KR102001211B1

KR102001211B1 - 조골재가 코팅된 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법

Info

Publication number: KR102001211B1
Application number: KR1020170054537A
Authority: KR
Inventors: 박철우; 김용재; 김승원; 정해국; 김명정
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2019-07-17
Also published as: KR20180120497A

Abstract

본 발명은 섬유 재질의 그물 구조로 형성된 그물주머니(110)를 준비하는 단계; 상기 그물주머니(110)의 트임부를 통해 조골재(120)를 충전하고, 상기 트임부를 폐쇄하여 비정형 보강부재(100)를 제조하는 비정형 보강부재 제조단계; 상기 비정형 보강부재(100)의 조골재(120)를 시멘트 페이스트에 의해 코팅하는 조골재 코팅단계; 긴급보강이 필요한 손상부에 대하여, 다수의 상기 비정형 보강부재(100)를 축조하여 보강하는 비정형 보강부재 설치단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법을 제시함으로써, 긴급한 사면복구 및 보강공사가 가능하고, 공사 후 재붕괴를 방지할 수 있도록 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법을 제시한다.

Description

조골재가 코팅된 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법{REINFORCEMENT METHOD FOR SLOPE}

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법에 관한 것이다.

강원권은 그 지역특성상, 주민들의 분포가 상대적으로 넓으며, 도로 및 비탈면의 유실에 따른 재해가 발생하였을 때, 신속한 복구를 위한 복구장비의 접근이 쉽지 않은 경우가 많다.

따라서 이러한 지역애로사항을 최소화하고 주민들의 접근 및 교통유지를 위한 최소한의 장비 및 시공인력으로 안전하고 신속한 복구기술의 개발이 반드시 필요한 실정이다.

최근 기후변화의 영향으로 기반시설에 발생하는 재해가 점차 대형화 및 다양화되는 추세이며 폭염, 폭설 등 다양한 종류의 재해발생도 빈번해지고 있다.

특히 기후변화의 영향에 따른 태풍, 폭우로 인해 전국에서 기존과 다른 초대형 홍수가 발생하며 이로 인한 피해사례가 증가하고 있다.

강원권은 타지역에 비해 지표면 표고비, 경사도가 매우 높으며, 토지의 피복구성율의 대부분이 산림지이므로 이와 관련된 재해의 발생빈도가 높다(표 1,2).

강원도는 약 86%가 산지로 되어 있기 때문에 강원지역 하천 및 도로의 형태는 산지의 지형 및 지질 구조에 큰 영향을 받고 있다.

자연재해 발생시 공공시설중 도로의 피해(2003년 기준 378개소, 174km)가 가장 크며, 도로의 기능상실에 의한 직간접 피해를 최소화하기 위한 적합한 긴급복구공법의 개발이 필요하다(표 3,4).

최근 10년간 강원권은 호우에 의한 피해(약 97%)가 대부분이며, 이를 복구하기 위한 비용의 약 91%는 수해복구지원금, 국고, 지방비 순으로 지출되었다(표 5,6).

도로는 신체의 혈관과 같은 역할을 하므로 최소장비, 최소인력, 최단기간, 영구적 기능유지가 가능한 손상사면 및 도로의 긴급복구공법 및 관리기술의 개발이 필요하다.

또한, 지형적인 영향으로 강원지역 도로의 대부분이 산지와 하천과 인접하여 건설되어 있어 하천과 도로의 상호작용이 크며, 이러한 산악지역에서의 도로유실이 발생하면 지형적 특성상 우회 도로가 없기 때문에 물동량 수송에 어려움이 있어 단시간에 교통개방이 가능한 복구기술 개발이 필요하다.

현재 국내 적용이 가능한 도로 또는 사면 유실부의 복구공법으로는, 블록공, 피복공, 표층안정공, 앵커공법, 억지말뚝 공법, 절토공, 옹벽공 등이 개발되어 있다.

사면복구공법중 절토공, 옹벽공 등 일부 공법만 유실부 발생시 긴급복구가 가능하나, 복구후 영구적 기능발현은 불가능하여 영구복구를 위한 시공이 별도로 진행되어야 한다는 문제가 있다.

