KR101605332B1 - 광물 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광물 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 관한 것으로서, 섬유 거푸집을 이용하여 친환경적인 방법으로 사면을 안정화시키되 복잡하지 않고 간단한 방법을 이용하여 섬유 거푸집을 사면에 고정하여 유실을 방지할 수 있는 사면 안정화 기술 및 시공 효과를 장기간 유지할 수 있는 사면 안정화 시공 기술을 제공한다.
본 발명에 따른 경사면 안정화 기술을 이용하면 콘크리트나 숏크리트를 사용하지 않고도 섬유 거푸집, 특히 광물 섬유 거푸집을 이용하여 하천이나 호안 등의 법면, 경사면을 안정화시킬 수 있으므로 친환경적이며, 간단한 방법에 의하여 설치 및 시공이 될 수 있으므로 공사의 어려움이 거의 없으며 작업도 효율적으로 진행될 수 있으므로 공사 기간 및 비용 상승이 크지 않은 장점이 있다.

Description

광물 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법{Construction method of stabilizing slope area using mineral fiber fabric form}

본 발명은 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 관한 것으로서, 호안이나 하천, 산비탈 등의 사면에서 우수기나 홍수시에 사면이 침식되거나 토사가 유실되는 것을 방지하면서 식생이 가능하도록 하여 자연 생태계를 보존하면서 시공할 수 있는 친환경적 사면 안정화 시공 공법에 관한 것이다.

일반적으로 하천, 호안, 절개지, 해안 등에는 물 또는 해수의 범람을 방지하거나 수로를 유지하기 위하여 제방이나 둑이 설치된다. 이와 같은 제방이나 둑 또는 공원이나 절개지의 사면에는 사면의 안정성을 위해 토목 구조물이 설치되는데, 이러한 토목 구조물은 하천이나 호안에 흐르는 물에 의한 침식을 방지하고 물의 범람에 의한 피해를 줄이기 위한 구조물로서, 최근에는 자연 경관과의 조화 및 동식물의 서식처를 제공할 수 있도록 친환경적인 하천 조성이 요구됨에 따라 식생이 가능하도록 하는 구조물의 설치가 늘어나고 있는 실정이다.

현재 불안정한 경사면을 안정화시키기 위해 다양한 경사면 보강 공법이 시행되고 있으며, 특히 경사면의 기울기가 급격하거나 암반 등으로 이루어진 경사면의 경우에는 콘크리트 구조물을 옹벽의 형식으로 축조하여 경사면을 지지하도록 하는 콘크리트 옹벽 공법 및 숏크리트 공법 등이 이용되고 있다.

그러나, 콘크리트 옹벽 공법의 경우는 견고함이 우수하고 시공후 붕괴의 위험은 없으나 경사면 내부에서 고립된 물이 콘크리트의 내측벽을 침식하게 되는 경우나 해빙기에 동결 및 해빙 과정에서 콘크리트 옹벽이 급속도로 붕괴될 위험이 있으며, 외관이 좋지 않고 식생에 불리하므로 친환경적인 공법과는 거리가 멀다.

또한, 숏크리트 공법의 경우는 급속경화제의 사용으로 시공이 간편하고 빠르나 경사면상에 식생이 이루어지도록 하는 것은 거의 불가능하여 친환경적인 공법과는 거리가 멀고, 숏크리트의 벽체 내부와 경사면 사이에 토사 유실로 인한 사면 붕괴를 야기할 수 있다는 문제가 있다.

따라서 토사 유실을 방지하고 식생이 가능하도록 하기 위하여 최근에는 블록이나 석재를 이용하는 방법이 많이 이용되고 있다. 또한, 최근에는 고강도 토목 섬유로 제직된 섬유 거푸집을 이용하여 사면을 보강하는 방법도 활용되고 있다.

섬유 거푸집을 이용한 사면 보강 방법은 고강도의 토목섬유로 제직된 두겹의 섬유(직물) 거푸집 사이에 유동 상태의 모르타르 등 채움재를 주입하고 양생시켜 매트를 형성함에 의해 사면을 보강하는 공법이다.

이러한 섬유 거푸집을 이용한 사면 보강 공법은 섬유 거푸집이 유동성 채움재의 잉여수를 주입압에 의해 배출시켜 채움재의 경화시간이 빠르고 고밀도 및 고강도의 채움재 경화체를 형성할 수 있는 장점이 있어 많이 활용되고 있다.

