KR102510851B1 - 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조 및 이를 이용한 발파석 옹벽 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발파석의 타공부에 장착되는 셋앵커, 셋앵커 끝단에 체결되는 앵커 고리너트, 다수의 앵커 고리너트에 동시에 끼워지며 다수의 부재를 연결하여 길이가 연장된 고정바, 고정바 부재간 연결부를 결속하는 고정 부재, 고정바에 감겨 중첩부가 형성된 격자 형상의 망으로 이루어지는 그리드, 그리드의 중첩부에 배치되며 고정핀 삽입구가 형성된 플레이트, 고정핀 삽입구에 삽입되어 그리드의 중첩부를 플레이트와 함께 고정하는 고정핀으로 구성된 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조 및 이를 이용한 발파석 옹벽 시공 방법에 관한 것이다.

Description

성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조 및 이를 이용한 발파석 옹벽 시공 방법 {Fixed Grid Structure for Earth Filling Part Reinforcement, and Blast-Stone Wall Construction Method by Using This}

본 발명은 토양을 절개하여 형성된 절토부의 성토 시, 성토부를 보강하여 안정화하기 위한 그리드 설치 구조 및 시공 방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는 발파석의 타공부에 장착되는 셋앵커, 셋앵커 끝단에 체결되는 앵커 고리너트, 다수의 앵커 고리너트에 동시에 끼워지며 다수의 부재를 연결하여 길이가 연장된 고정바, 고정바 부재간 연결부를 결속하는 고정 부재, 고정바에 감겨 중첩부가 형성된 격자 형상의 망으로 이루어지는 그리드, 그리드의 중첩부에 배치되며 고정핀 삽입구가 형성된 플레이트, 고정핀 삽입구에 삽입되어 그리드의 중첩부를 플레이트와 함께 고정하는 고정핀으로 구성된 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조 및 이를 이용한 발파석 옹벽 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 비탈면이 형성된 토지에 철도나 도로를 건설하거나, 택지를 형성하기 위하여, 비탈면의 토양을 절개하여 평탄한 지면을 형성하는 토목 공사를 수행하며, 토양 절개 과정에서 평탄화된 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 경사면으로 이루어지는 절토부가 형성된다.

절토부는 우천 시 지반의 강도가 저하되면서 경사면의 붕괴가 발생할 수 있으므로, 절토부 보강을 위한 경사면 그라우트 시공 및 경사면으로부터 일정 거리 이격되도록 옹벽을 축조하며, 그라우트 시공된 경사면과 축조된 옹벽 사이를 토양으로 메꾸어 복토하는 성토부를 형성함으로써 경사면의 붕괴를 방지하게 된다.

경사면 그라우트 시공은 절토부의 경사면을 경사면과 직각을 이루거나, 또는 경사면으로부터 일정 각도 하양하는 기울기를 형성하도록 탑다운(top-down) 방식으로 천공한 다수의 천공구를 형성하고, 각 천공구 내부에는 철근 등으로 이루어지는 소일 네일이 삽입된 다음, 소일 네일과 천공구의 틈으로 시멘트 등의 충전재를 주입하여 경화시킴으로써, 주변 토양에 대하여 저항력을 높여 절토부 지반 자체의 전단 강도를 향상시킨다.

성토부 토양 내부에는 성토부에 채워진 토사를 고정하기 위하여, 격자 형상의 망으로 이루어진 그리드를 설치하며, 그리드는 셋앵커를 통해 발파석에 고정된 철근에 일측 가장자리가 감겨진 후, 케이블 타이(cable tie) 등의 고정 부재를 통해 철근과 그리드의 중첩부를 고정하게 된다.

3~5ton의 고중량을 이루는 각 발파석의 하중 및 철근을 통해 토양을 고정하는 그리드로부터 셋앵커로 전달되는 외력을 분산시키기 위하여, 그리드를 고정하는 철근은 다수의 셋앵커를 동시에 통과하게 구성된다.

그러나 옹벽을 구성하는 발파석은 절토부 토양 절개를 위한 토목 공사 과정에서 채취되기 때문에, 콘크리트 블록으로 시공된 옹벽 대비 주변 경관 훼손 발생을 방지하는 친환경적인 조경 시설물을 제공할 수 있는 장점을 가지지만, 일정한 규격으로 제조되는 콘크리트 블록과는 달리, 발파석은 크기 및 형태가 불규칙하여, 셋앵커 끝단에 형성된 철근 연결 부재의 위치가 일렬로 배치되기 어렵다.

다수의 철근 연결 부재를 동시에 통과하도록 철근을 연결할 때, 철근 연결 부재가 일렬로 배치되지 못하는 경우, 발파석 표면의 돌출 또는 함몰 높이가 크게 형성된 부위에 장착된 특정 철근 연결 부재에서 철근 연결이 누락되거나, 철근 연결 부재의 연결부에 철근 끝단이 걸리면서 철근 연결 작업이 진행되지 못하는 문제가 발생할 수 있으며, 그리드에 작용하는 하중이 철근으로 전달될 때, 설치된 모든 철근 연결 부재를 통해 분산되어야 할 하중이 철근과 연결된 일부 철근 연결 부재철근 연결 부재로만 작용하면서, 셋앵커나 철근 연결 부재 또는 철근간 연결부 파손이 발생할 수 있는 문제를 가진다.

위와 같은 문제를 해결하기 위하여 대한민국 등록특허공보 제10-2022563호(2019.09.10.등록)에서는, 내부에 테이퍼 홀이 형성된 철근용 결속 헤드를 통해, 발파석에 장착된 암반 결속용 철근과 쐐기 결합을 통해 견고하게 고정하고, 결속헤드의 위치를 발파석 표면 형상에 맞춰 쉽게 조절할 수 있는 철근용 결속 헤드를 이용한 성토구간 설치장치를 제안하고 있다.

하지만 상기 설치장치의 결속 헤드는 발파석에 고정된 철근과 결속 헤드 사이에 인장력이 가해져 결속 헤드의 위치가 한 번 고정되면, 쐐기 결합 고정 구조의 특성상 결속 헤드의 결합 위치를 재조정하는 것이 어려워, 결속 헤드 위치 조절 작업 실패 시 발파석 고정 철근 및 결속 헤드를 새로 설치해야 하는 단점이 있다.

또한, 상기 설치장치는 그리드가 연결된 철근을 고정하는 결속 헤드의 철근 걸이부 형상이 후크(hook) 형상으로 이루어져, 발파석에서 작용하는 하중 또는 그리드 및 철근을 통해 토양으로부터 전달되는 외력에 의해 철근 걸이부의 변형이 발생하기 쉬우며, 철근 걸이부의 변형 발생 시 철근 걸이부를 통한 철근 고정이 제대로 이루어지지 못하여, 그리드 고정 구조의 내구성이 저하될 수 있다.

그리고 인장 강도나 항복 강도 등의 물성치 특성의 측정이 어려운 케이블 타이를 이용하여 철근과 그리드의 중첩부를 고정하는 경우, 그리드 설치 시공준비 과정에서 그리드 고정부의 강도를 예측하기 어려워, 사용되는 앵커 고리너트나 고정핀의 설치 갯수 및 설치 간격의 정확한 산출이 이루어지지 못하여, 케이블 타이의 손상에 따른 그리드 고정부의 강도 및 내구성 저하가 발생하는 문제가 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-2022563호 (2019.09.10.등록)

