KR20090130904A

KR20090130904A - 다짐도 향상을 위한 보강틀, 이를 이용한 뒷채움보강구조를 가지는 옹벽

Info

Publication number: KR20090130904A
Application number: KR1020080056618A
Authority: KR
Inventors: 김대상; 이성진; 이수형; 안성권
Original assignee: 한국철도기술연구원
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-28

Abstract

본 발명은 옹벽 구조물이나, 교대 또는 암거의 측면 등과 같이 강성 구조체의 뒷채움 보강구조에 사용될 수 있는 보강틀과, 이러한 보강틀을 이용한 뒷채움 보강구조를 가지는 옹벽에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 채움재를 단계적으로 적층해 나감으로써 다짐 공정을 쉽고 충분하게 수행할 수 있도록 함과 더불어 다짐 강도를 증진시키고 성토부의 부등침하를 줄일 수 있으며, 더 나아가 토공부와의 구속력을 한층 더 강화시켜 성토부의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 보강틀과, 이러한 보강틀을 이용한 뒷채움 보강구조를 가지는 옹벽에 관한 것이다.

본 발명에서는 지면과 평행하게 설치되는 수평부(31)와, 상기 수평부(31)로부터 상향으로 연결되는 수직부(32)로 구성되어, 강성 구조체의 배면측에 축조되는 성토부에 배치되어 그 안쪽에 채움재를 채워서 다질 때 상기 채움재의 형태를 유지하도록 채움재를 지지하는 것을 특징으로 하는 보강틀과; 이러한 보강틀을 이용하여 뒷채움 보강구조를 형성한 옹벽이 제공된다.

옹벽, 다짐, 틀, 보강, 채움, 교대

Description

다짐도 향상을 위한 보강틀, 이를 이용한 뒷채움 보강구조를 가지는 옹벽{Framework and Retaining Wall using such Framework}

우회로가 없는 철도의 특성상 토공 구축 후의 재시공은 철도 운행에 막대한 불편을 끼치게 된다. 또한, 최근 콘크리트 궤도의 도입과 시공으로, 토공 구축 후의 유지·보수가 거의 불가능한 실정이다. 이에 따라, 잔류침하에 대하여 엄격한 품질 기준이 적용될 예정이며, 이에 적합한 토공 형식이 요구되고 있다.

한편, 토공의 품질을 좌우하는 다짐 작업은 구축된 토공의 내구성 및 장기 안정성에 큰 영향을 미친다. 예를 들어, 교량이나 철도의 토공 접속부 등, 이동하 중의 영향을 크게 받는 지점의 뒷채움부의 다짐 작업은 공용 후 침하문제 및 그에 따른 유지보수 작업에 직접적인 영향을 준다.

특히, 보강토 옹벽 등과 같은 옹벽을 시공함에 있어서, 옹벽 벽체 근처에 집중하중이 작용하거나, 배면 토사의 다짐 작업 시 다짐용 롤러에 의한 전압(다짐에 의해 옹벽의 전면벽체에 가해지는 수평 토압)에 의해 과도한 수평변위가 발생하게 되어 전면벽체가 앞으로 밀려나오는 것을 막을 수 없으며, 이에 따라 전면벽체 바로 뒤쪽에서는 다짐 작업을 원활히 수행하기 어려운 문제가 있다. 특히, 보강토 옹벽의 경우 전면벽체의 일부가 국부적으로 튀어나오는 배부름 현상이 자주 발생하는데 이는 위와 같은 다짐 작업시의 한계에서 비롯된 것이며, 전면벽체가 배면 지반과 분리되어 쏟아져 내리는 붕괴 현상 역시 위와 같은 다짐 작업시의 한계로 인하여 보강재 인장력을 충분히 활용할 수 없는 구조형식에서 비롯된 것이다.

또한, 기존 보강토 옹벽의 경우, 전면벽체 상부에는 구조물을 축조할 수 있는 구조 형식이 아니어서 전선주, 소음벽 등의 설치가 어려운 문제가 있다.