사면보강 및 복구시 적용되는 복구공법의 장기성능검증 및 품질관리가 이루어지지 않는 경우, 도 1 내지 4와 같이 보강 및 복구후에 재붕괴가 발생될 가능성이 있으며, 최근 기후변화에 의해 이러한 재붕괴 사례는 지속적으로 증가되는 추세이다.

도 1 내지 4는 사면보강공사 후 보강부가 재붕괴된 사례로서, 각각 경남 거제, 강원 인제, 부산 기장, 경남 창원의 사례의 사진이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 긴급한 사면복구 및 보강공사가 가능하고, 공사 후 재붕괴를 방지할 수 있도록 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 섬유 재질의 그물 구조로 형성된 그물주머니(110)를 준비하는 단계; 상기 그물주머니(110)의 트임부를 통해 조골재(120)를 충전하고, 상기 트임부를 폐쇄하여 비정형 보강부재(100)를 제조하는 비정형 보강부재 제조단계; 긴급보강이 필요한 손상부에 대하여, 다수의 상기 비정형 보강부재(100)를 축조하여 보강하는 비정형 보강부재 설치단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법을 제시한다.

상기 그물주머니(110)는 폴리에틸렌 재질에 의해 형성된 것이 바람직하다.

상기 그물주머니(110)의 섬유의 직경은 1.5 ~ 2.5mm인 것이 바람직하다.

상기 그물주머니(110)의 격자의 크기는 20mm×20mm ~ 30mm×30mm인 것이 바람직하다.

상기 조골재(120)는, 쇄석 50 ~ 99 중량%; 순환골재 또는 슬래그골재 1 ~ 50 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 쇄석의 조골재 최대치수는 25mm이고, 조립율은 6.80 ~ 6.95인 것이 바람직하다.

상기 쇄석의 조골재 최대치수는 40mm이고, 조립율은 7.20 ~ 7.25인 것이 바람직하다.

상기 순환골재의 조골재 최대치수는 25mm이고, 조립율은 6.75 ~ 6.98인 것이 바람직하다.

상기 순환골재의 조골재 최대치수는 40mm이고, 조립율은 7.30 ~ 7.50인 것이 바람직하다.

상기 슬래그골재의 조골재 최대치수는 25mm이고, 조립율은 6.83 ~ 7.00인 것이 바람직하다.

상기 슬래그골재의 조골재 최대치수는 40mm이고, 조립율은 7.25 ~ 7.50인 것이 바람직하다.

상기 비정형 보강부재 제조단계는, 상기 그물주머니(110)의 트임부에 인양고리(210)를 결합하여 폐쇄하는 단계; 상기 인양고리(210)에 고정핀(220)을 결합하여 고정하는 단계;를 포함하고, 상기 인양고리(210)는, 하나의 봉 부재의 절곡에 의해 형성된 몸통부; 상기 몸통부의 중앙에 형성된 중앙산부(211); 상기 중앙산부(211)의 양측에 형성된 골부(212); 상기 골부(212)의 양측에 상향경사를 갖도록 형성된 경사부(213); 상기 경사부(213)의 양측에 형성된 고리부(214);를 포함하고, 상기 고정핀(220)은, 하나의 봉 부재의 절곡에 의해 형성된 본체부; 상기 본체부의 중앙에 형성된 전방만곡부(221); 상기 전방만곡부(221)의 양측에 형성된 후방만곡부(222);를 포함하고, 상기 고정핀(220)의 전방만곡부(221)가 상기 인양고리(210)의 중앙산부(211)의 전방에 접촉하고, 상기 고정핀(220)의 후방만곡부(222)가 상기 인양고리(210)의 고리부(214)의 후방에 접촉함에 따라, 상기 인양고리(210)와 상기 고정핀(220)이 결합하는 것이 바람직하다.