또한, 이러한 섬유 거푸집을 이용한 사면 보강 공법은 채움재의 경화체가 형성되는 기둥부와 상기 기둥부 사이에 망사 형태로 뚫여있는 식생부로 구성되어 식생이 가능하다는 장점으로 인해 많은 기술들이 제안되어 활용되고 있으며, 다양한 특허도 등록되어 있는 상황이다.(대한민국 등록특허 제10-0280958호, 대한민국 등록특허 제10-0795036호, 대한민국 등록특허 제10-1217376호, 대한민국 등록특허 제10-1131897호, 일본공개특허 특개평7-207669호 등)

그러나, 종래의 섬유 거푸집을 이용한 사면 보강 공법은 하천이나 호안에 홍수가 나거나 대규모의 물이 유입될 경우 섬유 거푸집이 하부로 흘러내려 유실될 수 있으므로 이를 사면에 고정할 필요가 있다. 이를 해결하기 위하여 기존에는 보강재를 미리 사면에 그라우팅시켜 고정시킨 후에 섬유 거푸집의 식생부 망사에 결속시키는 방법으로 섬유 거푸집을 고정하는 방법을 사용하였다. (대한민국 등록특허 제10-0795036호, 대한민국 등록특허 제10-1217376호, 대한민국 등록특허 제10-1131897호 등)

그러나, 상기 보강재를 미리 사면에 그라우팅시켜 고정하기 위하여 사면 천공 및 그라우팅 작업을 실시해야 하므로 과정이 복잡하고 시간이 많이 소요되며, 보강재를 미리 설치해 두어야 하기 때문에 섬유 거푸집의 식생부를 상기 보강재 위치에 정확히 맞추기가 현실적으로 매우 어렵고 번거롭다는 문제가 있었다.

따라서, 사면을 안정화시킴에 있어 간단한 방법으로 섬유 거푸집을 사면에 고정할 수 있는 기술에 대한 개발 필요성이 큰 상황이다.

<기타 선행기술 문헌>

1. 대한민국 등록특허 제10-1375232호

2. 대한민국 공개특허 제10-2011-0072148호

3. 대한민국 등록실용신안 제20-0408273호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 개발된 것으로서, 섬유 거푸집을 이용하여 친환경적인 방법으로 사면을 안정화시키되 복잡하지 않고 간단한 방법을 이용하여 섬유 거푸집을 사면에 고정하여 유실을 방지할 수 있는 사면 안정화 기술 및 시공 효과를 장기간 유지할 수 있는 사면 안정화 시공 기술을 제공하고자 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

(a) 경사면을 정리하는 단계;

(b) 상기 정리된 경사면에, 상부 섬유 및 하부 섬유의 접합에 의해 격자 형태로 접합되어 폐쇄구조를 이루는 기둥형성부와, 상기 기둥형성부 사이에서 일정 간격으로 망사 형태로 형성되어 개방구조를 이루는 식생부로 이루어지며, 상기 기둥형성부에는 채움재 주입부를 포함하는 섬유 거푸집을 포설하는 단계;

(c) 상기 포설된 섬유 거푸집의 식생부에 경사면의 토사 방향으로 섬유 거푸집 고정부재를 삽입 매설하는 단계; 및

(d) 상기 포설된 섬유 거푸집의 채움재 주입부로 채움재를 주입하고 양생시켜 기둥부를 형성하는 단계를 포함하는 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법으로서,

상기 (c)에서 상기 섬유 거푸집의 식생부에 경사면의 토사 방향으로 섬유 거푸집 고정부재를 삽입 매설하는 것은

중심에 항타봉 관입을 위한 암나사를 구비한 관입홀을 구비하며, 선단에서 후단으로 갈수록 외경이 커지도록 테이퍼드된 형태를 가지고 있는 테이퍼부, 상기 테이퍼부 이하에서 다시 중심 방향으로 경사진 경사면으로 형성된 벌림부 및 파이프 부재 삽입을 위한 삽입부로 구성된 쐐기 부재;

상기 쐐기 부재의 관입홀에 관입되어 상기 암나사에 나사 결합되는 봉 부재, 상기 봉 부재의 선단에 뾰족한 형태로 구비된 선단부 및 상기 봉 부재의 후단에 항타와 회전을 위한 항타부가 구비된 항타봉;

상기 쐐기 부재의 테이퍼부 및 벌림부가 접하는 부분의 직경보다 작고 상기 삽입부 직경보다 큰 직경을 가지며, 일단에는 일정 길이의 복수의 노치에 의해 복수의 파이프 가지가 형성되며 타단에는 걸림부가 마련된 파이프 부재;를 포함하며, 상기 파이프 부재는 상기 항타봉의 상기 쐐기 부재에의 나사 결합에 의해 상기 항타봉을 감싸며 상기 쐐기 부재 및 상기 항타봉의 항타부 사이에 결속된 구조를 한 섬유 거푸집 고정 부재를 이용하여,