본 발명의 실시 예에에서는 그리드 고정용 철근을 고정 설치하기 위한 철근 연결 부재의 위치를 쉽게 조절할 수 있는 그리드 고정 구조를 제공함으로써, 발파석 표면 형상에 따라 철근 연결 부재와 그리드 고정용 철근간 연결이 이루어지지 못하거나, 일부 철근 연결 부재에서 연결이 누락되는 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시 예에에서는 발파석의 하중이나 토양으로부터 작용하는 외력에 의해 철근 연결 부재가 변형되면서 철근 연결 부재와 그리드 고정용 철근간 연결 기능이 저하되는 것을 방지하는 그리드 고정 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조는, 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 경사면을 이루도록 토양을 절개하여 형성된 절토부에 설치되는 소일 네일, 경사면 하부와 이어지는 지면에 경사면으로부터 일정 간격 이격되도록 배치되는 발파석, 발파석을 소정 높이로 적층하여 축조한 옹벽, 소일 네일과 발파석을 서로 연결 및 고정하는 지지 부재, 경사면과 옹벽 사이의 성토부에 배치되도록 옹벽 각 층의 발파석마다 고정 설치되고 성토부에 채운 토양을 고정하는 그리드로 이루어진 성토부 보강에 적용되며, 경사면에 대향하는 방향의 각 발파석의 타공부에 고정 장착되는 셋앵커, 발파석 표면으로부터 일정 길이 돌출된 셋앵커 끝단에 체결되며, 링 형상의 고리형 부재가 형성된 앵커 고리너트, 인접 배치된 다수의 앵커 고리너트간 고리형 부재의 링 사이를 동시에 통과하면서 끼워지며, 다수의 부재간 끝단부 일부가 서로 겹치도록 밀착 배치되어, 길이 방향을 따라 연장 형성되는 고정바, 고정바 각 부재의 끝단부 밀착 배치부에 장착되어, 고정바 각 부재간 겹침 발생 부분을 결속하는 고정 부재, 격자 형상의 망으로 이루어지며, 일측 가장자리가 고정바 표면을 따라 감겨져, 가장자리 끝단이 고정바로부터 일정 간격 이격 배치되면서 중첩되는 그리드, 상하면을 관통하는 고정핀 삽입구가 복수개 형성된 판재 형상의 부재로 이루어지며, 그리드의 중첩부에 배치되는 플레이트, 플레이트의 고정핀 삽입구에 삽입되어, 그리드의 중첩부를 플레이트와 함께 고정하는 2개 이상의 고정핀으로 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정핀은 막대 형상의 부재가 동일 방향을 향하도록 2개소에서 구부러진 다리가 형성되고, 그리드의 중첩부와 플레이트를 연결하여 고정한 고정핀은 양측 다리가 서로 꼬아져 결속되며, 일측 다리 길이가 타측 다리 길이보다 길게 형성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 셋앵커는 발파석의 타공부 내측에 삽입 및 고정되고 내부에 나사산이 형성된 실린더 형상의 슬리브와, 일측 끝단이 슬리브 내측에 결속되고 타측 끝단이 발파석 외측으로 돌출된 전산볼트로 이루어지고, 전산볼트 타측 끝단으로 앵커 고리너트가 체결되되, 하나의 고정바와 연결되는 다수의 셋앵커 중, 발파석 표면과 고정바간 이격 거리가 크게 형성된 셋앵커의 전산볼트 끝단에는 연결너트가 체결되고, 연결너트에는 연장용 전산볼트가 체결되며, 연장용 전산볼트의 연결너트 체결부 반대측 끝단으로 앵커 고리너트가 체결되도록 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정 부재는, 내측으로 고정바 부재간 연결부가 삽입되는 U볼트, U볼트에 장착되어 고정바 부재간 연결부를 고정하는 U볼트 와셔, U볼트 끝단에 체결되어 고정바 부재와 U볼트 와셔간 결속력을 발생시키는 고정 너트로 구성된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정바는 표면에 에폭시 수지층이 형성된 철근으로 이루어진다.

본 발명에 따른 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조를 이용한 발파석 옹벽 시공 방법은, 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 경사면을 이루도록 토양을 절개하여 형성된 절토부에 소일 네일을 설치하고, 경사면과 이어지는 지면에 경사면으로부터 일정 간격 이격되도록 발파석을 배치한 후, 지지 부재를 통해 소일 네일과 발파석을 서로 연결하여 고정하면서 발파석을 소정 높이로 적층하여 옹벽을 축조하며, 경사면과 옹벽 사이에 배치되도록 옹벽 각 층의 발파석마다 고정 설치된 그리드에 토양을 채워 성토부를 형성하는 성토부 보강에 적용되며,

토양을 절개하여 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 절토부 경사면을 형성하고, 경사면에 소일 네일을 설치하는 절토부 형성 단계, 절토부에서 채취된 다수의 발파석을 경사면으로부터 일정 간격 이격되도록 배치하고, 발파석과 소일 네일을 지지 부재로 연결하여 고정하는 발파석 배치 단계, 경사면에 대향하는 방향의 각 발파석에 하나 이상의 타공부를 형성하는 발파석 타공 단계, 발파석에 형성된 각 타공부에 셋앵커를 고정 장착하는 셋앵커 장착 단계, 발파석 외부로 돌출된 각 셋앵커 끝단에 링 형상의 고리형 부재가 형성된 앵커 고리너트를 체결하는 앵커 고리너트 체결 단계, 격자 형상의 망으로 구성된 그리드의 일측 가장자리를 그리드의 타측 끝단 방향을 향하도록 구부리면서, 굽힘부 및 그리드간 중첩부를 형성하는 그리드 준비 단계, 그리드의 굽힘부를 앵커 고리너트에 배치하는 그리드 배치 단계, 앵커 고리너트의 고리형 부재의 링과 그리드의 굽힘부 내측에 형성된 공간을 동시에 통과하도록 끼우며, ⅰ) 고정바의 부재 끝단 부의 일부가 서로 겹치도록 밀착 배치하는 고정바 부재 배치 과정 ⅱ) 고정바 각 부재의 끝단부 밀착 배치부에 고정 부재를 장착하여, 고정바 부재간 겹침 발생 부분을 결속하는 고정바 부재 결속 과정 ⅲ) 고정바 부재 배치 과정과 고정바 부재 결속 과정을 반복하여 고정바의 길이를 연장하는 고정바 연장 과정으로 구성되는 고정바 연결 단계, 그리드 중첩부에 복수개의 고정핀 삽입구가 형성된 판재 형상의 부재로 구성된 플레이트를 배치하는 플레이트 배치 단계, 2개 이상의 고정핀을 플레이트의 고정핀 삽입구에 삽입하여, 그리드 중첩부와 플레이트를 고정하는 고정핀 설치 단계, 경사면과 발파석 사이에 토양을 채우는 채움 단계, 발파석 배치 단계로부터 채움 단계를 순차적으로 반복 수행하여 발파석이 적층 배치된 옹벽과 경사면 사이에 다수의 그리드 층이 포함된 성토부를 형성하는 성토부 형성 단계로 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정핀 설치 단계에서는, 막대형 부재가 동일 방향을 향하도록 2개소에서 구부러져, 일측 다리 길이가 타측 다리 길이보다 긴 2개의 다리가 형성된 고정핀의 일측 또는 양측 다리를 플레이트의 고정핀 삽입구에 삽입하여 그리드의 중첩부를 통과시킨 후, 양측 다리를 서로 꼬아 결속함으로써, 그리드의 중첩부를 고정한다.

