KR20030053195A

KR20030053195A - 연약지반용 매트 및 이를 이용한 연약지반 개량공법

Info

Publication number: KR20030053195A
Application number: KR1020010083262A
Authority: KR
Inventors: 윤윤모
Original assignee: 윤윤모
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2003-06-28

Abstract

본 발명은 연약지반용 매트 및 이를 이용한 연약지반 개량공법에 관한 것으로, 통상의 토목공사용 매트의 표면에 합성수지 발포폼이 적층되고, 그 위에 피복재가 피복되며 상기 매트와 피복재의 주연부가 접합부로 접합되어 강인성과 고독립기포율을 갖도록 구성되는 합성폼매트와, 이를 이용한 연약지반 개량공법을 제공한다. 이러한 본 발명의 합성폼매트는 매트의 표면에 합성수지 발포폼이 적층되고, 그 위에 피복재가 피복되며 상기 매트와 피복재의 주연부가 접합부로 접합된 구성이므로 강인성과 높은 부력을 갖는 효과가 있으며, 본 발명의 연약지반 개량공법은 연약지반 위에 강인성과 높은 부력을 가지는 합성폼매트를 포설한 후, 그 위에 성토재를 적층하는 것이므로 불안정한 연약지반상에 작업인원과 장비가 원활하게 진입하여 공사를 신속하고 안전하게 할 수 있고, 따라서 공사비를 획기적으로 절감시킬 수 있는 이점이 있으며, 더욱이 본 발명은 발포폼을 인공적으로 성형하는 것이므로 공학적인 설계수치 관리가 가능하게 되어 시공현장의 조건에 적합한 합성폼매트를 제조하여 시공을 보다 현장 조건에 적합하게 행할 수 있는 효과가 있다.

Description

연약지반용 매트 및 이를 이용한 연약지반 개량공법{MAT FOR WEAK GROUND AND IMPROVED METHOD FOR WEAK GROUND USING THE MAT}

본 발명은 연약지반용 매트 및 이를 이용한 연약지반 개량공법에 관한 것으로, 특히 준설매립지나 갯벌 등과 같은 초연약지반 위에 주거 및 공장단지, 항만, 도로 등을 만들기 위해 지반을 개량하고져 수직배수공사를 할 때에 작업인원과 시공장비가 원활하게 진입하여 지반안정화를 신속하고 안전하게 진행할 수 있도록 한 연약지반용 매트 및 이를 이용한 연약지반 개량공법에 관한 것이다.

일반적으로 매트공법은 연약지반상에 구조물을 축조하기 위해 분리, 필터, 보강등의 기능으로 사용되어 지는 것으로서 매트를 포설하지 않을 경우 성토체와 연약지반이 교반되어 원하는 지반강도를 얻을 수 없으며, 성토체의 불규칙한 침하로 압밀이 지연되고 또한 축방유동(융기)을 일으켜 그 상부에 축조된 구조물의 부동침하를 가져오게 되므로 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 매트공법을 이용하게 되는 것이다.

또한 이 공법에 사용되는 매트는 연약지반 위에 투적되는 막대한 량의 성토 또는 매립재(자갈 및 암석)의 하중을 균등하게 지지시킴과 동시에 그 지층의 간극수를 신속하게 배출시킴으로써, 그 지층의 조기압밀(早期壓密)을 가져오게 하기 위한 것이다.

그러므로, 이 공법에 사용되는 매트는 지층에 매몰된 상태에서 부식되지 않아야 하며, 상기의 성토 또는 매립재를 지지할만한 강도가 요구되는 것이다. 이와같은 매트의 재질은 폴리에스텔(PET), 폴리프로필렌(P.P)사의 직포를 직조한 것을 사용하여 오고 있다.

