KR20110135473A - 사면보강용 식생옹벽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사면의 보강과 녹화에 사용되는 옹벽식 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경사면의 표면 보강을 위하여 사각틀 형상으로 형성되는 전방측 벽체프레임 및 성토다짐시 매입(埋入)되는 후방측 지지프레임을 앵글형 프레임을 사용하여 조립시키도록 하는 한편, 전방측 벽체프레임을 이루는 사각틀에는 그물망 형태의 식생시트를 조립시켜 옹벽식 구조물을 설치할 수 있도록 함으로서, 경사면의 여건에 맞는 최적의 옹벽구조물을 보다 더 신속하고 간편하게 설치할 수 있도록 하면서도, 옹벽구조물의 전체적인 하중은 최대한으로 경량화시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 옹벽구조물의 신속한 제조와 운반 및 현장에서의 손쉬운 시공이 가능토록 함으로서, 경사면의 보강시공에 소요되는 공사기간과 시공비용을 최대한으로 단축 및 절감시킬 수 있도록 한 사면보강용 식생옹벽에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 경사면의 높이 방향을 따라 하단지지대(1)와 중간지지대(2)와 상단지지대(3)가 소정의 경사각도를 이루면서 적층식으로 연결 설치되어 옹벽구조물용 보강지지대(4)를 이루게 되며, 상기 각각의 지지대(1)(2)(3)는, 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 경사프레임(7)과, 상기 경사프레임(7)의 상,하단부를 연결하는 수평 방향의 가로프레임(6)으로 사각틀 형상의 전방측 벽체프레임이 제공되고, 상기 하단측 가로프레임(6)의 후방측에 연결 설치되는 바닥프레임(8)과, 상기 바닥프레임(8)의 후단부를 연결하는 후방프레임(11)과, 상기 경사프레임(7)의 상단측을 후방프레임(11)과 연결하는 연결프레임(9)으로 후방측 지지프레임이 제공되며, 상기 경사프레임(7)과 가로프레임(6)에 의하여 제공되는 사각틀에는 식생토의 취부를 위한 그물망 형상의 식생시트(5)가 조립 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

사면보강용 식생옹벽{Plant-seeding type breast wall for reinforcing a slope}

본 발명은 경사면의 표면 보강을 위하여 사각틀 형상으로 형성되는 전방측 벽체프레임과, 성토다짐시 매입(埋入)되는 후방측 지지프레임을 앵글형 프레임을 사용하여 조립시키도록 하는 한편, 전방측 벽체프레임을 이루는 사각틀에는 그물망 형태의 식생시트를 조립시켜 옹벽식 구조물을 설치할 수 있도록 함으로서, 경사면의 여건에 맞는 최적의 옹벽구조물을 보다 더 신속하고 간편하게 설치할 수 있도록 하면서도, 옹벽구조물의 전체적인 하중은 최대한으로 경량화시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 옹벽구조물의 신속한 제조와 운반 및 현장에서의 손쉬운 시공이 가능토록 한 사면보강용 식생옹벽에 관한 것이다.

일반적으로 폭우나 홍수와 같은 천재지변에 의하여 산비탈이나 언덕의 경사면이 일부 훼손된 경우에는 훼손된 경사면을 일정량만큼 깍아내고 그 부분에 토사를 메워서 새로운 경사면을 조성하게 되고, 산비탈이나 언덕 부분에 도로나 철도 등을 새로이 개설할 경우에는 산비탈이나 언덕 부분을 일정량만큼 깍아내어 개설면을 평지화시킨 다음 나머지 부분을 새로운 경사면으로 조성하게 되며, 하천의 범람방지와 수자원의 이용을 위하여 하천이나 호수의 부근에 조성된 둑이나 제방 또한 토사의 성토로 인한 경사면이 조성되어 있다.

상기와 같이 토사를 깍아내거나 메워서 새로운 지형으로 조성한 성토지역이나 절토지역의 연약한 경사면을 나대지로 방치할 경우에는, 폭우나 홍수 등과 같은 여러 가지의 원인으로 인하여 경사면의 토사가 쉽게 유실되므로 경사면의 복구작업을 빈번히 수행하여야 할 뿐만 아니라, 심한 경우에는 나대지 상태의 경사면이 붕괴되어 막대한 인명과 재산피해를 유발시킬 위험성이 크기 때문에, 경사면상에 별도의 보강구조물을 설치하여 경사면의 표면붕괴를 사전에 차단하여야 한다.