본 발명의 실시 예에 따르면 셋앵커 장착 단계에서는, 내부에 나사산이 형성된 실린더 형상의 슬리브를 발파석의 타공부 내측에 삽입하고, 전산볼트의 일측 끝단을 슬리브 내측에 결속하여 슬리브를 타공부에 고정하여 셋앵커를 형성하며, 발파석 외측으로 돌출된 전산볼트의 타측 끝단으로 앵커 고리너트를 체결하되, 발파석에 고정 장착된 다수의 셋앵커 중, 고정바 연결 단계 수행 시 발파석 표면과 고정바간 이격 거리가 크게 형성되어, 앵커 고리너트의 고리형 부재 사이에 고정바가 끼워지지 못하는 셋앵커의 전산볼트 끝단에는 연결너트를 체결하고, 연결너트에는 연장용 전산볼트를 체결하며, 연장용 전산볼트의 연결너트 체결부 반대측 끝단으로 앵커 고리너트를 체결함으로써, 고정바 연결 단계에서 고정바가 각 셋앵커의 고리형 부재의 링 사이를 동시에 통과할 수 있도록 앵커 고리너트의 고리형 부재간 배치 위치 조정이 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정바 연결 단계의 고정바 부재 결속 과정에서는, 고정바 부재간 연결부에 U볼트의 내측면을 끼우고, 고정바 부재간 연결부가 삽입된 U볼트에 U볼트 와셔를 연결하며, U볼트 끝단에 고정 너트를 체결하여, 고정바 부재간 연결부간 결속이 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정바 연결 단계에서는, 표면에 에폭시 수지층이 형성된 철근으로 이루어진 고정바를 앵커 고리너트의 고리형 부재에 동시 통과시켜 연결하거나, 또는 철근으로 이루어진 고정바를 앵커 고리너트의 고리형 부재에 동시 통과시켜 연결한 후 고정바 표면에 에폭시 수지층을 형성한다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정핀의 다리를 꼬아 그리드의 중첩부를 결속하는 과정에서, 고정핀 삽입구가 형성된 플레이트와 그리드를 결합한 상태에서 고정핀을 통한 결속이 이루어짐으로써, 고정핀의 다리가 꼬아지면서 형성된 고리의 수축에 의해 그리드 변형 발생에 따른 내구도 저하 및 파손 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정바가 끼워지는 앵커 고리너트를 전산볼트를 통해 발파석에 장착함으로써, 발파석 표면으로부터 앵커 고리너트가 이격된 거리를 세밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 발파석 표면과 고정바간 이격 거리가 먼 셋앵커 끝단에 연결너트와 연장용 전산볼트를 추가 결합함으로써, 발파석 표면 형상이 불규칙하게 형성되더라도 앵커 고리너트간 고리형 부재의 링 배치 위치가 옹벽의 폭방향을 따라 일렬로 배치될 수 있도록 하여, 고정바가 연결되지 못하는 앵커 고리너트가 발생하거나, 또는 앵커 고리너트에 고정바가 걸리면서 고정바를 설치하지 못하게 되는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 앵커 고리너트에 링 형상의 고리형 부재에 고정바를 끼워 연결함으로써, 발파석의 하중이나 성토부 토양으로부터 작용하는 외력에 의해 앵커 고리너트의 고리형 부재 변형이 발생하더라도 고정바가 분리되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 플레이트 및 고정핀을 통해 그리드의 중첩부를 결속함으로써, 인장 강도나 항복 강도와 같은 선측정된 고정핀의 물성치 데이터를 통해, 그리드 설치 전 시공 수행 전, 시공되는 그리드 고정부의 강도를 예측함으로써, 사용되는 앵커 고리너트나 고정핀의 갯수 및 설치 간격을 정확하게 산출할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 고정바 표면에 형성된 에폭시 수지층을 통해 고정바의 부식 발생을 방지하여, 시공된 그리드 고정 구조의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 다수의 부재 끝부분이 서로 겹치도록 연결하고, 연결부를 U볼트를 통해 견고하게 고정하여 고정바의 길이를 연장하고, 다수의 발파석마다 장착된 앵커 고리너트에 고정바를 동시에 통과시켜, 각 발파석으로부터 고정바에 작용하는 하중을 보다 효과적으로 분산시킴으로써, 시공된 발파석 옹벽의 강도를 제고할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조를 이용한 발파석 옹벽 시공 방법의 시퀀스를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조가 적용된 절토부 및 성토부의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셋앵커와 앵커 고리너트간 직체결 구조와, 연결너트 및 연장용 전산볼트를 통한 연장 체결 구조를 각각 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 앵커 고리너트와 고정바간 연결 구조 및 고정바와 그리드간 연결 구조를 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6는 본 발명의 실시 예에 따른 고정핀에 의한 그리드의 중첩부와 플레이트간 결속 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 다수의 부재를 연결하여 연장된 길이의 고정바 형성 시, 고정 부재를 통해 고정바 부재간 연결부를 결속하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 그리드의 굽힘부 및 중첩부 형성 과정과, 그리드의 굽힘부와 앵커 고리너트의 링 사이에 고정바를 삽입하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 발파석 표면의 돌출 또는 함몰된 깊이에 따라 셋앵커와 앵커 고리너트간 직체결 구조와, 연결너트 및 연장용 전산볼트를 통한 연장 체결 구조를 적용 예시를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 플레이트의 고정핀 삽입구에 고정핀의 일측 또는 양측 다리를 삽입하여 그리드의 중첩부와 플레이트를 고정하는 방식의 적용 예시를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 고정바 표면에 형성된 에폭시 수지층을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.

본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.

이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.

그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

도 2에서 도시하는 바와 같이 비탈면이 형성된 토지에 철도나 도로를 건설하거나, 택지를 형성하기 위하여, 비탈면의 토양을 절개하여 평탄한 지면을 형성하고, 토양 절개에 따라 평탄화된 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 경사면(20)을 이루는 절토부(2)의 사면 붕괴 방지를 위해 발파석(200)으로 구성된 옹벽(30)을 설치하며, 경사면(20)과 옹벽(30) 사이에 토양을 채워 성토부(1)를 형성할 때, 성토부(1) 토양 내부에 설치된다.

성토부(1)에 설치된 그리드(400)는 성토부(1)에 채워진 토양 하중을 분산하여 성토부(1)내 토양의 전체적인 강도를 향상시킴으로써, 부등침하와 같은 토양 침하 발생을 방지한다.

토양 절개에 의해 형성된 절토부(2) 경사면(20)에는, 절토부(2) 경사면(20) 토양의 안정화를 이루기 위하여 그라우트(grout) 공법을 수행한다.

그라우트 공법은 경사면(20)과 직각을 이루거나 경사면(20)으로부터 일정 각도 하향하는 기울기를 형성하도록 탑다운(top-down) 방식으로 천공한 다수의 천공구(21)가 형성되며, 각 천공구(21) 내부에는 철근 등으로 이루어진 소일 네일(100)을 삽입하고, 소일 네일(100)이 삽입된 천공구(21)의 벽면과 소일 네일(100) 표면 사이의 공간에는 시멘트 등의 고결성 충전재를 주입하여 경화시킨다..

천공구(21)에 채워진 소일 네일(100) 및 충전재는 주변 토양에 대하여 저항력을 발휘하고, 절토부(2)의 지반 자체의 전단 강도를 높여, 공사 진행 중 및 완료 후 절토부(2)에서 발생할 것으로 예상되는 지반의 변위 발생을 억제하여, 경사면(20) 붕괴를 방지한다.

절토부(2)에서 채취된 다수의 발파석(200)은 절토부(2) 경사면(20)으로부터 일정 간격 이격되도록 적층 배치되어, 소정 높이의 발파석(200) 옹벽(30)을 형성하며, 발파석(200) 옹벽(30)은 절토부(2) 경사면(20)을 보호함과 동시에 절토 공사에 의한 주변 경관 훼손 발생을 방지하는 친환경적인 조경 시설물을 제공한다.

적층된 발파석(200) 옹벽(30)은 지지 부재(110)를 통해 소일 네일(100)과 연결되어 견고하게 고정되며, 절토부(2) 경사면(20)과 발파석(200) 옹벽(30) 사이의 공간에는 토사를 쌓아 메움으로써 성토부(3)를 형성한다.

성토부(3)를 형성하기 전, 경사면(20) 표면으로 숏크리트 방식을 통해 콘크리트를 타설하여, 경사면(20)의 토양 유실을 방지하는 경사면 콘크리트를 형성할 수 있으며, 절토 공사에 의해 형성된 바닥면(10)에는 콘크리트가 타설된 타설면(11)을 형성하고, 타설면(11) 위에 발파석(200)을 배치 및 적층하여 옹벽(30)을 축조함으로써, 지반 침하에 의한 발파석(200) 옹벽(30)의 기울어짐 또는 붕괴 발생을 방지할 수 있다.

경사면 콘크리트 외부로 노출된 절토부(2) 경사면(20) 방향 소일 네일(100) 끝단에는 소일 네일 결속구가 장착되며, 발파석(200) 옹벽(30)을 구성하는 각 발파석(200) 표면에는 절토부(2) 경사면(20)과 대향하는 방향으로 하나 이상의 타공부(210)가 형성되고, 타공부(210)에는 셋앵커(set anchor,240)가 삽입되어 고정 장착된다.

타공부(210)에 장착된 셋앵커(240) 끝단 일부는 발파석(200) 표면으로부터 일정 길이만큼 돌출되어 지지 부재(110)와 연결되는 결속부를 형성하며, 돌출된 셋앵커(240)의 결속부 끝단에는 지지 부재(110)가 연결되고, 소일 네일(100)에 장착된 소일 네일 결속구에는 다른 지지 부재(110)가 연결된다.

지지 부재(110)는 와이어나 케이블 또는 철근으로 이루어지며, 소일 네일(100)과 발파석(200)간 견고한 고정력을 형성하기 위해, 소일 네일(100) 및 발파석(200)에 각각 연결되는 각 지지부재(110)는 턴버클(turn buckle)을 통해 결속된다.

지지 부재(110)가 와이어로 이루어지는 경우, 링(ring)형 부재에 와이어의 끝단을 통과시킨 후 와이어 끝단의 중첩이 발생하도록 구부려 고리를 형성한 다음, 와이어 클립(wire clip)을 통해 와이어 끝단의 중첩부를 고정하게 되며, 링형 부재는 고리볼트나 고리너트로 이루어져, 소일 네일 결속구와 셋앵커(240) 및 턴버클에 와이어 끝단이 고정될 수 있도록 한다.

지지 부재(110)가 철근으로 이루어지는 경우, 소일 네일 결속구와 셋앵커(240) 및 턴버클이 각각 상보적인 형상의 나사산이 형성된 볼트 또는 인서트 너트로 이루어져, 지지 부재(110)와의 결속이 이루어지게 된다.