그러나, 이와 같은 일반적인 매트는 부력이 전혀 없기 때문에 초연약지반 위에 포설하기 어려우며, 포설하더라도 작업 인원이 빠진다던가 포설된 뒤에도 성토제의 불균등 하중 분포로 인하여 매트의 겹침 부위나 봉제 부위가 터져서 연약토가 솟구쳐 올라오는 등의 많은 애로 사항이 발생하여 공사가 어렵게 되고 있다.

또한, 이와 같은 결과는 그 시공비를 대폭 증가시키는 것이며, 그 성토 또는 매립재의 불균일한 투적을 가져오게 하는 동시에 그 침하의 불균등으로 투적층의 균등한 지지력을 얻을 수 없는 불확실한 지층을 형성하게 되었던 것이다. 따라서 종전의 초연약지반상에서 이 공법의 사용은 한정될 수 밖에 없으며, 조기시공이 매우 어렵고, 안전상의 위험이 많이 발생하며, 융기현상으로 인한 지반파괴 현상이 빈번히 발생하였던 것이다.

또한, 부력재료를 이용한 것으로, 대나무를 쪼개고 종,횡으로 엮어 뗏목 형태의 매트로 만든 후, 이 대나무 매트를 연약지반 위에 포설하는 방법이 있으나, 이것은 한정된 좁은 면적의 공사는 가능하나 넓은 면적에 적용하기에는 많은 불편이 있고, 기계적으로 일정하게 성형되지 않은 자연물을 이용한 것이므로 공학적인 설계 계산이 불가능하여 다양한 조건에 적용하기에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 준설매립지나 갯벌 등과 같은 초연약지반 위에 주거 및 공장단지, 항만, 도로 등을 만들기 위해 지반을 개량하고져 수직배수공법을 적용할 때에 작업인원과 시공장비가 원활하게 진입하여 지반개량공사를 신속하고 안전하게 진행할 수 있게 되는 연약지반용 매트 및 이를 이용한 연약지반 개량공법을 제공하고자 함에 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 합성폼매트의 구성을 보인 부분 절결사시도.

도 2는 본 발명에 의한 합성폼매트의 종단면도.

도 3은 본 발명에 의한 합성폼매트의 제조방법을 설명하기 위한 공정도.

도 4는 본 발명에 의한 연약지반 개량공법을 설명하기 위한 종단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 매트2 : 발포폼

3 : 피복재4 : 접합부

100 : 연약지반110 : 성토재

120 : 수직배수재

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 연약지반용 매트는 통상의 토목공사용 매트의 표면에 합성수지 발포폼이 적층되고, 그 위에 피복재가 피복되며 상기 매트와 피복재의 주연부가 접합부로 접합되어 강인성과 고독립기포율을 갖도록 구성된다.

상기 매트에는 매트는 폴리에스텔 또는 폴리프로필렌 직포나 부직포가 이용되고, 상기 피복재에는 직포 또는 부직포가 이용되며, 상기 합성수지 발포폼에는 폴리우레탄 폼, 폴리스치렌 폼 또는 폴리에칠렌 폼이 이용된다.

그리고, 상기 합성수지 발포폼은 매트 위에 통상의 슬래브 발포방식으로 소정 두께로 발포시켜 적층된다.

본 발명에 의한 연약지반 개량공법은 연약지반 위에 매트를 포설하고 그 위에 투수계수가 큰 모래, 자갈등을 성토하여, 배수층을 형성한 후 수직배수공법에 의해 연약지반을 개량함에 있어서, 고강력 직포 매트 위에 발포폼을 형성하고, 그 위에 피복재를 덮은 후, 상기 매트와 피복재의 주연부를 재봉하여 합성폼매트를 형성하는 단계와, 연약지반 표면에 상기 합성폼매트를 포설하는 단계와, 그 위에 배수층 또는성토체를 소정 높이로 적층하는 단계와, 수직배수재를 타입하는 단계를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 합성폼매트를 포설하는 단계에서는 시공영역의 면적에 따라 사용 수량을 결정하고, 하나 또는 복수개의 합성폼매트를 복수개의 그룹으로 서로 연결한 후, 연약지반 위로 운반하여 포설하고, 각 합성폼매트의 그룹을 서로 연결하여 일연체화한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 합성폼매트의 구성을 보인 부분 절결사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 합성폼매트의 종단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 매트(1)의 표면에 합성수지 발포폼(2)이 적층되고, 그 위에 피복재(3)가 피복되며 상기 매트(1)와 피복재(3)의 주연부가 접합부(4)로 접합된 구성으로 되어 있다.