상기와 같이 경사면을 보강하기 위한 보강구조물로는, 경사면의 표면을 그물 형태로 덮는 각종 네트(Net)를 포함하여, 다수 개의 가로철봉(또는 강봉)과 세로철봉을 일체로 연결시킨 다음 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠"형태로 절곡시킨 철봉격자나, 경사면상에서 사각 또는 육각 등의 형태로 연결되도록 각종 규격으로 제조되는 플라스틱, 철강 또는 콘크리트 블록 등이 알려져 있으며, 경사면에 요구되는 시공강도와 시공규모에 따라 적절한 보강구조물(보통, 네트〈 플라스틱 블록〈 철봉격자 〈콘크리트 및 철강블록의 순이다)을 선택하여 사용하게 된다.

상기와 같은 경사면 보강구조물 중에서 철봉격자를 이용한 것으로서, 가로철봉과 세로철봉으로 이루어지는 철봉격자를 경사면의 경사각도에 맞도록 "∠"형태로 절곡하여 철봉격자에 의한 전방벽과 바닥벽을 형성시키고, 이와 같이 형성된 철봉격자를 경사면의 높이에 맞도록 적층시키되, 전방벽과 바닥벽의 사이에는 철봉격자의 강도보강을 위한 연결봉을 가로지게 설치하고, 철봉격자의 전방벽에는 녹화시트 또는 그린식생토와 같은 식물후리스를 덮게 되며, 철봉격자의 바닥벽 하측에는 보강섬유로서 부직포가 기초지반상에 덮혀지도록 한 다음, 철봉격자의 후방으로 토사를 성토 다짐시키도록 한 것이 일본 공개특허공보 특개평4-213625호(1992. 8.4 공개)에 기재되어 알려져 있다.

그러나, 상기와 같이 철봉격자를 이용한 종래의 경사면 보강구조물은 경사면의 높이에 따라 다수 개의 층으로 적층된 철봉격자의 전방벽이 토사의 다짐 시공과정에서 발생하는 토압에 의하여 불룩하게 배가 튀어나오는 것과 같은 구조물의 변형이 쉽게 발생하게 되고, 심한 경우에는 각각의 철봉격자와 부직포로 나뉘어지는 토사층이 토압에 의하여 서로 괴리됨으로서 구조물의 붕괴를 야기시키는 문제점이 있었다.

상기와 같이 토사의 다짐시공 과정에서 발생하는 철봉격자 구조물의 변형을 방지할 수 있도록, 철봉격자를 이루는 가로철봉과 세로철봉을 강도가 우수한 이형철근으로 제작할 경우, 일차적으로 세로철근을 경사면의 경사각도에 맞추어 "∠"형태로 절곡 형성시킨 다음, 이와 같이 형성된 수십 개의 세로철근에 가로철근을 일일이 맞대어 스폿(Spot) 용접방식으로 철근격자를 제조하여야 하는 바, 하나의 철근격자를 제조하기 위하여 무려 170 ~ 180 군데의 용접부위가 발생하게 되며, 이로 인하여 철근격자의 제조에 많은 전력과 인력 및 설비와 시간이 소요되어 철근격자의 제조비용이 크게 상승하는 문제점이 있었다.

특히, 경사면의 보강시공을 행하는 현장에서 철근격자를 제조하기 위해서는 보강시공을 위한 인력과 장비 이외에 철근격자의 스폿 용접에 필요한 인력과 장비가 추가적으로 배치되어야 하므로, 철근격자를 시공현장에서 즉시 조립하여 사용하기가 매우 어려운 문제점이 있었으며, 이로 인하여 철근격자를 시공현장과 떨어진 장소에서 별도로 제조하여 시공현장으로 운반하여야 함에 따라, 경사면의 보강시공에 따른 기간과 비용을 더욱 크게 증가시킬 뿐만 아니라 경사면의 현장여건에 맞는 최적의 보강시공이 거의 불가능한 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 조립식 프레임을 사용하여 전방틀과 바닥틀로 이루어지는 기초프레임을 형성시킨 다음, 전방틀과 바닥틀을 이루는 각 프레임의 몸체를 관통하여 가로 방향의 보강봉과 세로 방향의 보강봉이 격자 형태로 교차 삽입되도록 한 사면보강용 격자구조틀이 본 출원인에 의하여 2006년 특허출원 제 73499호로 선출원되어 10-725274호로 등록되어 있다.

상기와 같이 본 출원인에 의하여 선출원된 사면보강용 격자구조틀에 의하면, 시공현장에서 경사면의 여건에 맞는 최적의 격자구조틀을 조립방식으로 신속하고 간편하게 설치할 수 있으며, 이로 인하여 경사면의 보강시공에 따른 작업능률을 크게 향상시켜 공사기간의 단축과 시공비용의 절감 측면에 기여할 수 있음은 물론이고, 경사면의 토질이나 상태에 맞추어 프레임이나 보강봉의 소재를 주철이나 주강 또는 플라스틱과 같은 다양한 소재에서 선택하여 사용토록 함으로서, 재료비의 절감 또한 가능하게 된다.