그리고 상기 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재는 링 형상으로 이루어져, 고정바(300)가 통과하면서 끼워지는 출입구를 제외하면 폐쇄된 구조를 이루며, 성토부(1) 시공 중 또는 시공 완료 후 발파석(200)의 하중이나 성토부(1) 토양으로부터 그리드(400)에 작용하는 외력에 의해 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재에 변형이 발생하더라도, 고리형 부재가 폐쇄된 구조를 유지하게 되므로, 앵커 고리너트(230) 고정바(300)가 분리되면서 그리드(400) 고정 구조의 내구성이 저하되는 것을 방지한다.

작업자가 턴버클을 회전시키면 지지 부재(110)에 긴장력이 발생하여, 소일 네일(100)과 발파석(200)을 서로 견고하게 고정하게 되며, 집중 호우에 의한 옹벽(30) 주변 토양 유실이나 지반 침해가 발생하더라도 옹벽(30)이 붕괴되는 것을 방지한다.

지지 부재(110)를 통한 소일 네일(100)과 발파석(200) 고정이 완료되면 경사면(20)과 발파석(200) 사이에 토사를 채워 성토부(1)를 형성하며, 연속으로 수행되는 지지 부재(110)를 통한 소일 네일(100)과 발파석(200)간 고정 및 성토부(1) 형성 작업은 옹벽(30)의 각 층을 형성할 때마다 개별적으로 이루어져, 옹벽(30)을 구성하는 발파석(200)의 적층 수만큼 반복 수행된다.

이때, 성토부(1)에 채워진 토사 내부에는 격자 형상의 망으로 이루어진 그리드(400)를 설치하며, 그리드(400)는 각 층의 발파석(200)에 고정되어, 성토부(1) 내의 토양에 복수 층을 이루도록 배치된다.

본 발명의 실시 예에 따른 성토부(1) 보강을 위한 그리드(400) 고정 구조는, 옹벽(30)을 구성하는 각 층의 발파석(200)에 그리드(400)를 고정하기 위한 구조에 관한 것이다.

경사면(20)에 대향하는 방향의 각 발파석(200)의 타공부(210) 중, 지지 부재(110)와 결속되는 셋앵커(240)가 삽입되지 않은 빈 타공부(210)에 셋앵커(220)가 삽입되어 고정 장착된다.

타공부(210)에 장착된 셋앵커(220)의 끝단 일부는 발파석(200) 표면으로부터 일정 길이만큼 돌출되어 결속부를 형성하며, 셋앵커(220)의 결속부에는 앵커 고리너트(230)가 체결된다.

앵커 고리너트(230)는 링(ring) 형상의 고리형 부재로 이루어지며, 앵커 고리너트(230)의 일측에는 인서트 너트가 형성되고, 앵커 고리너트(230)의 인서트 너트 나사산 피치(screw pitch)에 대응하는 나사산이 셋앵커(220)의 결속부 측표면에 형성되어, 셋앵커(220)와 앵커 고리너트(230)간 돌려끼움에 의한 체결이 이루어진다.

셋앵커(220)는 내부에 나사산이 형성된 실린더 형상의 슬리브(221)와, 일측 끝단이 슬리브(221) 내측에 결속되고 타측 끝단이 발파석(200) 외측으로 돌출된 전산볼트(222)의 2개의 부재로 구성되고, 슬리브(221)와의 결속부 반대측에 돌출된 전산볼트(222)의 타측 끝단에 앵커 고리너트(230)가 체결된다.

전산볼트(222)와 앵커 고리너트(230)간 체결 구조는 전산볼트(222) 또는 앵커 고리너트(230)를 회전시켜, 발파석(200) 표면으로부터 앵커 고리너트(230)가 이격된 거리를 세밀하게 조절할 수 있도록 하며, 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재에 형성된 링 내부에 고정바(300)를 통과시키는 과정에서 앵커 고리너트(230)의 링 위치 조절이 쉽게 이루어질 수 있도록 한다.

슬리브(221)는 발파석(200)의 타공부(210) 내측에 삽입되며, 슬리브(221)와 전산볼트(222)간 체결 시, 타공부(210) 내측 방향의 슬리브(221) 끝단에 형성된 슬릿(slit)이 전산볼트(222)의 결합력에 의해 변형되면서 벌어진 슬리브(221) 끝단이 타공부(210)에 내측면을 가압하여, 슬리브(221)가 견고하게 고정된다.

그리고 하나의 발파석(200)에는 최소 1개 이상, 바람직하게는 2개 이상의 셋앵커(220)와 앵커 고리너트(230)가 옹벽(30)의 폭방향을 따라 장착되며, 발파석(200)의 크기에 비례하여 장착되는 셋앵커(220)와 앵커 고리너트(230)의 수량이 증가하게 된다.

그리드(400)와 고정바(300)를 통해 셋앵커(220) 및 앵커 고리너트(230)로 전달되는 성토부(1) 토양의 하중을 균등하게 분산하기 위하여, 각 발파석(200)에 장착된 셋앵커(220)와 앵커 고리너트(230)는 옹벽(30)의 폭방향을 따라 일정 간격으로 이격 배치된다.

도 4에서 도시하는 바와 같이 옹벽(30)의 동일 층을 구성하는 발파석(200)에 장착된 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재의 링은 옹벽(30)의 폭방향을 따라 일렬로 배치되며, 철근 등으로 이루어진 고정바(300)가 인접 배치된 다수의 앵커 고리너트(230)간 고리형 부재의 링 사이를 동시에 통과하면서 끼워진다.

도 7에서 도시하는 바와 같이 고정바(300)를 통한 성토부(1) 토양의 하중 분산을 보다 균등하게 발생시키기 위하여, 고정바(300)를 다수의 부재로 구성하고, 각 고정바(300) 부재를 길이 방향을 따라 서로 연결하여 옹벽(30)의 폭방향을 따라 고정바(300)의 길이를 연장함으로써, 단일 부재로 구성된 고정바(300) 대비, 고정바(300)에 더 많은 수량의 앵커 고리너트(230)가 연결되도록 구성할 수 있다.

이웃하여 연결되는 고정바(300)의 각 부재는 부재간 끝단부 일부가 서로 겹치도록 밀착 배치되고, 고정바(300) 각 부재의 연결부, 즉 끝단부 밀착 배치부에는 고정바(300) 부재간 겹침 발생 부분을 결속하는 고정 부재(310)가 장착되어, 결속된 고정바(300)의 각 부재가 하나의 고정바(300)로서 거동할 수 있도록 구성된다.

고정 부재(310)는 "U자" 형상으로 구부러지고 양 끝단에 나사산 피치가 형성된 U볼트(311)와, U볼트(311)의 양 끝단이 삽입되는 구멍이 형성된 U볼트 와셔(312) 및 U볼트(311) 끝단의 나사산 피치에 대응하는 나사산 피치가 형성된 고정 너트(313)로 구성된다.

U볼트(311)와 고정 너트(313)간 체결 시 발생하는 결속력에 의해 U볼트 와셔(312)가 U볼트(311) 내측으로 삽입된 고정바(300) 부재간 연결부를 가압하여 고정바(300) 부재가 서로 고정되며, 각 고정바(300) 부재는 서로 동일한 길이를 이루도록 구성되거나, 또는 길이 방향을 따라 나란히 배치된 긴 고정바(300) 부재간 대향하는 끝단 측면에 짧은 고정바(300) 부재를 밀착 배치한 다음, 짧은 고정바(300) 부재와의 고정바(300) 부재간 겹침 발생 부분을 고정 부재(310)로 결속하도록 구성할 수 있다.

고정 부재(310)를 통해 길이가 연장된 고정바(300)는 옹벽(30)을 이루는 다수의 발파석(200)에 장착된 앵커 고리너트(230)의 링을 동시에 통과하게 되며, 고정바(300)와 연결된 앵커 고리너트(230)의 수량을 늘림으로써, 각 발파석(200)으로부터 고정바(300)에 작용하는 하중을 다수의 앵커 고리너트(230)로 분산할 수 있어, 시공 완료된 그리드(400) 고정 구조의 강도를 높이게 된다.

앵커 고리너트(230)의 고리형 부재에 끼워진 고정바(300)에는 격자 형상의 금속 또는 합성 수지 망으로 이루어진 그리드(400)가 장착되며, 그리드(400)의 일측 가장자리가 고정바(300) 표면을 따라 감겨지면서 일측 가장자리 끝단이 그리드(400)의 타측 가장자리를 항하여, 그리드(400)의 일측 가장자리와 중앙부가 겹치는 중첩부(420)가 형성된다.

중첩부(420)의 상부 또는 하부면에는 판재 형상의 부재로 이루어진 플레이트(500)가 배치되며, 플레이트(500)에는 플레이트(500)의 상하면을 관통하는 고정핀 삽입구(501)가 복수개 형성된다.

