KR102384899B1 - 비신장 구간과 신장 구간의 복합 구성에 의한 신장 조절이 가능한 보강토 보강재, 이를 이용하여 구축되는 보강토 옹벽 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신장(伸長)이 불가능한 비신장형(非伸長型) 보강부재로 이루어진 비신장 구간과 신장이 가능한 신장형(伸長型) 보강부재로 이루어진 신장 구간이 함께 존재하는 복합형 구조를 가지고 있어서, 종래의 비신장형 보강재와 신장형 보강재 각각이 가지고 있던 장점들을 모두 발휘하게 될 뿐만 아니라, 종방향으로 신장 변위가 발생하는 정도와 위치를 원하는 정도로 조절할 수 있고, 옹벽구조체를 포함한 보강토 옹벽의 파괴 등의 붕괴 사전 징후를 외부에서 알 수 있게 되는 기능 즉, 붕괴 안전(Fail Safe) 기능을 가지는 보강토 옹벽의 구축이 가능하게 되는 "비신장 구간과 신장 구간의 복합 구성을 통한 신장 조절이 가능한 보강토 보강재, 이를 이용하여 구축되는 보강토 옹벽 및 그 시공방법"에 관한 것이다.

Description

비신장 구간과 신장 구간의 복합 구성에 의한 신장 조절이 가능한 보강토 보강재, 이를 이용하여 구축되는 보강토 옹벽 및 그 시공방법{Partial Elongation Rate Controllable Soil Reinforcement, Retaining Wall Constructed with such Soil Reinforcement, and Constructing Method thereof}

본 발명은 보강토 옹벽에서 옹벽구조체에 연결되어 후방의 성토부에 포설되어 매립되는 보강토 보강재와, 이를 이용한 보강토 옹벽과, 이러한 보강토 옹벽을 시공하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 신장(伸長)되지 않는 "비신장형(非伸長型) 보강부재"로 이루어진 비신장 구간과 신장이 가능한 "신장형(伸長型) 보강부재"로 이루어진 신장 구간이 함께 존재하는 복합 구조를 가지고 있어서, 종래의 비신장형 보강재와 신장형 보강재 각각이 가지고 있던 장점들을 모두 발휘하게 될 뿐만 아니라, 종방향으로 신장 변위가 발생하는 정도와 위치를 원하는 정도로 조절할 수 있고, 옹벽구조체를 포함한 보강토 옹벽의 파괴 등의 붕괴 사전 징후를 외부에서 알 수 있게 되는 붕괴 안전(Fail Safe) 기능을 가지는 보강토 옹벽을 구축할 수 있는 "비신장 구간과 신장 구간의 복합 구성을 통한 신장 조절이 가능한 보강토 보강재, 이를 이용하여 구축되는 보강토 옹벽 및 그 시공방법"에 관한 것이다.

보강토 옹벽을 시공함에 있어서, 옹벽구조체의 후방으로 성토부에는 보강토 보강재가 배치된다. 보강토 옹벽의 시공에 사용되는 이러한 보강토 보강재는 크게 "비신장형(非伸長型)"와 "신장형(伸長型)"으로 구분할 수 있다. 비신장형(非伸長型) 보강토 보강재는 종방향(옹벽구조체의 후방과 배면토사 사이를 이어주는 방향)으로 그 길이가 늘어나지 않는 보강재인데, 대한민국 등록특허 제10-1439314호에 개시된 것과 같은 금속 스트립(strip) 형태의 보강재, 철근 보강재, 강선 보강재 등이 "비신장형" 보강재에 해당한다. 신장형(伸長型) 보강재는 종방향으로 일정 범위 내에서 길이가 늘어날 수 있는 보강재로서, 대표적인 것으로는 대한민국 등록특허 제10-1676280호 등에 개시된 그리드(grid)가 있다. 비신장형 보강재는 그 길이가 늘어나지 않으므로, 보강토 옹벽을 변형이 없고 튼튼한 구조체로 구축할 수 있으나 보강재에 작용하는 토압이 지나치게 커지므로, 그 만큼 보강재의 사용수량이 증가하거나 보강재에 요구되는 단면력이 커지게 되어 비용이 증가하는 단점이 있다. 또한 비신장형 보강재에 허용 단면력을 초과하는 토압이 작용하게 되면 절단될 수 있고, 이 경우 보강토 옹벽에 급작스러운 붕괴가 발생할 수 있다. 그런데 이러한 비신장형 보강재의 절단을 미리 파악할 수 있는 방법이 없으며, 결국 보강토 옹벽의 급작스러운 붕괴를 사전에 인지할 수 없게 된다는 문제점이 있다. 반면에 신장형 보강재는 소정 범위의 변형을 허용하므로, 보강재에 작용하는 토압이 비신장형에 비하여 경감되며, 그에 따라 저렴한 가격의 재료를 이용하여 제작할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 신장형 보강재를 사용할 경우, 옹벽구조체의 변형 내지 변위가 과도하게 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

일반적으로 보강토 옹벽을 시공할 때에는, 비신장형과 신장형 중 하나를 선택하여 보강토 옹벽 전체에 동일한 형식의 보강토 보강재를 설치하게 된다. 따라서 비신장형 보강토 보강재와 신장형 보강재 각각이 가지는 상기한 단점 내지 문제점을 해소할 수 있는 방법이 없다. 특히, 비신장형 보강재의 경우에는, 옹벽구조체의 후방에서 성토부를 다짐할 때 다짐하중에 의하여 비신장형 보강재가 과도하게 늘어나서 절단 등의 손상이 발생할 우려가 있으며, 이를 우려하여 실제 현장에서는 옹벽구조체 후방의 성토부 다짐을 규정에 맞게 수행하지 못하는 현상이 발생하여 부실공사가 이루어질 우려가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1439314호(2014. 09. 11. 공고). 대한민국 등록특허공보 제10-1676280호(2016. 11. 15. 공고).