예를 들어, 상기 매트(1)에는 폴리에스텔 또는 폴리프로필렌 직포나, 부직포가 이용되고, 상기 합성수지 발포폼(2)에는 폴리우레탄 폼, 폴리스치렌 폼 또는 폴리에칠렌 폼 등과 같이 부력이 매우 큰 합성수지 발포폼이 이용된다.

그리고, 상기 합성수지 발포폼(2)은 매트(1) 위에 소정 두께로 발포시켜 적층되며, 상기 피복재(3)에는 폴리에스텔 또는 폴리프로필렌 직포나 부직포 등이 이용된다.

보다 더 구체적으로 설명하면, 본 발명의 합성폼매트를 제조함에 있어서는 일반적으로 토목공사에 사용되는 통상의 폴리에스텔 또는 폴리프로필렌 고강력 직포 매트(1)의 표면에 폴리올 및 기타 첨가제가 혼합된 수지와 MDI를 액상으로 혼합시켜서 슬래브(slab) 발포방식으로 고체 반응을 일으키게 하고, 그 위에 다시 직포나 부직포를 덮어씌우면 독립기포율이 90% 이상인 우레탄 합성수지 발포폼(2)의 양면에 매트(1)와 피복재(3)가 피복된 합성폼매트가 만들어진다.

도 3은 본 발명에 의한 합성폼매트의 제조방법을 설명하기 위한 공정도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이 매트 공급롤(10)에서 매트(1)를 풀어 입구측 가이드롤러(11),(12)와 출구측 가이드롤러(13),(14) 사이에서 콘베어 벨트(15) 위로 직선상으로 통과시키면서 발포기(16)에서 성형재료를 공급하여 하부를 통과하는 매트(1)위에 우레탄 발포폼(2)을 발포 성형하고, 피복재 공급롤(17)에서 피복재(3)를 풀어 접합롤러(18)와 출구측 가이드롤러(13),(14) 사이에서 직선상으로 이송시키면서 상기 우레탄 발포폼(2) 위에 접합시킨 후, 재봉기(19)를 통과시켜 매트(1)와 피복재(3)의 주연부를 재봉하여 접합부(4)를 하고, 권취롤러(20)에 권취하는 과정으로 합성폼매트를 제조한다.

도 3에서 미설명 부호 21, 22는 입구측과 출구측에서 방향을 변화시키기 위한 가이드롤러를 각각 보인 것이다.

본 발명의 합성폼매트를 제조함에 있어서는 위에 예시된 제조방법에 한정되지 않고, 다른 방법으로도 제조할 수 있다.

예를 들어, 발포폼(2)을 소정 크기로 먼저 성형하여, 이 발포폼(2)을 매트(1) 위에 올려놓고, 발포폼(2) 위에 피복재(3)를 덮어씌운 후, 매트(1)와 피복재(3)의 주연부를 재봉하여 접합하는 형태로 제조할 수도 있다.

또, 상기한 바와 같이 매트(1), 발포폼(2) 및 피복재(3)로 이루어지는 합성폼매트의 전면을 강인한 끈을 이용하여 일정한 간격을 두고 길이방향으로 마치 재봉하는 형태로 결속하여 매트(1)와 피복재(3)가 발포폼(2)으로부터 쉽게 벗겨지지 않도록 강화시킨 형태로 제조할 수도 있다.

다음 표 1은 발포물 소재의 일종인 폴리우레탄 폼의 물리적 성질을 예시한 것이다.