상기 항타봉을 이용하여 상기 쐐기 부재를 토사에 박은 뒤 상기 항타봉의 항타부를 회전시켜 상기 쐐기 부재를 후진시킴에 의해 상기 파이프 부재의 복수의 파이프 가지가 상기 쐐기 부재의 벌림부에 의해 절곡되며 분기되어 주위의 토사로 침투되도록 함에 의해 상기 섬유 거푸집 고정 부재를 상기 상기 섬유 거푸집의 식생부 상에서 경사면의 토사 방향으로 삽입 매설하는 것을 특징으로 하는 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 쐐기 부재는 4각 내지 6각 단면 형태로 구비되며, 상기 파이프 부재 또한 상기 쐐기 부재의 형태에 맞도록 4각 내지 6각 단면 형태로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 섬유 거푸집 고정 부재의 걸림부 하부에는 분리형 걸림부 삽입을 위한 삽입홀이 구비되어 상기 삽입홀에 분리형 걸림부가 삽입되어 상기 섬유 거푸집 고정 부재가 상기 섬유 거푸집의 식생부 섬유에 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 섬유 거푸집은 위사는 아크릴 섬유를 사용하고, 경사는 바잘트 섬유와 폴리에틸렌(PE) 섬유의 혼방으로 제조된 것을 사용하며, 상기 혼방 비율은 바잘트 섬유 25~100%의 비율로 혼방된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 (d)에서 상기 채움재가 양생되고 난 후 상기 식생부에 식생토를 취부하거나 토사를 채우는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법을 이용하면 콘크리트 공법이나 숏크리트 공법과 달리 친환경적인 공법으로서, 기존의 고정핀을 이용하거나 앵커를 이용하여 섬유 거푸집을 고정시키는 방법에 비하여 섬유 거푸집을 고정하는 효과가 우수하고, 간단한 방법에 의하여 설치 및 시공이 될 수 있으므로 공사의 어려움이 거의 없으며 작업도 효율적으로 진행될 수 있으므로 공사 기간 및 비용 상승이 크지 않은 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 구조와 일부 확대도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 사용되는 섬유 거푸집의 일 형태를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 사용되는 섬유 거푸집에 채움재가 주입되어 양생된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 사용되는 섬유 거푸집에 채움재가 주입되어 양생된 것과 상기 섬유 거푸집이 섬유 거푸집 고정 부재에 의해 사면에 고정된 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 사용되는 섬유 거푸집에 채움재가 주입되어 양생된 것과 상기 섬유 거푸집이 섬유 거푸집 고정 부재에 의해 사면에 고정된 후에 식생토가 취부되어 식물이 생장한 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 공법에 사용되는 섬유 거푸집 고정 부재의 일 예를 전체적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 6에 따른 섬유 거푸집 고정 부재의 분해도이다.
도 8은 도 6에 따른 섬유 거푸집 고정 부재에서 파이프 부재의 노치의 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 6에 따른 섬유 거푸집 고정 부재에서 파이프 부재의 절곡 원리를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 구조에 사용되는 섬유 거푸집 고정 부재의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법을 순서대로 나타낸 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 구조와 일부 확대도를 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 섬율 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법은,

(a) 경사면(S)을 정리하는 단계;

(b) 상기 정리된 경사면(S)에, 상부 섬유 및 하부 섬유의 접합에 의해 격자 형태로 접합되어 폐쇄구조를 이루는 기둥형성부(10-1)와, 상기 기둥형성부 사이에서 일정 간격으로 망사 형태로 형성되어 개방구조를 이루는 식생부(10-2)로 이루어지며, 상기 기둥형성부(10-1)에는 채움재 주입부를 포함하는 섬유 거푸집(10)을 포설하는 단계;

(c) 상기 포설된 섬유 거푸집(10)의 식생부(10-2)에 경사면의 토사 방향으로 섬유 거푸집 고정부재(100)를 삽입 매설하는 단계; 및

(d) 상기 포설된 섬유 거푸집(10)의 채움재 주입부(10-4)로 채움재를 주입하고 양생시켜 기둥부를 형성하는 단계를 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 (c)에서 상기 섬유 거푸집의 식생부(10-2)에 경사면의 토사 방향으로 섬유 거푸집 고정부재(100)를 삽입 매설하는 것은

중심에 항타봉 관입을 위한 암나사를 구비한 관입홀을 구비하며, 선단에서 후단으로 갈수록 외경이 커지도록 테이퍼드된 형태를 가지고 있는 테이퍼부, 상기 테이퍼부 이하에서 다시 중심 방향으로 경사진 경사면으로 형성된 벌림부 및 파이프 부재 삽입을 위한 삽입부로 구성된 쐐기 부재;

상기 쐐기 부재의 관입홀에 관입되어 상기 암나사에 나사 결합되는 봉 부재, 상기 봉 부재의 선단에 뾰족한 형태로 구비된 선단부 및 상기 봉 부재의 후단에 항타와 회전을 위한 항타부가 구비된 항타봉;

상기 쐐기 부재의 테이퍼부 및 벌림부가 접하는 부분의 직경보다 작고 상기 삽입부 직경보다 큰 직경을 가지며, 일단에는 일정 길이의 복수의 노치에 의해 복수의 파이프 가지가 형성되며 타단에는 걸림부가 마련된 파이프 부재;를 포함하며, 상기 파이프 부재는 상기 항타봉의 상기 쐐기 부재에의 나사 결합에 의해 상기 항타봉을 감싸며 상기 쐐기 부재 및 상기 항타봉의 항타부 사이에 결속된 구조를 한 섬유 거푸집 고정 부재를 이용하여,

상기 항타봉을 이용하여 상기 쐐기 부재를 토사에 박은 뒤 상기 항타봉의 항타부를 회전시켜 상기 쐐기 부재를 후진시킴에 의해 상기 파이프 부재의 복수의 파이프 가지가 상기 쐐기 부재의 벌림부에 의해 절곡되며 분기되어 주위의 토사로 침투되도록 함에 의해 상기 섬유 거푸집 고정 부재를 상기 섬유 거푸집의 식생부 상에서 경사면의 토사 방향으로 삽입 매설하는 것을 특징으로 한다.