그러나, 본 출원인에 의하여 선출원된 사면보강용 격자구조틀의 경우에도, 기초프레임을 형성하는 전방틀 및 바닥틀을 통하여 보강봉을 일일이 교차 삽입시키는 작업 및 보강봉이 제공하는 전방측 격자형 벽체구조물에 식생토의 취부를 위한 철망을 추가로 연결시키는 작업과 같은 다소 번거러운 작업을 수행하여야 함으로서, 경사면의 보강시공에 소요되는 공사기간을 보다 더 단축시키는 측면에서 바람직하지 못한 문제점을 내포하고 있었다.

뿐만 아니라, 기초프레임과 보강봉 및 철망을 포함하여서 이루어지는 격자구조틀 자체의 하중이 필요 이상으로 무겁게 됨으로서, 시공현장에서 격자구조틀을 조립하는 작업 및 격자구조틀을 시공현장에서 관리하고 취급하는 작업 역시 다수의 인력이 소요되는 까다로운 작업이 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 공사기간의 지연 및 인건비의 부담으로 인한 시공비용의 상승을 보다 효과적으로 억제시키지 못하는 요인이 되었다.

이와 더불어, 시공현장의 여건에 따라 격자구조틀을 현장에서 조립하기 어려운 상황이 발생할 수도 있는 바, 이러한 경우에는 시공현장과 떨어진 곳에서 격자구조틀을 조립한 다음, 이를 차량에 적재시켜 시공현장으로 운반하여야 하는 데, 격자구조틀 자체의 하중이 무겁게 되므로 격자구조틀의 적재와 운반 및 하역에 소요되는 물류비용 또한 다소 크게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 보다 더 경제적이고 합리적인 경사면 보강시공이 가능한 구조물을 제안하기에 이르렀다.

본 발명은 상기와 같은 선출원의 문제점을 보완하기 위하여 안출된 것으로서, 경사면의 표면 보강을 위하여 사각틀 형상으로 형성되는 전방측 벽체프레임 및 성토다짐시 매입되는 후방측 지지프레임을 앵글형 프레임을 사용하여 조립시키도록 하는 한편, 전방측 벽체프레임을 이루는 사각틀에는 그물망 형태의 식생시트를 조립시켜 옹벽식 구조물을 설치할 수 있도록 함으로서, 경사면의 여건에 맞는 최적의 옹벽구조물을 보다 더 신속하고 간편하게 설치할 수 있도록 하면서도, 옹벽구조물의 전체적인 하중은 최대한으로 경량화시킬 수 있도록 하며, 이로 인하여 옹벽구조물의 신속한 제조와 운반 및 현장에서의 손쉬운 시공이 가능토록 함으로서, 경사면의 보강시공에 소요되는 공사기간과 시공비용을 최대한으로 단축 및 절감시킬 수 있는 사면보강용 식생옹벽을 제공하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 경사면의 높이 방향을 따라 하단지지대와 중간지지대와 상단지지대가 소정의 경사각도를 이루면서 적층식으로 연결 설치되어 옹벽구조물용 보강지지대를 이루게 되며, 상기 각각의 지지대는, 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 경사프레임과, 상기 경사프레임의 상,하단부를 연결하는 수평 방향의 가로프레임으로 사각틀 형상의 전방측 벽체프레임이 제공되고, 상기 하단측 가로프레임의 후방측에 연결 설치되는 바닥프레임과, 상기 바닥프레임의 후단부를 연결하는 후방프레임과, 상기 경사프레임의 상단측을 후방프레임과 연결하는 연결프레임으로 후방측 지지프레임이 제공되며, 상기 경사프레임과 가로프레임에 의하여 제공되는 사각틀에는 식생토의 취부를 위한 그물망 형상의 식생시트가 조립 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보강지지대를 이루는 각각의 프레임은 금속 또는 플라스틱 재질의 앵글형 프레임이 되고, 상기 경사프레임은 한 쌍의 앵글형 프레임을 서로 맞대어 "T"자형으로 조립시킨 이중프레임으로 형성되거나, 또는 "T"자형 프레임 자체가 되며, 상기 하단지지대용 경사프레임의 상단측과, 상기 중간지지대용 경사프레임의 상,하단측과, 상기 상단지지대용 경사프레임의 하단측에는, 각각의 지지대를 높이 방향으로 연결시키기 위한 앵글형 조립단부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 보강지지대를 이루는 각각의 프레임과 식생시트는, 폴리프로필렌(PP) 70 ~ 90wt%와 장섬유 복합제 10 ~ 30wt%와의 복합수지로 사출 성형된 것임을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 시공현장에서 경사면의 여건에 맞는 최적의 옹벽식 구조물을 프레임간의 조립방식으로 신속하고 간편하게 설치할 수 있으며, 이로 인하여 경사면의 보강시공에 따른 작업능률을 크게 향상시켜 공사기간의 단축과 시공비용의 절감 측면에 기여할 수 있음은 물론이고, 경사면의 토질이나 상태에 맞추어 프레임이나 식생시트의 소재를 금속 또는 플라스틱과 같은 다양한 소재에서 선택하여 사용할 수 있으므로, 재료비의 절감 또한 가능하게 되는 선출원의 작용효과를 모두 가지게 된다.