항 목	단 위	물 성 치
밀 도	g/cm²	0.025 ∼ 0.050
압 축 강 도	kg/cm²	1.5 ∼ 4.5
인 장 강 도	kg/cm²	2.5 ∼ 5.0
흡 수 율	%	3미만
독립기포율	%	90
안전사용온도	℃	-70 ∼ 100

위와 같은 표 1을 참조하면 합성폼매트(PFM)의 발포폼(2)은 독립 기포율이 90% 정도로 부력이 매우 뛰어남을 알 수 있으며, 본 발명은 이와 같은 폴리우레탄 폼을 포함하여 독립 기포율이 높은 각종 발포재료를 발포폼(2)의 재료로 이용하여 부력이 높은 합성폼매트(PFM)를 제공할 수 있게 된다.

여기서, 상기 발포폼(2)의 독립 기포율은 발포 성형할 때에 통상의 기술을 이용하여 사용재료와 발포방법을 조절함으로써 조절될 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 연약지반 개량공법을 설명하기 위한 종단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 본 발명은 연약지반 위에 매트를 포설하고 그 위에 투수계수가 큰 모래, 자갈등을 성토하여, 배수층을 형성한 후 수직배수공법에 의해 연약지반을 개량함에 있어서, 고강력 직포 매트(1) 위에 발포폼(2)을 형성하고, 그 위에 피복재(3)를 덮은 후, 상기 매트(1)와 피복재(3)의 주연부를 재봉하여 합성폼매트(PFM)를 형성하는 단계와, 연약지반(100) 표면에 상기 합성폼매트(PFM)를 포설하는 단계와, 그 위에 성토재(110)를 소정 높이로 적층하는 단계와, 수직배수재(120)를 타입하는 단계를 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 합성폼매트(PFM)를 포설하는 단계에서는 소정 개수의 합성폼매트(PFM)의 주연부를 재봉 등의 방법을 이용하여 연결한 후, 연결된 합성폼매트(PFM)를 연약지반(1) 위로 운반하여 포설하게 된다.

상기 합성폼매트(PFM)는 시공영역의 면적에 따라 수량을 정하고, 수량이 적은 경우에는 모든 합성폼매트(PFM)를 하나의 그룹으로 연결한 후, 연약지반(1) 위로 운반하여 포설한다.

또한, 수량이 많은 경우에는 운반 취급이 가능한 여러 개의 그룹으로 구분하여 연결한 후, 연약지반(1) 위로 운반하여 포설하면서 서로 인접한 합성폼매트(PFM)의 그룹을 연결하여 일연체화한다.

상기 합성폼매트(PFM)의 그룹의 원소는 하나 합성폼매트(PFM)일 수 있고, 필요에 따라 정해지는 복수개의 합성폼매트(PFM)일 수 있다.

상기 합성폼매트(PFM)의 주연 접합부(4)에는 연결을 위한 구멍을 일정한 간격으로 미리 형성할 수 있으며, 단위 합성폼매트(PFM) 또는 그룹의 합성폼매트(PFM)는 연결공을 강인한 끈으로 묶는 형태로 연결될 수 있다.