본 발명은 위와 같이 종래 기술이 가지는 한계 및 문제점을 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 옹벽과 같은 강성 구조체의 배면 지반을 시공함에 있어서, 강성 구조체의 배면에서 채움재를 단계적으로 적층해 나감으로써 다짐 공정을 용이하게 수행할 수 있도록 함과 더불어 다짐 강도와 구속력을 증진시켜 성토부의 부등침하나 붕괴를 방지하여 구조물의 안정성을 확보할 수 있는 보강틀을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 강성 구조체의 일예로서 옹벽을 시공함에 있어서, 옹벽 배면의 성토부를 견고하게 시공함으로써, 열차 개통 후 추가되는 하중 즉, 고속으로 주행하는 열차에 의한 동하중 및 높은 하중의 화물열차 운행 시에 발생하는 충격하중에 의하여 옹벽의 배면 지반에 발생하는 수직변위와 수평변위가 최소화되도록 하여 열차의 주행안전성을 확보할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에서는 옹벽의 전면벽체와 그 배면에 시공되는 성토부를 일체형으로 시공함으로써 성토부에 대한 구속압을 증가시키고, 기존 보강토의 다짐 부족으로 인한 배부름 현상, 이탈이나 붕괴 현상 등을 극복하며, 성토부에 사용되는 보강틀의 인장능력을 최대한 활용할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 전면벽체가 휨 강성을 갖도록 구성함으로써, 수평토압 작용시 성토부의 수평변위를 최대한 제어할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 지면과 평행하게 설치되는 수평부와, 상기 수평부로부터 상향으로 연결되는 수직부로 구성되어, 강성 구조체의 배면측에 축조되는 성토부에 배치되어 그 안쪽에 채움재를 채워서 다질 때 상기 채움재의 형태를 유지하도록 채움재를 지지하는 것을 특징으로 하는 보강틀이 제공된다.

위와 같은 본 발명에 따른 보강틀에서 상기 수평부의 선단부에는 하향 절곡된 앵커부가 형성될 수 있으며, 상기 수직부는 채움재가 채워지기 전의 상태에서 상기 수평부를 향해 기울어져 있어 상기 수평부와 수직부 사이의 각도가 예각을 이루는 상태로 되어 있을 수 있다.

한편, 본 발명에서는 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 옹벽 전면을 이루는 전면벽체와, 성토부층이 상기 전면벽체의 배면에 차례로 적층되어 이루어진 성토부로 구성되며; 상기 성토부를 이루는 성토부층은, 전면벽체의 배면과 지면 위에 걸쳐서 배치되어 성토부층의 전면과 하면을 감싸게 되는 1차 토목섬유와, 상기 1차 토목섬유로 둘러싸인 내측 공간에서 상기 전면벽체의 배면에 위치하여 성토부층의 형상을 유지하는 보강틀과, 상기 보강틀 위에 포설되는 2차 토목섬유와, 상기 2차 토목섬유로 감싸인 공간에 채워지는 채움재를 포함하여 구성되며, 상기 보강틀은, 지면과 평행하게 설치되고 선단부에 하향 절곡된 앵커부가 형성되어 있는 수평부와, 상기 수평부로부터 상향으로 연결되는 수직부로 구성되어, 그 안쪽에 채워지는 채움재의 형태를 유지하도록 채움재를 지지하는 것을 특징으로 하는 옹벽이 제공된다.

이러한 본 발명의 옹벽에 있어서 상기 성토부층의 1차 토목섬유는 성토부층의 후방으로 연장되어 있어 성토부층의 후방에 형성되는 배면 토사에 매립되고; 최하부층에 배치되는 성토부층의 1차 토목섬유는 전면벽체 방향으로도 연장되어 있어, 상기 전면벽체 방향으로 연장된 부분은 성토부층의 상면을 덮도록 포설될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 위와 같은 구성에서 상기 전면벽체의 후방으로는 노출철근이 돌출되어 있으며, 상기 노출철근은 상기 보강틀과 일체로 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 옹벽이 제공된다.

특히, 상기한 본 발명의 옹벽에서는 상기 전면벽체에는 상기 전면벽체의 뒷채움부로 유입된 물이 전면벽체의 전면으로 배수될 수 있도록 상기 전면벽체를 관통하여 배수공이 형성될 수 도 있다.

또한, 본 발명에서는 콘크리트로 이루어진 옹벽의 전면벽체 후방에 형성되는 성토부의 구조로서, 상기 성토부는 성토부층이 차례로 적층되어 있는 구조를 가지며; 상기 성토부층은, 전면벽체의 배면과 지면 위에 걸쳐서 배치되어 성토부층의 전면과 하면을 감싸게 되는 1차 토목섬유와, 상기 1차 토목섬유로 둘러싸인 내측 공간에서 상기 전면벽체에 배면에 위치하여 성토부층의 형상을 유지하는 보강틀과, 상기 보강틀의 위에 포설되는 2차 토목섬유와, 상기 2차 토목섬유로 감싸인 공간에 채워지는 채움재를 포함하는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 옹벽의 전면벽체 후방의 성토부 구조를 제공한다.

이러한 성토부 구조에서 상기 성토부층의 1차 토목섬유는 상기 성토부층의 하단 또는 상기 전면벽체의 배면을 감싸도록 포설되고, 최하부층에 배치되는 성토부층의 1차 토목섬유는 전면벽체 방향으로 연장되어 있어, 상기 전면벽체 방향으로 연장된 부분은 성토부층의 상면을 덮도록 포설될 수도 있다.