상기 비정형 보강부재 제조단계와 상기 비정형 보강부재 설치단계의 사이에는, 상기 비정형 보강부재(100)의 조골재(120)를 시멘트 페이스트에 의해 코팅하는 조골재 코팅단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 조골재 코팅단계는, 시공현장에 코팅재 저장조를 설치하고, 상기 코팅재 저장조 내에 상기 시멘트 페이스트를 제조하여 저장하는 단계; 상기 비정형 보강부재(100)를 인양하여 상기 코팅재 저장조에 담그고, 진동을 가하여 상기 비정형 보강부재(100)의 조골재(120)가 상기 시멘트 페이스트에 의해 코팅되도록 하는 단계; 코팅된 상기 비정형 보강부재(100)를 설치위치로 인양하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 시멘트 페이스트는, 물-시멘트비가 0.30 ~ 0.40이고, 유동화제 0.8 ~ 1.2 중량부가 혼입된 것이 바람직하다.

상기 비정형 보강부재(100)의 조골재 최대치수는 25mm이고, 상기 시멘트 페이스트의 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35이고, 상기 유동화제 0.8 ~ 1.0 중량부가 혼입된 것이 바람직하다.

상기 비정형 보강부재(100)의 조골재 최대치수는 40mm이고, 상기 시멘트 페이스트의 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35이고, 상기 유동화제 0.8 ~ 0.9 중량부가 혼입된 것이 바람직하다.

상기 비정형 보강부재 설치단계 이후, 축조된 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 공극에 대하여 추가로 시멘트 페이스트를 충전하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 비정형 보강부재 설치단계 이후, 축조된 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 표면에 대하여 숏크리트를 타설하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 비정형 보강부재 설치단계 이후, 축조된 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 표면에 대하여 식생매트를 설치하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 비정형 보강부재 설치단계 이후, 부등침하를 방지하도록, 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 축조에 의해 형성된 보강부(a)와 인근 성토부(b)의 사이 영역에 보강철근(300)을 설치하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 긴급한 사면복구 및 보강공사가 가능하고, 공사 후 재붕괴를 방지할 수 있도록 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법을 제시한다.

도 1 내지 4는 종래기술의 문제점에 관한 사진들.
도 5 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 5는 비정형 보강부재의 사진.
도 6은 본 발명에 의한 보강공법의 제1 실시예와 종래기술의 비교표.
도 7은 인양고리의 정면도.
도 8은 인양고리의 사시도.
도 9,10은 인양고리의 사용상태도.
도 11은 고정핀의 사시도.
도 12 내지 15는 인양고리 및 고정핀의 사용상태도.
도 16 내지 24는 긴급보강공법의 공정도.
도 25는 코팅된 조골재의 사진.
도 26은 본 발명에 의한 보강공법의 제2 실시예와 종래기술의 비교표.
도 27 내지 32는 조골재의 입도분포의 그래프.
도 33은 본 발명에 의한 보강공법의 제3 실시예의 사진.
도 34는 본 발명에 의한 보강공법의 제4 실시예의 사진.
도 35,36은 본 발명에 의한 보강공법의 제5 실시예의 구성도.
도 37은 본 발명에 의한 보강공법의 제3 실시예와 종래기술의 비교표.
도 38 내지 43은 본 발명에 의한 보강공법의 적용이 가능한 손상부의 사진들.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 5 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 긴급보강공법은 다음과 같은 공정에 의해 이루어진다.

섬유 재질의 그물 구조로 형성된 그물주머니(110)를 준비한다.

그물주머니(110)의 트임부를 통해 조골재(120)를 충전하고, 트임부를 폐쇄하여 비정형 보강부재(100)(형상이 특정되지 않아 자유로운 형상의 형성이 가능함)를 제조한다(도 5).

비정형 보강부재(100)를 진동다짐하여 미립분을 제거한다.

긴급보강이 필요한 각종 구조물(사면, 싱크홀, 관로, 옹벽, 교대 등)의 손상부에 대하여, 다수의 비정형 보강부재(100)를 축조하여 보강한다(도 6).

이는 종류가 다양하고 수급이 용이하며 내구성이 우수한 그물주머니와 다양한 종류의 굵은골재(천연골재, 순환골재, 슬래그골재 등)를 이용하여 제작한 친환경 골재채움 비정형 사면형성재를 이용한 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 타 공법에 비해 본 발명은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 재해발생 시 긴급한 재료의 수급이 용이하다.