이러한 섬유 거푸집 고정부재를 삽입 매설하는 것에 관해서는 후에서 상술한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 사용되는 섬유 거푸집의 일 형태를 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 사용되는 섬유 거푸집에 채움재가 주입되어 양생된 상태를 나타낸 사시도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 섬유 거푸집(10)은 상부 섬유 및 하부 섬유를 접합시켜 연결되는 구조를 하고 있고, 보통 격자 형태로 접합되어 폐쇄 구조를 이루고 내부에 모르타르 등의 채움재가 주입되는 기둥형성부(10-1)와, 상기 기둥형성부 사이에서 일정 간격으로 망사 형태로 형성되어 개방구조를 이루는 식생부(10-2)로 이루어진다.

본 발명에서 상기 기둥형성부에는 채움재가 주입될 경우 기둥 형성을 용이하게 하기 위해 포인트 접합부(10-3)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 포인트 접합부(10-3)는 채움재가 균일하게 분포되도록 하여 기둥형성을 용이하게 하고, 바닥면의 접촉면적을 넓혀주므로 연결부위가 쉽게 부러지는 것을 방지하는 역할을 한다.

또한, 본 발명에서 상기 기둥형성부(10-1)에는 모르타르 등의 채움재가 주입될 수 있도록 채움재 주입부(10-4)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 채움재 주입부는 상기 포인트 접합부(10-3)와는 다르게 상부 섬유 및 하부 섬유가 접합되지 않은 형태로 구성되며, 고압 주입기를 이용하여 상기 채움재 주입부에 모르타르 등의 채움재를 투입함으로써 기둥형성부 내부로 채움재를 주입할 수 있게 된다.

본 발명에서 상기 섬유 거푸집은 바잘트 섬유(현무암 섬유) 등의 광물 섬유를 사용할 경우 환경 친화적이므로 바람직하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없고 기본적으로 사용되는 폴리프로필렌, 폴리에틴렌, 나일론, 폴리에스테르 등으로 직조된 섬유 거푸집을 사용할 수 있다. 상기 섬유 거푸집은 상부 섬유(직물) 및 하부 섬유(직물)로 구성되는 이중직으로 제직되며 중간 중간에는 상부 섬유 및 하부 섬유가 접합되어 구성되는 포인트 접합부를 규칙적 또는 비규칙적으로 형성할 수 있다.

더욱 구체적으로, 상기 섬유 거푸집은 바잘트 섬유와 일반 합성 섬유의 혼방을 사용할 수 있으며, 예를 들어 위사는 아크릴 섬유를 사용하고, 경사는 바잘트 섬유와 폴리에틸렌(PE) 섬유의 혼방으로 제조된 것을 사용할 수 있으며, 이 때, 혼방 비율은 바잘트 섬유 25~100%의 비율로 혼방된 것을 사용할 수 있다. 즉, 경사로는 바잘트 섬유를 단독으로 사용하는 것도 가능하다.

바잘트 섬유는 천연 현무암을 용융 방사하여 섬유화한 것으로서, 인장강도가 우수하고 내열성, 탄성, 흡음성이 우수한 특징이 있으며, 항균성 및 탈취 성능도 우수하고 무엇보다도 천연 현무암을 가공하여 제조된 것이므로 친환경적이라는 장점을 갖는다.

본 발명에서는 이와 같은 바잘트 섬유를 섬유 거푸집에 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 섬유 거푸집은 채움재가 주입될 경우 물과 같은 액상 성분은 밖으로 유출되고 모르타르 등의 고상 성분은 내부에 남아 있게 되므로 양생이 용이해지고 강도가 우수한 기둥부를 형성할 수 있다.

본 발명에서 상기 섬유 거푸집(10)의 개방구조를 이루는 식생부(10-2)는 섬유가 접합되지 않고 망사 형태로 직조되어 상하로 개방된 형태를 이루며, 이는 식생이 가능하도록 하기 위한 구조이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 사용되는 섬유 거푸집에 채움재가 주입되어 양생된 것과 상기 섬유 거푸집이 섬유 거푸집 고정 부재에 의해 사면에 고정된 것을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 사용되는 섬유 거푸집에 채움재가 주입되어 양생된 것과 상기 섬유 거푸집이 섬유 거푸집 고정 부재에 의해 사면에 고정된 후에 식생토가 취부되어 식물이 생장한 것을 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 식생부(10-2)에 식생토가 취부되거나 토사가 채워져서 식물의 생장이 가능해지므로 친환경적인 사면 안정화 구조의 실현이 가능해지는 것이다.

이하에서는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 섬유 거푸집이 사면에 적재된 후에 흘러내리는 것을 방지하기 위한 섬유 거푸집 고정부재(100)에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 공법에 사용되는 섬유 거푸집 고정 부재(100)의 일 예를 전체적으로 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6에 따른 섬유 거푸집 고정 부재의 분해도이며, 도 8은 도 6에 따른 섬유 거푸집 고정 부재에서 파이프 부재의 노치의 예를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 6에 따른 섬유 거푸집 고정 부재에서 파이프 부재의 절곡 원리를 나타내는 도면이다.