또한, 본 발명에서는 옹벽을 설치할 위치에 옹벽의 기초를 시공하는 단계; 상기 기초 위에 전면벽체의 최하단부를 설치하는 단계; 성토부층의 전면과 하면을 감싸게 되는 1차 토목섬유를 상기 최하단부의 배면과 지면 위에 걸쳐서 포설한 뒤, 성토부층의 형상을 유지하는 보강틀을 설치하고, 2차 토목섬유를 상기 보강틀 위에 포설한 후에 채움재를 채워서 최하부의 성토부층을 형성하는 단계; 상기 최하부의 성토부층 위로, 1차 토목섬유의 배치, 보강틀의 배치, 2차 토목섬유의 배치 및 채움재의 충진 작업을 통한 성토부층 형성 작업을 반복하여 옹벽 높이가 되도록 성토부층을 적층하여 성토부를 형성하는 단계; 및 상기 성토부의 전면으로 전면벽체의 상부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 옹벽의 시공방법이 제공된다.

이러한 본 발명의 옹벽 시공방법에서, 최하부의 성토부층을 형성하는 단계에는, 상기 1차 토목섬유를 전면벽체 방향으로 연장시켜, 그 연장된 부분이 채움재의 상부를 덮도록 하여, 후속하는 성토부층이 상기 최하부 성토부층의 상면에 덮인 1차 토목섬유 위에 형성되도록 하는 단계가 더 포함되어 있고; 상기 성토부를 형성하는 단계에는, 각각의 성토부층을 형성한 후에 그 후방으로 배면 토사를 성토하는 작업을 수행하는 단계가 더 포함되어 있으며; 상기 배면 토사의 성토 작업을 수행할 때, 상기 1차 토목섬유를 성토부층의 후방으로 연장되도록 하여, 상기 연장된 부분이 성토부층의 후방에 형성되는 배면 토사에 매립되도록 할 수도 있다.

또한, 본 발명의 옹벽 시공방법에서, 전면벽체의 최하단부를 설치하는 단계에는, 상기 최하단부의 후방으로는 노출철근의 단부가 돌출되도록 상기 노출철근을 상기 최하단부 내에 설치하는 단계가 더 포함되어 있고; 상기 최하부의 성토부층을 형성하는 단계에는, 상기 노출철근과 보강틀을 일체로 체결하는 단계가 더 포함되어 있으며; 상기 전면벽체의 상부를 형성하는 단계에는, 노출철근을 설치하여 상기 노출철근이 성토부층과 일체가 되도록 하는 단계가 더 포함될 수도 있다.

본 발명의 보강틀에 따르면, 강성 구조체의 배면에 접속부나 성토부를 시공함 에 있어서 보강틀에 의해 뒷채움재를 단위 높이로 단계적으로 적층할 수 있으면서 성토되는 부분의 전면을 배부름 없이 반듯하게 유지할 수 있게 되고, 성토시의 다짐이 용이하고 다짐 강도를 증진시킬 수 있다. 따라서 성토시의 불충분한 다짐으로 인하여 보강재의 이완현상이 발생하거나 그로 인한 강성 구조체에 배부름 현상, 이탈이나 붕괴 현상 등이 발생하는 것을 막을 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

또한, 본 발명의 보강틀에서는 선단에 형성된 앵커부에 의해 토공부와의 구속력이 강화됨으로써, 구조물의 안정성을 극대화할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

또한, 교량이나 철도의 토공 접속부, 보강토 옹벽, 또는 도로나 철도용 토구조물의 법면에 상기한 보강틀을 적절히 사용함으로써, 시공 시에는 다짐 작업이 용이하고 다짐 강도가 강화되며, 시공 후에는 구조적 안정성이 확보되어 부등침하, 붕괴 및 법면 파괴 없이 장기간에 걸쳐 구조적 안정성을 확보할 수 있는 토목 구조물을 실현할 수 있다.

특히 이러한 보강틀을 이용하여 옹벽의 전면벽체와 배면 토사 사이에 토목섬유와 보강틀을 이용한 성토부층을 형성하는 본 발명에 따른 옹벽의 경우, 전면벽체와 그 배면의 성토부층이 강결된 구조로 결합되므로, 성토부층에 사용되어 보강재로서 기능하는 부재의 인발파괴 가능성을 최소화하고, 토압에 대한 수직·수평 응력에 더욱 안정적으로 거동할 수 있게 된다. 특히, 성토부층에 사용되는 토목섬유 등이 지니는 인장력을 충분히 활용할 수 있으므로 협소한 공간에서 전면벽체 시공이 가능할 뿐만 아니라, 전면벽체의 변위제어가 가능하다.

특히, 옹벽의 전면벽체에 구비되는 철근과 성토부층에 사용되는 부재를 이어주는 경우, 성토부층에 사용되는 부재의 인장능력을 최대한 활용할 수 있고, 이러한 부재 사용을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

상기한 효과 이외에도, 본 발명에서는 보강틀과 유실 방지망 등의 부재를 사용하여 성토함으로써, 채움재의 유실을 최소화할 수 있다는 효과가 발휘된다.