둘째, 포크레인 등의 장비를 사용하여 제작 및 설치할 수 있으므로, 시공성이 우수하다.

셋째, 폴리에틸렌과 같이 내구성 및 강도가 우수한 재질에 의해 형성된 어망 등을 사용할 수 있으므로, 전체적으로 우수한 내구성을 얻을 수 있다.

넷째, 조골재(굵은골재)만을 사용하므로, 투수성, 배수성이 우수하다.

다섯째, 공사비용이 저렴하다.

시중에서 생산되는 그물의 크기와 섬유직경에 따른 최대채움무게, 입경별 골재손실률을 실험한 결과는 표 7과 같다.

굵은골재 최대치수별 실험결과, 골재채움무게가 높은 그물주머니(110)의 섬유의 직경은 1.5 ~ 2.5mm인 것으로 나타났다.

손실률이 낮은 그물주머니(110)의 격자의 크기는 20mm×20mm ~ 30mm×30mm인 것으로 나타났다.

조골재로는 쇄석, 순환골재, 슬래그골재 등을 사용할 수 있는데, 경제성을 위한 이들의 혼합에 따른 손실율을 알아보기 위한 실험을 실시하였다.

사용재료는 다음과 같다.

쇄석 : 25mm(조립율 6.80 ~ 6.95), 40mm(조립율 7.20 ~ 7.25)

순환골재 : 25mm(조립율 6.75 ~ 6.98), 40mm(조립율 7.30 ~ 7.50)

슬래그골재 : 25mm(조립율 6.83 ~ 7.00), 40mm(조립율 7.25 ~ 7.50)

한편, 비정형 보강부재의 설치단계 이후, 축조된 다수의 비정형 보강부재(100)의 공극에 대하여 추가로 시멘트 페이스트를 충전하거나, 그 표면에 대하여 숏크리트를 타설함으로써 보강할 수 있다.

이를 위하여, 표 8에 나타난 바와 같은 시멘트 페이스트를 위 조골재의 혼합물에 혼입하고, 28일 양생 후 압축강도를 측정하였다.

실험결과, 순환골재를 100% 사용하거나 슬래그골재를 100% 사용한 경우에는, 손실율이 증가되는 특성을 보였으며, 나머지의 경우는 손실율이 비교적 낮은 것으로 나타났다.

또한, 압축강도 실험결과, 쇄석을 혼합하지 않은 골재는 강도가 30MPa을 초과하지 않는 것으로 나타났다.

따라서 조골재 최대치수가 25mm인 경우, 40mm인 경우, 모두 쇄석 50 ~ 99 중량%; 순환골재 또는 슬래그골재 1 ~ 50 중량%;를 혼합한 것을 적용하는 것이 바람직한 것으로 파악된다.

그물주머니에 조골재를 채운 후 트임부를 폐쇄하고 인양하는 작업은 골재의 손실방지 및 작업시간 단축을 위하여 매우 중요하다.

따라서, 조골재를 충전한 후 그물주머니(110)의 트임부에 인양고리(210)를 결합하여 폐쇄하고, 인양고리(210)에 고정핀(220)을 결합하여 고정한 후, 포크레인 등의 장비에 의해 위 인양고리(210)를 잡고 인양하는 것이 바람직하다(도 7 내지 15).

인양고리(210)는, 하나의 봉 부재의 절곡에 의해 형성된 몸통부; 몸통부의 중앙에 형성된 중앙산부(211); 중앙산부(211)의 양측에 형성된 골부(212); 골부(212)의 양측에 상향경사를 갖도록 형성된 경사부(213); 경사부(213)의 양측에 형성된 고리부(214);를 포함하여 구성된다(도 7,8).

고정핀(220)은, 하나의 봉 부재의 절곡에 의해 형성된 본체부; 본체부의 중앙에 형성된 전방만곡부(221); 전방만곡부(221)의 양측에 형성된 후방만곡부(222);를 포함하여 구성된다(도 11).