도 5 및 도 6에서 도시하는 바와 같이 플레이트(500)의 고정핀 삽입구(501)에는 고정핀(510)이 삽입되고, 고정핀(510)은 그리드(400)의 중첩부(420)를 플레이트(500)와 함께 고정하여, 설치된 그리드(400)의 유격 발생을 감소시켜, 그리드(400)를 통한 성토부(1) 토양 고정 효과를 보다 높일 수 있다.

각 플레이트(500)에는 최소 2개 이상의 고정핀(510)이 연결되며, 플레이트(500)의 길이 방향 양측 끝단에 적어도 하나 이상의 고정핀(510)이 연결되도록 구성하여, 플레이트(500)의 그리드(400) 중첩부(420) 고정 성능을 향상시킬 수 있다.

이때, 고정바(300) 표면에 감긴 그리드(400)의 격자 틈으로 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재가 배치되도록 구성할 수 있으며, 그리드(400)의 격자 틈으로 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재를 배치함으로써, 고정바(300)와 그리드(400)의 굽힘부(410)간 틈새 형성을 최소화하여, 그리드(400) 중첩부(420) 고정 성능을 보다 향상시킬 수 있다.

고정핀(510)은 막대 형상의 부재가 동일 방향을 향하도록 2개소에서 구부러져 한 쌍의 다리(511)가 형성되며, 그리드(400)의 중첩부(420)와 플레이트(500)를 연결하여 고정한 고정핀(510)의 양쪽 다리(511)가 서로 꼬아지면서 그리드(400)의 중첩부(420)와 플레이트(500)를 서로 결속한다.

고정핀(510)의 일측 다리(511)를 플레이트(500)의 고정핀 삽입구(501)에 삽입하고, 타측 다리(511)를 플레이트(500) 외측의 그리드(400) 격자 틈새에 통과시킨 다음 양측 다리(511)를 꼬아 결속하거나, 또는 고정핀(510)의 양측 다리(511)를 서로 다른 고정핀 삽입구(501)에 각각 삽입한 후, 플레이트(500) 및 그리드(400) 격자 틈새를 통과한 양측 다리(511)를 꼬아 결속하도록 구성될 수 있다.

이와 같이 고정핀(510)의 다양한 체결 방식이 가능하도록, 도 10에서 도시하는 바와 같이 플레이트(500) 가장자리에 형성된 고정핀 삽입구(501)는 플레이트(500)의 끝단 모서리로부터 고정핀(510)의 양쪽 다리(511) 간격보다 작은 크기만큼 이격되어 형성되고, 플레이트(500) 중앙부에 형성된 삽입구(501)는 서로 고정핀(510)의 양쪽 다리(511) 간격과 동일한 간격으로 이격 배치되도록 구성함으로써, 필요에 따라 일측 또는 양측 다리(511)를 고정핀 삽입구(501)에 삽입할 수 있다.

고정핀(510)의 양측 다리(511)를 꼬아 그리드(400)의 중첩부(420)를 결속할 때, 플레이트(500)를 적용하지 않는 경우, 고정핀(510)의 다리(511)를 꼬아 결속하는 과정에서 다리(511)가 꼬아지면서 형성된 고리가 점차 수축하면서 그리드(400)의 격자를 변형시키는 외력이 작용하게 되고, 이에 따라 그리드(400)의 망의 격자를 고정하는 용접부의 파손이 발생할 수 있다.

플레이트(500)의 고정핀 삽입구(501)에 다리(511)를 끼운 상태에서 다리(511)를 꼬아 그리드(400)의 중첩부(420)를 결속하게 되면, 다리(511)가 꼬아지면서 형성된 고리가 점차 수축하더라도, 수축된 고리의 너비가 고정핀 삽입구(501)와 플레이트(500) 모서리간 거리, 또는 고정핀 삽입구(501)간 거리로 제한되기 때문에 그리드(400) 파손 발생을 방지할 수 있게 된다.

또한, 고정핀(510)의 일측 다리(511) 길이가 타측 다리(511) 길이보다 길게 형성되며, 플레이트(500)를 그리드(400)의 중첩부(420)에 배치한 후, 복수의 고정핀(510)의 다리(511)를 각 고정핀 삽입구(501)에 삽입한 고정핀(510)의 임시 체결 상태에서, 그리드(400) 또는 플레이트(500)의 움직임에 따른 고정핀(510)의 이탈이 발생하더라도, 고정핀(510)의 긴 다리(511)가 고정핀 삽입구(501)와의 삽입 상태를 유지하여 고정핀(510)이 완전히 분리되는 것을 방지한다.

이때, 고정핀(510)의 양측 다리(511)를 모두 긴 다리(511)로 형성하는 경우, 고정핀(510)의 다리(511)를 고정핀 삽입구(501)에 삽입 시, 특히 양측 다리(511)를 모두 고정핀 삽입구(501)에 삽입 시, 고정핀(510)을 연결하는 작업의 수행 난이도가 높아지므로, 고정핀(510)의 일측 다리(511)만 길게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 절토부(2)에서 채취된 발파석(200)의 특성상 불규칙한 형상을 가지며, 특히 경사면(20)과 대향하는 표면 높이가 불규칙하게 형성되어, 발파석(200) 표면 형상에 따라 셋앵커(240)를 통해 발파석(200)에 설치된 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재의 링 내부에 고정바(300)를 끼울 때, 발파석(200) 표면의 돌출 높이 또는 함몰 깊이에 맞춰 슬리브(221)와 전산 볼트(222)간 결속 위치 및 전산 볼트(222)와 앵커 고리너트(230)간 결속 위치를 조정하더라도, 이웃하여 배치되는 앵커 고리너트(230)간 고리형 부재의 링 배치 위치가 옹벽(30)의 폭방향을 따라 일렬로 배치되지 못할 수 있다.

각 앵커 고리너트(230)의 링간 일렬 배치가 이루어지지 못하는 경우, 고정바(300)를 앵커 고리너트(230)에 끼워 연결할 때, 다른 앵커 고리너트(230)에 비해 배치 위치가 상대적으로 크게 어긋나는 특정 앵커 고리너트(230)의 링 측면과 고정바(300) 끝단간 걸림이 발생할 수 있으며, 특히 배치 위치 어긋남 정도가 매우 큰 앵커 고리너트(230)에서는 고정바(300)가 링을 통과하지 못할 수 있다.

고정바(300)가 앵커 고리너트(230)의 링을 통과하지 못하는 경우, 그리드(400)에 작용하는 성토부(1) 토양의 하중이 고정바(300)를 통해 셋앵커(220) 및 앵커 고리너트(230)로 전달될 때, 설치된 모든 셋앵커(220) 및 앵커 고리너트(230)를 통해 분산되어야 할 하중이 고정바(300)와 연결된 일부 셋앵커(220) 및 앵커 고리너트(230)로만 작용하면서, 발파석(200)과 셋앵커(220)간 연결부나 셋앵커(220)와 앵커 고리너트(230)간 연결부 또는 앵커 고리너트(230)와 고정바(300)간 연결부 파손이 발생할 수 있으며, 앵커 고리너트(230)의 링 측면과 고정바(300) 끝단간 걸림이 발생하는 경우 고정바(300) 설치가 불가능하게 된다.

따라서, 도 3 및 도 9에서 도시하는 바와 같이 하나의 고정바(300)와 연결되는 다수의 셋앵커(240) 중, 발파석(200) 표면과 고정바(300)간 이격 거리가 크게 형성된 셋앵커(220)의 전산볼트(222) 끝단에 앵커 고리너트(230)를 직접 체결하는 대신, 전산볼트(222) 끝단에 연결너트(223)를 체결하고, 연결너트(223)에는 전산볼트(222) 끝단 길이방향과 연결되도록 연장용 전산볼트(224)가 체결되며, 연장용 전산볼트(224)의 연결너트(223) 체결부 반대측 끝단으로 앵커 고리너트(230)가 체결되도록 구성할 수 있다.

연결너트(223)와 연장용 전산볼트(224)를 통해 앵커 고리너트(230)의 링 위치가 발파석(200) 표면으로부터 보다 이격된 위치에 배치되면서, 일부 앵커 고리너트(230)와 고정바(300)간 연결이 누락되는 문제나 고정바(300) 설치가 불가능한 문제 발생을 방지하게 된다.

이때, 연장용 전산볼트(224)는 서로 다른 길이 규격을 가지는 2종류 이상으로 구성될 수 있으며, 발파석(200) 표면의 돌출 높이에 대응하여 체결되는 연장용 전산볼트(224) 길이 규격을 달리 형성함으로써, 앵커 고리너트(230)의 링간 배치 위치의 옹벽(30) 폭방향 일렬 배치 작업을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 한다.