이하 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예들을 살펴봄으로써 본 발명의 구성에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 보강틀(30)을 보여주는 것으로서, 도 1에는 전체 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 보강틀(30)에 유실 방지망(34)을 더 설 치하는 상태로 나타낸 도면이 도시되어 있으며, 도 3에는 측면도가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 보강틀(30)은 옹벽과 같은 강성 구조체의 배면에 형성되는 성토부에서 그 안쪽에 채움재를 쌓고 다지더라도 형태를 강고하게 유지할 수 있도록 하여 성토부층의 형태를 유지하면서 구조 강성을 증대시키는 기능을 수행하게 되는데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 지면과 평행하게 설치되는 수평부(31)와, 상기 수평부(31)로부터 상향으로 연결되는 수직부(32)로 구성될 수 있다. 본 명세서에 있어서 '수직부'라는 용어는 실제로 직각을 의미하는 것이 아니라 수평부(31)에 대해 상향으로 연장된다는 것을 의미하는 것으로, 후술하는 것처럼 상기 수직부(32)는 실제로 직각으로 수직한 것이 아니라 사전에 미리 상기 수평부(31)를 향해 소정 각도(θ)만큼 기울어지게 제작될 수 있다. 상기 수직부(32)는 안쪽에 채워지는 채움재를 보호하고 강고하게 지탱하여 성토부층의 외측 표면의 형태를 유지하는 기능을 한다.

이러한 보강틀(30)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 횡방향 프레임과 종방향 프레임을 엮은 구성으로 이루어질 수 있다. 상기 횡방향 프레임과 종방향 프레임은, 주로 철근을 이용하게 되며, 강철사나 강봉 등으로 이루어질 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 보강틀(30)에 유실 방지망(34)을 더 설치할 수 있는데, 상기 유실 방지망(34)은 상기 보강틀(30)의 수직부(32)의 내면에 포설되어 채움재의 유실을 방지한다. 이러한 유실 방지망(34)은, 토목섬유, 부직포 또는 철망 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보강틀(30)의 수평부(31) 선단부에는 하향 절곡된 앵커부(33)가 더 형성될 수 있다. 상기 앵커부(33)는 아래 지면이나 토사에 박혀 들어감에 따라 구속력을 증대시켜 채움 작업시 보강틀(100)이 바깥으로 밀리는 것을 방지함과 더불어 축조 후에는 법면의 붕괴나 파괴를 방지한다. 상기 앵커부(33)의 개수에는 한정이 없으나, 2개 이상 형성하는 것이 바람직하며, 본 실시예와 같이 최소한 3개 즉, 양 단부와 가운데에 하나씩 형성하는 것이 더욱 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 보강틀(30)의 수직부(32)는 사전에 미리 상기 수평부(31)를 향해 소정 각도(θ)만큼 기울어지게 제작하는 것이 바람직하다. 상기 수직부(32)의 기울임 각도(θ)는, 채움재를 다지거나 보강틀(30)을 이용하여 성토부층을 적층해 나갈 때 횡압력에 의해 수직부(32)가 벌어지게 되는 현상을 미리 고려하여 결정할 수 있다. 또한, 수평부(31)에 소정의 각도를 가지고 수직부(32)를 형성함에 있어서, 도 3에 도시된 것처럼, 수평부(31)와 수직부(32)가 연결되는 모서리가 각지게 형성할 수도 있다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 보강틀(30)은 후술하는 것처럼 옹벽 등과 같은 강성 구조체의 배면측에 성토부를 시공할 때, 보강틀(30) 내부에 쇄석이나 토사 등과 같은 채움재(2)를 채우게 된다. 이 때, 채움재(2)를 보강틀(30) 내부에 채우고 다지더라도 채움재(2)가 전면 방향으로 쏟아지는 것을 방지할 수 있고 보강틀(30)에 본래 부여된 형태를 강고하게 유지하게 된다. 따라서 채움재(2)를 한층 더 큰 압력으로 다질 수 있고, 보강틀(30)을 순차적으로 적층하면서 차례로 다질 수가 있어 다짐 강도를 한층 더 증진시킬 수 있게 된다. 이와 같이 보강틀(30)을 적층하여 성토부를 형성하게 되면, 다짐 작업이 쉽고 빨라지게 되어 시공 기간을 단축할 수 있으며, 충분한 다짐이 이루어져서 시공 후 추가 침하나 붕괴를 방지할 수 있어, 구조적으로 안정적이고 강고한 토목 구조물을 실현할 수 있다.

또한, 보강틀(30) 선단의 앵커부(33)에 의하면 토공부(배면 토사)와의 구속력(또는 구속압)을 증대시켜 수평·수직 하중이나 폭우 또는 지진 등에 대해서도 한층 더 강고하고 안정적인 구조물을 실현할 수 있다.