먼저, 조골재를 충전한 후 그물주머니(110)의 트임부에 도 9,10에 도시된 바와 같이 인양고리(210)를 결합하여 폐쇄한다.

이후, 인양고리(210)에 고정핀(220)을 결합하여 고정하되, 고정핀(220)의 전방만곡부(221)가 인양고리(210)의 중앙산부(211)의 전방에 접촉하고, 고정핀(220)의 후방만곡부(222)가 인양고리(210)의 고리부(214)의 후방에 접촉함에 따라, 인양고리(210)와 고정핀(220)이 결합하여 상호 고정되도록 한다(도 12 내지 15).

이는 그물주머니(110)에 대한 인양고리(210), 고정핀(220)의 결합작업 및 이에 따른 그물주머니(110)의 트임부 폐쇄작업이 용이하면서도, 인양고리(210)와 그물주머니(110)의 견고한 결합에 따라 인양작업이 안정적으로 수행될 수 있도록 한다는 효과가 있다.

비정형 보강부재 제조단계와 비정형 보강부재 설치단계의 사이에, 비정형 보강부재(100)의 조골재(120)를 시멘트 페이스트에 의해 코팅하는 조골재 코팅단계가 추가되는 경우, 조골재 사이의 공극이 충전되어 더욱 우수한 구조적 성능을 갖도록 한다는 효과가 추가된다.

본 실시예의 공정은 다음과 같다.

공사현장(사면복구 또는 보강이 필요한 곳)에 인접하여 조골재를 준비한다(도 16).

섬유 재질의 그물 구조로 형성된 그물주머니(110)를 준비하고, 그물주머니(110)의 트임부를 통해 조골재(120)를 충전한 후, 트임부를 폐쇄하여 비정형 보강부재(100)를 제조한다(도 17,18).

시공현장에 코팅재 저장조를 설치하고, 코팅재 저장조 내에 시멘트 페이스트를 제조하여 저장한다.

비정형 보강부재(100)를 인양하여 코팅재 저장조에 담그고, 진동을 가하여 비정형 보강부재(100)의 조골재(120)가 시멘트 페이스트에 의해 코팅되도록 한다(도 19,20).

코팅된 비정형 보강부재(100)를 설치위치로 인양한다(도 21).

긴급보강이 필요한 손상부에 대하여, 다수의 비정형 보강부재(100)를 축조하여 보강한다(도 22,23).

필요에 따라, 축조된 다수의 비정형 보강부재(100)의 공극에 대하여 추가로 시멘트 페이스트를 충전한다(도 24).

여기서, 시멘트 페이스트는, 물-시멘트비가 0.30 ~ 0.40이고, 유동화제 0.8 ~ 1.2 중량부가 혼입된 것을 적용하는 것이 바람직하다.

비정형 보강부재(100)의 조골재 최대치수가 25mm인 경우, 시멘트 페이스트의 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35이고, 유동화제 0.8 ~ 1.0 중량부가 혼입된 것을 적용하는 것이 바람직하다.

비정형 보강부재(100)의 조골재 최대치수가 40mm인 경우, 시멘트 페이스트의 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35이고, 유동화제 0.8 ~ 0.9 중량부가 혼입된 것을 적용하는 것이 바람직하다.

이러한 시멘트 페이스트를 적용한 경우, 적정 흐름값(300 ~ 400mm)을 얻을 수 있었고, 적절한 코팅율(조골재 중량 대비 8 ~ 14%)을 얻을 수 있었다(도 25).

이는 본 발명에 의한 공법을 고려하여, 별도의 교반 및 다짐을 실시하지 않고 얻은 측정값이다.

도 26은 종래의 프리팩트 콘크리트 공법, 본 실시예에 의한 공법, 종래의 투수콘크리트 공법을 상호 비교한 것이다.

이에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 의한 공법은 종래기술들에 비해, 거푸집이 불필요하다는 점, 골재의 코팅 및 충전작업이 현장에서 이루어지므로 시공성이 좋다는 점, 골재 사이의 공극에 대한 충전이 안정적으로 이루어진다는 점, 골재의 상태가 시멘트 페이스트와의 부착에 영향을 미치지 않는다는 점 등의 장점이 있다.

