KR101562291B1 - 지반 보강용 구조물 및 이를 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법 - Google Patents

지반 보강용 구조물 및 이를 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 내부에 유체를 주입하여 연약 지반을 통과하는 도로나 선로 등의 구조물을 지지함으로써, 구조물의 부등침하에 대처할 수 있는 지반 보강용 구조물 및 이를 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법이 개시된다.
일 예로, 튜브형으로 형성되고, 도로가 형성되는 경로 상의 제 1 지반에 위치한 지반 지지 부재 및 상기 지반 지지 부재의 제 1 면으로부터 제 2 지반까지 연결되어, 상기 지반 지지 부재를 고정하는 와이어를 포함하고, 상기 제 1 지반은 제 2 지반에 비해 연약 지반으로 이루어지는 연약지반 보강용 구조물이 개시된다.

Description

지반 보강용 구조물 및 이를 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법 {construction for ground reinforcement and method of road construction using thereof}
본 발명은 연약 지반을 보강하기 위한 지반 보강용 구조물 및 이를 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법에 관한 것이다.
연약 지반이란 토양의 생성, 퇴적 상태가 안정하지 못하여 무거운 하중이나 침수, 지진 등에 의하여 내려앉거나 붕괴가 일어날 수 있는 지반을 의미한다. 따라서 연약 지반이 형성된 위치에는 도로나 선로 등의 구조물의 축조 전, 지반을 개량하여 침하로 인한 구조물의 변형 및 지반 강도 부족으로 인한 지반 파괴를 방지하여야 한다.
국내등록실용신안공보 제20-0330844호 (2003년10월22일 공고)
본 발명은 내부에 유체를 주입하여 연약 지반에서의 도로나 선로 등의 구조물을 지지함으로써, 연약지반의 부등침하에 대처 가능한 지반 보강용 구조물 및 이를 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 연약지반 보강용 구조물은 튜브형으로 형성되고, 도로가 형성되는 경로 상의 제 1 지반에 위치한 지반 지지 부재 및 상기 지반 지지 부재의 제 1 면으로부터 제 2 지반까지 연결되어, 상기 지반 지지 부재를 고정하는 와이어를 포함하고, 상기 제 1 지반은 제 2 지반에 비해 연약 지반일 수 있다.
여기서, 상기 지반 지지 부재는 유체의 주입 및 배출로 높이 조절이 가능할 수 있다.
그리고 상기 와이어는 복수개로 구비되어 상기 지반 지지 부재의 제 1 면에서 대칭으로 배열될 수 있다.
또한, 상기 지반 지지 부재는 상기 제 1 면과 마주보며, 상기 제 1 지반과 접촉하는 제 2 면을 더 포함하고, 상기 제 2 면을 포함하는 상기 지반 지지 부재의 하부는 상기 제 1 지반으로 침하되어 위치할 수 있다.
또한, 상기 지반 지지 부재의 제 1 면은 상기 도로와 접촉할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 도로 또는 선로의 노반 형성 방법은 제 1 지반 및 제 2 지반을 통과하는 경로를 갖는 도로를 형성하는 방법에 있어서, 상기 제 2 지반과 대응되는 영역에 제 1 도로가 형성되는 제 1 도로 형성 단계, 상대적으로 연약 지반인 상기 제 1 지반에 튜브형의 지반 지지 부재를 위치시키고, 유체를 주입시키는 지반 지지 부재 설치 단계, 상기 지반 지지 부재의 제 1 면으로부터 상기 제 2 지반까지 와이어를 연결하여 상기 지반 지지 부재를 고정시키는 지반 지지 부재 고정 단계 및 상기 지반 지지 부재의 제 1 면과 접촉하도록 제 2 도로를 설치하되, 상기 제 1 도로와 상기 제 2 도로를 연결시키는 제 2 도로 형성 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 지반 지지 부재 설치 단계는, 유체의 주입 전 상기 지반 지지 부재에 상기 유체보다 비중이 높은 또 다른 유체를 주입하여 상기 지반 지지 부재의 강제적 초기 침하를 유도하는 초기 침하 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 지반 지지 부재의 상기 제 2 지반에 대한 높이는 상기 제 2 지반에 형성된 제 1 도로의 높이와 대응되도록 유체가 주입될 수 있다.