도 6 내지 도 9를 참조하면, 상기 섬유 거푸집 고정 부재(100)는 쐐기 부재(110), 항타봉(120), 및 파이프 부재(130)를 포함한다.

상기 쐐기 부재(110)는 상기 섬유 거푸집 고정 부재(100)를 땅속에 박기 위한 것으로서, 4개의 부분, 즉 테이퍼부(111), 관입홀(112), 벌림부(113) 및 삽입부(114)로 구성된다. 상기 테이퍼부(111)는 땅속에 잘 박힐 수 있도록 선단에서 후단으로 갈수록 외경이 커지도록 테이퍼드된 형태로 구성된다. 또한, 상기 테이퍼부(11)는 중심에 항타봉 관입을 위한 암나사가 구비된 관입홀이 형성된다. 상기 테이퍼부에 이어지는 벌림부(113)는 테이퍼부(111) 이하에서 다시 중심 방향으로 경사진 경사면으로 형성되며, 후술하는 파이프 부재(130)의 복수의 파이프 가지(131)를 절곡시켜 분기시키는 역할을 한다.

상기 삽입부(114)는 벌림부(113)에서 연장되며, 통형상으로 형성된다. 이 때, 테이퍼부(111)와 벌림부(113)가 접하는 단면의 면적이 벌림부(113)와 삽입부(114)가 접하는 단면의 면적보다 넓게 형성된다. 또한, 관입홀(112)의 내주면에는 암나사(미도시)가 형성된다. 암나사는 항타봉(120)의 봉 부재(121) 외주면에 구비된 숫나사(122)에 대응하는 크기로 형성된다. 상기 암나사는 항타봉의 봉 부재(121)가 통과해야 하므로 상기 쐐기부재의 관입홀 길이 전체에 걸쳐 형성되는 것이 바람직하나, 일부에만 형성될 수도 있다.

항타봉(120)은 쐐기 부재(110)의 삽입부(114) 보다 작은 단면적을 갖는 원형 봉으로 형성된다. 항타봉(120)의 봉 부재(121)의 외주면 일부 또는 전부에는 관입홀(112)의 암나사에 결합 가능한 숫나사(122)가 구비된다. 또한, 상기 봉 부재(121)의 선단에는 토사 관입을 용이하게 하기 위해 뾰족한 형태의 선단부(123)가 구비된다. 항타봉(120)의 타단에는 항타기로 항타할 수 있는 항타부(124)가 마련될 수 있다. 항타부(124)는 항타봉(120)보다 넓은 면적을 갖는 원판 또는 사각판 등으로 형성될 수 있다. 항타봉(120)의 숫나사(122)를 쐐기 부재(110)의 관입홀(112) 암나사에 체결하면, 항타봉(120)의 선단부(123)는 토사와 직접 접촉하게 된다. 따라서, 항타봉(120)의 항타부(124)를 항타하고 난 후 이를 회전하면, 항타봉(120)의 숫나사(122)가 쐐기부재(110)를 후진 방향으로 이동시키며 쐐기 부재(110)는 땅속으로 박히게 되고, 쐐기부재(110)의 삽입부에 의해 지지되고 있던 파이프 가지가 상기 쐐기부재(110)의 벌림부(113)에 의해 힘을 받게 되어 바깥 방향으로 벌어져서 분기된다.

파이프 부재(130)는 쐐기 부재(110)의 테이퍼부(111)와 벌림부(113)가 접한 면보다 작고 삽입부(113)보다 큰 단면적을 가지는 파이프 형태로 형성된다. 상기 삽입부(114)는 후술하는 파이프 부재의 일단이 삽입되어 이를 지지하는 역할을 한다.

파이프 부재(130)의 일단에는 복수의 파이프 가지(131)가 마련되며, 타단에는 걸림부(133)가 마련된다. 복수의 파이프 가지(131)는 파이프 부재(130)의 일단에서 일정 길이로 복수의 노치(132)를 형성하며, 파이프 부재(130)가 복수 개로 절개되어 형성된다. 이때, 복수의 노치(132)의 개수는 필요에 따라 적절하게 형성할 수 있다. 예를 들면, 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 노치(132)를 4개 형성할 수 있다. 이 경우는 파이프 부재(130)의 일단부가 4개로 절개되므로 파이프 부재(130)의 일단에는 4개의 파이프 가지(131)가 형성된다. 또는, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 노치(132)를 5개 형성할 수 있다. 이 경우는 파이프 부재(130)의 일단부가 5개로 절개되므로 파이프 부재(130)의 일단에는 5개의 파이프 가지(131)가 형성된다. 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 노치(132)를 6개 형성한 경우는, 파이프 부재(130)의 일단부가 6개로 절개되므로 파이프 부재(130)의 일단에는 6개의 파이프 가지(131)가 형성된다.

본 발명에서 상기 노치(132)는 4개 내지 6개가 구비되고, 이에 맞도록 상기 쐐기 부재(110)는 4각 내지 6각 단면 형태로 구비되며, 상기 파이프 부재(130) 또한 상기 쐐기 부재의 형태에 맞도록 4각 내지 6각 단면 형태로 구비되는 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 다각형 형태로 형성될 수 있다.

