KR102663031B1

KR102663031B1 - 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법

Info

Publication number: KR102663031B1
Application number: KR1020230139182A
Authority: KR
Inventors: 원명수; 서성욱
Original assignee: 국립군산대학교산학협력단; (주)미래지반기술
Priority date: 2023-10-18
Filing date: 2023-10-18
Publication date: 2024-05-07

Abstract

본 발명은 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 준비하는 단계: 옹벽이 설치되고자 하는 지형에 패널을 설치하는 단계; 상기 설치된 패널에 복합보강유닛을 이루는 보강재의 단부를 고정시키는 단계; 및 상기 복합보강유닛이 내설되도록 패널 후방측으로 토사를 포설하는 단계;를 포함하는 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법을 제공한다.

Description

보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법{Retaining wall construction method using composite reinforcement unit applied with stiffener and corrugated pipe}

본 발명은 보강토 옹벽에 적용되는 보강유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 옹벽 전면 패널 등에 적용하여 보강토 옹벽을 구축 시 주면마찰력과 수동저항력이 증가되어 축조된 보강토의 안전성을 확보할 수 있는 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법에 관한 것이다.

도로나 철도의 사면, 공원지역의 비탈면이나 하천제방, 해안도로 등의 옹벽으로 보강토 옹벽이 많이 사용되고 있다.

이러한 종래의 보강토 옹벽은, 전면에 패널 또는 블록을 한 개 또는 다수 개 쌓고 그와 연결되어 배면 지반쪽으로 보강재(그리드 또는 스트립)를 배치한 상태에서, 상기 보강재 위에 포설한 후 토사를 다져 배면 지반을 형성하는 과정을 계획된 높이까지 반복함으로써 축조된다.

한편, 충분한 인장력을 확보할 수 없어 종래 보강토 옹벽의 경우 강재 등의 적용이 힘들다는 문제점이 있으며, 그리드 또한 별도의 고정 구조물이 필요하여 작업 시간이 많이 소요됨은 물론 비용 증대 문제점이 있었다.

등록특허 제10-1886151호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 패널 옹벽 등의 구축에 토목섬유 보강재와 더불어 강재 형태의 보강재 적용이 가능하도록 하되 구축이 완료된 옹벽의 구조적 안전성을 향상시키면서도 작업성이 편하게 되는 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 준비하는 단계: 옹벽이 설치되고자 하는 지형에 패널을 설치하는 단계; 상기 설치된 패널에 복합보강유닛을 이루는 보강재의 단부를 고정시키는 단계; 및 상기 복합보강유닛이 내설되도록 패널 후방측으로 토사를 포설하는 단계;를 포함하는 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법을 제공한다.

여기서, 상기 복합보강유닛은 기 설정 길이를 가지는 보강재를 준비하는 단계; 상기 보강재의 단부 일측으로부터 상기 보강재의 기 설정 영역을 둘러 감싸도록 주름관을 설치하는 단계; 상기 주름관의 일측을 폐쇄하는 단계; 상기 주름관의 타측으로 노출된 보강재를 기 설정 위치로 고정시키는 단계; 및 상기 주름관 내부로 그라우트를 주입하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 보강재는 강봉으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 주름관의 일측을 폐쇄하는 단계는 상기 주름관의 일측을 폐쇄하도록 설치되되 상기 강봉이 관통하는 관통홈이 중앙부에 구비된 밀폐부를 설치하는 단계로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 밀폐부는 유연한 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 주름관의 타측으로 노출된 보강재를 기 설정 위치로 고정시키는 단계는 상기 주름관 타측 외부로 노출된 강봉에 고정부재를 설치하는 단계로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 고정부재를 상기 주름관에 끈부재 및 테이핑부재를 이용 고정시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 보강재는 휘어짐이 가능하며 소정 폭을 가지는 띠 형태의 토목섬유 보강재로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 주름관의 일측을 폐쇄하는 단계는 상기 토목섬유 보강재가 관통하는 관통슬릿이 중앙부에 구비된 밀폐부를 상기 주름관의 일측을 폐쇄하도록 설치하는 단계로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 주름관의 타측으로 노출된 보강재를 기 설정 위치로 고정시키는 단계는 상기 주름관 타측 외부로 노출된 토목섬유 보강재에 고정부재를 설치하는 단계로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명은 기 설정 길이를 가지는 토목섬유 보강재를 준비하는 단계; 상기 토목섬유 보강재의 단부 양측에 상기 보강재의 기 설정 영역을 둘러 감싸도록 주름관을 설치하는 단계; 상기 토목섬유 보강재 단부측 상기 각각의 주름관을 폐쇄하는 단계; 상기 폐쇄된 각각의 주름관의 반대측으로 노출된 상기 토목섬유 보강재를 고정시키는 단계; 상기 각각의 주름관 내부로 그라우트를 주입하는 단계; 옹벽이 설치되고자 하는 지형에 패널을 설치하는 단계; 상기 설치된 패널에 상기 각각의 주름관의 상기 패널 후방측에 대칭으로 배치되도록 상기 토목섬유 보강재의 중앙부를 설치하는 단계; 및 상기 패널 후방측으로 토사를 포설하는 단계;를 포함하는 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법을 제공한다.

