 내지 1 중량부가 혼합되며 통상의 유기제 연행제이다. 공기연행제는 주입재의 고유동성을 확보하여 작업성(Workability)을 높여준다 대한 혼합비율은 중량부에 0.01 이하면 공기연행이 어렵고, 1 이상이면 제조비용이 증가된다.

본 발명에 따른 고화재는 다음과 같이 작용한다.

고화재를 현장토에 혼합하면 토립자의 표면에는 현장토 중의 유기물의 부식이나 외부로부터 유입된 유기물질에 의해서 발생된 R-COOH계 유기산이 형성된다. 여기서 R은 알킬기이다. 이 유기산은 고화재와 토립자간의 반응을 방해한다. 그런데, 석고와 석회의 반응시에 다량 생성되는 쇄사슬 모양의 침상 결정 수화물인 에트린자이트가 유기산의 표면을 감싸줌으로 유기산이 존재하더라도 뒤이어 진행되는 칼슘실리케이트 수화물의 생성을 방해하지 않는다. 즉, 수화 초기단계에 에트린자이트 수화물이 유기산으로 둘러쌓인 토립자를 구속하여 토립자 단위를 크게 만들어 토립자가 안정된 후, 수화 중기단계에서는 1개월 정도까지 고화재 중의 석회질 성분(CaO)과 규산질 성분(SiO₂ )이 물과 반응하는 수화반응이 활발히 진행되면서 C-S-H(I)겔(여기서 C-S-H는 CaO와 SiO₂ 및 H₂O의 반응에 의해 생성된 겔 상태의 수화물을 지칭한다)이 형성된다. 1개월 후부터는 C-S-H(I)겔이 생성되면서 발생한 수화간극물질이 Ca(OH)₂ 나 토질속에 존재하는 활성 Ca(OH)₂ 가 포졸란 물질 속의 비정질 SiO₂ 와 반응에 의해서 2차적인 수화물인 C-S-H(II)겔이 생성된다. 상기 2차적인 수화물 생성단계를 포졸란 반응이라고 지칭하고 상기 포졸란 반응에 의해서 수화조직이 더욱 치밀해지면서 고화토의 고강도가 발휘될 뿐만 아니라 차수막이 형성되어 고내구성이 발현된다.

이와 같이 본 발명에서는, 토립자가 초기에 에트린자이트에 의해 결속되는 제 1단계 과정과, 결속된 토립자를 고결시켜서 강도를 증진시켜 가는 2단계과정으로 나눌 수 있으며, 2단계의 강도발현단계는 다시 통상의 고화토에서 볼수 있는 석회-규산질의 수화반응과 포졸란 물질의 부가적인 포졸란반응으로 세분된다.

또한, 본 발명은 이와 같이 고강도가 발현됨과 아울러, 계면활성제에 의해서 고화토의 함수량이 감소되므로 자유수가 이동할 수 있는 개방형 공극이 줄어들게 되어 고화토의 혼합물의 강도가 증가되고 응결지연효과가 획득된다. 또한 공기 연행제에 의해 200㎛이하의 안정한 폐쇄형 공기포가 충분히 연행됨으로써, 공기 연행제는 고화토 내의 자유수가 동결될 때 발생하는 팽창압력을 충분히 흡수하는 효과적인 스폰지 작용을 발휘하여, 고화토의 동결융해 파괴에 대한 내구성이 획기적으로 향상된다.

이와 같은 조성의 고화재를 전면 벽체(2)와 사면 사이의 공간에 바닥에서부터 일정 높이로 충진하여 고화층(4)을 형성한다.

고화토는 별도의 양생 조건없이 물성 특징을 통해 신속하게 고화되어 시공시간이 단축된다.

5. 앵커공 천공(도 5).

천공장비를 이용하여 지중에 앵커공(5)을 천공한다. 앵커공(5)은 전면 벽체(2)에서부터 앵커 수용관(3)을 경유하여 지중에 걸쳐 연통되도록 형성된다.

6. 앵커수단 설치.

전면 벽체(2)의 앞쪽에서 장비를 이용하여 앵커공(5) 내부에 앵커수단(6)을 삽입하고 그라우팅을 통해 앵커수단(6)을 정착한다.

좀 더 구체적으로 설명하면,

6-1. 앵커수단(6)을 앵커공(5)에 삽입한다.

6-2. 전면 벽체(2)에 형성된 구멍의 입구를 코킹하여 그라우트재의 역류를 방지한다. 코킹재는 수축현상이 발생하지 않는 시멘트 혼합물로서 급결시멘트나 또는 이에 상응하는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.

6-3. 그라우트재는 시멘트 + 분산제 + 물을 혼합하여 사용하며, 자동 주입 관리 시스템(Auto Grouting System)을 통해 자동 주입될 수 있다.