본 발명은 종래 기술에서 비신장형 보강재와 신장형 보강재 중 하나를 선택하여 보강토 옹벽 전체에 동일한 형식의 보강토 보강재를 설치함에 따른 위와 같은 한계와 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 하나의 보강토 보강재가 비신장형 보강재의 특성과 신장형 보강재의 특성을 모두 가지도록 함으로써, 비신장형 보강재와 신장형 보강재 각각이 가지는 장점을 동시에 발휘할 수 있게 하며, 이를 통해서 보강토 옹벽을 더욱 안정적으로 그리고 높은 신뢰도를 가지고 견고하게 구축할 수 있게 되는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 보강토 옹벽의 옹벽구조체 후방에 연결되어 성토부에 포설되어 옹벽구조체를 지지하는 보강토 보강재(100)로서, 종방향으로 후방으로 가면서 신장되지 않는 비신장형 보강부재로 이루어진 비신장 구간과, 신장이 가능한 신장형 보강부재로 이루어진 신장 구간이 교번하여 연속 배치되어 있으며; 신장형 보강부재는, 후방으로 가면서 전방에 위치하는 비신장형 보강부재(1)의 후방 단부가 결합되는 전방 접합경계부재(3a), 후방에 위치하는 비신장형 보강부재(5)의 전방 단부가 결합되며 전방 접합경계부재(3a)와 이격되어 위치하는 후방 접합경계부재(3b), 상기 전,후방 접합경계부재(3a, 3b) 사이에 배치되는 압축변형부재(2), 상기 전방 접합경계부재(3a)와 상기 압축변형부재(2)를 연결하는 전방 연결가압부재(4a), 및 상기 압축변형부재(2)와 상기 후방 접합경계부재(3b)를 연결하는 후방 연결가압부재(4b)를 포함하는 구성을 가지고 있어서; 전방을 향하여 종방향 인발력이 보강토 보강재에 작용하게 되면 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)가 압축변형부재(2)를 가압하여 압축변형부재(2)를 종방향으로 신장되게 만들어서, 신장형 보강부재에 종방향으로 신장 변형이 발생하게 되는 것을 특징으로 하는 보강토 보강재가 제공된다.

또한 본 발명에서는 전방에 옹벽구조체를 축조하고, 옹벽구조체의 후방에는 보강토 보강재를 연결하여 보강토 보강재를 종방향 후방으로 연장시켜 포설하며 보강토 보강재가 매립되도록 성토부를 형성함으로써 보강토 옹벽을 시공하는 방법과, 이러한 방법에 의해 시공되어 구축된 보강토 옹벽이 제공되는데, 본 발명에 따른 보강토 옹벽 및 그 시공방법에서는 상기한 본 발명에 따른 보강토 보강재를 사용한다.

본 발명에 따른 보강토 보강재, 그리고 이를 이용한 보강토 옹벽 및 그 시공방법에 있어서, 신장형 보강부재의 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)는 각각 신장되지 않는 재질로 이루어지며 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치된 복수개의 선재로 이루어지는데; 전방 연결가압부재(4a)를 이루는 복수개의 선재는 전방 단부가 전방 접합경계부재(3a)에 결합된 상태에서 종방향 후방으로 진행하다가 꼬이게 되어 후방 단부가 횡방향으로 위치 역전한 상태로 압축변형부재(2)에 결합되며; 후방 연결가압부재(4b)를 이루는 복수개의 선재는 전방 단부가 압축변형부재(2)에 결합된 상태에서 종방향 후방으로 진행하다가 꼬이게 되어 후방 단부가 횡방향으로 위치 역전한 상태로 후방 접합경계부재(3b)에 결합되며; 전방을 향하여 보강토 보강재에 작용하는 종방향 인발력으로 인하여 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)를 통해서 압축변형부재(2)에 작용하는 힘은 횡방향의 압축력으로 작용하게 되어, 압축변형부재(2)가 압축되면서 종방향으로 길이가 늘어나도록 신장되는 구성을 가질 수 있다. 이 때, 압축변형부재(2)는 횡방향으로 연장된 기둥형태의 부재로 이루어질 수도 있고, 압축변형부재(2)는 구(球)형태의 부재로 이루어질 수도 있다. 전방 연결가압부재(4a)를 이루는 복수개의 선재와 후방 연결가압부재(4b)를 이루는 복수개의 선재는 각각 서로 연속될 수도 있는데, 압축변형부재(2)가 구(球)형상의 부재로 이루어지는 경우, 전방 연결가압부재(4a)를 이루는 각각의 선재는 종방향 후방으로 길게 연장되어 구(球)형상의 압축변형부재(2)의 외면을 감싼 후 후방 연결가압부재(4b)를 이루면서 그 후방 단부가 후방 연결가압부재(4b)에 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 보강토 보강재는, 신장(伸長)이 불가능한 비신장형(非伸長型) 보강부재로 이루어진 비신장 구간과, 신장이 가능한 신장형(伸長型) 보강부재로 이루어진 신장 구간이 함께 존재하는 복합 구조를 가지고 있어서, 종래의 비신장형 보강재와 신장형 보강재 각각이 가지고 있던 장점들을 모두 발휘하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 보강토 보강재에서는 과도한 종방향의 신장 변형이 발생하지 않게 되므로 보강토 옹벽을 변형이 없고 튼튼한 구조체로 구축할 수 있게 되며, 소정 범위 내의 종방향 신장 변형을 허용하게 되므로 보강토 보강재의 손상을 우려하지 않고 옹벽구조체의 후방에서 성토부에 대한 충분한 다짐작업을 수행할 수 있게 되어 견고한 보강토 옹벽의 시공이 가능하게 되는 장점도 발휘하게 된다.

특히, 본 발명에 따른 보강토 보강재에서는, 종방향으로 신장 변위가 발생하는 정도와 위치를 원하는 정도로 조절할 수 있으며, 이를 이용하여 보강토 옹벽을 축조하게 되면, 옹벽구조체를 포함한 보강토 옹벽의 파괴 등의 붕괴 사전 징후를 외부에서 알 수 있게 되는 기능 즉, 붕괴 안전(Fail Safe) 기능을 가지는 보강토 옹벽의 구축이 가능하게 되는 장점이 발휘된다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 보강토 보강재의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 보강토 보강재의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 보강토 보강재의 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 보강토 보강재의 <신축 구간>만을 별도로 보여주는 개략적인 부분 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 보강토 보강재에서 압축변형부재가 종방향으로 신장하는 상태를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 부분 평면도이다.
도 6은 도 1의 원 K 부분에 대한 개략적인 확대도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 보강토 보강재의 개략적인 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 보강토 보강재의 개략적인 평면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 보강토 보강재의 개략적인 횡방향 측면도이다.
도 10은 도 7에 도시된 보강토 보강재의 <신축 구간>만을 별도로 보여주는 개략적인 부분 평면도이다.
도 11은 도 7에 도시된 보강토 보강재에서 압축변형부재가 종방향으로 신장하는 상태를 보여주는 도 10에 대응되는 개략적인 부분 평면도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 보강토 보강재에 대한 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이다.
도 13은 도 12의 원 M부분의 개략적인 부분 확대 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 보강토 보강재를 이용하여 구축된 보강토 옹벽에 대한 횡방향으로의 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. 참고로 본 명세서에서는 옹벽구조체의 후방과 배면토사 사이를 이어주는 방향을 "종방향"이라고 기재하고, 이에 수평하게 직교하는 방향 즉, 옹벽구조체의 폭방향을 "횡방향"이라고 기재한다.