이하, 위 효과를 입증하기 위한 실험내용에 관하여 설명한다.

조골재는 최대치수 25mm의 경우, 조립율이 6.72인 일반쇄석을 사용하였고(도 27 내지 29), 최대치수 40mm의 경우, 조립율이 7.23인 일반쇄석을 사용하였다(도 30 내지 32).

표 10은 시멘트 페이스트의 배합표를 나타낸 것이다.

물-시멘트비의 변수는 총 6개(0.20, 0.25, 0.30, 0.35, 0.40, 0.45)이고, 유동화제의 변수는 총 3개(0.8%, 1.0%, 1.2%)로 하였다.

표 11은 시멘트 페이스트의 유동성 실험결과를 나타낸 것이다.

측정장비는 KS L 5211(시멘트 시험용 플로테이블)을 사용하였고, 측정방법으로는 KS F 2476(폴리머 시멘트 모르타르 시험법)을 적용하였다.

표 12는 각 배합별 유동성 측정결과를 나타낸 것이다.

물-시멘트비 및 유동화제의 혼입량의 변화에 따른 유동성 실험결과, 유동성 증가의 지배적 요인은 물-시멘트비이며, 유동화제의 사용량 증가에 따라 종속적으로 유동성이 변화됨을 알 수 있었다.

일반적 작업성(유동성 300 ~ 400mm)을 고려할 때, 적정 물-시멘트비의 범위는 0.30 ~ 0.40인 것으로 나타났다.

비정형 보강부재에 충전된 조골재의 표면코팅율은 강도 및 내구성을 결정하는 주요 요인이므로, 적정 코팅율에 대한 범위의 결정이 필요하다.

골재의 시멘트 페이스트 코팅율에 관한 국내외 표준시험기준이 없으므로, 본 실험에서는 다음과 같은 실험방법을 강구하였다.

즉, 그물주머니에 조골재를 충전하고 중량을 측정한 후, 시멘트 페이스트를 코팅 및 충전하고 다시 중량을 측정하였다.

이러한 코팅 및 충전 전후의 중량차이를 계산하여 코팅율을 산정하였다.

표 13은 변수별 코팅율 측정결과이고, 표 14는 최대치수 25mm 조골재의 코팅율 측정결과이고, 표 15는 최대치수 40mm 골재의 코팅율 측정결과이다.

최대치수 25mm인 조골재의 변수별 코팅율 실험결과, 코팅율이 약 12% 이상인 변수는 W30SP0.8, W35SP0.8, W35SP1.0, W35SP1.2로 확인되었다.

따라서 최대치수 25mm인 조골재의 최적 코팅율을 발현하는 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35로 판단되며, 이때 적정한 유동화제의 혼입량은 0.8 ~ 1.2%(시멘트 페이스트 전체 대비 중량부)인 것으로 판단되었다.

최대치수 40mm인 조골재의 변수별 코팅율 실험결과, 코팅율이 약 12% 이상인 변수는 W30SP0.8, W30SP1.0, W35SP0.8, W35SP1.0, W35SP1.2, W40SP0.8로 확인되었다.

따라서 최대치수 40mm인 조골재의 최적 코팅율을 발현하는 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.40로 판단되며, 이때 적정한 유동화제의 혼입량은 0.8 ~ 1.0%인 것으로 판단되었다.

표 16은 재령별 압축강도 측정결과를 나타낸 것이고, 표 17은 재령 7일 압축강도 측정결과를 나타낸 것이고, 표 18은 재령 28일 압축강도 측정결과를 나타낸 것이다.

조골재 최대치수 25mm인 골재의 재령 7일 압축강도 측정결과, 압축강도가 15MPa 이상인 변수는 W30SP0.8, W30SP1.0, W30SP1.2, W35SP0.8, W35SP1.0, W35SP1.2, W40SP0.8, W40SP1.0, W40SP1.2로 확인되었다.

조골재 최대치수 25mm인 골재의 재령 28일 압축강도 측정결과, 압축강도가 30MPa 이상인 변수는 W30SP0.8, W30SP1.0, W35SP1.0로 확인되었다.