이와 더불어, 앵글형 프레임을 사용하여 보강지지대를 조립하는 한편, 보강지지대의 전방측 벽체프레임에 제공되는 사각틀에 식생시트를 조립하는 매우 간단한 작업만으로도 경사면의 보강시공에 필요한 식생옹벽을 설치할 수 있음은 물론이고, 보강지지대와 식생시트를 포함하여서 이루어지는 식생옹벽의 하중 또한 선출원과 비교하여 최대한으로 경량화시킬 수 있으며, 이로 인하여 경사면의 보강시공을 보다 손쉽고 용이하게 수행토록 함으로서 공사기간과 시공비용을 선출원과 비교하여 한층 더 단축 및 절감시키는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 식생옹벽의 경량화에 의하여 시공현장에서 식생옹벽을 조립하는 작업 및 식생옹벽을 시공현장에서 관리하고 취급하는 작업 역시 적은 인력으로 매우 손쉽게 수행토록 하는 효과가 있고, 시공현장과 떨어진 곳에서 식생옹벽을 조립한 다음, 이를 차량에 적재시켜 시공현장으로 운반시켜야 하는 경우에도, 식생옹벽의 적재와 운반 및 하역에 소요되는 물류비용을 최소화시키는 효과가 있으며, 이로 인하여 보다 더 경제적이고 합리적인 경사면 보강시공이 가능하게 되는 등의 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 사면보강용 식생옹벽의 사시도.
도 2는 본 발명에 사용되는 하단지지대의 사시도.
도 3은 도 2의 배면사시도.
도 4는 본 발명에 사용되는 중간지지대의 사시도.
도 5는 본 발명에 사용되는 상단지지대의 사시도.
도 6은 본 발명에 사용되는 지지대의 조립예를 나타내는 부분발췌 사시도.
도 7의 (가) 및 (나)는 본 발명에 사용되는 식생시트의 예시도.
도 8은 본 발명의 식생옹벽이 경사면에 시공된 상태를 나타내는 설명도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 사면보강용 식생옹벽(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 경사면의 높이 방향을 따라 하단지지대(1)와 중간지지대(2)와 상단지지대(3)가 소정의 경사각도를 이루면서 적층식으로 연결 설치되는 보강지지대(4)를 기초로 하여 제공되는 것이며, 상기 보강지지대(4) 중에서 경사면의 표면을 따라 배치되는 전방측 벽체프레임에 그물망 형태의 식생시트(5)가 조립 설치된다.

도면상 하단지지대(1)와 중간지지대(2)와 상단지지대(3)가 경사면의 높이 방향을 따라 각각 1개씩 설치된 것으로 도시되어 있으나, 경사면에 높이에 맞추어 하단지지대(1)와 상단지지대(3)의 사이에 다수 개의 중간지지대(2)가 설치될 수 있음은 물론이고, 경사면의 높이가 그다지 높지 않을 경우에는 2개의 지지대, 예를 들어 하단지지대(1)와 상단지지대(3) 또는 하단지지대(1)와 중간지지대(2)만으로 식생옹벽(10)용 보강지지대(4)가 구성될 수 있다.

상기와 같이 식생옹벽(10)용 보강지지대(4)를 하단지지대(1)와 중간지지대(2) 및 상단지지대(3)로 분리시켜 설치하는 이유는, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 경사면의 높이 방향을 따라 연결시키는 과정에서, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 하나의 층으로 하여, 해당 층에 보강섬유를 깔고 이에 토사의 성토 및 다짐작업을 수행함에 따라, 보강지지대(4)를 기초로 하여 경사면의 높이 방향으로 시공되는 본 발명의 식생옹벽(10)이 보다 더 안정적인 구조물이 되도록 하기 위함이다.

상기 보강지지대(4)를 구성하는 하단지지대(1)와 중간지지대(2) 및 상단지지대(3)는 도 2 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 경사프레임(7)과, 상기 경사프레임(7)의 상,하단부를 수평 방향으로 연결하는 한 쌍의 가로프레임(6)에 의하여 사각틀 형상을 가지는 전방측 벽체프레임을 제공하게 된다.