도 1에는 본 발명의 제1실시예에 따른 보강토 보강재(100)의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 도 1에 도시된 보강토 보강재(100)의 개략적인 평면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 1에 도시된 보강토 보강재(100)의 개략적인 횡방향 측면도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 보강토 보강재(100)은 보강토 옹벽을 이루는 옹벽구조체의 후방에서 성토부에 포설되는 것으로서, 특별히 본 발명의 보강토 보강재(100)는 종방향으로 전방에서 후방으로 가면서 신장(伸長)이 불가능한 "비신장형(非伸長型) 보강부재"와 신장이 가능한 "신장형(伸長型) 보강부재"가 교번하여 연속 배치되어 있는 구성을 가진다. 즉, 본 발명의 보강토 보강재(100)는 종방향으로 전방에서 후방으로 가면서 비신장형 보강부재로 이루어진 <비신장(非伸長) 구간>과 신장형 보강부재로 이루어진 <신장(伸長) 구간>이 번갈아가면서 연속되어 있는 구성을 가지는 것이다. 도 1 내지 도 3에 예시된 제1실시예의 경우에는 2개의 비신장 구간 사이에 신장 구간이 삽입되어 있는 형태 즉, 종방향으로 전방에서 후방으로 가면서 <제1비신장(非伸長) 구간>, <신장(伸長) 구간> 및 <제2비신장(非伸長) 구간>의 순서로 연속되어 있는 구성을 가지고 있다.

<제1비신장(非伸長) 구간>은 길이가 늘어나지 않는 비신장형 보강부재(1)로 이루어진 구간인데, 도 1 내지 도 3에 예시된 제1실시예에서 <제1비신장 구간>에는 강선(鋼線)이나 철근, 또는 늘어나지 않는 섬유재 등과 같이 종방향으로 길게 연장된 복수개의 선재(線材) 형태의 부재가 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치되어 비신장형 보강부재(1)를 이루고 있다. <제1비신장 구간>에 배치되는 비신장형 보강부재(1)는 이러한 선재(線材)에 한정되지 않으며 띠형태의 스트립(strip)이나 판재 형태로 이루어질 수도 있다.

필요에 따라서는 도 1 내지 도 3에 예시된 것처럼 <제1비신장 구간>에서 비신장형 보강부재(1)에는 수평토압으로 인한 인발력에 저항할 수 있는 인발저항체(10)가 일체로 구비될 수 있다. 도 1 내지 도 3에 예시된 제1실시예에서는 인발저항체(10)가 횡방향으로 연장된 막대형태의 비압축성(非壓縮性) 강성체(예를 들면, 금속 막대, 콘크리트 막대 등)로 이루어져서 비신장형 보강부재(1)를 이루는 복수개의 선재의 전부와 일체를 이루도록 구비되어 있다. 도면에서는 인발저항체(10)가 1개만 구비된 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라서는 2개 이상의 복수개가 간격을 두고 구비될 수도 있다. 인발저항체(10)를 비신장형 보강부재(1)의 중간에 배치함에 있어서, 비신장형 보강부재(1)가 인발저항체(10)를 종방향으로 관통하는 형태가 될 수도 있고, 비신장형 보강부재(1)가 인발저항체(10)의 종방향 양측에 각각 일체 부착되는 형태가 될 수도 있다. 그러나 어느 경우든 인발저항체(10)와 비신장형 보강부재(1)는 견고하게 일체화된다. 이러한 인발저항체(10)는 성토부에 매립된 상태에서 수평토압으로 인하여 전방을 향하여 발생하는 종방향의 인발력에 대한 저항력을 발휘하게 된다. 즉, 수평토압이 옹벽구조체를 전방으로 밀어주도록 작용하여 비신장형 보강부재(1)에 인발력이 가해질 때, 이러한 인발에 대한 저항력을 발휘하게 되는 것이다. 따라서 인발저항체(10)는 반드시 막대형태일 필요는 없으며 종방향의 전방으로 작용하는 인발력에 저항할 수 있는 형태면 다양하게 변화될 수 있다.

<제1비신장(非伸長) 구간>에 연속하여 후방에는 <신장(伸長) 구간>이 존재한다. <신장 구간>은 수평토압으로 인하여 전방을 향하여 인발력이 작용하게 되면 그 길이가 소정 범위 내에서 늘어나도록 신장(伸長) 변형될 수 있는 신장형 보강부재로 이루어진 구간이다. 구체적으로 본 발명에서 <신장 구간>을 이루는 신장형 보강부재는, 종방향으로 이격되어 위치하는 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)와, 상기 전,후방 접합경계부재(3a, 3b) 사이에서 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)와 각각 이격된 채로 배치되는 압축변형부재(2)와, 상기 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)와 상기 압축변형부재(2)를 연결하되 인발력이 작용하게 되면 압축변형부재(2)를 가압하여 압축변형부재(2)를 종방향으로 신장되게 만드는 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)를 포함하는 구성을 가진다.

전방 접합경계부재(3a)는 전방에 위치하는 비신장형 보강부재의 후방 단부 즉, <제1비신장(非伸長) 구간>을 이루는 비신장형 보강부재(1)의 후방 단부와 결합되는 부재이다. 후방 접합경계부재(3b)는 후방에 위치하는 비신장형 보강부재의 전방 단부 즉, <제2비신장(非伸長) 구간>을 이루는 비신장형 보강부재(5)의 전방 단부와 결합되는 부재이다. 도 1 내지 도 3에 예시된 제1실시예에서 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)는 횡방향으로 길게 연장된 막대형태의 부재로 이루어져 있는데, 그 재질은 비압축성 강성체(예를 들면, 금속 막대, 콘크리트 막대 등)일 수도 있지만, 종방향으로 인장력이 가해지면 종방향으로 변형되어 신장될 수 있는 재료(예를 들면, 고무, 합성수지 등의 신축성 내지 압축성 재료)로 이루어질 수도 있다.

압축변형부재(2)는 전,후방 접합경계부재(3a, 3b) 사이에서 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)와 각각 이격된 위치에 배치되는 것으로서, 본 발명에서 압축변형부재(2)는 가압되었을 때 종방향으로 변형되어 신장된다. 따라서 압축변형부재(2)는 신축성 재료(예를 들면, 고무, 합성수지 등)로 이루어지거나 압착될 수 있는 재료로 이루어진다. 도 1 내지 도 3에 예시된 제1실시예의 경우, 압축변형부재(2)는 횡방향으로 연장된 기둥형태의 부재로 이루어져 있는데, 특히 사각 기둥형태의 막대부재로 이루어져 있다. 이와 같이 횡방향으로 연장된 기둥형태로 이루어진 압축변형부재(2)의 경우는, 후술하는 것처럼 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)에 의해 압축변형부재(2)의 횡방향 양측면에서 횡방향으로 압축력이 작용하게 되고, 그에 따라 압축변형부재(2)는 횡방향으로는 압축됨과 동시에 종방향으로 그 길이가 증가되도록 변형된다. 즉, 압축변형부재(2)는 종방향으로 신장하거나 또는 휨 내지 절곡 변형되는 것이다.