또, 합성폼매트(PFM)의 주연 접합부(4)에 소정 길이의 끈을 일정한 간격으로 부착하여 두고, 이들 끈을 이용하여 서로 연결할 수 있으며, 물론 이들을 강인하게연결할 수 있는 것이라면 이외에 다른 형태의 연결수단도 이용할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 연약지반 개량공법은 연약지반(1) 위에 강인성과 높은 부력을 가지는 합성폼매트(PFM)를 포설한 후, 그 위에 성토재(110)를 적층하는 것이므로 작업인원과 장비가 원활하게 진입하여 투적재 또는 매립재를 안정적으로 정확하게 투입할 수 있고, 시공 시행상 여하한 불이익한 현상, 즉 투적재의 과다 투적 및 양측에 과다한 융기부의 형성으로 인한 불안정한 유동성 지층을 최소화 시켜 확실한 시공을 단기간 내에 시행할 수 있고 안정된 구조물을 얻는 효과를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 합성폼매트는 매트의 표면에 합성수지 발포폼이 적층되고, 그 위에 피복재가 피복되며 상기 매트와 피복재의 주연부가 접합부로 접합된 구성이므로 강인성과 높은 부력을 갖는 효과가 있으며, 본 발명의 연약지반 개량공법은 연약지반 위에 강인성과 높은 부력을 가지는 합성폼매트를 포설한 후, 그 위에 성토재를 적층하는 것이므로 작업인원과 장비가 원활하게 진입하여 공사를 신속하고 안전하게 할 수 있고, 따라서 공사비를 획기적으로 절감시킬 수 있는 이점이 있으며, 더욱이 본 발명은 발포폼을 인공적으로 성형하는 것이므로 공학적인 설계수치 관리가 가능하게 되어 시공현장의 조건에 적합한 합성폼매트를 제조하여 시공을 보다 현장 조건에 적합하게 행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

통상의 토목공사용 매트의 표면에 합성수지 발포폼이 적층되고, 그 위에 피복재가 피복되며 상기 매트와 피복재의 주연부가 접합부로 접합되어 강인성과 고독립기포율을 갖도록 형성된 연약지반용 매트.
제 1 항에 있어서, 상기 매트는 직포, 부직포 중 어느 하나 또는 이들의 복합체인 것을 특징으로 하는 연약지반용 매트.
제 1 항에 있어서, 상기 피복재는 직포 또는 부직포 중 어느 하나 또는 이들의 복합체인 것을 특징으로 하는 연약지반용 매트.
제 1 항에 있어서, 상기 합성수지 발포폼은 폴리우레탄 폼, 폴리스치렌 폼, 폴리에칠렌 폼 중 어느 하나 또는 이들의 복합체인 것을 특징으로 하는 연약지반용 매트.
제 1 항에 있어서, 상기 합성수지 발포폼은 매트 위에 통상의 슬래브 발포방식으로 소정 두께로 발포시켜 적층되는 것임을 특징으로 하는 연약지반용 매트.
제 2 항에 있어서, 상기 매트는 폴리에스텔 직포, 폴리프로필렌 직포, 폴리에스텔 부직포, 폴리프로필렌 부직포 중 어느 하나 또는 이들의 복합체인 것을 특징으로 하는 연약지반용 매트.
제 3 항에 있어서, 상기 피복재는 폴리에스텔 직포, 폴리프로필렌 직포, 폴리에스텔 부직포, 폴리프로필렌 부직포 중 어느 하나 또는 이들의 복합체인 것을 특징으로 하는 연약지반용 매트.
연약지반 위에 매트를 포설하고 그 위에 투적재 또는 매립재 등의 성토재를 성토한 후, 배수재를 설치하여, 수직배수에 의해 연약지반을 보강함에 있어서, 고강력 직포 매트 위에 발포폼을 형성하고, 그 위에 피복재를 덮은 후, 상기 매트와 피복재의 주연부를 재봉하여 합성폼매트를 형성하는 단계와, 연약지반 표면에 상기 합성폼매트를 포설하는 단계와, 그 위에 성토재를 소정 높이로 적층하는 단계와, 수직배수재를 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연약지반 개량공법.
제 7 항에 있어서, 상기 합성폼매트(PFM)를 포설하는 단계에서는 시공영역의 면적에 따라 사용 수량을 결정하여, 하나 또는 복수개의 합성폼매트(PFM)를 복수개의 그룹으로 서로 연결한 후, 연약지반(1)위로 운반하여 배치하고, 각 합성폼매트(PFM)의 그룹을 서로 일연체로 연결하는 과정으로 포설하는 것임을 특징으로 하는 연약지반 개량공법.