복수의 노치(132)가 형성된 파이프 부재(130)의 일단, 즉 복수의 파이프 가지(131) 각각의 일단(131a)은 토사로의 침투를 용이하게 하기 위하여 뾰족하게 형성될 수 있다. 파이프 부재(130)의 타단에 마련되는 걸림부(133)는 파이프 부재(130)를 상기 섬유 거푸집의 식생부 섬유에 걸리게 하기 위한 것으로서, 복수의 가지 형태로 상기 파이프 부재(130)와 일체형 또는 분리형으로 구비될 수 있다. 또한, 상기 걸림부(133)의 양 끝단은 갈고리 형태로 하향으로 구부러져 섬유 거푸집의 식생부 섬유를 단단히 죄도록 할 수 있다.

파이프 부재(130)는 항타봉(120)에 의해 쐐기 부재(110)와 일체로 고정된다. 구체적으로, 파이프 부재(130)의 복수의 파이프 가지(131)가 마련된 일단을 쐐기 부재(110)의 삽입부(114)에 삽입한 후, 항타봉(120)의 숫나사(122)가 마련된 일단을 파이프 부재(130)를 통과하여 상기 항타봉의 항타부(124)를 회전시켜 쐐기부재(110)의 관통홀(112)에 체결한다. 이 때 상기 파이프 부재(130)가 단단히 체결되도록 상기 항타봉의 항타부를 회전시키면, 도 9에 도시된 바와 같이, 쐐기 부재(110), 파이프 부재(130), 항타봉(120)이 일체로 조립된 섬유 거푸집 고정 부재(100)가 얻어진다.

섬유 거푸집 고정 부재(100)를 경사면(S)의 토사에 박을 경우에는 항타봉의 선단부(123)를 박을 곳에 위치시킨 후, 항타봉(120)의 항타부(124)를 항타한다. 그러면, 섬유 거푸집 고정 부재((100)가 경사면(S)의 토사에 박히게 된다. 그 후, 항타봉(120)의 항타부(124)를 드릴 등을 이용하여 회전시키면 파이프 부재(130)의 복수의 파이프 가지(131)가 절곡되어 토사에 박히게 된다. 이후, 상기 항타봉(120)의 항타부(124)를 드릴 등을 이용하여 반대 방향으로 회전시키면 항타봉(120)이 외부로 빠지게 되며, 도 9에 도시된 바와 같이, 쐐기 부재(110)의 벌림부(113)에 접촉하고 있는 파이프 부재(130)의 복수의 파이프 가지(131)의 선단(131a)이 벌림부(113)를 따라 절곡되어 벌어지면서 쐐기 부재(110)가 박혀 있는 곳의 옆의 토사로 침투하면서 넓게 확산된다. 이렇게 확산된 복수의 파이프 가지(131)는 저항 가능한 토사의 면적을 넓게 하여 파이프 부재(130)를 뽑는 힘에 저항하게 된다. 또한, 절곡된 복수의 파이프 가지(131)를 다시 원상태로 펴기 위해서는 많은 힘이 필요하므로, 파이프 부재(130)를 뽑기 위해 필요한 이 힘이 섬유 거푸집 고정 부재(100)의 저항력을 보강한다.

본 발명의 일 실시예에 의한 섬유 거푸집 고정 부재(100)의 인발 저항력을 조절하기 위해서는 파이프 부재(130)를 토사에 박는 깊이나 파이프 부재(130)의 두께 등을 조절할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 경사면 안정화 구조에 사용되는 섬유 거푸집 고정 부재의 다른 예를 나타내는 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 섬유 거푸집 고정 부재의 걸림부 하부에는 분리형 걸림 삽입을 위한 삽입홀이 구비되어 상기 삽입홀에 분리형 걸림부(고정핀)가 삽입되어 상기 섬유 거푸집 고정 부재가 상기 섬유 거푸집의 식생부 섬유에 고정되도록 할 수 있다. 상기 섬유 거푸집 고정 부재는 상기 섬유 거푸집 고정 부재를 상기 항타봉을 회전시켜 박을 때, 분리형 걸림부를 상기 파이프 부재((130)의 삽입홀(133b) 내로 삽입한 후 파이프 부재(130)를 항타하여 상기 분리형 걸림부(133a)가 섬유 거푸집의 식생부 섬유에 걸리도록 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법을 순서대로 나타낸 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법은

먼저, 경사면(S)을 정리하고 정리된 사면에 섬유 거푸집의 주입부를 통해 채움재를 주입 및 양생시켜 기둥부를 형성함에 의해 섬유 거푸집(10)을 포설하고, 섬유 거푸집의 식생부(10-2) 상에서 사면의 토사 방향으로 섬유 거푸집 고정 부재(100)를 삽입 매설하여 상기 섬유 거푸집(10)을 사면에 고정시키는 순서로 진행된다.