이와 더불어, 상기 가로프레임(6) 중에서 하단측에 위치하는 가로프레임(6)의 후방측에는 일정한 간격을 두고 바닥프레임(8)이 연결 설치되고, 상기 바닥프레임(8)의 후단부가 수평 방향의 후방프레임(11)에 의하여 연결 설치되는 한편, 상기 경사프레임(7)의 상단측이 연결프레임(9)에 의하여 후방프레임(11)과 연결 설치됨으로서, 토사의 성토다짐시 토사층에 매입(埋入)되는 "＞" 형상의 후방측 지지프레임을 제공하게 된다.

도면상 각각의 지지대(1)(2)(3)는 4개의 경사프레임(7) 및 이를 연결하는 한 쌍의 가로프레임(6)에 의하여 식생시트(5)의 조립을 위한 총 3개의 사각틀이 전방측 벽체프레임으로 제공되는 한편, 상기 바닥프레임(8)은 가로프레임(6)의 후방측에 3개가 연결 설치되고, 상기 연결프레임(9)은 해당 지지대(1)(2)(3)의 양측단에 각각 1개씩 설치된 것으로 도시되어 있다.

그러나, 경사프레임(7)과 가로프레임(6)에 의하여 제공되는 사각틀의 개수는 4개 이상이 될 수도 있고, 상기 바닥프레임(8)과 연결프레임(9)의 경우에도 경사프레임(7)의 개수와 동일한 개수로 하여 설치될 수 있는 바, 프레임의 개수를 증가시킬수록 보강지지대(4)의 구조적 강도는 향상되지만, 보강지지대(4)를 포함하는 식생옹벽(10)의 전체적인 하중이 증대되는 단점이 있다.

따라서, 보강지지대(4)의 구조적 강도 측면과 보강지지대(4)를 포함하는 식생옹벽(10)의 경량화 측면을 동시에 고려하여, 도 2 내지 도 5에 도시된 프레임 구조를 최적 실시예로 제시한 것이며, 도 3에 도시된 것은 하단지지대(1)의 배면사시도이지만, 중간지지대(2)와 상단지지대(3) 또한 도 3에 도시된 것과 같은 배면측 프레임 구조를 가지게 된다.

상기 식생시트(5)는 경사프레임(7)과 가로프레임(6)에 의하여 보강지지대(4)의 전방측에 제공되는 사각틀마다 조립 설치됨으로서, 토사의 성토다짐시 또는 식생옹벽(10)의 시공 이후에 토사의 유출을 방지하고, 보강지지대(4)와 함께 경사면의 토압을 지지하는 한편, 식생옹벽(10)의 시공 이후에 경사프레임(7)과 가로프레임(6) 및 식생시트(5)가 제공하는 전방측 벽체를 따라 식생토의 용이한 취부작업이 가능토록 하게 된다.

상기와 같이 보강지지대(4)와 식생시트(5)가 경사면의 토압을 지지하게 되므로, 경사프레임(7)과 가로프레임(6)이 제공하는 사각틀의 면적이 적을수록, 다시 말해서 동일면적당 보강지지대(4)의 전방측에 제공되는 사각틀 및 이에 조립되는 식생시트(5)의 개수가 많을수록 유리하지만, 이는 식생옹벽(10)의 전체적인 하중을 증대시킴은 물론, 보강지지대(4)의 설치작업 및 식생시트(5)의 조립작업을 지연시켜 공사기간이 길어지는 요인을 제공하기도 한다.

따라서, 보강지지대(4)와 식생시트(5)가 경사면의 토압을 안정적으로 지지토록 하면서도, 식생옹벽(10)의 경량화 및 공사기간의 단축을 이루어낼 수 있도록, 경사프레임(7)과 가로프레임(6)이 제공하는 사각틀의 치수는 가로 2.0m ~ 2.5m, 세로 0.5m ~ 1.0m의 범위내로 하는 것이 가장 바람직하다고 볼 수 있다.

또한, 경사면의 폭이 길게 될 경우에는, 경사면의 폭에 맞추어 그 길이가 길게 되는 하나의 지지대(1)(2)(3)를 조립한 다음 이를 적층식으로 시공할 수도 있지만, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 다수 개로 분할시킨 상태에서, 이를 경사면의 폭 방향을 따라 배치시킨 다음, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 폭 방향으로 연결시키는 방식으로 보강지지대(4)를 시공하는 것이 현장에서의 적용성과 운반 및 취급 측면에 있어 보다 더 바람직하다.