최대치수 25mm인 조골재의 최적 강도을 발현하는 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35로 판단되며, 이때 적정한 유동화제의 혼입량은 0.8 ~ 1.0%인 것으로 판단되었다.

조골재 최대치수 40mm인 골재의 재령 7일 압축강도 측정결과, 압축강도가 15MPa 이상인 변수는 W30SP0.8, W30SP1.0, W30SP1.2, W35SP0.8, W35SP1.0, W35SP1.2, W40SP0.8, W40SP1.0, W40SP1.2로 확인되었다.

조골재 최대치수 25mm인 골재의 재령 28일 압축강도 측정결과, 압축강도가 약 30MPa 이상인 변수는 W30SP0.8, W30SP1.0, W30SP1.2, W35SP0.8, W35SP1.0, W35SP1.2로 확인되었다.

최대치수 40mm인 조골재의 최적 강도를 발현하는 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35로 판단되며, 이때 적정한 유동화제의 혼입량은 0.8 ~ 0.9%인 것으로 판단되었다.

표 19는 위 실험결과를 종합한 결론을 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이, 코팅 및 충전된 비정형 보강부재의 설치 이후에도, 축조된 다수의 비정형 보강부재(100)의 공극에 대하여 추가로 시멘트 페이스트를 충전하여 추가보강을 할 수 있다.

또는, 축조된 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 표면에 대하여 숏크리트를 타설하거나, 식생매트를 설치함으로써, 장기적인 사면안정을 도모할 수도 있다(도 33).

재해로 인하여 유실부에 형성된 자연사면각에 소단(단차 구조)을 형성하여, 비정형 보강부재(100)의 시공성을 증진할 수도 있다(도 34).

다수의 비정형 보강부재(100)의 축조에 의해 형성된 보강부(a)와 인근 성토부(b)의 사이 경계부에 지반 교란 및 함수비 이상으로 인하여 부등침하가 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해서는 위 보강부(a)와 인근 성토부(b)의 사이 영역에 보강철근(300)을 설치하는 것이 바람직하다(도 35,36).

본 발명에 의한 비정형 보강부재(100)의 축조에 의해 형성된 보강부(a)는 투수성이 우수하여 침하가 발생하지 않으므로, 위 구조는 인접한 성토부(b)의 침하를 억제하는 효과를 얻도록 한다.

도 37은 종래의 일반 복구공법과 본 발명에 의한 공법을 비교한 도표이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공법은 사면의 손상부에 소단(단차 구조)만을 형성하고 바로 시공할 수 있다는 점, 손상부의 지반상태와 관계없이 시공이 가능하다는 점, 하나의 장비(포크레인)만으로도 시공이 가능하다는 점, 긴급시공이지만 재령의 경과와 함께 강도가 증가한다는 점, 복구사면(시공된 사면)에 대하여 즉시 숏크리트의 타설이 가능하다는 점 등의 장점이 있다.

위에서는 본 발명에 의한 보강공법이 사면에 대하여 적용되는 경우의 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명에 의한 공법은 비정형 보강부재를 이용하는 것이므로, 사면 뿐만 아니라 강도, 투수성이 요구되는 대부분의 손상부에 즉시 적용이 가능하다.

손상부가 협소하거나 고저차가 심하여 다짐장비가 투입될 수 없는 싱크홀 사고부, 관로 누수에 의한 파손부 등에도 충분히 적용될 수 있으며, 별도의 다짐 작업이 필요없으므로 효과가 클 것으로 기대된다(도 38,39).

보강토 옹벽, 마대쌓기 손상부 등 사면보강 후 재붕괴가 발생한 손상부에도 긴급적용 및 항구복구가 가능하다(도 40,41).

다짐도, 강도 및 배수성이 모두 요구되는 교대, 보강토 옹벽의 뒷채움부, 도로의 하부 등에도 충분히 적용이 가능하다(도 42,43).