다음에서는 이러한 보강틀(30)을 이용한 본 발명에 따른 강성 구조체의 일예로서 옹벽의 구조와 그 시공방법에 대하여 설명한다. 그러나 본 발명에 따른 보강틀(30)은 후술하는 옹벽의 시공에만 사용되는 것은 아니고, 기타 강성 구조체 즉, 예를 들면 교대 후방에서 접속부를 축조하거나 또는 암거의 측면에 성토부를 축조하는 경우, 더 나아가 기타 토공 법면부에 토공작업을 수행할 때 축조되는 부분에서 사용할 수 있는 것이다.

도 4에는 본 발명에 따른 보강틀(30)을 이용하여 축조되는 옹벽(100)을 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 옹벽(100)은, 옹벽 전면을 이루는 전면벽체(110)와, 성토부층이 상기 전면벽체(110)의 배면에 차례로 적층되어 이루어진 성토부(120)로 구성되어 있다. 상기 성토부(120)의 후방으로는 배면 토사(40)가 다짐 작업에 의해 성토되어 있다.

상기 성토부층은, 전면벽체(110)의 배면과 지면 위에 걸쳐서 배치되어 성토부층의 전면과 하면을 감싸게 되는 1차 토목섬유(20)와, 상기 1차 토목섬유(20)로 둘러싸인 내측 공간에서 상기 전면벽체(110)의 배면에 위치하여 성토부층의 형상을 유지하는 보강틀(30)과, 상기 보강틀(30) 위에 포설되는 2차 토목섬유(21)와, 상기 2차 토목섬유(21)로 감싸인 공간에 채워지는 채움재(2)를 포함하여 구성된다.

도 5에는 본 발명의 일실시예에 따라, 옹벽(10)의 최하부를 이루는 전면벽체(110)의 최하단부(12)와, 그 배면에 성토부층을 형성하는 상태를 개략적으로 보여주는 사시도가 도시되어 있다. 도 6a 내지 도 6d에는 각각 전면벽체(110)의 최하단부(12)와 그 배면의 성토부층을 형성하는 시공방법의 각 단계를 순차적으로 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

본 발명에 있어서, 옹벽은 단계적으로 시공되는데, 우선 옹벽을 설치할 위치에 옹벽(100)의 기초를 시공하게 된다. 구체적으로, 도 5 및 도 6a에 도시된 것처럼, 지중에 매립되도록 기초(11)를 시공하고, 상기 기초(11) 위에 전면벽체(110)의 최하단부(12)를 설치한다. 이때, 상기 최하단부(12)의 상면으로는 최하단부(12) 내에 매립된 보강철근(13)의 단부가 노출되도록 함으로써, 상기 최하단부(12)의 위쪽으로 시공될 전면벽체(110)의 상부(16)에 구비된 보강철근(13)과 연결될 수 있게 하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 전면벽체(110)의 최하단부(12) 배면으로는 노출철근(14)이 돌출되도록 하여, 후술하는 보강틀(30)과 상기 노출철근(14)이 연결되도록 함으로써 전면벽체와 보강틀(30)이 일체로 결합되도록 하는 것이 바람직하다.

위와 같은 구성을 가지도록 전면벽체(110)의 최하단부(12)를 형성한 상태에서 도 6b에 도시된 바와 같이, 그 배면으로는 1차 토목섬유(20), 보강틀(30) 및 2 차 토목섬유(21)가 순차적으로 설치된다. 상기 1차 토목섬유(20)는 지면 위에 포설되고 연속적으로 상기 전면벽체(110) 최하단부(12)의 배면과 접하게 되는데, 최하단부(12)의 배면과 접한 부분보다 더 연장된 부분이 존재하게 된다. 이 연장된 부분은 편의상 우선 상기 최하단부(12)의 상면에 임시로 걸쳐 놓을 수 있다.

이와 같이 상기 1차 토목섬유(20)가 설치된 상태에서 상기 1차 토목섬유(20) 위로는 보강틀(30)이 설치된다. 이와 같은 보강틀(30)은 상기 1차 토목섬유(20)와 후술하는 2차 토목섬유(21) 사이에 설치되어, 각각의 성토부층이 유지되도록 지지하는 기능을 하게 된다. 상기 보강틀(30)에 대해서는 도 1 내지 도 3과 관련하여 이미 설명하였으므로 반복 설명은 생략한다.

위와 같이 보강틀(30)이 설치된 상태에서 상기 보강틀(30) 상면에는 2차 토목섬유(21)를 설치할 수 있는데, 상기 2차 토목섬유(21) 역시 상기 1차 토목섬유(20)와 마찬가지로 상기 전면벽체(110)의 최하단부(12)의 배면와 지면 위에 연속적으로 배치되며, 최하단부(12)의 배면과 접한 부분보다 더 연장된 부분이 존재하게 된다. 이 연장된 부분도 편의상 우선 상기 최하단부(12)의 상면에 임시로 걸쳐 놓을 수 있다.