도 7에서는 본 발명에 사용될 수 있는 식생시트(5)의 종류를 나타내었는 바, 도 7의 (가)에 도시된 바와 같이 그물망 형상으로 제조되는 식생망(5a) 자체를 경사프레임(7) 및 가로프레임(6)과 연결시켜 사용할 수도 있고, 도 7의 (나)에 도시된 바와 같이 상기 식생망(5a)의 외주연부를 따라 보강테두리(5b)가 형성된 것을 경사프레임(7) 및 가로프레임(6)과 조립시켜 사용할 수도 있으며, 이를 위하여 상기 보강테두리(5b)에는 체결공(5c)이 형성되어 있다.

상기와 같은 식생시트(5) 중에서 식생옹벽(10)의 시설강도 및 토압의 지지력을 충분하게 확보할 수 있도록 도 7의 (나)에 도시된 형태의 식생시트(5)를 사용하는 것이 바람직하며, 도면상 경사프레임(7) 및 가로프레임(6)이 제공하는 사각틀의 내측에 식생시트(5)가 조립되어 있는 바, 이는 식생옹벽(10)에 대한 식생토의 취부력을 충분하게 확보토록 하기 위함이다.

다시 말해서, 선출원의 경우와 같이 보강봉의 전방에 철망을 설치하게 되면, 식생토의 취부시 철망의 표면을 따라 식생토가 흘러내릴 수 있으나, 본 발명에서와 같이 식생시트(5)를 프레임(6)(7)의 내측에 설치하게 되면, 각 프레임(6)(7)의 두께만큼 식생시트(5)의 외주면을 따라 지지용 단턱이 제공되므로, 식생시트(5)에 취부된 식생토가 흘러내리지 않고 각각의 프레임(6)(7)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있는 것이다.

보다 더 바람직하게는, 도 7의 (나)에 도시된 식생시트(5)에 있어 보강테두리(5b) 부분이 식생망(5a)의 표면보다 돌출되도록 함으로서, 각각의 프레임(6)(7)과 보강테두리(5b)가 식생토의 취부를 위한 보다 효과적인 외곽틀을 제공토록 하는 것이며, 식생망(5a)의 망목(網目: 그물눈) 크기는 토사의 유출을 방지하고 식생토의 취부를 용이하게 수행할 수 있도록, 3cm ~ 5cm 범위내가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 식생망(5a)의 재질과 두께는 보강시공을 행하는 경사면의 토질이나 토압에 맞추어 적절하게 선택하는 것이 바람직하지만, 그 직경이 3mm ~ 10mm 정도가 되도록 하는 한편, 폴리프로필렌(PP)과 장섬유 복합제와의 복합수지(LFT: Long Fiber Reinforced Thermoplastic)를 사용하여 사출 성형된 그물망 형태의 제품을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 보강지지대(4)를 이루는 각각의 프레임(6)(7)(8)(9)(11)에 있어서도, 주철이나 주강과 같은 금속 재질의 프레임을 사용할 수도 있지만, 고강도 및 경량화를 동시에 달성할 수 있도록, 위에서 설명되어진 바와 같은 폴리프로필렌(PP)과 장섬유 복합제와의 복합수지를 사용하여 프레임 형태로 사출 성형된 제품이 가장 바람직하다.

상기와 같이 폴리프로필렌(PP)과 장섬유 복합제와의 복합수지를 사용하여 각각의 프레임(6)(7)(8)(9)(11)과 식생시트(5)를 사출 성형시키게 되면, 해당 부품이 900kgf/cm² 이상의 인장강도를 가지는 고강도 제품(폴리프로필렌 단독 제품의 경우 그 인장강도가 200kgf/cm²에 불과함)이 될 뿐만 아니라, 가벼운 소재임에도 불구하고 기계적 성질과 치수안정성 및 내구성 또한 매우 우수하게 되므로, 본 발명에 따른 식생옹벽(10)을 구축하는 측면에서 최적의 소재를 제공할 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 식생옹벽(10)에 필요한 구조적인 요건을 충족시킬 수 있는 LFT 복합수지의 최적 함량비율은, 폴리프로필렌(PP) 70 ~ 90wt%와 장섬유 복합제 10 ~ 30wt%가 되며, 이러한 복합수지 제품의 대표적인 예로서는 삼박엘에프티 주식회사(SAMBARK LFT CO., LTD.)에서 제품명 SUPRAN으로 시판되는 것을 들 수 있다.