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 비정형 보강부재 110 : 그물주머니
120 : 조골재 210 : 인양고리
211 : 중앙산부 212 : 골부
213 : 경사부 214 : 고리부
220 : 고정핀 221 : 전방만곡부
222 : 후방만곡부 300 : 보강철근
a : 보강부 b : 성토부

Claims

섬유 재질의 그물 구조로 형성된 그물주머니(110)를 준비하는 단계;
상기 그물주머니(110)의 트임부를 통해 조골재(120)를 충전하고, 상기 트임부를 폐쇄하여 비정형 보강부재(100)를 제조하는 비정형 보강부재 제조단계;
상기 비정형 보강부재(100)의 조골재(120)를 시멘트 페이스트에 의해 코팅하는 조골재 코팅단계;
긴급보강이 필요한 손상부에 대하여, 다수의 상기 비정형 보강부재(100)를 축조하여 보강하는 비정형 보강부재 설치단계;
축조된 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 표면에 대하여 숏크리트를 타설하는 단계;를 포함하고,
상기 비정형 보강부재 제조단계는,
상기 그물주머니(110)의 트임부에 인양고리(210)를 결합하여 폐쇄하는 단계;
상기 인양고리(210)에 고정핀(220)을 결합하여 고정하는 단계;를 포함하고,
상기 인양고리(210)는,
하나의 봉 부재의 절곡에 의해 형성된 몸통부;
상기 몸통부의 중앙에 형성된 중앙산부(211);
상기 중앙산부(211)의 양측에 형성된 골부(212);
상기 골부(212)의 양측에 상향경사를 갖도록 형성된 경사부(213);
상기 경사부(213)의 양측에 형성된 고리부(214);를 포함하고,
상기 고정핀(220)은,
하나의 봉 부재의 절곡에 의해 형성된 본체부;
상기 본체부의 중앙에 형성된 전방만곡부(221);
상기 전방만곡부(221)의 양측에 형성된 후방만곡부(222);를 포함하고,
상기 고정핀(220)의 전방만곡부(221)가 상기 인양고리(210)의 중앙산부(211)의 전방에 접촉하고, 상기 고정핀(220)의 후방만곡부(222)가 상기 인양고리(210)의 고리부(214)의 후방에 접촉함에 따라, 상기 인양고리(210)와 상기 고정핀(220)이 결합하고,
상기 조골재 코팅단계는,
시공현장에 코팅재 저장조를 설치하고, 상기 코팅재 저장조 내에 상기 시멘트 페이스트를 제조하여 저장하는 단계;
상기 비정형 보강부재(100)를 인양하여 상기 코팅재 저장조에 담그고, 진동을 가하여 상기 비정형 보강부재(100)의 조골재(120)가 상기 시멘트 페이스트에 의해 코팅되도록 하는 단계;
코팅된 상기 비정형 보강부재(100)를 설치위치로 인양하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법.
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 시멘트 페이스트는,
물-시멘트비가 0.30 ~ 0.40이고,
유동화제 0.8 ~ 1.2 중량부가 혼입된 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법.
제5항에 있어서,
상기 비정형 보강부재(100)의 조골재 최대치수는 25mm이고,
상기 시멘트 페이스트의 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35이고,
상기 유동화제 0.8 ~ 1.0 중량부가 혼입된 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법.
제5항에 있어서,
상기 비정형 보강부재(100)의 조골재 최대치수는 40mm이고,
상기 시멘트 페이스트의 물-시멘트비는 0.30 ~ 0.35이고,
상기 유동화제 0.8 ~ 0.9 중량부가 혼입된 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법.
제1항에 있어서,
상기 비정형 보강부재 설치단계 이후,
축조된 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 공극에 대하여 추가로 시멘트 페이스트를 충전하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 비정형 보강부재 설치단계 이후,
축조된 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 표면에 대하여 식생매트를 설치하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법.
제1항에 있어서,
상기 비정형 보강부재 설치단계 이후,
부등침하를 방지하도록, 다수의 상기 비정형 보강부재(100)의 축조에 의해 형성된 보강부(a)와 인근 성토부(b)의 사이 영역에 보강철근(300)을 설치하는 단계;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 비정형 보강부재를 이용한 긴급보강공법.