상기 자동 주입 관리 시스템은, 그라우트 믹서로부터 각각의 주입관을 통해 공급되는 주입재를 외부의 제어에 따라 단계적으로 토출 압력을 변화시켜 펌핑하는 그라우트 펌프와; 외부의 제어에 따라 온/오프되어 주입재의 유량을 조절하고, 각각의 주입관에 각각 설치되는 자동 밸브와; 상기 그라우트 펌프로부터 공급되는 주입재의 압력값을 체크하여 압력값을 디지털값으로 변환하여 출력하고, 상기 주입관 중 어느 하나의 주입관에 설치되거나 또는 각각의 주입관에 각각 설치되는 전자 압력계와; 상기 그라우트 펌프로부터 공급되는 주입재의 유량값을 체크하여 유량값을 디지털값으로 변환하여 출력하고, 상기 주입관 중 어느 하나의 주입관에 설치되거나 또는 각각의 주입관에 각각 설치되는 전자 유량계와; 상기 전자 유량계와 전자 압력계 및 자동 밸브와 전기적으로 연결되어 상기 전자 유량계와 전자 압력계의 유량값 및 압력 값을 디스플레이함과 동시에 유량값 및 압력값과 상기 그라우트 펌프의 토출 압력값을 유무선 통신을 통해 중계하고, 외부로부터 전송되는 상기 자동 밸브의 스위칭 신호에 따라 상기 자동 밸브를 스위칭하는 PLC 컨트롤러; 및 현장 주수 시험을 통해 현장 지질 조건과 주입 목적에 적합한 그라우팅의 한계 압력과, 한계 유량, 한계 속도를 결정하는 한계 주입 테스트부와, 상기 한계 주입 테스트부

에서 설정된 그라우팅의 한계 압력과, 한계 유량, 한계 속도에 대응되도록 상기 그라우트 펌프의 토출 압력값을 설정하고, 그라우팅의 주입 진행 상황을 실시간으로 그래픽으로 디스플레이함과 동시에 스텝별 주입 압력과, 주입 유량과, 주입 속도를 실시간으로 디스플레이하며, 전자 유량계와 전자 압력계의 유량값과, 압력값 및 상기 그라우트 펌프의 토출 압력값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 자동 밸브가 상기 한계 주입 테스트부로부터 결정된 한계 압력과, 한계 유량 및 한계 속도 내에서 동작하도록 상기 자동 밸브를 스위칭시키는 실시간 주입관리부와, 상기 실시간 주입 관리부에서 체크되는 주입 압력과, 주입 유량과, 누적 유량을 분 단위 또는 시간 단위에 따라 누적하여 그래프로 디스플레이하는 그래프 디스플레이부와, 상기 공별, 주입 깊이별로 시공된 주입량과, 주입압을 음영의 차이로 디스플레이하는 지반주입 현황 디스플레이부와, 상기 실시간 주입 관리부에서 체크되는 주입 압력과, 주입 유량, 누적 유량을 분 단위 또는 시간 단위로 표시하고, 이를 연도/날짜/시간/분별로 분류하여 이를 데이터 파일로 저장하며, 저장된 내용을 시트상으로 출력하는 데이터 저장부로 이루어지는 자동 관리 프로그램이 인스톨되고, 상기 자동 관리 프로그램을 통해 상기 PLC 컨트롤러로부터 유무선 통신을 통해 전송되는 유량값 및 압력값을 통해 실시간으로 그라우팅 진행 상황을 디스플레이함과 동시에 유량값 및 압력값을 저장하고, 사용자에 의해 상기 전자 유량계와 전자 압력계의 유량값과, 압력값 및 상기 그라우트 펌프의 토출 압력값이 기설정되면 이들값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 자동 밸브를 제어하는 스위칭 신호를 출력하는 컴퓨터를 포함하여 구성된다.

7. 성토층 시공.

고화층(4) 위에 현지토를 채워 성토층을 형성하며, 상기 성토층은 잡석 성토층(7)과 현지토 성토층(8)으로 구분될 수 있다.

고화층(4) 위에 일정 두께로 잡석을 포설하여 잡석 성토층(7)을 시공하고, 잡석 성토층(7) 위에 일정 두께로 현지토를 채워 현지토 성토층(8)을 시공한다. 현지토로만 성토하는 경우 배수가 원활하지 않을 수 있으며 배수 효과를 증진하기 위하여 잡석 성토층(7)을 시공하는 것이다.