또한, 상기 와이어는 복수개로 구비되어 상기 지반 지지 부재의 제 1 면에서 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 지반 보강용 구조물 및 이를 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법은 내부에 유체를 주입하여 연약 지반을 통과하는 도로나 선로 등의 구조물을 지지함으로써, 구조물의 부등침하에 대처할 수 있다.
또한, 추가적으로 발생하는 연약지반의 침하시 유체를 추가적으로 주입하여 지반 보강용 구조물의 높이를 조절함으로써, 간편한 유지 및 보수가 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물의 적용 예를 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물의 적용 예를 나타내는 평면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물을 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법에 대하여 순차적으로 도시한 도면이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물은 제 1 지반(S) 상에 위치하며, 튜브형으로 형성되는 지반 지지 부재(110) 및 상기 지반 지지 부재(110)의 일면으로부터 제 2 지반(T)까지 연결되어, 상기 지반 지지 부재(110)를 고정하는 와이어(120)를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 지반(S)은 제 2 지반(T)에 비해 연약 지반으로 구성될 수 있다.
상기 지반 지지 부재(110)는 지지될 구조물과 직접적으로 접촉하는 제 1 면(111) 및 상기 제 1 면(111)과 마주보며 상기 제 1 지반(S)과 접촉하는 제 2 면(미도시)을 포함한다. 이 때, 상기 지반 지지 부재(110)의 제 2 면을 포함한 하부의 일정 영역은 상기 제 1 지반(S)으로 침하되어 있다. 이에 대해서는 후술하도록 한다. 상기 지반 지지 부재(110)의 제 1 면(111)의 둘레에는 상기 와이어(120)가 고정된다. 상기 와이어(120)는 상기 제 1 면(111)으로부터 상기 제 2 지반(T)까지 연결되어 상기 지반 지지 부재(110)가 흔들림없이 단단하게 고정될 수 있도록 한다. 상기 와이어(120)는 복수개로 구비되며, 상기 제 1 면(111)에서 대칭으로 배열될 수 있다. 도면에서는 상기 와이어(120)가 제 1 면(111)의 상하좌우 대칭으로 각각 2개씩 총 8개가 형성되도록 도시되었으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상기 지반 지지 부재(110)는 튜브형으로 형성되어 유체의 주입 및 배출이 가능하다. 이 때, 상기 유체는 물 또는 공기 등에서 선택된 어느 하나의 액체 또는 기체로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 지반 지지 부재(110)에 유체(예를 들어, 물)를 주입하여 상대적으로 연약한 상기 제 1 지반(S)의 강제적 초기 침하를 유도하여 지반을 안정화시킬 수 있다. 또한, 상기 지반 지지 부재(110)에 지반 초기 침하시 사용된 유체에 비하여 상대적으로 비중이 가벼운 또 다른 유체(예를 들어, 공기)를 주입하여 이후 형성될 도로 등의 구조물을 지지함으로써, 제 1 지반(S)에 의한 부등침하를 방지할 수 있다. 더불어, 상기 제 1 지반(S)의 추가적인 침하가 발생했을 때, 상기 지반 지지 부재(110)에 추가적으로 유체(예를 들어, 공기)를 주입함으로써 지반 지지 부재(110)의 높이를 조절하여 도로의 높이를 일정하게 유지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물의 적용 예를 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연약지반 보강용 구조물의 적용 예를 나타내는 평면도이다.