상기 섬유 거푸집의 식생부(10-2) 상에서 사면의 토사 방향으로 섬유 거푸집 고정 부재(100)를 삽입 매설하는 것은 상기 설명된 섬유 거푸집 고정 부재를 이용하여, 상기 항타봉(120)을 이용하여 상기 쐐기 부재를 토사에 박은 뒤 상기 항타봉의 항타부를 회전시켜 상기 쐐기 부재를 후진시킴에 의해 상기 파이프 부재의 복수의 파이프 가지가 상기 쐐기 부재의 벌림부에 의해 절곡되며 분기되어 주위의 토사로 침투되도록 함에 의해 상기 섬유 거푸집 고정 부재를 상기 섬유 거푸집의 식생부(10-2) 상에서 사면의 토사 방향으로 삽입 매설하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로 도면을 참조하여 설명하면, 먼저, 지지력을 보강하고자 하는 사면(S)에 기둥형성부(10-1) 및 식생부(10-2)로 이루어진 섬유 거푸집(10)을 포설하고, 섬유 거푸집 고정 부재(100)를 설치하고자 하는 위치, 즉 섬유 거푸집의 식생부 상에 섬유 거푸집 고정 부재(100)의 항타봉(120) 선단부(123)를 위치시킨다.

이어서, 섬유 거푸집 고정 부재(100)의 항타봉(120)을 일정한 힘(F)으로 항타하여 사면의 소정 깊이까지 섬유 거푸집 고정 부재(100)를 박는다. 구체적으로, 섬유 거푸집 고정 부재(100)의 항타봉(120)에 설치된 항타부(124)를 항타하면, 섬유 거푸집 고정 부재(100)의 뾰족한 선단부(123)가 사면(S)의 토사를 침투하여 소정 깊이로 박히게 된다.

섬유 거푸집 고정 부재(100)를 소정 깊이까지 박은 후, 섬유 거푸집 고정 부재(100)에서 항타봉(120)을 드릴 등을 이용하여 회전시킨다. 구체적으로, 항타봉(120)의 항타부(124)를 회전시키면 항타봉(120)의 숫나사(122)에 체결되어 있던 쐐기 부재(110)가 후진하면서 파이프 부재(130)의 파이프 가지(131)가 강한 외력을 받아 상기 쐐기 부재(110)의 벌림부(113)에 의해 외측 방향으로 절곡되어 분기된다. 이어서, 항타봉(120)을 반대로 회전시켜 지면과 반대 방향으로 들어올리면 항타봉(120)을 파이프 부재(130)에서 완전히 뺄 수 있다. 회수한 항타봉(120)은 다른 쐐기 부재(110) 및 파이프 부재(130)에 결합하여 재사용할 수 있다.

이때, 복수의 파이프 가지(131)의 선단(131a)은 뾰족하게 형성되어 있으므로 용이하게 땅속을 침투할 수 있다. 이와 같이 복수의 파이프 가지(131)가 주변의 땅속으로 파고들면 파이프 부재(130)를 지지하는 지반의 면적이 넓어지므로 파이프 부재(130)의 지지력이 커지게 된다.

또한, 섬유 거푸집 고정 부재(100)의 파이프 부재(130)의 걸림부가 분리형 걸림부(133a)인 경우 항타봉을 회전시켜 파이프 부재의 파이프 가지를 파이프 부재를 박기 전에 분리형 걸림부를 삽입홀(133b)에 끼우고 항타봉을 회전시켜 상기 분리형 걸림부(133a)가 상기 섬유 거푸집의 식생부 섬유를 견고하게 조이도록 한다.

상기에서는 섬유 거푸집 고정 부재(100)를 이용하여 섬유 거푸집(10)을 사면에 고정하는 것에 관하여, 섬유 거푸집 포설, 섬유 거푸집 고정 부재 매설 및 채움재 주입 및 양생의 순서로 진행되는 것으로 기술하였으나, 반드시 이와 같은 순서를 따라야 하는 것은 아니고, 섬유 거푸집 포설, 채움재 주입 및 양생, 섬유 거푸집 고정 부재 매설의 순서로 진행되는 것도 같은 의미이며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에 있어서, 상기 섬유 거푸집에 주입되는 채움재는 모르타르, 콘크리트, 우레탄, 에폭시 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 채움재 내에 보강 섬유, 예를 들어 강섬유, 합성수지 섬유, 천연 섬유 등을 추가로 포함할 수 있고, AE제, 지연제, 촉진제, 감수제, 유동화제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명에서 상기 섬유 거푸집 고정 부재를 이용하여 섬유 거푸집을 사면에 안정적으로 고정하고 난 후 상기 섬유 거푸집 내의 채움재가 양생되면 이후 상기 섬유 거푸집의 식생부에 식생토를 취하하거나 토사를 채움에 의해 식물의 생장이 가능하도록 함으로써 친환경적인 사면 보강이 가능하게 된다.

이상, 본 발명에 따른 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법에 관하여 설명하였다. 상기 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 경사면 안정화 기술을 이용하면 콘크리트나 숏크리트를 사용하지 않고도 섬유 거푸집, 특히 광물 섬유 거푸집을 이용하여 하천이나 호안 등의 법면, 경사면을 안정화시킬 수 있으므로 친환경적이며, 간단한 방법에 의하여 설치 및 시공이 될 수 있으므로 공사의 어려움이 거의 없으며 작업도 효율적으로 진행될 수 있으므로 공사 기간 및 비용 상승이 크지 않은 장점이 있다.