여기서, 상기 주름관을 폐쇄하는 단계는 상기 토목섬유 보강재가 관통하는 관통슬릿이 중앙부에 구비된 밀폐부를 상기 주름관을 폐쇄하도록 설치하는 단계로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 주름관에 상기 토목섬유 보강재를 기 설정 위치로 고정시키는 단계는 상기 주름관 외부로 노출된 토목섬유 보강재에 고정부재를 설치하는 단계로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명은 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 준비하는 단계: 옹벽이 설치되고자 하는 지형에 패널을 설치하는 단계; 상기 설치된 패널에 상기 복합보강유닛을 이루는 보강재의 타측 단부를 고정시키는 단계; 상기 복합보강유닛이 내설되도록 패널 후방측으로 토사를 포설하는 단계;를 포함하며, 상기 복합보강유닛은 타측 단부가 “ㄱ”자 형태로 수직 절곡된 강봉 형태의 보강재를 준비하는 단계; 상기 보강재의 단부 일측으로부터 상기 보강재의 기 설정 영역을 둘러 감싸도록 상기 주름관을 설치하는 단계; 상기 주름관 내부로 그라우트를 주입하는 단계;를 포함하는 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 준비하는 단계: 옹벽이 설치되고자 하는 지형에 패널을 설치하는 단계; 상기 설치된 패널에 상기 복합보강유닛을 이루는 보강재의 타측 단부를 고정시키는 단계; 상기 복합보강유닛이 내설되도록 패널 후방측으로 토사를 포설하는 단계;를 포함하며, 상기 복합보강유닛은 타측 단부가 “ㄷ”자 형태로 대칭으로 수직 절곡되고 서로 이격된 자유단을 가지는 강봉으로 이루어진 보강재를 준비하는 단계; 상기 보강재의 한 쌍의 자유단을 이루는 단부 각각의 일측으로부터 상기 보강재의 기 설정 영역을 둘러 감싸도록 상기 주름관을 설치하는 단계; 상기 주름관 내부로 그라우트를 주입하는 단계;를 포함하는 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법을 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법에 의하면, 보강토 옹벽을 구축 시 기존 강재나 외부간격부재가 설치된 강재가 적용된 보강토 옹벽과 비교하여 보다 주름관을 적용 직경 증가를 이용 주면마찰력이 증가되고, 주면*주름관의 길이*단위주면마찰력으로 이루어지는 보강유닛의 극한저항력 값 증대를 가져오게 된다.