또한, 고정바(300)는 주로 철근으로 이루어지며, 설치 완료된 고정바(300)는 성토부(1) 형성 시 채워진 토사와 직접 접촉하기 때문에, 성토부(1) 시공 완료 후, 토사 내부로 침투한 침투수에 의한 부식이 발생할 수 있다.

따라서 도 11에서 도시하는 바와 같이 고정바(300)의 표면에 에폭시 수지층(301)을 형성함으로써, 고정바(300)의 부식 발생을 방지하여 시공 완료된 그리드(400) 고정 구조의 내구성을 향상시킬 수 있다.

위와 같이 구성되는 성토부(1) 보강을 위한 그리드(400) 고정 구조를 이용한 발파석(200) 옹벽(30) 시공 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 도시하는 바와 같이 절토부 형성 단계(S10)에서는 토양을 절개하여 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 절토부(2) 경사면(20)을 형성하고, 경사면(20)에 소일 네일(100)을 설치한다.

소일 네일(100) 설치 시, 경사면(20)으로부터 일정 각도로 하향하도록 천공된 천공구(21)를 형성하고, 천공구(21) 내부에 소일 네일(100)을 삽입한 다음, 천공구(21) 내측면과 소일 네일(100) 외측면이 이루는 공간에 시멘트 등의 충전재를 주입한 후, 충전재를 고결시킨다.

절토부 형성 단계(S10)에는 토양 절개 시 형성된 경사면(20)과, 경사면(20)으로부터 이어지는 바닥면(10)의 안정화를 위하여, 경사면(20)과 바닥면(10)에 콘크리트를 타설하여 경사면 콘크리트 및 기초 콘크리트를 형성하는 과정이 부가될 수 있다.

발파석 배치 단계(S20)에서는 절토부(2)에서 채취된 다수의 발파석(200)을 경사면(20)으로부터 일정 간격 이격되도록 배치하며, 바닥면(10)에 기초 콘크리트를 형성한 경우 기초 콘크리트 상부면인 타설면(11) 상에 발파석(200)을 배치하게 된다.

이하, 바닥면(10) 또는 타설면(11) 상에 배치되는 발파석(200)을 하부 발파석(201), 하부 발파석(201) 상부에 적층되어 배치되는 발파석(200)을 상부 발파석(202), 적층된 상부 발파석(202) 상부에 추가 적층되는 발파석(200) 또한 상부 발파석(202)으로 정의하여 시공 방법을 설명한다.

하부 발파석(201)의 배치가 완료되면 경사면(20)에 대향하는 방향의 각 하부 발파석(201)에 하나 이상의 타공부(210)를 형성한 후, 타공부(210)에 셋앵커(240)를 설치하며, 하부 발파석(201)에 설치된 셋앵커(240)와 소일 네일(100) 끝단에 장착된 소일 네일 결속구를 와이어 또는 철근으로 이루어진 지지 부재(110) 및 턴버클로 서로 연결하고, 지지 부재(110)에 긴장력을 형성하여 소일 네일(100)과 하부 발파석(201)을 견고하게 고정시킨다.

발파석 타공 단계(S30)에서는 경사면(20)에 대향하는 방향의 각 하부 발파석(201)에 고정바(300) 및 그리드(400)를 고정 설치하기 위한 셋앵커(220)가 장착되는 타공부(210)를 하나 이상 형성한다.

이때, 셋앵커(220)가 장착을 위한 발파석 타공 단계(S30)는 지지 부재(110) 연결을 위한 셋앵커(240)가 장착되는 타공부(210) 형성 시 함께 수행함으로써, 시공 과정의 효율성을 높일 수 있다.

셋앵커 장착 단계(S40)에서는 하부 발파석(201)에 형성된 각 타공부(210)에 셋앵커(220)를 고정 장착하며, 셋앵커(220)가 슬리브(221)와 전산볼트(222)로 셋앵커(220)를 구성하는 경우, 타공부(210)에 슬리브(221)를 삽입하고, 슬리브(221)에 전산볼트(222)의 일측 끝단을 체결하면 타공부(210) 내측 방향의 슬리브(221) 끝단이 변형되면서 타공부(210)에 견고하게 고정될 수 있다.

앵커 고리너트 체결 단계(S50)에서는 하부 발파석(201) 표면 외측으로 돌출된 셋앵커(220) 끝단에 링(ring) 형상의 고리형 부재가 형성된 앵커 고리너트(230)를 체결한다.

셋앵커 장착 단계(S40)와 앵커 고리너트 체결 단계(S50)에서, 슬리브(221)와 전산볼트(222)간 결속 및 전산볼트(222)와 앵커 고리너트(230)간 결속 시, 각 앵커 고리너트(230)의 링이 하부 발파석(201) 표면으로부터 돌출된 높이를 조절함으로써, 앵커 고리너트(230)의 링간 배치 위치의 옹벽(30) 폭방향 일렬 배치 작업을 수행하게 된다.

이때, 하부 발파석(201) 표면의 함몰 깊이가 큰 부위에 장착된 셋앵커(220)의 경우, 슬리브(221)와의 결속부 반대편 전산볼트(222) 끝단에 연결너트(223) 및 연장용 전산볼트(224)를 순서대로 체결한 다음, 연장용 전산볼트(224) 끝단에 앵커 고리너트(230)를 체결하여, 하부 발파석(201) 표면의 함몰된 깊이에 따른 앵커 고리너트(230)의 링 위치를 보상할 수 있다.

연장용 전산볼트(224)는 길이 규격이 다르게 형성된 2종류 이상의 부재 중, 앵커 고리너트(230)의 링 위치를 보상하기에 적합한 길이를 가지는 부재를 선택하여 적용할 수 있으며, 이를 통해 앵커 고리너트(230)의 링간 배치 위치의 옹벽(30) 폭방향 일렬 배치 작업을 보다 원활하게 수행할 수 있다.

도 8에서 도시하는 바와 같이 그리드 준비 단계(S60)에서는 격자 형상의 사각 망으로 구성된 그리드(400)의 일측 가장자리를 그리드(400)의 타측 끝단 방향을 향하도록 구부려, 그리드(400)의 일측 가장자리 방향에 굽힘부(410)를 형성하고, 굽힘부(410)에서 구부러진 그리드(400)의 가장자리 부분은 그리드(400)의 중앙측 부분과 겹쳐지는 중첩부(420)를 형성한다.

그리드 배치 단계(S70)에서는 그리드(400)의 굽힘부(410)를 앵커 고리너트(230)에 근접 배치하며, 각 앵커 고리너트(230)의 링이 그리드(400)의 굽힘부(410) 격자 틈새에 위치하면서, 굽힘부(410) 내부 공간과 링이 옹벽(30) 폭방향을 따라 일렬로 배치된다.

고정바 연결 단계(S80)에서는 그리드 배치 단계(S70)에서 옹벽(30) 폭방향을 따라 일렬로 배치된 그리드(400)의 굽힘부(410) 내부 공간과 각 앵커 고리너트(230)의 링을 동시에 통과하도록 고정바(300)를 끼운다.

고정바 연결 단계(S80)는 고정바(300)의 부재 끝단 부의 일부가 서로 겹치도록 밀착 배치하는 고정바 부재 배치 과정(S81)과, 고정바(300) 각 부재의 끝단부 밀착 배치부에 고정 부재(310)를 장착하여, 고정바(300) 부재간 겹침 발생 부분을 결속하는 고정바 부재 결속 과정(S82)과, 고정바 부재 배치 과정(S81)과 고정바 부재 결속 과정(S81)을 반복하여 고정바(300)의 길이를 연장하는 고정바 연장 과정(S83)으로 구성될 수 있다.

고정 부재(310)를 U볼트(311)와 U볼트 와셔(312) 및 고정 너트(313)로 구성하는 경우, 고정바 부재 결속 과정(S82)에서 고정바(300) 부재간 연결부에 U볼트(311)의 내측면을 끼우고, 고정바(300) 부재간 연결부가 삽입된 U볼트(311)에 U볼트 와셔(312)를 연결한 다음, U볼트(311) 끝단에 고정 너트(313)를 체결함으로써, 고정바(300) 부재간 연결부간 결속이 이루어진다.

고정바 연결 단계(S80)에서는 옹벽(30) 폭방향을 따라 연결된 고정바(300) 부재를 고정 부재(310)로 결속하여, 길이 연장 작업이 완료된 고정바(300)를 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재의 링과 그리드(400)의 굽힘부(410) 내측에 형성된 공간을 동시에 통과하도록 끼우는 방식, 또는 하나의 고정바(300) 부재를 고리너트(230)의 고리형 부재의 링과 그리드(400)의 굽힘부(410) 내측에 형성된 공간을 동시에 통과하도록 끼운 후, 다른 고정바(300) 부재를 고리너트(230)와 그리드(400)의 굽힘부(410)에 끼운 다음, 고정 부재(310)로 결속하는 추가 연장 방식 중 선택되는 어느 하나의 방식으로 진행될 수 있다.