상기 LFT 복합수지에 있어, 장섬유 복합제의 첨가비율이 10% 미만이 되면, 각각의 프레임(6)(7)(8)(9)(11)과 식생시트(5)에 요구되는 구조적 강도가 저하될 우려가 있으며, 장섬유 복합제의 첨가비율이 30%를 초과하게 되면, 각각의 프레임(6)(7)(8)(9)(11)과 식생시트(5)를 사출금형에서 제조할 경우 제품의 성형성이 저하될 우려가 있으며, 장섬유 복합제는 통상 수지의 강화용으로 사용되는 장섬유(長纖維: 그 길이가 1m 이상인 섬유로서 유리섬유를 포함한다)에 해당한다.

한편, 상기 보강지지대(4)를 이루는 각각의 프레임(6)(7)(8)(9)(11)은 앵글형 프레임이 되도록 하는 것이 가장 바람직한데, 그 이유는 도 3과 도 6에 도시된 바와 같이 별도의 조립구조를 프레임에 형성시키지 않더라도 식생옹벽(10)의 시공에 필요한 보강지지대(4)를 볼트와 너트만으로 손쉽고 용이하게 조립시킬 수 있기 때문이다.

다시 말해서, 선출원에 사용된 막대형 프레임의 경우에는 프레임간의 연결을 위한 커넥터가 프레임의 단부측마다 제공되어야 하지만, 앵글형 프레임의 경우는 커넥터와 같은 별도의 조립구조를 제공하지 않더라도 프레임의 단부측을 서로 맞대어 용이하게 짜맞출 수 있으므로, 식생옹벽(10)에 필요한 프레임 구조물을 요구하는 형상으로 손쉽게 구축할 수 있다는 것이다.

또한, 앵글형 프레임의 경우는 막대형 프레임에 비하여 그 무게는 적게 나가지만 구조적인 강도는 훨씬 우수하게 되므로, 선출원과 대등한 수준의 구조적 강도를 가지면서도 선출원과 비교하여 한층 더 경량화 된 보강구조물의 구축이 가능한 잇점 또한 제공하게 된다.

상기와 같이 앵글형 프레임을 사용하여 보강지지대(4)를 설치할 경우, 도 1에 도시된 바와 같이 하단지지대(1)와 중간지지대(2) 및 상단지지대(3)가 적층식으로 연결되는 부위에 2개의 가로프레임(6)이 서로 밀착되어 이중프레임을 형성하게 되는 바, 이러한 원리에 입각하여 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 경사프레임(7) 또한 앵글형 프레임인 제 1프레임(7a)과 제 2프레임(7b)을 서로 맞대어 "T"자 형으로 조립시킨 이중프레임이 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 경사프레임(7)을 이중프레임으로 형성시키게 되면, 각각의 지지대(1)(2)(3)가 적층식으로 연결되는 부분에 해당하는 가로프레임(6) 및 경사프레임(7)이 모두 이중프레임 구조를 가지게 됨으로서, 보강지지대(4)의 전방 벽체에 걸쳐 균일한 프레임 배치가 가능함은 물론, 대부분의 토압을 지지하는 전방 벽체의 강도를 향상시킬 수 있으며, 식생시트(5)와 경사프레임(7)간의 조립면적을 폭넓게 확보하여 식생시트(5)의 조립작업 또한 손쉽고 견고하게 수행할 수 있게 된다.

다른 한편으로는, 상기 경사프레임(7) 자체가 "T"자형의 앵글프레임이 되도록 할 수도 있는 바, 통상적으로 "T"자형의 금속프레임은 기성품으로 제조되지 아니하므로 별도의 주문제작이 필요하기 때문에, 이러한 경우에는 위에서 설명되어진 바와 같이 폴리프로필렌(PP)과 장섬유 복합제와의 복합수지를 사용하여 "T"자 형으로 사출 성형된 고강도 플라스틱 프레임을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 더불어, 도 2 내지 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 상기 하단지지대(1)용 경사프레임(7)의 상단측과, 상기 중간지지대(2)용 경사프레임(7)의 상,하단측과, 상기 상단지지대(3)용 경사프레임(7)의 하단측에, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 높이 방향으로 연결시키기 위한 앵글형 조립단부(7c)가 돌출되도록 하면, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 높이 방향으로 연결시켜 보강지지대(4)를 구축하는 작업 또한 해당 조립단부(7c)를 기초로 하여 손쉽고 견고하게 수행할 수 있게 된다.

상기 조립단부(7c)는 경사프레임(7)을 이루는 제 1프레임(7a)과 제 2프레임(7b)의 단부측이 해당 지지대(1)(2)(3)의 상부 및/또는 하부 방향으로 돌출되도록 한 것으로서, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 높이 방향으로 적층시킬 경우, 각각의 돌출단부(7c)가 좌,우측으로 인접하여 맞대어질 수 있도록, 도면상 제 1프레임(7a)은 그 하단측이, 제 2프레임(7b)은 그 상단측이 각각 돌출되어 조립단부(7c)를 제공토록 이루어져 있다.