나아가, 파형 주름관에 의하여 표면 마찰력 증대를 가져오게 되어 전체적으로 옹벽 자체의 구조적 보강을 가져올 수 있게 된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛을 이루는 주요 구성들의 분해사시도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛에 있어서 주름관, 밀폐부, 고정부재, 끈부재가 강봉 형태의 보강재에 설치된 상태를 나타낸 사시도;
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛이 조립되는 모습을 순차적으로 나타낸 측단면도;
도 4는 그라우트가 주입되는 모습을 나타낸 측단면도;
도 5는 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합보강유닛이 구축되는 과정을 나타낸 순서도;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합보강유닛을 이용 옹벽이 구축되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 옹벽 구축과정을 나타낸 순서도;
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛 및 기타 비교대상이 되는 기존 보강부재들과의 인발력 모형실험을 준비하는 모습을 나타낸 도면;
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛과 기타 기존 보강부재들을 소정 조건을 가지는 토사 및 쇄석에 설치한 상태를 개략적으로 나타낸 도면;
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛과 기타 기존 보강부재들을 소정 조건을 가지는 토사 및 쇄석에 설치한 상태를 개략적으로 나타낸 사진;
도 11은 표준사 및 쇄석에 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛과 기타 보강부재들이 설치된 상태에서 각각의 부재에 인발력 적용 시 발생되는 인발변위를 나타낸 그래프;
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합보강유닛을 나타낸 분해사시도;
도 13은 본 발명의 제2실시예에 다른 복합보강유닛을 나타낸 사시도;
도 14는 토목섬유 보강재가 적용된 복합보강유닛이 설치유닛에 결합된 상태를 나타낸 사시도;
도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합보강유닛의 분해사시도;
도 16은 본 발명의 또 다른 형태에 따른 복합보강유닛이 적용되는 모습을 개략적으로 나타낸 평면도;
도 17은 보강토 옹벽에 전술한 복합보강유닛이 적용된 형태를 개략적으로 나타낸 도면;
도 18은 도 17의 옹벽에 적용된 복합보강유닛의 적용 형태를 개략적으로 나타낸 평면도;
도 19는 패널 후방측으로 띠형 토목섬유 보강재가 결합되는 일 형태를 개략적으로 나타낸 측단면도;
도 20은 상기 도 19에서 요부 사시도;
도 21은 침하연동이 가능하도록 구성된 패널 후방측으로 띠형 토목섬유 보강재가 결합되는 다른 형태를 개략적으로 나타낸 측단면도;
도 22는 단부커버가 적용되는 복합보강유닛의 분해사시도;
도 23은 단부커버가 설치된 복합보강유닛의 측단면도;
도 24는 보강재 단부가 주름관 내부에서 고정되도록 배치된 상태의 복합보강유닛을 나타낸 측단면도;
도 25는 띠형 토목섬유 보강재가 주름관 내부에서 고정되도록 배치되도록 이루어지는 복합보강유닛의 분해사시도;
도 26은 단부커버가 적용되는 복합보강유닛의 다른 형태를 나타낸 분해사시도;
도 27은 단부가 절곡된 보강재가 적용되는 복합보강유닛을 개략적으로 나타낸 도면;
도 28은 중앙이 대칭으로 절곡된 보강재가 적용되는 복합보강유닛을 개략적으로 나타낸 도면;
도 29는 상기 도 27 또는 도 28에 도시된 복합보강유닛이 설치되는 옹벽블록을 나타낸 사시도;
도 30과 도 31은 상기 절곡된 보강재가 옹벽블록에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛을 이루는 주요 구성들의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛에 있어서 주름관, 밀폐부, 고정부재, 끈부재가 강봉 형태의 보강재에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.

또한, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛이 조립되는 모습을 순차적으로 나타낸 측단면도이며, 도 4는 그라우트가 주입되는 모습을 나타낸 측단면도이고, 도 5는 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합보강유닛이 구축되는 과정을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛(101)은 보강재(111), 주름관(120) 및 그라우트(G)를 포함한다.

먼저 보강재(111)를 준비하게 되는데(S11), 상기 보강재(111)는 기 설정 길이를 강봉 형태로 이루어지며, 소정 직경을 가지는 강봉 또는 이형철강 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 보강재(111)를 이루는 강봉의 굵기는 25 - 35 mm로 이루어짐이 바람직하다.

상기 주름관(120)은 상기 강봉 형태의 보강재(111) 전단 기 설정 영역을 둘러 감싸며 설치된다(S12). 여기서, 상기 주름관(120)의 직경은 상기 보강재(111)의 직경보다 더 크게 이루어지며 상기 강봉(111) 굵기의 3배 이상으로 이루어짐이 바람직하다.

그리고, 상기 주름관(120)은 합성수지재로 이루어질 수 있으며, 길이방향을 따라서 소정 파형 또는 나선형을 이루는 주름관 형태로 이루어진다.

또한, 본 실시예에 따른 복합보강유닛(101)은 상기 주름관(120)의 단부 일측을 폐쇄하도록 설치되되 상기 강봉(111)이 관통하는 관통홈(135)이 중앙부에 구비된 밀폐부(130)를 포함한다(S13).

상기 밀폐부(130)는 고무나 실리콘, 우레탄 등 소정 탄성을 가지는 플렉시블한 재질로 이루어져 상기 관통홈(135)에 밀착 끼워지는 형태로 상기 강봉(111)이 삽입 끼워지되 상기 밀폐부(130)의 외부는 상기 주름관(120) 내측에 끼워져 상기 주름관(120)과 밀폐부(130) 사이가 완전히 밀폐된 상태를 이루도록 구성된다.

또한, 상기 강봉(111) 타측을 상기 주름관(120)에 고정하는 고정부재(141)를 더 포함하되, 상기 고정부재(141)는 목재나 플라스틱 등 현장에서 쉽게 구할 수 있는 스틱 형태로 이루어지고, 상기 주름관(120) 타측으로 일정 길이 노출된 상기 강봉(111)을 양측 또는 사방에서 가압하는 형태로 구비될 수 있다.