전,후방 연결가압부재(4a, 4b)는 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)와 압축변형부재(2)를 연결하는 것으로서, 수평토압에 의한 인발력으로 인하여 보강토 보강재(100)에 종방향의 장력이 작용하게 되면, 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)는 압축변형부재(2)를 가압하여 종방향으로 신장되게 만든다. 전방 연결가압부재(4a)는 전방 접합경계부재(3a)와 압축변형부재(2)를 연결하는 것으로서, 강선이나 철근, 케이블 등과 같은 복수개의 선재(線材)로 이루어질 수 있다. 전방 연결가압부재(4a)를 이루는 복수개의 선재(線材)는 그 전방 단부가 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 전방 접합경계부재(3a)에 결합된다. 이 때, 전방 연결가압부재(4a)는 <제1비신장(非伸長) 구간>의 비신장형 보강부재(1)와 별개의 부재로 이루어질 수도 있지만, <제1비신장(非伸長) 구간>의 비신장형 보강부재(1)가 전방 연결가압부재(4a)를 관통하여 후방으로 연장되어 전방 연결가압부재(4a)를 이루게 될 수도 있다.

도 4에는 도 1에 도시된 보강토 보강재(100)의 <신축 구간>만을 별도로 보여주는 개략적인 부분 평면도가 도시되어 있다. 설명의 편의를 위하여, 도면에서는 전방 접합경계부재(3a)의 횡방향 양측을 각각 "좌측"과 "우측"이라고 구분하여 기재한다. 그리고 도 1 내지 도 4의 제1실시예에서 막대형태의 압축변형부재(2)에서도 그 횡방향 양측을 각각 "좌측"과 "우측"이라고 구분하여 기재한다. 전방 연결가압부재(4a)를 이루는 복수개의 선재는 전방 단부가 전방 접합경계부재(3a)에 결합된 상태에서, 종방향의 후방으로 진행하다가 꼬이게 되어 후방 단부가 횡방향으로 위치 역전한 상태로 압축변형부재(2)에 결합되거나 밀착된다. 즉, 전방 접합경계부재(3a)에 일단이 결합되어 있는 전방 연결가압부재(4a)의 복수개 선재 각각은 후방으로 가면서 중간이 꼬인 후에 그 타단이 압축변형부재(2)에 결합 내지 밀착되는데, 전방 연결가압부재(4a)를 이루는 복수개의 선재 중에서 그 일단이 전방 접합경계부재(3a)의 좌측에 결합되어 있는 것(도 4에서 도면기호 A로 표시된 것)은 후방으로 가면서 그 타단이 압축변형부재(2)의 우측에 결합 내지 밀착되고, 반대로 전방 연결가압부재(4a)를 이루는 복수개의 선재 중에서 그 일단이 전방 접합경계부재(3a)의 우측에 결합되어 있는 것(도 4에서 도면기호 B로 표시된 것)은 후방으로 가면서 그 타단이 압축변형부재(2)의 좌측에 결합 내지 밀착되는 형태로 되는 것이다.

이러한 구성에서는 수평토압에 의한 종방향 인발력이 전방 접합경계부재(3a)를 전방을 향하여 밀어주는 방향으로 제1비신장 구간의 비신장형 보강부재(1) 또는 전방 접합경계부재(3a)에 가해지게 되면, 이러한 종방향의 인발력은 전방 연결가압부재(4a)를 통해서 압축변형부재(2)에 대하여 횡방향의 압축력으로 강하게 작용하게 된다. 압축변형부재(2)에 대해 연직방향으로는 배면토사의 자중에 의해 매우 큰 연직력이 작용하고 있는 상태이므로 압축변형부재(2)에서 연직방향으로의 변형은 발생하지 않거나 거의 미미한 수준에 그치게 된다. 따라서 압축변형부재(2)에 횡방향의 압축력이 작용하게 되면 압축변형부재(2)는 종방향으로 신장되는 형태로 변형된다. 도 5에는 이와 같이 압축변형부재(2)가 종방향으로 신장하는 상태를 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 부분 평면도가 도시되어 있다. 도 5에서 점선은 인발력 및 그로 인한 압축력이 작용하기 전의 상태 즉, 도 4의 상태를 나타내고, 실선은 신장 변형된 상태를 나타낸다.

도 1 내지 도 5에 예시된 것처럼 압축변형부재(2)가 횡방향으로 연장된 막대형태의 부재로 이루어진 경우, 전방 연결가압부재(4a)를 통해서 압축변형부재(2)에 작용하는 힘은 횡방향의 압축력으로 작용하게 되고, 그에 따라 압축변형부재(2)가 압축되면서 종방향으로는 그 길이가 늘어나게 된다. 이와 같은 압축변형부재(2)의 횡방향 신장에 의해 보강토 보강재(100)는 전체적으로 종방향 변형 발생을 허용하게 되는 것이 되어서 보강토 보강재(100)에 작용하는 토압을 경감시킬 수 있게 되는 장점을 발휘하게 되는 것이다. 경우에 따라서는 횡방향 압축력에 의해 압축변형부재(2)가 횡방향 압축력으로 인하여 휨 변형되면서 종방향으로 변위가 발생할 수도 있는데, 이러한 경우도 동일한 효과 즉, 보강토 보강재(100)의 전체로 볼 때 보강토 보강재(100)에 대해 소정 범위의 변형이 발생하는 것을 허용하게 되어 보강토 보강재(100)에 작용하는 토압을 경감시키는 유리한 효과가 동일하게 발휘된다.

후방 연결가압부재(4b)는 압축변형부재(2)와 후방 접합경계부재(3b)를 연결하는 것으로서, 전방 연결가압부재(4a)와 마찬가지로 강선이나 철근, 케이블 등과 같은 선형의 부재(선재 線材)로 이루어질 수 있으며 복수개로 구비된다. 후방 연결가압부재(4b)는 전방 단부가 압축변형부재(2)에 결합된 상태에서, 그 후방 단부는 종방향의 후방으로 진행하면서 횡방향으로 그 위치가 역전되어 후방 접합경계부재(3b)에 결합된다. 즉, 후방 연결가압부재(4b)도 전방 연결가압부재(4a)와 마찬가지로 후방으로 가면서 중간이 꼬이면서 그 타단이 횡방향으로 위치가 역전되는 것이다. 따라서 후방 연결가압부재(4b)를 이루는 복수개의 선재 중에서, 그 일단이 압축변형부재(2)의 좌측에 결합되어 있는 것(도 4에서 도면기호 C로 표시된 것)은 후방으로 가면서 그 타단이 후방 접합경계부재(3b)의 우측에 결합되고, 반대로 후방 연결가압부재(4b)를 이루는 복수개의 선재 중에서, 그 일단이 압축변형부재(2)의 우측에 결합되어 있는 것(도 4에서 도면기호 D로 표시된 것)은 후방으로 가면서 그 타단이 후방 접합경계부재(3b)의 좌측에 결합되는 것이다.