도 2, 3을 참조하면, 상기 지반 지지 부재(110)는 도로(200)가 형성되는 경로 상의 제 1 지반(S)에 위치하며, 제 1 면(111)으로부터 제 2 지반(T)까지 연결되는 상기 와이어(120)에 의해 고정된다. 또한, 상기 도로(200)는 상기 지반 지지 부재(110)의 제 1 면(111)에 직접 접촉하여 지지된다. 여기서, 상기 제 1 지반(S)은 상기 제 2 지반(T)에 비해 연약 지반으로 구성된다.
상기 도로(200)는 상기 지반 지지 부재(110)의 제 1 면(111)에 안착되어 부등침하의 발생없이 동일한 높이를 유지할 수 있다. 다시 말해서, 상기 도로(200)의 제 1 지반(S)과 대응되는 영역이 상기 지반 지지 부재(110)에 의해 지지되어 침하가 발생하지 않으므로, 상기 도로(200)의 제 1 지반(S) 및 제 2 지반(T)과 대응되는 각각의 영역 사이의 부등침하가 방지되어 균일한 높이의 유지가 가능하다. 더불어, 상기 지반 지지 부재(110)가 상기 와이어(120)에 의해 고정되므로, 상기 도로(200)가 보다 견고하게 유지될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예는 연약 지반에 지반 보강용 구조물을 설치하고, 연약 지반을 통과하는 도로를 지지함으로써, 도로의 부등침하를 방지할 수 있다. 또한, 추가적인 연약지반의 침하 발생시, 지반 지지 부재에 유체를 추가 주입하여 지반 지지 부재의 높이를 조절함으로써 간편한 유지 보수가 가능하다. 더불어, 지반 지지 부재의 내부로 유체를 주입 및 배출하는 것으로 지반 보강용 구조물의 설치 및 해제 작업이 저렴하고 단순하게 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물의 설치 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강용 구조물을 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법에 대하여 순차적으로 도시한 도면이다.
도 4a 내지 4d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도로 또는 선로의 노반 형성 방법은 제 1 도로 형성 단계, 지반 지지 부재 설치 단계, 지반 지지 부재 고정 단계 및 제 2 도로 형성 단계를 포함한다. 여기서, 상기 지반 지지 부재 설치 단계는 초기 침하 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
도 4a를 참조하면, 제 1 지반(S) 및 제 2 지반(T)을 통과하는 경로를 갖는 도로에 있어서, 상기 제 2 지반(T)과 대응되는 영역에 제 1 도로(200a)가 형성되는 1차 도로 형성 단계가 이루어진다. 여기서, 상기 제 1 지반(S)은 상기 제 2 지반(T)에 비하여 연약 지반으로 이루어질 수 있다. 따라서, 침하가 발생될 수 있는 상기 제 1 지반(S)을 제외한 제 2 지반(T)에만 먼저 상기 제 1 도로(200)를 형성한다.
도 4b를 참조하면, 상기 상대적으로 연약 지반인 제 1 지반(S)에 튜브형의 지반 지지 부재(110)를 위치시키고, 유체를 주입시키는 지반 지지 부재 설치 단계가 이루어진다. 여기서, 상기 지반 지지 부재 설치 단계는 유체(예를 들어, 공기)의 주입 전 상기 지반 지지 부재(110)에 비교적 무거운 또 다른 유체(예를 들어, 물)를 주입하여 강제적 초기 침하를 유도하는 초기 침하 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 초기 침하 단계는 상기 제 1 지반(S)에서 일어날 수 있는 침하가 미리 발생되도록 유도하여 상기 제 1 지반(S)을 안정화시킨다. 다시 말해서, 상기 지반 지지 부재(110)에 공기와 같은 가벼운 유체에 비해 물과 같은 상대적으로 무거운 또 다른 유체를 주입하여 초기 침하를 유도함으로써, 비교적 큰 폭의 침하가 미리 발생되도록 하여 상기 제 1 지반(S)을 안정화시킨다. 이에 따라, 상기 지반 지지 부재(110) 및 도로의 설치 후, 도로 운영 중 일어날 수 있는 침하에 의한 유지 보수 작업이 최소화될 수 있다. 물론, 상기 초기 침하 단계에 의해 주입된 상대적으로 무거운 유체는 상대적으로 가벼운 유체의 주입 전에 배출되며, 경우에 따라 상기 초기 침하 단계는 생략되어도 무방하다.