여기서, 상기 고정부재(141)는 별도의 끈부재(148) 등을 이용하여 고정부재(141)들끼리 고정시킴과 동시에 끈부재(148)의 여유부가 상기 강봉(111)에 밀착되도록 하되, 상기 끈부재(148)의 여유부를 별도의 테이핑부재(162)를 이용 상기 주름관(120) 외부에 고정시킴으로써 상기 고정부재(141)가 상기 주름관(120)에 고정되도록 하며, 이에 따라서 상기 강봉(111) 또한 상기 주름관(120)에 고정된 상태를 이루게 된다(S14).

도시된 것처럼, 상기 밀폐부(130) 또한 일정 영역이 상기 주름관(120) 일측으로 노출되도록 하되 테이핑부재(162)를 이용하여 상기 밀폐부(130)가 주름관(120)에 보다 견고하게 고정되도록 할 수도 있다.

다음으로, 상기 강봉(111)이 주름관(120) 내부 중앙부를 관통하며 고정된 상태에서 상기 주름관(120) 내측으로 그라우트(G)를 주입하여 강봉(111)과 주름관(120)이 일체화되도록 하게 된다.

상기 그라우트(G)는 토목 공사 시 적용되는 시멘트, 콘크리트, 몰탈 등 다양한 토목 재료가 적용될 수 있다.

이때, 상기 주름관(120)이 고정된 강봉(111)을 상하 수직방향으로 세워 고정부재(141)가 상측에 위치된 상태에서(S15) 상기 고정부재(141) 사이 공간으로 그라우트(G)를 별도의 주입호스(10)를 이용 주입하여 굳어지도록 함이 바람직하다(S16).

시간이 지남에 따라서 그라우트(G)가 완전히 굳어진 후에는 상기 테이핑부재 등의 제거도 가능하다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합보강유닛을 이용 옹벽이 구축되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 옹벽 구축과정을 나타낸 순서도이다.

전술한 바와 같이 구축된 복합보강유닛(101)은 옹벽이 구축되고자 하는 지형에 패널(20)을 설치하고(S21), 상기 패널(20)에 복합보강유닛(101)이 설치되지 않은 보강재(111)의 단부측을 패널(20)을 관통하여 볼트 등 고정부재(22)를 이용 고정시키게 된다(S22).

여기서, 상기 패널(20)에 보강재(111)의 고정은 공지된 다양한 방법이 적용될 수 있으며 당업자에게 자명한 사항이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

그리고, 설치된 패널(20) 후방측으로 토사나 쇄석을 포설한 후(S23), 계획고까지 상기 패널(20)의 구축과 복합보강유닛(101)의 설치, 그리고 미리 설치된 복합보강유닛(101)을 덮어 감싸도록 토사나 쇄석을 포설하는 작업을 반복 수행하게 된다.

도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛 및 기타 비교대상이 되는 기존 보강부재들과의 인발력 모형실험을 준비하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 9 및 도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛과 기타 기존 보강부재들을 소정 조건을 가지는 토사 및 쇄석에 설치한 상태를 개략적으로 나타낸 도면과 사진이다.

그리고, 도 11은 표준사 및 쇄석에 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛과 기타 보강부재들이 설치된 상태에서 각각의 부재에 인발력 적용 시 발생되는 인발변위를 나타낸 그래프이다.

본 실험에서는 상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛 즉 강봉 형태의 보강재(이하, "강재"라고도 함)와 주름관, 그리고 그라우트가 주름관에 충진된 상태의 복합보강유닛을 Case 1로 하고, 강봉 형태의 강재를 Case 2로 하며, 강봉 형태의 강재 전단측에 외부로 굴곡되며 돌출된 외부간격재가 적용된 보강부재를 Case 3로 하여 실험이 진행되고 이하 이에 따른 결과를 도시 및 서술하였다.

본 실험에 적용되는 모든 Case에 적용되는 강재는 직경 29mm 강봉이 적용되도록 하였으며, 파형주름관은 길이가 800mm인 것을 사용하였다.

한편, 이와 같은 복합보강유닛과 대응되는 보강부재들은 주문진 표준사(단위중량 13.42kN/㎥) 및 19 mm이하 쇄석(단위중량 15.97kN/㎥) 두 개의 토사 각각에 포설된 상태를 가정하여 실험이 진행되었다.