후방 연결가압부재(4b)가 압축변형부재(2)의 후방으로 진행하면서 꼬여서 횡방향으로 그 위치가 역전되도록 배치되는 구성에서는 수평토압에 의한 종방향 인발력이 전방 접합경계부재(3a)을 전방을 향하여 밀어주는 방향으로 제1비신장 구간의 비신장형 보강부재(1) 또는 전방 접합경계부재(3a)에 가해지게 되면, 이러한 인발력은 후방 연결가압부재(4b)를 통해서 압축변형부재(2)에 압축력으로 작용하게 된다. 즉, 보강토 보강재(100)에 전방을 향하여 종방향 인발력이 작용하게 되면 전방 연결가압부재(4a)와 마찬가지로 후방 연결가압부재(4b) 역시 압축변형부재(2)를 신장 변형시키는 역할을 수행하게 되는 것이다. 도 1 내지 도 5에 예시된 것처럼 압축변형부재(2)가 횡방향으로 연장된 막대형태의 부재로 이루어진 경우, 후방 연결가압부재(4b)를 통해서 압축변형부재(2)에 작용하는 힘은 횡방향의 압축력으로 작용하게 되고, 그에 따라 압축변형부재(2)가 횡방향으로 압축되거나 또는 휨 변형 내지 절곡되면서 종방향으로는 그 길이가 늘어나게 되어 종방향 변위가 발생하게 된다.

한편, 후방 연결가압부재(4b)는 전방 연결가압부재(4a)와는 별개의 부재로 이루어질 수도 있지만, 전방 연결가압부재(4a)가 압축변형부재(2)를 관통하거나 압축변형부재(2)의 외면에 밀착한 상태로 후방으로 연장되어 후방 연결가압부재(4b)를 이루게 될 수도 있다. 즉, 하나의 선재가 압축변형부재(2)를 관통하거나 또는 압축변형부재(2)의 외부에 밀착되면서 전,후방 연결가압부재(4a, 4b) 모두에 해당될 수 있는 것이다. 앞서 도면을 참조한 설명에서 도면기호 A로 표시된 선재와 도면기호 D로 표시된 선재가 하나의 연속된 선재로 이루어지고, 도면기호 B로 표시된 선재와 도면기호 C로 표시된 선재가 하나의 연속된 선재로 이루어질 수 있는 것이다. 압축변형부재(2)가 막대형 부재로 이루어진 경우, 이와 같이 횡방향으로 최외측에 위치하면서 종방향으로 연속되어 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)를 이루게 되는 선재는 압축변형부재(2)의 횡방향 양측면에 밀착될 수 있는데, 선재가 벗어나지 않도록 압축변형부재(2)의 횡방향 양측에 오목홈(20)을 형성하여 선재가 오목홈(20) 내에 위치하게 만드는 것이 바람직하다. 도 6에는 도 1의 원 K 부분에 대한 개략적인 확대도가 도시되어 있는데, 도 6는 이와 같은 오목홈(20)을 이용한 선재의 설치 구성을 상세히 보여준다.

후방 연결가압부재(4b)의 후방 단부는 후방 접합경계부재(3b)에 결합된다. 후방 접합경계부재(3b)의 후방으로는 <제2비신장(非伸長) 구간>이 형성된다. 따라서 후방 접합경계부재(3b)에는 <제2비신장(非伸長) 구간>을 이루는 비신장형 보강부재(5)의 전방 단부가 결합된다. 후방 접합경계부재(3b)의 형상 및 재질에 대해서는 앞서 전방 접합경계부재(3a)에 대해 설명한 내용이 동일하게 적용되므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다.

이와 같이 <신장 구간>에서 전,후방 연결가압부재(4a, 4b) 각각이 도면에 예시된 것처럼 중간이 꼬인 형태로 배치되므로, 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)를 이루는 선재가 비신장성 재질 즉, 강선(鋼線)이나 철근, 또는 늘어나지 않는 섬유재 등과 같이 종방향으로 신장되지 않는 재질로 이루어지더라도, 상기한 것처럼 전방을 향하여 종방향 인발력이 보강토 보강재(100)에 작용하였을 때, 그 힘은 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)를 통해서 압축변형부재(2)에 가압력으로 작용할 수 있게 된다.

<제2비신장(非伸長) 구간> 역시 길이가 늘어나지 않는 비신장형 보강부재(5)로 이루어지는데, 앞서 설명한 <제1비신장(非伸長) 구간>을 이루는 비신장 보강부재(1)에 대한 내용이 <제2비신장(非伸長) 구간>을 이루는 비신장 보강부재(5)에도 동일하게 적용되므로 이에 대한 반복 설명은 생략한다. <제2비신장(非伸長) 구간>을 이루는 비신장 보강부재(5)의 후방 단부에는 필요에 따라 토부에 매립되어 인발에 대한 저항력을 발휘하는 단부 앵커체(6)가 일체로 구비될 수 있다. 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에서는 단부 앵커체(6)가 막대형태의 부재로 예시되어 있으나 이에 한정되지 않으며, 종래의 다양한 앵커 형태를 단부 앵커체(6)로 이용할 수 있다.

도 1 내지 도 6에 예시된 본 발명의 제1실시예에 따른 보강토 보강재(100)에서는 압축변형부재(2)가 횡방향으로 연장된 막대 형태로 이루어져 있으나, 압축변형부재(2)는 구(球)의 형태를 가질 수 있다.

도 7 내지 도 11에는 압축변형부재(2)가 구(球/ ball)의 형태를 가지고 있는 본 발명의 제2실시예에 따른 보강토 보강재(100)가 도시되어 있는데, 도 7은 도 1에 대응되는 본 발명의 제2실시예에 따른 보강토 보강재(100)의 개략적인 사시도이고, 도 8 및 도 9는 각각 도 7에 도시된 보강토 보강재(100)에 대한 개략적인 평면도와 횡방향 측면도이다. 도 10은 도 7에 도시된 보강토 보강재(100)에서 <신축 구간>만을 별도로 보여주는 도 4에 대응되는 개략적인 부분 평면도이고, 도 11은 도 7에 도시된 보강토 보강재(100)에서 압축변형부재(2)가 종방향으로 신장하는 상태를 보여주는 도 10에 대응되는 개략적인 부분 평면도이다.