S: 사면 10: 섬유 거푸집
10-1: 기둥형성부 10-2: 식생부
10-3: 포인트 접합부 10-4: 채움재 주입부
100: 섬유 거푸집 고정 부재
110: 쐐기 부재 111: 테이퍼부
112: 관통홀 113: 벌림부
114: 삽입부 120: 항타봉
121: 봉 부재 122: 숫나사
123: 선단부 130: 파이프 부재
131: 파이프 가지 133: 걸림부

Claims (5)

1. (a) 경사면을 정리하는 단계;
   (b) 상기 정리된 경사면에, 상부 섬유 및 하부 섬유의 접합에 의해 격자 형태로 접합되어 폐쇄구조를 이루는 기둥형성부와, 상기 기둥형성부 사이에서 일정 간격으로 망사 형태로 형성되어 개방구조를 이루는 식생부로 이루어지며, 상기 기둥형성부에는 채움재 주입부를 포함하는 섬유 거푸집을 포설하는 단계;
   (c) 상기 포설된 섬유 거푸집의 식생부에 경사면의 토사 방향으로 섬유 거푸집 고정부재를 삽입 매설하는 단계; 및
   (d) 상기 포설된 섬유 거푸집의 채움재 주입부로 채움재를 주입하고 양생시켜 기둥부를 형성하는 단계를 포함하는 사면 안정화 시공 공법으로서,
   상기 (c)에서 상기 섬유 거푸집의 식생부에 경사면의 토사 방향으로 섬유 거푸집 고정부재를 삽입 매설하는 것은
   중심에 항타봉 관입을 위한 암나사를 구비한 관입홀을 구비하며, 선단에서 후단으로 갈수록 외경이 커지도록 테이퍼드된 형태를 가지고 있는 테이퍼부, 상기 테이퍼부 이하에서 다시 중심 방향으로 경사진 경사면으로 형성되어 파이프 부재의 복수의 파이프 가지를 절곡시켜 분기시키는 벌림부, 및 상기 벌림부에서 연장되어 통형상으로 형성되고 파이프 부재 삽입을 위한 삽입부로 구성되며, 상기 테이퍼부와 벌림부가 접하는 단면의 면적보다 상기 벌림부와 삽입부가 접하는 단면의 면적이 작도록 형성된 쐐기 부재;
   상기 쐐기 부재의 관입홀에 관입되며 외주면에 숫나사를 구비하여 상기 쐐기부재의 암나사에 나사 결합되는 봉 부재, 상기 봉 부재의 선단에 뾰족한 형태로 구비된 선단부 및 상기 봉 부재의 후단에 항타와 회전을 위한 항타부가 구비되며, 상기 쐐기 부재의 삽입부보다 작은 단면적을 갖는 원형 봉으로 형성된 항타봉으로서, 회전에 의해 파이프 부재의 파이프 가지를 절곡시켜 분기시킨 후 반대 회전에 의해 상기 파이프 부재에서 빼내지는 항타봉;
   상기 쐐기 부재의 테이퍼부 및 벌림부가 접하는 부분의 직경보다 작고 상기 삽입부 직경보다 큰 직경을 가지며, 일단에는 일정 길이의 복수의 노치에 의해 복수의 파이프 가지가 형성되며 타단에는 걸림부가 마련된 파이프 부재;를 포함하며,
   상기 파이프 부재는 상기 항타봉의 상기 쐐기 부재에의 나사 결합에 의해 상기 항타봉을 감싸며 상기 쐐기 부재 및 상기 항타봉의 항타부 사이에 결속된 구조를 한 섬유 거푸집 고정 부재를 이용하여,
   상기 항타봉을 이용하여 상기 쐐기 부재를 토사에 박은 뒤 상기 항타봉의 항타부를 회전시켜 상기 항타봉의 숫나사가 상기 쐐기 부재를 후진시킴에 의해 상기 쐐기 부재가 땅속에 박히게 되고 상기 쐐기 부재의 삽입부에 의해 지지되고 있던 상기 파이프 부재의 복수의 파이프 가지가 상기 쐐기 부재의 벌림부에 의해 외력을 받아 절곡되며 외측 방향으로 분기되어 주위의 토사로 침투되도록 함에 의해 상기 섬유 거푸집 고정 부재를 상기 섬유 거푸집의 식생부 상에서 경사면의 토사 방향으로 삽입 매설하는 것을 특징으로 하는 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 쐐기 부재는 4각 내지 6각 단면 형태로 구비되며, 상기 파이프 부재 또한 상기 쐐기 부재의 형태에 맞도록 4각 내지 6각 단면 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 섬유 거푸집은 위사는 아크릴 섬유를 사용하고, 경사는 바잘트 섬유와 폴리에틸렌(PE) 섬유의 혼방으로 제조된 것을 사용하며, 상기 혼방 비율은 바잘트 섬유 25~100%의 비율로 혼방된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 (d)에서 상기 채움재가 양생되고 난 후 상기 식생부에 식생토를 취부하거나 토사를 채우는 것을 특징으로 하는 섬유 거푸집을 이용한 사면 안정화 시공 공법.
   
   

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