위와 같이 배치된 상기 1차 토목섬유(20)와 2차 토목섬유(21), 그리고 보강틀(30)은, 그 내부에 쇄석 등과 같은 채움재(2)가 채워져서 성토부층을 형성하게 되며, 성토부층에 가해지는 수평·수직 응력에 저항하는 구조체로서 거동하여 성토부층의 형상을 유지하도록 하는 기능을 하게 된다. 특히, 상기 보강틀(30)을 설치하게 되면, 상기 성토부층의 상부에서 다짐 등의 작업 시에, 전동 롤러 등에 의 한 측압에 효율적으로 저항할 수 있고, 상기 보강틀(30)이 강재로 이루어진 경우, 성토부층 자체의 강성을 더욱 증가시킬 수 있다. 특히, 보강틀(30)에 형성된 앵커부(33)가 아래 지면이나 토사에 박혀 들어감에 따라 구속력을 증대시켜 채움 작업시 보강틀(100)이 바깥으로 밀리는 것을 방지함과 더불어 축조 후에는 법면의 붕괴나 파괴를 방지하는 효과를 발휘하게 된다.

한편, 상기 2차 토목섬유(21)는 그 내부에 채워지는 채움재(2)의 유실을 방지하기 위하여 촘촘한 재료를 사용하는 것이 바람직하며, 재료 유실을 방지할 수 있는 최소한의 길이로 포설될 수 있다. 이때, 고정핀 등을 이용하여 상기 1차 토목섬유(20), 보강틀(30) 및 2차 토목섬유(21) 사이의 위치를 고정할 수도 있다.

1차 토목섬유(20), 보강틀(30) 및 2차 토목섬유(21)를 설치함에 있어서는, 도 6c에 도시된 것처럼, 노출철근(14)을 절곡하여 상기 보강틀(30)에 걸리게 하거나 또는 상기 보강틀(30)과 용접함으로써, 상기 최하단부(12)와 상기 보강틀(30)이 일체화되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 노출철근(14)은 보강틀(30) 또는 1차 토목섬유(20), 2차 토목섬유(21)와 연결되어 성토 구조물과 거푸집까지의 거리를 일정하게 유지시켜 주는 스페이서의 역할을 할 수도 있다. 이와 같은 노출철근(14)에 의하여 전면벽체(110)의 배면이 성토부층과 직접 닿게 함으로써, 별도의 배면 거푸집을 설치하지 않아도 되는 장점이 있다.

1·2차 토목섬유(20, 21)와 보강틀(30)을 설치한 후에는, 상기 2차 토목섬유(21) 상면에 쇄석, 토사 등의 채움재(2)를 채우게 된다. 채움재(2)를 채우는 과정에서 상기 보강틀(30)의 수직부는 채움재(2)의 타설로 인한 측압에 의해 전면벽 체(110) 방향으로 기울게 되므로, 상술한 바와 같이 보강틀(30) 제작 시에 수직부(32)와 수평부(31) 사이의 각도가 직각보다 작도록 즉, 수직부(32)를 미리 상기 수평부(31)를 향해 소정 각도(θ)만큼 기울어지게 제작하면 채움재(2)가 타설된 후에 수직부(32)와 수평부(31)가 직각에 가까운 각도를 이룰 수 있게 된다.

상기 채움재(2)로는 다양한 재료가 사용될 수 있으나, 상기 전면벽체(110)의 배면 부분 다짐시 롤러에 의한 전압 등에 저항할 수 있도록 쇄석 등의 단단한 재료를 채움재(2)로 사용하는 것이 바람직하다. 배수성이 우수한 쇄석 등을 채움재(2)로 사용하게 되면, 옹벽(100)의 배면 토사(40)를 통하여 우수 등이 유입되더라도, 상기 옹벽의 전면벽체(110) 방향에 형성된 성토부층을 통하여 원활한 배수가 이루어질 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 성토부층의 후면부는 현장에서 발생한 토사 등을 이용하여 다짐을 실시할 수 있다.

한편, 상기 전면벽체(110)에는 상기 전면벽체(110)의 뒷채움부로 유입된 물이 전면벽체(110)의 전면으로 배수될 수 있도록 상기 전면벽체(110)를 관통하여 배수공(15)이 형성되는 것이 바람직하다.

채움재(2)를 채운 후에는 도 6d에 도시된 것처럼 2차 토목섬유(21)의 연장부로 상기 채움재(2)의 상면을 덮게 된다. 이와 마찬가지로 1차 토목섬유(20)의 연장부를 이용하여 상기 2차 토목섬유(21)의 상면을 추가로 덮을 수도 있다.