도 7 내지 도 11에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 보강토 보강재(100)에서는 압축변형부재(2)가 구(球/ ball)의 형태를 가지고 있다. 여기서 구(球)는 완전한 원형 구만을 의미하는 것이 아니라, 장축이 종방향을 향하게 되는 타원형상의 것도 포함하는 의미로 이해되어야 한다. 특히, 도 7 내지 도 11에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 보강토 보강재(100)에서는 압축변형부재(2) 뿐만 아니라 전,후방 접합경계부재(3a, 3b) 역시 구(球)의 형태를 가지고 있지만 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)의 경우에는 앞서 살펴본 제1실시예와 마찬가지로 횡방향으로 연장된 막대형태의 부재로 이루어질 수도 있다.

앞서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 제1실시예에 따른 보강토 보강재(100)에서, <제1비신장(非伸長) 구간>, <신장(伸長) 구간> 및 <제2비신장(非伸長) 구간>의 순서로 연속되어 있는 구성에 대한 내용, <제1비신장 구간>에 배치되는 비신장형 보강부재(1) 및 인발저항체(10)에 대한 내용, <신장 구간>의 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)에 대한 내용, 그리고 <제2비신장(非伸長) 구간>을 이루는 비신장형 보강부재(5)와 단부 앵커체(6)에 대한 내용은, 도 7 내지 도 11에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 보강토 보강재(100)에도 동일하게 적용된다. 따라서 아래에서는 도 7 내지 도 11에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 보강토 보강재(100)와 관련하여 구(球/ ball)의 형태를 가지는 압축변형부재(2)와 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)의 결합 및 설치 구성에 대해서만 추가적으로 상세히 설명한다.

제2실시예에 따른 보강토 보강재(100)에서, 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)와 압축변형부재(2)를 연결하는 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)는 일체로 연결되어 있다. 전방 연결가압부재(4a)는 강선이나 철근, 케이블 등과 같은 선형의 부재(線材)로 이루어질 수 있으며 복수개로 구비되는데, 전방 연결가압부재(4a)를 이루는 각각의 선재(線材)는 종방향 후방으로 길게 연장되어 구(球)형상의 압축변형부재(2)를 감싼 후 후방 연결가압부재(4b)를 이루면서 그 후방 단부가 후방 연결가압부재(4b)에 결합되는 것이다.

이와 같이 제2실시예에 따른 보강토 보강재(100)에서 <신장 구간>은 종방향으로 길게 연장된 선재(線材)가 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)를 이루게 되고, 그 사이에 구(球)형상의 압축변형부재(2)가 존재하는 구성을 가질 수 있는데, 전방 연결가압부재(4a)는 전방 단부가 전방 접합경계부재(3a)에 결합된 상태에서 종방향의 후방으로 진행하면서 꼬이게 되어 횡방향으로 그 위치가 역전되어 압축변형부재(2)를 감싸게 된다. 그리고 압축변형부재(2)를 감싼 후에는 다시 후방으로 진행하되, 다시 한번 꼬이게 되어 횡방향으로 그 위치가 역전된 후에 후방 연결가압부재(4b)에 결합된다.

도 10을 참조하여 위와 같은 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)의 구성을 좀더 상세히 설명하면, 도 10에서 도면기호 P로 표시된 전방 연결가압부재의 선재는 후방으로 가면서 그 위치가 역전되어 압축변형부재(2)의 우측에 밀착된다. 그 후 도면기호 P로 표시된 전방 연결가압부재의 선재는 계속하여 후방으로 연장되어 후방 연결가압부재(4b)가 되지만 한번 더 그 위치가 역전되면서 그 후방 단부는 후방 접합경계부재(3b)의 좌측에 결합된다. 도 10에서 도면기호 Q로 표시된 전방 연결가압부재의 선재는 전방 연결가압부재(4a)의 우측에 결합된 상태에서 후방으로 연장되는데, 후방으로 가면서 그 위치가 역전되어 압축변형부재(2)의 좌측에 밀착된 후 계속하여 후방으로 연장되어 후방 연결가압부재(4b)가 되는데, 한번 더 그 위치가 역전되면서 그 후방 단부는 후방 접합경계부재(3b)의 우측에 결합된다. 도 10에서 도면기호 R과 S로 표시된 선재 즉, 좌,우측 선재 사이의 중간에 위치하는 선재는 전방 접합경계부재(3a)에 그 전방 단부가 결합된 상태에서 후방으로 연장되면서 각각 구(球)형상의 압축변형부재(2)의 위,아래 외면에 밀착된 후 위치가 역전되어 후방 접합경계부재(3b)에 그 후방단부가 결합된다. 도면에서 도면기호 R로 표시된 선재는 전방 접합경계부재(3a)에서 좌측에 치우친 위치에 그 전방 단부가 결합되는데, 구(球)형상의 압축변형부재(2)의 위쪽 외면에 밀착된 후 위치가 역전되어 그 후방단부는 후방 접합경계부재(3b)의 우측에 치우쳐서 결합된다. 반면에 도면에서 도면기호 S로 표시된 선재는 전방 접합경계부재(3a)에서 우측에 치우친 위치에 그 전방 단부가 결합된 후 구(球)형상의 압축변형부재(2)의 아래쪽 외면에 밀착되고, 후방으로 가면서 위치가 역전되어 그 후방단부는 후방 접합경계부재(3b)의 좌측에 치우쳐서 결합된다. 이와 같이 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)를 이루는 선재에서 좌,우측이 아닌 중간에 위치하는 선재는 압축변형부재(2)의 위 또는 아래쪽 외면에 밀착되고 진행방향이 역전된 상태로 배치되는 것이다. 한편, 도면에 예시된 것처럼 제1,2비신장 구간의 비신장형 보강부재(1, 5)가 각각 길게 연장되어 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)의 선재를 이루면서 전,후방 접합경계부재(3a, 3b)를 관통하는 형태가 될 수도 있다. 즉, 하나의 선재가 제1비신장 구간의 비신장 보강부재(1), 전방 연결가압부재(4a), 후방 연결가압부재(4b) 그리고 제2비신장 구간의 비신장 보강부재(5)에 모두 해당되는 형태가 될 수 있는 것이다.

제2실시예의 보강토 보강재(100)에서 수평토압에 의한 종방향 인발력이 전방 접합경계부재(3a)을 전방을 향하여 밀어주는 방향으로 제1비신장 구간의 비신장형 보강부재(1) 또는 전방 접합경계부재(3a)에 가해지게 되면, 압축변형부재(2)의 외면을 감싸고 있던 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)는 압축변형부재(2)의 외면을 눌러서 가압하게 되고, 그에 따라 압축변형부재(2)는 종방향의 장축(長軸)을 가지는 타원형 형상으로 변형되면서 종방향의 길이가 늘어나게 된다. 따라서 앞서 제1실시예와 마찬가지로 압축변형부재(2)의 횡방향 신장에 의해 보강토 보강재(100)는 전체적으로 종방향 변형 발생을 허용하게 되고 그에 따라 보강토 보강재(100)에 작용하는 토압을 경감시킬 수 있게 되는 장점을 발휘하게 된다.