상기 지반 지지 부재 설치 단계에서는 상기 제 2 지반(T)에 대한 상기 지반 지지 부재(110)의 높이와 상기 제 2 지반(T)에 형성된 제 1 도로(200a)의 높이가 서로 대응되도록 상기 지반 지지 부재(110)에 유체(예를 들어, 공기)를 주입한다. 따라서 상기 지반 지지 부재(110)에 의해 지지될 제 1 지반(S)의 제 2 도로(200b)와 제 2 지반(T)의 제 1 도로(200a)가 균일한 높이를 갖도록 설치될 수 있다. 한편, 상기 지반 지지 부재(110)는 이후 제 2 도로(200b)와 직접적으로 접촉될 제 1 면(111) 및 상기 제 1 면(111)과 마주보며 제 1 지반(S)과 접촉하는 제 2 면(미도시)을 포함한다. 상기 유체의 주입으로 상기 지반 지지 부재(110)의 제 2 면을 포함하는 하부는 상기 제 1 지반(S)으로 다소 침하되어 위치하게 된다.
도 4c를 참조하면, 상기 지반 지지 부재(110)의 제 1 면(111)으로부터 상기 제 2 지반(T)까지 와이어(120)를 연결하여 상기 지반 지지 부재(110)를 고정시키는 지반 지지 부재 고정 단계가 이루어진다. 상기 와이어(120)는 복수개로 구비되어, 상기 지반 지지 부재(110)의 제 1 면(111)의 둘레에서 대칭적으로 배열된다. 본 발명에서는 상기 와이어(120)가 제 1 면(111)의 상하좌우 대칭으로 각각 2개씩 총 8개가 형성되도록 예시하였으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 상기 와이어(120)는 상기 제 1 면(111)으로부터 제 2 지반(T)까지 연결되어 상기 지반 지지 부재(110)가 흔들림없이 단단히 고정될 수 있도록 한다.
도 4d를 참조하면, 상기 지반 지지 부재(110)의 제 1 면(111)과 접촉하도록 제 2 도로(200b)를 설치하여 상기 제 1, 2 도로(200a, 200b)를 서로 연결시키는 2차 도로 형성 단계가 이루어진다. 상기 도로(200)는 상기 지반 지지 부재(110)에 의해 지지되어 부등침하의 발생없이 동일한 높이를 유지할 수 있다. 또한, 상기 지반 지지 부재(110)가 상기 와이어(120)에 의해 고정되므로, 상기 도로(200)의 견고한 유지가 가능하다. 한편, 상기 지반 지지 부재(110)는 유체의 주입 및 배출이 가능한 튜브형으로 형성되므로, 도로의 운영 중 침하가 발생하였을 경우에도 상기 지반 지지 부재(110)에 추가로 유체를 주입하여 상기 지반 지지 부재(110)의 높이 조절 및 도로의 일정한 높이 유지가 가능하다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강 구조물을 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법은 연약 지반에 지반 보강용 구조물을 설치하여 연약 지반을 통과하는 도로를 지지함으로써 도로의 부등침하를 방지할 수 있다. 또한, 추가적인 연약지반의 침하 발생시, 지반 지지 부재에 유체를 추가 주입하여 지반 지지 부재의 높이를 조절함으로써 간편한 유지 보수가 가능하다. 더불어, 지반 지지 부재의 내부로 유체를 주입 및 배출하는 것으로 지반 보강용 구조물의 설치 및 해제 작업이 저렴하고 단순하게 이루어질 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 지반 보강용 구조물 및 이를 적용한 도로 또는 선로의 노반 형성 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
110; 지반 지지 부재 111; 제 1 면
120; 와이어 200; 도로
S; 제 1 지반 T; 제 2 지반

Claims (9)

  1. 제 1 지반 및 제 2 지반을 통과하는 경로를 갖는 도로를 지지하도록 형성되는 지반 보강용 구조물에 있어서,
    튜브형으로 형성되고, 상기 제 1 지반을 통과하는 도로를 지지하도록 상기 제 1 지반에 위치한 지반 지지 부재; 및