결과값을 나타낸 도 11에서와 같이, 주름관과 그라우트가 적용된 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛은 기존의 강재 또는 외부간격재가 적용된 보강부재들과 모형 인발시험 결과(주문진 표준사)를 산출하여 보면 1.2 내지 3.5배 더 우수한 인발저항값을 나타내고 있음을 알 수 있다.

또한, 쇄석 조건하에서도 본 실시예에 따른 복합보강유닛은 기존의 강재 또는 외부간격재가 적용된 보강부재들과 모형 인발시험 결과 1.8 ~ 3.5배 더 우수한 인발저항값을 가져오게 됨을 알 수 있다.

즉, 본 발명의 제1실시예에 따른 복합보강유닛(101)을 적용하여 보강토 옹벽을 구축 시 기존 강재나 외부간격부재가 설치된 강재가 적용된 보강토 옹벽과 비교하여 보다 주름관을 적용 직경 증가를 이용 주면마찰력이 증가되고, 주면*주름관의 길이*단위주면마찰력으로 이루어지는 보강유닛의 극한저항력 값 증대를 가져오게 된다.

또한, 파형 주름관에 의하여 표면 마찰력 증대를 가져오게 되어 전체적으로 옹벽 자체의 안전성 확대를 가져오게 된다.

도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합보강유닛을 나타낸 분해사시도이고, 도 13은 본 발명의 제2실시예에 다른 복합보강유닛을 나타낸 사시도이다.

도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 복합보강유닛(102)에 있어서 상기 보강재(112)는 휘어짐이 가능하며 소정 폭을 가지는 토목섬유 보강재(112)로 이루어진다.

본 실시예에 따른 복합보강유닛(102)에 있어서 상기 토목섬유 보강재(112)의 길이방향에 교차되는 방향의 폭은 상기 주름관(120)의 직경보다 작게 이루어진다.

그리고, 상기 주름관(120)의 일측 단부를 폐쇄하도록 설치되되 상기 토목섬유 보강재(112)가 관통하는 관통슬릿(135)이 구비된 밀폐부(130)를 포함한다.

상기 밀폐부(130)도 유연한 재질로 이루어져 상기 관통슬릿(135)에 토목섬유 보강재(112)가 밀폐된 상태로 끼워지도록 함은 물론 상기 주름관(120) 내측에 밀폐부(130) 외부가 밀폐된 상태로 끼워지게 된다.

또한, 상기 주름관(120)에 전방측 중앙 위치로 고정하는 고정부재(141)를 구비한다.

본 실시예에 따른 복합보강유닛(102)도 상기 고정부재(141)를 상기 주름관(120)에 고정하는 끈부재(148) 및 테이핑부재(162)를 더 포함한다.

본 실시예에 따른 복합보강유닛(102)도, 전술한 실시예 및 실험 결과값에서와 마찬가지로 옹벽에 적용 시 옹벽 전체의 안전성 향상을 가져오게 된다.

그리고, 본 실시예의 경우 끈 형태의 토목섬유 보강재(112)가 적용되어 보다 다양한 패널에 다양한 형태로 적용이 가능하다.

도 14는 토목섬유 보강재가 적용된 복합보강유닛이 설치유닛에 결합된 상태를 나타낸 사시도이다.

상기 설치유닛(10)은 일측으로 반구 형태의 설치홈부(14)가 형성된 몸체부(12)를 구비한다.

여기서, 상기 몸체부(12)는 상당 중량을 가지는 금속 또는 합성수지재로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 설치홈부(14)는 본 발명의 제2실시예에 따른 복합보강유닛(102)의 주름관(120)을 가압하여 소정 외력이 작용하기 전까지는 고정된 상태를 유지하는 깊이를 가지는 홈 형상 및 플렉시블한 재질로 이루어진다.

이와 같은 설치유닛(10)은 상기 설치홈부(14)에 토목섬유 보강재가 적용된 복합보강유닛의 외피부인 주름관(120)을 고정시킨 상태에서 그라우트 주입이 이루어지도록 함으로써 편리한 주입 작업이 가능하게 된다.

도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 복합보강유닛의 분해사시도이다.

본 실시예에 따른 복합보강유닛(103)은 토목섬유 보강재(112)가 적용되되, 상기 주름관(120) 내측에 배치되는 토목섬유 보강재(112) 영역에 관통홀(118)이 소정 이격된 간격마다 구비된다.

이때, 상기 관통홀(118)에 관통홀(118)의 내주면 내구성을 증대시키도록 금속 또는 합성수지재로 이루어진 보강링부(115)가 적용될 수 있다.