이와 같이, 최하단부(12)의 배면 방향으로 보강틀(30)이 설치되고, 상기 1·2차 토목섬유(20, 21)가 채움재(2)를 감싼 형태로 설치되어 성토부층을 형성한 후에는 성토부층의 후방으로 배면 토사(40)를 다짐·성토한다. 이 때, 후술하는 도 5a에 도시된 것처럼 1차 토목섬유(20)를 연장하여 배면 토사(40)에 매립되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 위와 같이 전면벽체(110)와 배면 토사(40) 사이에 성토부층이 형성되는데, 상기 성토부층은 보강틀(30)에 의하여 지지되므로 상기 1·2차 토목섬유(20, 21)가 채움재(2)를 감싼 형태가 일정하게 유지될 수 있으며, 그에 따라 전단지지력을 강화할 수 있는 효과가 있다. 즉, 상기 성토부층은 1차 토목섬유(20), 보강틀(30), 2차 토목섬유(21) 및 채움재(2)가 서로 긴밀하게 연결되어 복합적인 구조를 이루며, 서로 간의 마찰과 그로 인한 전단력 증가 및 수직·수평 응력에 대한 안정적 거동이 가능하게 되는 효과를 발휘하는 것이다.

도 7a 내지 도 7c에는, 후속하여 성토부층을 적층하여 성토부(120)를 시공하고, 그 전면으로 전면벽체(110)의 상부(16)를 시공하여 본 발명의 보강토 옹벽(100)을 완성하는 과정을 단계적으로 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 도 5a에서 보듯이, 전면벽체(110)의 최하단부(12)를 설치하고, 그 배면으로 성토부층을 형성한 후에는, 새로운 성토부층을 적층하여 시공한다. 이때, 1차 토목섬유(20), 보강틀(30) 및 2차 토목섬유(21)를 설치하여 새로운 성토부층을 시공하는 과정은 최하단부(12)의 배면에 이미 형성되어 있던 성토부층의 경우와 같으나, 2층 이상의 성토부층을 시공할 때에는 최하부에 위치한 성토부층과는 달리, 1차 토목섬유(20)의 길이가 반드시 성토부층의 상면을 감쌀 정도로 길 필요는 없으며, 상기 성토부층의 바닥을 감싸는 정도의 길이로만 포설되거나 또는 성토부층의 전면을 감쌀 수 있는 길이 정도로만 포설되어도 무방하다. 즉, 최하단의 성토부층 은, 1차 토목섬유(20)의 길이를 충분히 확보하여 최하단의 성토부층 전면을 감쌀 수 있도록 하여 전단파괴에 충분히 저항할 수 있도록 하는 것이 바람직하지만, 토목섬유의 사용량을 최소화기 위하여 최하단 이후에 적층되는 성토부층에서는, 1차 토목섬유(20)가 성토부층의 바닥 또는 바닥과 전면만 감싸도록 할 수도 있는 것이다.

도 7b에는 성토부층을 시공 높이까지 차례로 적층하여 성토부(120)를 형성한 상태를 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 7c에는 도 7b에 도시된 단계에 후속하여 거푸집(60)을 설치하여 전면벽체(110)의 상부를 일괄 시공하는 과정을 보여주는 개략적인 단면도가 도시되어 있다.

본 발명에서는 성토부층을 단계적으로 적층 시공하면서 그와 병행하여 전면벽체(110)도 단계적으로 시공할 수도 있으나, 도 7a 및 도 7b에 도시된 것처럼 성토부층을 적층하여 성토부(120)를 원하는 높이까지 축조한 뒤에, 전면벽체(110)의 상부(16)를 일괄 시공하여 보강토 옹벽(100)을 완성할 수도 있다. 즉, 최하단부(12) 위로 돌출된 보강 철근(13)에 전면벽체(110)의 상부(16) 내에 구비될 보강 철근(13)을 이음하여 배치한 후에 거푸집(60)을 설치하여 콘크리트를 타설함으로써, 최하단부(12)와 연속하여 상부(16)를 형성하여 전면벽체(110)를 시공할 수 있는 것이다. 상기 전면벽체(110) 내부에는 보강 철근(13)이 배치되어, 벽체 자체가 강성을 가질 수 있으며, 그에 따라, 벽체에 발생하는 측압과 수평변위에 효율적으로 저항할 수 있다.

전면벽체(110)의 상부(16)를 시공할 때, 노출철근(14)을 설치하여, 상기 노 출철근(14)이 성토부층에 결합된 상태가 되도록 상부(16)를 시공할 수도 있지만, 성토부층을 적층할 때, 미리 성토부층에 보강틀(30)과 일체로 체결된 노출철근(14)을 설치한 뒤에 상부(16)의 시공을 위한 콘크리트를 타설하여 상기 노출철근(14)이 상부(16)에 매립되도록 함으로써 전면벽체(110)와 성토부층이 노출철근(14)에 의해 결합되도록 할 수도 있다.