이때, 전면 벽체(2)의 배면에 부직포(9)[부직포(9)는 강우시 상부소단에서 유입되는 유입수에 대한 배수효과 증진 및 유도를 통해 배수공으로의 원활한 배수를 위하여 설치됨]를 설치할 수 있다. 도면에서 부직포(9)는 전면 벽체(2)의 배면과 현지토 성토층(8)의 상면 일부분을 덮는 것으로 도시되었으나, 도면에 한정되는 것은 아니다.

잡석 성토층(7)과 현지토 성토층(8)을 층상 구조로 하여 성토하는 것으로 도시하고 설명하였으나, 잡석과 현지토를 혼합하여 단일층의 성토층을 시공할 수도 있다. 이때 잡석과 현지토의 혼합비율은 현장 여건 등에 따라 자유롭게 조정 가능하다.

8. 성토 다짐(도 8).

현지토의 성토가 완료된 후 다짐기를 이용하여 현지토 성토층(8) 및 잡석 성토층(7)을 다짐하여 뒷채움층을 견고하게 시공한다.

9. 앵커수단 인장(도 9).

다짐이 완료된 후 인장기(100)를 이용하여 앵커수단(6)을 인장한다.

10. 전면 벽체 마감(도 10).

전면 벽체(2)는 콘크리트체로서 전면이 콘크리트 느낌(색상, 질감 등)이 나기 때문에 친환경 옹벽에 맞지 않으며, 전면 벽체(2)가 콘크리트체이더라도 옹벽을 친자연적으로 조성하기 위하여 녹화수단 예를 들어 인조잔디(10)를 전면 벽체(2)의 전면에 설치한다.

전면 벽체(2)에는 앵커수단(6)의 설치를 위한 구멍이 형성되어 있으며, 먼저 전면 벽체(2)의 구멍을 앵커체 마개(2a)로 마감하고 인조잔디(10)를 체결구 등으로 설치한다.

지금까지는 고화층(4)을 시공한 후 앵커 수용관(3)을 통해 앵커수단(6)을 설치하는 것으로 설명하였으나, 고화층(4)의 시공 이전에 앵커수단을 설치할 수도 있다.

상기 앵커수단(6)은 지반 보강 분야에서 사용되는 앵커, 네일링, 록볼트 등 다양한 것이 사용 가능하다.

1 : 기초부, 2 : 전면 벽체
3 : 앵커 수용관, 4 : 고화층
5 : 앵커공, 6 : 앵커수단
7 : 잡석 성토층, 8 : 현지토 성토층
9 : 부직포, 10 : 인조 잔디

Claims (5)

1. 사면을 정리하는 제1단계와;
   상기 제1단계를 통해 정리된 사면의 앞에 일정 공간을 두고 옹벽의 전면 벽체를 시공하는 제2단계와;
   상기 제2단계를 통해 시공된 전면 벽체와 상기 사면 사이의 공간을 뒷채움하는 제3단계와;
   상기 제3단계 이후 상기 전면 벽체의 전면에 인조 잔디를 설치하여 상기 전면 벽체를 녹화 마감하는 제4단계를 포함하고,
   상기 제3단계는 상기 전면벽체와 사면 사이에 앵커 수용관(3)을 설치한 후 상기 전면 벽체와 사면 사이 공간의 바닥에서부터 일정 높이로 고화토를 채워 고화층을 형성하고 상기 앵커 수용관을 통해 지반에 앵커공을 천공 및 상기 앵커공에 앵커수단을 설치한 후 상기 앵커 수용관과 앵커공 내부를 가압 그라우팅하여 상기 앵커수단을 정착하는 제3-1단계, 상기 제3-1단계의 고화층 위에 현지토를 채워 성토층을 형성하는 제3-2단계를 포함하고,
   상기 제3-1단계의 고화토는 현장 발생토 75~90중량%, 시멘트 3~10중량%, 물 3~15중량% 및 고화재가 혼합되어 이루어지되, 상기 고화재는 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 40 중량부의 석고와, 상기 시멘트 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부의 석회와, 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 20 내지 80 중량부의 2가지 이상의 입도를 갖도록 조정된 포졸란 물질과, 상기 시멘트 100중량부에 대해 0.1 내지 5 중량부의 계면활성제를 포함하며, 상기 입도 조절된 포졸란 물질은, 상기 입도 조절된 포졸란 물질에 대해 50 내지 60 중량%의 15 내지 30㎛의 입도를 갖고 있는 제1성분과, 상기 입도 조절된 포졸란 물질에 대해 40 내지 50 중량%의 3 내지 8㎛의 입도를 갖고 있는 제2성분으로 구성되고, 상기 계면활성제는 고화재의 표면에 대전층을 형성하며, 나프탈렌계 화합물, 폴리카르본산계 화합물, 멜라민계 화합물 및 아미노술폰산계 화합물로 구성된 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 사면 안정성 확보를 위한 보강토 옹벽 시공 공법.
   
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