본 실시예에 따른 복합보강유닛(103)의 경우는 상기 관통홀(118)을 통하여 주름관(120) 내부로 주입된 그라우트가 관통된 상태로 충진되어 주름관(120)과 보강재(112)를 보다 강하게 일체화된 구조를 이룰 수 있게 된다.

상기 보강재의 적용 없이 상기 관통홀(118)은 현장 작업으로 형성될 수도 있으며 주름관 설치작업 전에 수행될 수 있다.

도 16은 본 발명의 또 다른 형태에 따른 복합보강유닛이 적용되는 모습을 개략적으로 나타낸 평면도이다.

본 실시예의 경우 상기 토목섬유 보강재(112)의 단부 양측에 상기 보강재의 기 설정 영역을 둘러 감싸도록 주름관(120)을 설치하고, 전술한 바와 같은 밀폐부, 고정부재, 테이핑부재, 그라우트 등을 적용한다.

즉, 본 실시예의 경우에는 토목섬유 보강재(112)의 양측에 한 쌍의 복합보강유닛이 설치된 형태를 이룬다.

그리고, 중앙걸림부(54)와, 측부걸림부(56)가 구비된 패널몸체부(52)를 구비한 인접하는 패널(50)들에 있어서, 상기 인접하는 패널(50)들 양측 중앙걸림부(54)와, 측부걸림부(56) 사이로 패널 후방측에 대칭으로 복합보강유닛이 배치되도록 상기 토목섬유 보강재(1120의 중앙부가 배치 및 설치하도록 한다.

다음으로, 상기 복합보강유닛들이 내설되도록 토사를 포설하는 방식을 반복 수행하여 옹벽 구축이 이루어지게 된다.

본 실시예의 경우에는 하나의 띠형 토목섬유 보강재(112)에 두 개의 복합보강유닛이 적용되도록 함으로써 보다 강한 수동저항력을 가지는 옹벽 구축이 가능하게 된다.

도 17은 보강토 옹벽에 전술한 복합보강유닛이 적용된 형태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 18은 도 17의 옹벽에 적용된 복합보강유닛의 적용 형태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

본 실시예에 따른 복합보강유닛에 있어서 상기 토목섬유 보강재(114)의 폭은 주름관 형태로 이루어진 주름관(120)의 직경보다 더 크게 이루어진다.

그리고, 상기 토목섬유 보강재(114)의 단부 일정 길이는 다수 개의 분지보강편(113)을 이루도록 절개된 상태를 이루도록 하되 중앙부를 기준으로 평면상 양측 대칭으로 이루어지도록 한다.

상기 각각의 분지보강편(113)에는 전술한 실시예와 마찬가지로 밀폐부, 고정부재 등을 이용 주름관(120)을 고정시키되 주름관(120) 내부로 그라우트(G)를 주입하여 주름관(120)과 분지보강편(113)이 일체된 상태를 이루도록 한다.

그리고, 도 17에서와 같이, 옹벽(120) 후방측으로 쇄석(141)을 감싸도록 토목섬유 보강재(114)의 전단을 설치한 후, 보강토체(142)를 각층마다 구축하여 옹벽 설치를 하게 되되, 복합보강유닛을 적용하여 옹벽의 구조적 안전성을 가져올 수 있게 된다.

도 19는 패널 후방측으로 띠형 토목섬유 보강재가 결합되는 일 형태를 개략적으로 나타낸 측단면도이고, 도 20은 상기 도 19에서 요부 사시도이다.

본 실시예의 경우 패널(20) 후방측으로 토목섬유 보강재(112)의 두께만큼 이격된 상태로 패널(20) 후면에 고정되게 배치된 한 쌍의 체결부(25)가 구비된다.

상기 체결부(25)는 소정 길이를 가지는 보드 형태로 이루어지며, 체결볼트(42)가 관통되는 체결공(미도시)이 구비된다.

즉, 도 19 및 도 20에서와 같이, 상기 체결부(25) 사이로 토목섬유 보강재(112)를 삽입 설치한 후, 체결볼트(42)와 체결너트(48)를 이용하여 토목섬유 보강재(112)의 단부가 체결부(25)에 체결볼트(42)에 의하여 고정된 상태로 설치된다.

한편, 지반 침하가 발생하는 경우 도 19에서와 같이, 체결부(25) 주변 이외 후방측 지형이 침하 시 후방측으로 토목섬유 보강재(112)와 주름관(120) 또한 함께 하측으로 이동하게 된다.