또한, 상기 전면벽체(110)의 상부(16) 콘크리트가 타설될 위치에 미리 배수관 등을 설치하여 콘크리트에 매립되도록 함으로써 배수공(15)을 형성할 수 있다.

본 발명에서는 전면벽체(110)의 상부(16)를 현장 타설 콘크리트로 시공하는 과정에서, 콘크리트의 시멘트 밀크 등이 상기 1차 토목섬유(20) 및 2차 토목섬유(21)를 통하여 흡수되어 채움재(2) 사이에 채워짐으로써, 성토부층이 더욱 견고하게 될 뿐만 아니라 전면벽체(110)와 성토부층의 일체화가 더욱 강화되는 효과가 발휘된다.

또한, 전면벽체(110)의 상부(16)를 시공함에 있어서, 상기 전면벽체(110)의 최하단부(12)와 마찬가지로, 상부(16)의 배면으로 노출철근(14)을 돌출시켜 성토부층의 보강틀(30)과 상기 노출철근(14)이 연결되도록 하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 보강틀을 보여주는 개략적인 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 보강틀에 유실 방지망을 더 설치하는 상태를 보여주는 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 보강틀의 측면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 보강틀을 이용한 옹벽을 보여주는 개략적인 단면도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따라, 보강토 옹벽의 최하부를 이루는 전면벽체의 최하단부와, 그 배면에 성토부층을 형성하는 상태를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 6a 내지 도 6d는 각각 본 발명에 있어서 전면벽체의 최하단부와 그 배면의 성토부층을 형성하는 시공방법의 각 단계를 순차적으로 보여주는 개략적인 단면도이다.

도 7a 내지 도 7c는 각각 순서대로 본 발명의 보강토 옹벽를 완성하는 과정을 보여주는 개략적인 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 옹벽 110 전면벽체 120 성토부

20 1차 토목섬유 21 2차 토목섬유 30 보강틀

Claims

지면과 평행하게 설치되는 수평부(31)와,

상기 수평부(31)로부터 상향으로 연결되는 수직부(32)로 구성되어,

강성 구조체의 배면측에 축조되는 성토부에 배치되어 그 안쪽에 채움재를 채워서 다질 때 상기 채움재의 형태를 유지하도록 채움재를 지지하는 것을 특징으로 하는 보강틀.
제1항에 있어서,

상기 수평부(31)의 선단부에는 하향 절곡된 앵커부(33)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 보강틀.
제1항에 있어서,

상기 수직부(32)는 채움재가 채워지기 전의 상태에서 상기 수평부(31)를 향해 기울어져 있어 상기 수평부(31)와 수직부(32) 사이의 각도가 예각을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 보강틀.
옹벽 전면을 이루는 전면벽체(110)와, 성토부층이 상기 전면벽체(110)의 배면에 차례로 적층되어 이루어진 성토부(120)로 구성되며;

상기 성토부(120)를 이루는 성토부층은, 전면벽체(110)의 배면과 지면 위에 걸쳐서 배치되어 성토부층의 전면과 하면을 감싸게 되는 1차 토목섬유(20)와, 상기 1차 토목섬유(20)로 둘러싸인 내측 공간에서 상기 전면벽체(110) 배면에 위치하여 성토부층의 형상을 유지하는 보강틀(30)과, 상기 보강틀(30)의 위에 포설되는 2차 토목섬유(21)와, 상기 2차 토목섬유(21)로 감싸인 공간에 채워지는 채움재(2)를 포함하여 구성되며;

상기 보강틀(30)은, 지면과 평행하게 설치되고 선단부에 하향 절곡된 앵커부(33)가 형성되어 있는 수평부(31)와, 상기 수평부(31)로부터 상향으로 연결되는 수직부(32)로 구성되어, 그 안쪽에 채워지는 채움재(2)의 형태를 유지하도록 채움재(2)를 지지하는 것을 특징으로 하는 옹벽.
제4항에 있어서,

상기 성토부층의 1차 토목섬유(20)는 성토부층의 후방으로 연장되어 있어 성토부층의 후방에 형성되는 배면 토사(40)에 매립되고;

최하부층에 배치되는 성토부층의 1차 토목섬유(20)는 전면벽체(110) 방향으로도 연장되어 있어, 상기 전면벽체(110) 방향으로 연장된 부분은 성토부층의 상면을 덮도록 포설되는 것을 특징으로 하는 옹벽.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 전면벽체(110)의 후방으로는 노출철근(14)이 돌출되어 있으며,

상기 노출철근(14)은 상기 보강틀(30)과 일체로 체결되어 있는 것을 특징으로 하는 옹벽.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 전면벽체(110)에는 상기 전면벽체(110)의 뒷채움부로 유입된 물이 전면벽체(110)의 전면으로 배수될 수 있도록 상기 전면벽체(110)를 관통하여 배수공(15)이 형성되는 것을 특징으로 하는 옹벽.