고정바 연결 단계(S80)에서 고정바(300)가 끼워진 후, 그리드(400)의 굽힘부(410)와 중첩부(420)간 경계부에 외력을 가하는 작업이 부가될 수 있으며, 굽힘부(410)와 중첩부(420)간 경계부에 가해진 외력은 고정바(300) 표면을 따라 밀착되도록 고정바(300)에 감겨진 그리드(400)를 변형시키게 된다.

이를 통해 고정바(300)와 그리드(400)간 유격 발생을 최소화할 수 있으며, 하부 발파석(201)과 경사면(20) 사이에 토사를 채워 성토부(1)를 형성할 때, 그리드(400)에 의한 토양 고정 효과를 향상시킬 수 있다.

고정바 연결 단계(S80)에서는 표면에 에폭시 수지층(301)이 형성된 고정바(300)를 연결하거나, 고정바 연결 단계(S80) 수행 중간 과정 또는 수행 완료 후, 고정바(300)의 표면에 에폭시 수지를 코팅하여 에폭시 수지층(301)을 형성하는 과정이 부가될 수 있으며, 에폭시 수지층(301)을 통해 고정바(300)의 부식 발생을 방지한다.

플레이트 배치 단계(S90)에서는 그리드(400) 중첩부(420) 상부 또는 하부면에 복수개의 고정핀 삽입구(501)가 형성된 플레이트(500)를 배치하며, 플레이트(500)의 배치가 완료되면 2개 이상의 고정핀(510)을 플레이트(500)의 고정핀 삽입구(501)에 삽입하여, 그리드(400) 중첩부(420)와 플레이트(500)를 고정하는 고정핀 설치 단계(S100)가 수행된다.

그리드(400)와 플레이트(500)간 유격 발생을 방지하기 위해, 고정핀(510)은 적어도 플레이트(500)의 길이 방향 양측 끝단부를 포함하는 2개소 이상의 위치에 설치되는 것이 바람직하며, 이를 위해 플레이트(500)에는 플레이트(500) 길이 및 너비 방향을 따라 다수의 고정핀 삽입구(501)가 형성될 수 있다.

그리드(400)에 배치된 플레이트(500)의 고정핀 삽입구(501)로 복수의 고정핀(510)을 체결하는 과정에서, 고정핀 삽입구(501) 위치에 그리드(400)의 격자가 위치하여 고정핀(510)의 다리(511) 끝단이 그리드(400)의 격자에 걸리게 되는 경우가 발생할 수 있으며, 걸림 발생 시 플레이트(500)를 전후좌우 방향으로 움직이면서 격자의 위치를 변경시킬 필요가 있다.

이 과정에서 고정핀 삽입구(501)에 끼워진 일부 고정핀(510)의 양측 다리(511)를 서로 꼬아 그리드(400)와 플레이트(500)를 완전히 고정하는 경우, 격자 위치 변경이 이루어지지 못하면서 그리드(400)의 격자에 다리(511) 끝단이 걸린 다른 고정핀(510)의 연결 작업이 진행될 수 없으므로, 모든 고정핀(510)이 고정핀 삽입구(501)에 끼워질 때까지 고정핀 삽입구(501)에 끼워진 고정핀(510)의 다리를 결속하지 않은 임시 체결 상태를 유지하게 된다.

고정핀(510)의 임시 체결 상태에서 격자 위치 변경을 위해 플레이트(500) 위치를 조정하는 과정에서 고정핀(510)이 분리되는 것을 방지하기 위하여, 고정핀 삽입구(501)에 삽입되는 고정핀(510)의 양측 다리(511)는 일측 다리(511)의 길이가 타측 다리(511)의 길이보다 길게 형성되며, 플레이트(500) 위치 조절 시 고정핀(510)의 이탈이 발생하더라도 긴 다리(511)가 고정핀 삽입구(501)에 끼워진 상태를 유지하여, 고정핀(510)의 분리 탈락에 따른 작업 지연을 방지할 수 있다.

이때, 고정핀(510)의 양측 다리(511)를 모두 길게 형성하는 경우, 양측 다리(511)를 동시에 고정핀 삽입구(501) 위치에 맞춰 끼우는 과정에서 작업 지연이 발생할 수 있으므로, 고정핀(510)의 일측 다리(511)만 길이를 길게 형성하는 것이 바람직하다.

고정핀(510) 삽입 및 결속에 의한 그리드(400)의 고정 설치가 완료되면, 경사면(20)과 하부 발파석(201) 사이에 토양을 채우는 채움 단계(S110)가 수행됨으로써, 경사면(20)과 하부 발파석(201) 사이에 성토부(1)가 형성된다.

이후, 하부 발파석(201) 상부에 상부 발파석(202)을 적층 배치하거나, 상부 발파석(202) 상부에 다른 상부 발파석(202)을 추가 적층 배치하는 발파석 배치 단계(S20), 적층된 상부 발파석(202)을 타공하는 발파석 타공 단계(S30), 타공된 상부 발파석(202)에 셋앵커(220)를 장착하는 셋앵커 장착 단계(S40), 앵커 고리너트 체결 단계(S50), 그리드 준비 및 배치 단계(S60,S70), 고정바 연결 단계(S80), 플레이트 배치 단계(S90), 고정핀 설치 단계(S100) 및 경사면(20)과 적층된 상부 발파석(202) 사이에 토사를 채우는 채움 단계(S110)가 순차적으로 수행되는 성토부 형성 단계(S120)가 수행된다.

성토부 형성 단계(S120)는 최상층에 적층된 상부 발파석(202)이 축조하고자 하는 옹벽(30) 높이에 이를 때까지 반복되어, 옹벽(30)과 경사면(20) 사이에 다수의 그리드(400) 층이 포함된 성토부(1)의 보강 구조 형성이 완료된다.

상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 성토부 2: 절토부
10: 바닥면 11: 타설면
20: 경사면 21: 천공구
30: 옹벽 100: 소일 네일
110: 지지 부재 200: 발파석
201: 하부 발파석 202: 상부 발파석
210: 타공부 220: 셋앵커
221: 슬리브 222: 전산볼트
223: 연결너트 224: 연장용 전산볼트
230: 앵커 고리너트 240: 셋앵커
300: 고정바 301: 에폭시 수지층
310: 고정 부재 311: U볼트
312: U볼트 와셔 313: 고정 너트
400: 그리드 410: 굽힘부
420: 중첩부 500: 플레이트
501: 고정핀 삽입구 510: 고정핀
511: 다리

Claims (10)