특히, 제2실시예의 보강토 보강재(100)처럼 압축변형부재(2)를 구(球)형상으로 제작하는 경우, 옹벽구조체 후방의 성토부를 구축할 때 압축변형부재(2)가 놓여서 접촉하게 되는 아래쪽 성토층의 면적이 막대형태의 것보다 더 작으므로, 압축변형부재(2)를 놓기 위한 아래쪽 성토층 상면의 면고르기 작업이 더욱 수월하게 되는 효과가 있다. 더 나아가 본 발명에서는 압축변형부재(2)가 연직 상,하로 압축력을 받아서 압착되면서 종방향으로 변형되므로, 이러한 종방향으로의 변형에 대해 정밀하고 미세한 제어 내지 조절이 필요한 경우에는 압축변형부재(2)를 구(球)형상으로 제작하는 것이 더욱 유리하다.

한편, 압축변형부재(2)를 횡방향으로 연장된 막대형태 부재 즉, 기둥형태의 부재로 제작함에 있어서, 횡방향 단면은 도 1 내지 도 6에 예시된 것처럼 사각형에 한정되지 않으며 다각형, 원형 또는 타원형이 될 수도 있다. 즉, 압축변형부재(2)는 횡방향으로 연장된 다각기둥뿐만 아니라 원기둥 또는 타원형기둥 형태의 부재로 이루어질 수도 있는 것이다. 도 12 및 도 13에는 각각 압축변형부재(2)가 횡방향으로 연장된 원기둥 형태의 부재로 이루어진 본 발명의 제3실시예에 따른 보강토 보강재(100)가 도시되어 있는데, 도 12는 도 1에 대응되는 개략적인 사시도이고, 도 13은 압축변형부재(2)가 종방향으로 신장하는 상태를 보여주는 도 12의 원 M부분의 개략적인 부분 확대 사시도이다. 도 12 및 도 13의 제3실시예에서도 앞서 제1실시예와 관련하여 설명한 것과 동일하게 보강토 보강재(100)에 전방을 향하여 종방향 인발력이 작용하게 되면 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)에 의해 압축변형부재(2)에 횡방향의 압축력이 작용하게 되고 압축변형부재(2)가 횡방향으로 압축되면서 종방향으로 신장된다. 도 12 및 도 13에 도시된 것처럼 압축변형부재(2)가 횡방향으로 연장된 기둥형태의 부재로 이루진 경우에도 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)를 이루는 선재에서 좌,우측이 아닌 중간에 위치하는 선재(도 12에서 영문자 S 및 T로 표시된 것)는 압축변형부재(2)의 위 또는 아래쪽 외면에 밀착되고 진행방향이 역전된 상태로 배치될 수 있다. 이 경우, 전,후방 연결가압부재(4a, 4b)는 압축변형부재(2)를 횡방향으로 가압하는 것과 병행하여 압축변형부재(2)를 위,아래로 가압하여 압축변형부재(2)를 종방향 신장시키게 된다. 도 12 및 도 13의 제3실시예에 따른 보강토 보강재(100)의 기타 사항은 도 1 내지 도 6의 제1실시예의 내용이 동일하게 적용된다.

본 발명에 따른 보강토 옹벽은 상기한 본 발명의 보강토 보강재(100)를 이용하여 구축된다. 본 발명에 따른 보강토 옹벽은 전방에 옹벽구조체(200)가 축조되고, 옹벽구조체의 후방에는 보강토 보강재(100)가 연결되어 종방향 후방으로 연장되어 포설되고, 보강토 보강재(100)가 매립되도록 성토부가 형성되어 있는 구성을 가진다. 이러한 본 발명의 보강토 옹벽을 구축하는 구체적인 과정은 종래 기술을 이용할 수 있는데, 예를 들어 옹벽 블록을 순차적으로 연직 적층하여 옹벽구조체(200)를 구축하면서, 그 후방으로 옹벽 블록에 종방향으로 연장된 보강재를 연결하여 포설하면서 토사를 소정 높이로 순차적으로 적층하여 성토부를 형성하는 형태로 보강토 옹벽을 구축하게 된다. 이 때, 본 발명에 따른 보강토 옹벽 및 그 시공방법에서는, 종래의 일반적인 비신장형 보강재나 신장형 보강재를 선택하여 사용하는 것이 아니라, 상기한 본 발명의 보강토 보강재(100)를 사용하게 되는 것이다.

위에서 설명한 것처럼 본 발명에 따른 보강토 보강재(100)는 신장(伸長)이 불가능한 "비신장형(非伸長型) 보강부재"와 신장이 가능한 "신장형(伸長型) 보강부재"가 함께 존재하는 복합형 구조를 가지고 있다. 따라서 본 발명의 보강토 보강재(100)는 종래의 비신장형 보강재와 신장형 보강재 각각이 가지고 있던 장점들을 모두 발휘하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 보강토 보강재(100)에서는 과도한 종방향의 신장 변형이 발생하지 않게 되므로 보강토 옹벽을 변형이 없고 튼튼한 구조체로 구축할 수 있게 되는 것이다. 또한 본 발명에 따른 보강토 보강재(100)에서는 소정 범위 내의 신장 변형을 허용하게 되므로, 보강토 보강재(100)의 손상을 우려하지 않고 옹벽구조체의 후방에서 성토부에 대한 충분한 다짐작업을 수행할 수 있게 되어, 견고한 보강토 옹벽의 시공이 가능하게 되는 장점도 가지는 것이다.

즉, 종래의 비신장형 보강재는 그 길이가 늘어나지 않으므로, 비신장형 보강재에 허용 단면력을 초과하는 토압이 작용하게 되면 절단될 수 있고, 그에 따라 보강토 옹벽에 급작스러운 붕괴가 발생할 수 있으며, 이러한 보강토 옹벽의 급작스러운 붕괴를 사전에 인지할 수 없게 된다는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에 따른 보강토 보강재(100)는 신장형 보강부재로 이루어진 <신장 구간>이 존재하여 소정 범위의 종방향 변형을 허용하는 구성을 가지고 있으므로, 보강토 옹벽에서 옹벽구조체의 전방을 향하여 종방향으로 소정 토압이 작용하게 되면 <신장 구간>에서의 종방향 신장 변형에 의해 토압을 수용하게 되고, 보강토 옹벽의 시공과정에서 발생하는 종방향으로의 초기 변형을 수용하게 되는 것이다.