이 경우, 체결부(25) 근접 주변 토목섬유 보강재(112)에 상당한 응력이 걸리게 되고 심한 경우 상기 체결부(25) 주변 토목섬유 보강재(112)가 파손 또는 파단되기도 하여 전체적으로 옹벽 안전성에 문제점을 초래할 수 있다.

이를 위해, 도 21과 같은 다른 형태의 옹벽 구성도 적용될 수 있다.

도 21은 침하연동이 가능하도록 구성된 패널 후방측으로 띠형 토목섬유 보강재가 결합되는 다른 형태를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.

본 실시예의 경우에도 패널(20) 후방측으로 한 쌍의 체결부(25)가 상하 수직하게 구비되되, 상기 체결부(25)는 상하로 상당 이격 거리를 가지로 패널(20)에 고정되게 설치된 상태를 이룬다.

그리고, 상기 체결볼트(42)가 상기 한 쌍의 체결부(25)를 연결하는 형태로 체결너트(48)에 의하여 고정되게 설치되되 상기 체결부(25)의 대략 중앙부위 상측으로 상기 체결볼트(42)가 관통되게 상기 토목섬유 보강재(112) 단부가 설치된다.

이때 체결볼트(42) 중앙부 영역에 상기 토목섬유 보강재(112)가 설치되는 위치를 지시하도록 인쇄된 형태의 마킹부가 적용됨이 바람직하다.

그리고, 자세히 도시되어 있지는 않으나, 상기 토목섬유 보강재(112) 단부 상기 체결볼트(42)가 관통되는 관통홀 부위로는 링형의 보강부가 적용됨이 더욱 바람직하다.

본 실시예의 경우 패널(20) 후방측 지형이 침하하는 경우 상기 체결볼트(42)의 길이방향을 따라서 토목섬유 보강재(112)도 함께 하측으로 이동이 가능하게 되어 보강재의 구조적 안정을 확보할 수 있게 된다.

도 22는 단부커버가 적용되는 복합보강유닛의 분해사시도이고, 도 23은 단부커버가 설치된 복합보강유닛의 측단면도이다.

본 실시예에 따른 복합보강유닛은 보강재(111), 주름관(120), 한 쌍의 단부커버(172, 174) 및 그라우트(G)를 포함한다.

상기 단부커버(172, 174)는 각각 상기 주름관(120) 양측 단부 외부에 스크류 방식으로 회전 결합되도록 구성된다.

그리고, 상기 단부커버(172, 174)는 각각 상기 보강재(111)가 관통되는 중앙홀(175)이 구비되되, 일측 단부커버(172)에는 주름관(120) 내부로 그라우트(G)를 주입할 수 있도록 하는 주입홀(173)이 구비된다.

자세히 도시되어 있지는 않으나, 상기 양 단부커버(172, 174)가 주름관(120)에 결합된 후 별도의 테이핑 작업을 통하여 단부커버와 주름관(120)과의 결합 및 밀폐정도를 강화시킬 수 있을 것이다.

이때, 도 24에서와 같이, 상기 일측 단부커버(174)는 중앙홀이 적용되지 않은 폐쇄된 형태를 이루되 주름관(120) 내부 일정 위치까지만 상기 보강재(111)가 위치되도록 한 후 그라우트를 주입하고 굳힘으로써 상기 주름관(120) 내 보강재(111)가 고정된 상태를 이루도록 할 수도 있다.

이는 도 25에서와 같이, 띠형 보강재(112)의 경우에도 마찬가지로 일측에 폐쇄된 단부커버(174)를 적용하되 주름관(120) 내부에 보강재(112) 단부 일정 영역이 내설된 상태로 그라우트를 주입하고 굳힘으로써 주름관(120)과 보강재(112)가 일체된 형태를 이루도록 할 수도 있을 것이다.

도 26은 단부커버가 적용되는 복합보강유닛의 다른 형태를 나타낸 분해사시도로서, 본 실시예의 경우 상기 주름관(120) 외부에는 확인홀(178)이 구비되되, 상기 확인홀(178)이 적용된 주름관(120) 외부에 점착되는 소정 테이프 형태의 폐쇄지(78)가 구비된다.

본 실시예의 경우는 상기 주름관(120) 내부로 그라우트(G)를 충진 시 상기 폐쇄지(78)의 이탈 여부 정도를 이용 충진 상태의 파악이 가능하도록 하게 된다.

도 27은 단부가 절곡된 보강재가 적용되는 복합보강유닛을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 28은 중앙이 대칭으로 절곡된 보강재가 적용되는 복합보강유닛을 개략적으로 나타낸 도면이다.