    상기 제 2 지반에 직접 고정되며, 일단은 상기 지반 지지 부재의 제 1 면과 연결되고 타단은 상기 제 2 지반과 연결되어 상기 지반 지지 부재를 고정하는 와이어를 포함하고,
    상기 지반 지지 부재는 하나의 독립된 구조물로 형성되어 유체의 주입 및 배출에 의해 높이 조절이 가능하며,
    상기 제 1 지반은 제 2 지반에 비해 연약 지반인 것을 특징으로 하는 지반 보강용 구조물.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 와이어는 복수개로 구비되어 상기 지반 지지 부재의 제 1 면에서 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 하는 지반 보강용 구조물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지반 지지 부재는 상기 제 1 면과 마주보며, 상기 제 1 지반과 접촉하는 제 2 면을 더 포함하고,
    상기 제 2 면을 포함하는 상기 지반 지지 부재의 하부는 상기 제 1 지반으로 침하되어 위치하는 것을 특징으로 하는 지반 보강용 구조물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지반 지지 부재의 제 1 면은 상기 도로와 접촉하는 것을 특징으로 하는 지반 보강용 구조물.
  6. 제 1 지반 및 제 2 지반을 통과하는 경로를 갖는 도로를 형성하는 방법에 있어서,
    상기 제 2 지반과 대응되는 영역에 제 1 도로가 형성되는 제 1 도로 형성 단계;
    상대적으로 연약 지반인 상기 제 1 지반에 튜브형의 지반 지지 부재를 위치시키고, 유체를 주입시키는 지반 지지 부재 설치 단계;
    상기 지반 지지 부재의 제 1 면으로부터 상기 제 2 지반까지 와이어를 연결하여 상기 지반 지지 부재를 고정시키는 지반 지지 부재 고정 단계; 및
    상기 지반 지지 부재의 제 1 면과 접촉하도록 제 2 도로를 설치하되, 상기 제 1 도로와 상기 제 2 도로를 연결시키는 제 2 도로 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 또는 선로의 노반 형성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지반 지지 부재 설치 단계는, 유체의 주입 전 상기 지반 지지 부재에 상기 유체보다 비중이 높은 또 다른 유체를 주입하여 상기 지반 지지 부재의 강제적 초기 침하를 유도하는 초기 침하 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도로 또는 선로의 노반 형성 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 지반 지지 부재의 상기 제 2 지반에 대한 높이는 상기 제 2 지반에 형성된 제 1 도로의 높이와 대응되도록 유체가 주입되는 것을 특징으로 하는 도로의 형성 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 와이어는 복수개로 구비되어 상기 지반 지지 부재의 제 1 면에서 대칭으로 배열되는 것을 특징으로 하는 도로의 형성 방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200330844Y1 (ko) * 2003-08-08 2003-10-22 (주)경성엔지니어링 도로의 연약지반 보강용 구조물
KR100418488B1 (ko) * 2001-02-22 2004-02-11 주식회사 동성엔지니어링 연약지반의 개량방법
KR101226223B1 (ko) * 2010-10-28 2013-01-28 주식회사 본이앤씨 토목섬유 튜브를 이용한 연약지반 보강토 옹벽 구조물 및 이의 시공방법

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