특히, 본 발명에 따른 보강토 보강재(100)에서 <신장 구간>의 위치 즉, 보강토 보강재(100)의 종방향 전체 길이에서 <신장 구간>이 형성되는 위치와 그 종방향 길이, 그리고 신장 정도(종방향 변위 정도)는 필요에 맞춰서 설정함으로써, 종방향으로 신장 변위가 발생하는 정도와 위치를 원하는 정도로 조절할 수 있게 된다.

더 나아가 본 발명의 보강토 보강재(100)를 이용하여 구축된 보강토 옹벽에서는, 신장 구간에서의 종방향 변형이 발생하게 되면 옹벽구조체에는 소정 범위 내의 전방 변위가 유발되는데 관리자는 이를 통해서 옹벽구조체의 붕괴 가능성 등을 사전에 인지할 수 있게 된다. 도 14에는 본 발명에 따른 보강토 보강재(100)를 이용하여 구축된 보강토 옹벽에 대한 횡방향으로의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 14에서 도면부호 X로 표시된 선은 지반의 파괴예정선(X)이다. 도 14에서 본 발명의 보강토 보강재(100)는 굵은 선으로 간략하게 표현하였는데, 특별히 본 발명의 보강토 보강재(100)의 <신장 구간>은 상대적으로 더 굵은 선으로 표시하였다. 본 발명의 보강토 보강재(100)를 옹벽구조체(200)에 결합하여 후방의 성토부에 포설함에 있어서는 도 14에 예시된 것처럼 지반의 파괴예정선(X)이 <신장 구간>에 위치하도록 설치하는 것이 바람직하다. 이 경우 옹벽구조체(200) 후방의 지반에서 파괴예정선(X)을 따라 균열이 발생하였을 때, 신장 구간에서 보강토 보강재(100)에는 종방향 신장 변형이 발생하게 되고, 그에 따라 옹벽구조체(200)는 소정 범위 내에서 전방으로 변위된다. 관리자는 이러한 옹벽구조체(200)의 전방 변위 상태를 관찰함으로써 옹벽구조체(200)의 붕괴 가능성 등을 사전에 인지할 수 있게 되고 필요한 조치를 취할 수 있게 된다. 즉, 본 발명에 따른 보강토 보강재(100)를 이용하게 되면, 옹벽구조체를 포함한 보강토 옹벽의 파괴 등의 붕괴 사전 징후를 외부에서 알 수 있게 되는 기능 즉, 붕괴 안전(Fail Safe) 기능을 가지는 보강토 옹벽의 구축이 가능하게 되는 매우 유리한 효과가 발휘되는 것이다.

1: 제1비신장 구간의 비신장형 보강부재
2: 압축변형부재
3a: 전방 접합경계부재
3b: 후방 접합경계부재
4a: 전방 연결가압부재
4b: 후방 연결가압부재
5: 제2비신장 구간의 비신장형 보강부재
100: 보강토 보강재

Claims (6)

1. 보강토 옹벽의 옹벽구조체 후방에 포설되어 옹벽구조체를 지지하는 보강토 보강재로서,
   종방향의 후방으로 가면서 신장되지 않는 비신장형 보강부재로 이루어진 비신장 구간과, 신장될 수 있는 신장형 보강부재로 이루어진 신장 구간이 교번하여 연속 배치되어 있으며;
   신장형 보강부재는, 전방 접합경계부재, 상기 전방 접합경계부재와 이격되어 있는 후방 접합경계부재, 상기 전,후방 접합경계부재 사이에 배치되는 압축변형부재, 전방 접합경계부재와 압축변형부재를 연결하는 전방 연결가압부재, 및 압축변형부재와 후방 접합경계부재를 연결하는 후방 연결가압부재를 포함하는 구성을 가지고 있고;
   전방을 향하여 종방향 인발력이 보강토 보강재에 작용하면 전,후방 연결가압부재가 압축변형부재를 가압하여 압축변형부재를 종방향으로 신장 변형시켜서, 신장형 보강부재에 종방향의 신장 변형이 발생하게 되는 것을 특징으로 하는 보강토 보강재.
2. 제1항에 있어서,
   신장형 보강부재에서, 전,후방 연결가압부재는 각각 신장되지 않는 재질로 이루어지며 횡방향으로 간격을 두고 나란하게 배치된 복수개의 선재로 이루어지는데;
   전방 연결가압부재를 이루는 복수개의 선재는 전방 단부가 전방 접합경계부재에 결합된 상태에서 종방향 후방으로 진행하다가 꼬이게 되어 후방 단부가 횡방향으로 위치 역전한 상태로 압축변형부재에 결합되며;
   후방 연결가압부재를 이루는 복수개의 선재는 전방 단부가 압축변형부재에 결합된 상태에서 종방향 후방으로 진행하다가 꼬이게 되어 후방 단부가 횡방향으로 위치 역전한 상태로 후방 접합경계부재에 결합되며;
   전방을 향하여 보강토 보강재에 작용하는 종방향 인발력으로 인하여 전,후방 연결가압부재를 통해서 압축변형부재에 작용하는 힘은 횡방향의 압축력으로 작용하게 되어, 압축변형부재가 압축되면서 종방향으로 길이가 늘어나도록 신장되는 것을 특징으로 하는 보강토 보강재.
3. 제2항에 있어서,
   압축변형부재는 횡방향으로 연장된 기둥형태의 부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 보강토 보강재.
4. 제2항에 있어서,
   압축변형부재는 구 형상의 부재로 이루어지며;
   전방 연결가압부재를 이루는 복수개의 선재와 후방 연결가압부재를 이루는 복수개의 선재는 각각 서로 연속되어 있으며;
   전방 연결가압부재를 이루는 각각의 선재는 종방향 후방으로 길게 연장되어 구 형상의 압축변형부재의 외면을 감싼 후 후방 연결가압부재를 이루면서 그 후방 단부가 후방 연결가압부재에 결합되는 것을 특징으로 하는 보강토 보강재.
5. 전방에 옹벽구조체가 축조되고, 옹벽구조체의 후방에는 보강토 보강재가 연결되어 종방향 후방으로 연장되어 포설되고, 보강토 보강재가 매립되도록 성토부가 형성되는 보강토 옹벽으로서,
   상기 보강토 보강재는, 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 보강토 보강재인 것을 특징으로 하는 보강토 옹벽.
6. 전방에 옹벽구조체를 축조하는 단계;
   옹벽구조체의 후방에 보강토 보강재를 연결하고, 상기 보강토 보강재를 종방향 후방으로 연장시켜 포설하는 단계; 및
   상기 보강토 보강재가 매립되도록 성토부를 형성하는 단계를 포함하며;
   상기 보강토 보강재는, 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 보강토 보강재인 것을 특징으로 하는 보강토 옹벽의 시공방법.

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