또한, 도 29는 상기 도 27 또는 도 28에 도시된 복합보강유닛이 설치되는 옹벽블록을 나타낸 사시도이며, 도 30과 도 31은 상기 절곡된 보강재가 옹벽블록에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 평면도이다.

본 실시예의 경우 상기 보강재(115)는 전방 단부가 “ㄱ”자 형태로 수직 절곡된 형태를 이루되 보강재(115) 후방측에 주름관(120) 등이 적용된 형태를 이루는 복합보강유닛 구성을 이루거나, 또는 “ㄷ”자 형태로 중앙이 대칭 절곡된 보강재(117)의 서로 이격된 양측 후방측 단부에 주름관(120) 등이 적용된 형태를 이루는 복합보강유닛 구성을 이룰 수 있다.

이 경우, 걸이홈(58)이 적용된 옹벽블록(56) 복수 개를 연결하는 형태로 복합보강유닛을 설치 적용함으로써 옹벽블록(56)과의 설치 용이성을 가져옴과 동시에 보다 보강된 옹벽 구성을 취할 수 있게 된다.

상술한 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

101: 복합보강유닛
111, 112: 보강재
120, 121: 주름관
130: 밀폐부
135: 관통홈
141: 고정부재
162: 테이핑부재
G: 그라우트

Claims

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토목섬유 보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 준비하는 단계:
옹벽이 설치되고자 하는 지형에 패널을 설치하는 단계;
상기 설치된 패널에 복합보강유닛을 이루는 토목섬유 보강재의 타측 단부를 연결하는 단계;
상기 복합보강유닛이 수평한 상태로 내설되도록 상기 패널 후방측으로 토사를 포설하는 단계;
를 포함하며,
상기 복합보강유닛을 준비하는 단계는,
기 설정 길이를 가지는 띠 형태의 토목섬유 보강재를 준비하는 단계;
상기 토목섬유 보강재의 일측 기 설정 영역에 복수 개의 관통홀을 형성하는 단계;
상기 토목섬유 보강재의 기 설정 영역을 둘러 감싸도록 주름관을 설치하는 단계;
상기 토목섬유 보강재가 고정된 상태를 이루도록 중앙부에 토목섬유 보강재가 관통되는 관통슬릿이 형성된 밀폐부를 이용 상기 주름관 일측 단부를 밀폐시키는 단계;
상기 주름관 타측 단부에 고정부재와 끈부재를 이용 상기 토목섬유 보강재가 중앙에 배치되도록 하고 테이핑부재를 이용 상기 고정부재를 상기 주름관에 고정시키는 단계;
상기 주름관의 일측이 하측을 향한 상태로 상기 복합보강유닛을 세우는 단계;
상기 주름관 내부로 그라우트를 주입하는 단계;
를 포함하는,
보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법.
제12항에 있어서,
상기 토목섬유 보강재의 기 설정 영역에 복수 개의 관통홀을 형성하는 단계 이후 상기 관통홀 내주면을 감싸는 형태로 링 형태의 보강링부를 형성하는 단계를 더 포함하는,
보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법.
제12항에 있어서,
상기 패널은 후방측으로 한 쌍의 체결부가 상하 기 설정 이격된 상태로 구비되고,
상기 한 쌍의 체결부를 상하 관통하며 설치되는 체결볼트와 상기 체결볼트가 상기 한 쌍의 체결부를 관통하며 설치 후 고정되도록 상기 체결볼트의 단부에 체결되는 체결너트를 구비하되,
상기 토목섬유 보강재가 상기 체결부 사이로 상기 체결볼트에 연결되게 설치되는,
보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법.
제12항에 있어서,
상기 패널은 후방측으로 한 쌍의 체결부가 기 설정 이격된 상태로 상하 수직하게 구비되고,
상기 한 쌍의 체결부를 상하 관통하며 구비되는 체결볼트와 상기 체결볼트의 단부에 체결되어 상기 한 쌍의 체결부에 상기 체결볼트를 고정시키는 체결너트를 구비하며,
상기 체결볼트가 상기 한 쌍의 체결부에 고정되게 설치 시 상기 한 쌍의 체결부 중앙 위치로 상기 체결볼트에 마킹부가 구비되며,
상기 토목섬유 보강재가 상기 체결부 사이 상기 체결볼트의 마킹부 위치로 상기 체결볼트에 연결되게 설치되는,
보강재와 주름관이 적용된 복합보강유닛을 이용한 옹벽 구축 방법.
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