1. 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 경사면(20)을 이루도록 토양을 절개하여 형성된 절토부(2)에 설치되는 소일 네일(100), 경사면(20) 하부와 이어지는 지면에 경사면(20)으로부터 일정 간격 이격되도록 배치되는 발파석(200), 발파석(200)을 소정 높이로 적층하여 축조한 옹벽(30), 소일 네일(100)과 발파석(200)을 서로 연결 및 고정하는 지지 부재(110), 경사면(20)과 옹벽(30) 사이의 성토부(1)에 배치되도록 옹벽(30) 각 층의 발파석(200)마다 고정 설치되고 성토부(1)에 채운 토양을 고정하는 그리드(400)로 이루어진 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조에 있어서,
   경사면(20)에 대향하는 방향의 각 발파석(200)의 타공부(210)에 고정 장착되는 셋앵커(220);
   발파석(200) 표면으로부터 일정 길이 돌출된 셋앵커(220) 끝단에 체결되며, 링(ring) 형상의 고리형 부재가 형성된 앵커 고리너트(230);
   인접 배치된 다수의 앵커 고리너트(230)간 고리형 부재의 링 사이를 동시에 통과하면서 끼워지며, 다수의 부재간 끝단부 일부가 서로 겹치도록 밀착 배치되어, 길이 방향을 따라 연장 형성되는 고정바(300);
   고정바(300) 각 부재의 끝단부 밀착 배치부에 장착되어, 고정바(300) 각 부재간 겹침 발생 부분을 결속하는 고정 부재(310);
   격자 형상의 망으로 이루어지며, 일측 가장자리가 고정바(300) 표면을 따라 감겨져, 가장자리 끝단이 고정바(300)로부터 일정 간격 이격 배치되면서 중첩되는 그리드(400);
   상하면을 관통하는 고정핀 삽입구(501)가 복수개 형성된 판재 형상의 부재로 이루어지며, 그리드(400)의 중첩부(420)에 배치되는 플레이트(500); 및
   플레이트(500)의 고정핀 삽입구(501)에 삽입되어, 그리드(400)의 중첩부(420)를 플레이트(500)와 함께 고정하는 2개 이상의 고정핀(510);
   으로 구성되고
   상기 고정핀(510)은 막대 형상의 부재가 동일 방향을 향하도록 2개소에서 구부러진 다리(511)가 형성되고, 그리드(400)의 중첩부(420)와 플레이트(500)를 연결하여 고정한 고정핀(510)은 양측 다리(511)가 서로 꼬아져 결속되며, 일측 다리(511) 길이가 타측 다리(511) 길이보다 길게 형성되고,
   상기 셋앵커(220)는 발파석(200)의 타공부(210) 내측에 삽입 및 고정되고 내부에 나사산이 형성된 실린더 형상의 슬리브(221)와, 일측 끝단이 슬리브(221) 내측에 결속되고 타측 끝단이 발파석(200) 외측으로 돌출된 전산볼트(222)로 이루어지고, 전산볼트(222) 타측 끝단으로 앵커 고리너트(230)가 체결되되,
   하나의 고정바(300)와 연결되는 다수의 셋앵커(240) 중, 발파석(200) 표면과 고정바(300)간 이격 거리가 크게 형성된 셋앵커(220)의 전산볼트(222) 끝단에는 연결너트(223)가 체결되고, 연결너트(223)에는 연장용 전산볼트(224)가 체결되며, 연장용 전산볼트(224)의 연결너트(223) 체결부 반대측 끝단으로 앵커 고리너트(230)가 체결되도록 구성되고
   상기 고정 부재(310)는, 내측으로 고정바(300) 부재간 연결부가 삽입되는 U볼트(311), U볼트(311)에 장착되어 고정바(300) 부재간 연결부를 고정하는 U볼트 와셔(312), U볼트(311) 끝단에 체결되어 고정바(300) 부재와 U볼트 와셔(312)간 결속력을 발생시키는 고정 너트(313)로 구성되고,
   상기 고정바(300)는 표면에 에폭시 수지층(301)이 형성된 철근으로 이루어진 것을 특징으로 하는 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조.
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3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 경사면(20)을 이루도록 토양을 절개하여 형성된 절토부(2)에 소일 네일(100)을 설치하고, 경사면(20)과 이어지는 지면에 경사면(20)으로부터 일정 간격 이격되도록 발파석(200)을 배치한 후, 지지 부재(110)를 통해 소일 네일(100)과 발파석(200)을 서로 연결하여 고정하면서 발파석(200)을 소정 높이로 적층하여 옹벽(30)을 축조하며, 경사면(20)과 옹벽(30) 사이에 배치되도록 옹벽(30) 각 층의 발파석(200)마다 고정 설치된 그리드(400)에 토양을 채워 성토부(1)를 형성하는 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조를 이용한 발파석 옹벽 시공 방법에 있어서,
   토양을 절개하여 지면으로부터 일정 각도로 기울어진 절토부(2) 경사면(20)을 형성하고, 경사면(20)에 소일 네일(100)을 설치하는 절토부 형성 단계(S10);
   절토부(2)에서 채취된 다수의 발파석(200)을 경사면(20)으로부터 일정 간격 이격되도록 배치하고, 발파석(200)과 소일 네일(100)을 지지 부재(110)로 연결하여 고정하는 발파석 배치 단계(S20);
   경사면(20)에 대향하는 방향의 각 발파석(200)에 하나 이상의 타공부(210)를 형성하는 발파석 타공 단계(S30);
   발파석(200)에 형성된 각 타공부(210)에 셋앵커(220)를 고정 장착하는 셋앵커 장착 단계(S40);
   발파석(200) 외부로 돌출된 각 셋앵커(220) 끝단에 링(ring) 형상의 고리형 부재가 형성된 앵커 고리너트(230)를 체결하는 앵커 고리너트 체결 단계(S50);
   격자 형상의 망으로 구성된 그리드(400)의 일측 가장자리를 그리드(400)의 타측 끝단 방향을 향하도록 구부리면서, 굽힘부(410) 및 그리드(400)간 중첩부(420)를 형성하는 그리드 준비 단계(S60);
   그리드(400)의 굽힘부(410)를 앵커 고리너트(230)에 배치하는 그리드 배치 단계(S70);
   앵커 고리너트(230)의 고리형 부재의 링과 그리드(400)의 굽힘부(410) 내측에 형성된 공간을 동시에 통과하도록 끼우며,
   ⅰ) 고정바(300)의 부재 끝단 부의 일부가 서로 겹치도록 밀착 배치하는 고정바 부재 배치 과정(S81)
   ⅱ) 고정바(300) 각 부재의 끝단부 밀착 배치부에 고정 부재(310)를 장착하여, 고정바(300) 부재간 겹침 발생 부분을 결속하는 고정바 부재 결속 과정(S82)
   ⅲ) 고정바 부재 배치 과정(S81)과 고정바 부재 결속 과정(S81)을 반복하여 고정바(300)의 길이를 연장하는 고정바 연장 과정(S83)
   으로 구성되는 고정바 연결 단계(S80);
   그리드(400) 중첩부(420)에 복수개의 고정핀 삽입구(501)가 형성된 판재 형상의 부재로 구성된 플레이트(500)를 배치하는 플레이트 배치 단계(S90);
   2개 이상의 고정핀(510)을 플레이트(500)의 고정핀 삽입구(501)에 삽입하여, 그리드(400) 중첩부(420)와 플레이트(500)를 고정하는 고정핀 설치 단계(S100);
   경사면(20)과 발파석(200) 사이에 토양을 채우는 채움 단계(S110); 및
   발파석 배치 단계(S20)로부터 채움 단계(S110)를 순차적으로 반복 수행하여 발파석(200)이 적층 배치된 옹벽(30)과 경사면(20) 사이에 다수의 그리드(400) 층이 포함된 성토부(1)를 형성하는 성토부 형성 단계(S120);
   로 이루어지고,
   상기 고정핀 설치 단계(S100)에서는, 막대형 부재가 동일 방향을 향하도록 2개소에서 구부러져, 일측 다리(511) 길이가 타측 다리(511) 길이보다 긴 2개의 다리(511)가 형성된 고정핀(510)의 일측 또는 양측 다리(511)를 플레이트(500)의 고정핀 삽입구(501)에 삽입하여 그리드(400)의 중첩부(420)를 통과시킨 후, 양측 다리(511)를 서로 꼬아 결속함으로써, 그리드(400)의 중첩부(420)를 고정하고,
   상기 셋앵커 장착 단계(S40)에서는, 내부에 나사산이 형성된 실린더 형상의 슬리브(221)를 발파석(200)의 타공부(210) 내측에 삽입하고, 전산볼트(222)의 일측 끝단을 슬리브(221) 내측에 결속하여 슬리브(221)를 타공부(210)에 고정하여 셋앵커(220)를 형성하며, 발파석(200) 외측으로 돌출된 전산볼트(222)의 타측 끝단으로 앵커 고리너트(230)를 체결하되,
   발파석(200)에 고정 장착된 다수의 셋앵커(220) 중, 고정바 연결 단계(S80) 수행 시 발파석(200) 표면과 고정바(300)간 이격 거리가 크게 형성되어, 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재 사이에 고정바(300)가 끼워지지 못하는 셋앵커(220)의 전산볼트(222) 끝단에는 연결너트(223)를 체결하고, 연결너트(223)에는 연장용 전산볼트(224)를 체결하며, 연장용 전산볼트(224)의 연결너트(223) 체결부 반대측 끝단으로 앵커 고리너트(230)를 체결함으로써, 고정바 연결 단계(S80)에서 고정바(300)가 각 셋앵커(220)의 고리형 부재의 링 사이를 동시에 통과할 수 있도록 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재간 배치 위치 조정이 이루어지고,
   상기 고정바 연결 단계(S80)의 고정바 부재 결속 과정(S82)에서는, 고정바(300) 부재간 연결부에 U볼트(311)의 내측면을 끼우고, 고정바(300) 부재간 연결부가 삽입된 U볼트(311)에 U볼트 와셔(312)를 연결하며, U볼트(311) 끝단에 고정 너트(313)를 체결하여, 고정바(300) 부재간 연결부간 결속이 이루어지고,
   상기 고정바 연결 단계(S80)에서는, 표면에 에폭시 수지층(301)이 형성된 철근으로 이루어진 고정바(300)를 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재에 동시 통과시켜 연결하거나, 또는 철근으로 이루어진 고정바(300)를 앵커 고리너트(230)의 고리형 부재에 동시 통과시켜 연결한 후 고정바(300) 표면에 에폭시 수지층(301)을 형성하는 것을 특징으로 하는 성토부 보강을 위한 그리드 고정 구조를 이용한 발파석 옹벽 시공 방법.
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