필요에 따라서는, 하단지지대(1)의 하측부와 상단지지대(3)의 상측부에도 조립단부(7c)를 돌출시킴으로서, 본 발명의 식생옹벽(10)을 이용한 경사면의 보강시공시에 하단지지대(1)의 하부측 조립단부(7c)가 기초지반에 박히도록 하거나, 상단지지대(3)의 상부측 조립단부(7c)를 마감재(보강섬유 등)와의 연결작업에 사용토록 할 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 사면보강용 식생옹벽(10)을 사용하여 경사면의 보강시공을 행하는 과정을 도 8을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 식생옹벽(10)을 시공할 지역을 현장 답사하여, 우천으로 지반이 약해진 장소와 같이 문제점이 노출되는 경사면이나, 도로나 철도 등을 새로이 조성할 경사면에 대한 지반과 토질조사를 완료하고, 이와 같이 조사된 자료를 바탕으로 식생옹벽(10)에 필요한 경사면 구배와, 식생옹벽(10)을 구성하는 각종 기자재의 적절한 재질 및 규격을 결정함으로서, 식생옹벽(10)의 시공을 위한 설계를 완료하게 된다.

상기와 같이 식생옹벽(10)의 시공을 위한 설계가 완료되면, 굴착기 등을 사용하여 경사면을 일정한 범위만큼 절취해 낸 다음, 절취된 토사는 재성토를 위하여 작업장의 일측에 쌓아놓고, 절취된 경사면의 바닥층은 진동롤러나 각종 다짐기계를 사용하여 평평하게 고르고 다짐으로서, 본 발명의 식생옹벽(10)을 설치할 기초지반을 형성시키게 된다.

상기와 같이 기초지반을 형성시킨 다음에는 도 8에 도시된 바와 같이, 기초지반의 상면에 장섬유 또는 지오그리드(Gio-grid)와 같은 보강섬유(20)를 덮어 씌우게 되는 데, 상기 보강섬유(20)는 본 발명에 의한 식생옹벽(10)과 함께 경사면의 지지력을 보강함과 동시에, 경사면의 내부로 침투되는 빗물이나 지하수를 흡수하여 경사면의 외부로 배출시킴으로서 경사면의 내부에 세골이 발생하는 것을 방지하고, 식생옹벽(10)의 전방 벽체에 취부되는 식생토에 함유된 초,목본식물 씨앗의 발아 및 생장에 필요한 수분을 공급하는 역할을 수행하게 된다.

상기와 같이 기초지반의 상면에 보강섬유(20)를 덮어 씌운 다음에는, 본 발명의 식생옹벽(10) 중 하단지지대(1) 부분을 조립하여 보강섬유(20)의 선단측에 설치하는 한편, 하단지지대(1)의 전방 벽체에 식생시트(5)를 조립하게 되며, 이와 같은 상태에서 하단지지대(1)의 후방측으로 토사를 성토 및 다짐하여 하단지지대(1)의 높이에 해당하는 성토다짐층(30)을 형성시키게 된다.

그 다음으로, 하단지지대(1)의 성토다짐층(30)을 또 다른 기초지반으로 하여 보강섬유(20)를 덮어 씌우는 한편, 시공현장에서 기조립하여 놓은 중간지지대(2)를 하단지지대(1)의 상부측에 적층식으로 연결시키고, 중간지지대(2)의 전방 벽체를 따라 식생시트(5)를 조립시키게 되며, 이와 같은 상태에서 중간지지대(2)의 후방측으로 토사를 성토 및 다짐하여 중간지지대(2)의 높이에 해당하는 성토다짐층(30)을 형성시키게 된다.

필요시에는 상기 식생시트(5)의 전방측 또는 후방측에 식생섬유로서의 식물후리스를 철망과 함께 덮어 놓을 수도 있지만, 붕괴의 우려가 매우 높은 위험사면이 아닌 경우에는 철망을 사용하지 않고 식생시트(5)만을 사용하더라도 경사면의 토압을 충분히 지지할 수 있다.

이러한 방식으로 하여, 경사면의 높이 방향을 따라 하단지지대(1)로부터 상단지지대(3)에 이르기까지의 보강지지대(4)를 식생시트(5)와 함께 설치하게 되면, 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 식생옹벽(10)을 이용한 경사면의 보강시공을 수행할 수 있게 되며, 식생옹벽(10)의 시공이 완료된 이후에는 식생옹벽(10)의 전방 벽체를 이루는 식생시트(5)를 향하여 초,목본식물의 씨앗이 함유된 식생토를 살포하여 취부시키게 된다.

필요에 따라서는, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 보강섬유(20)와 함께 기초지반 또는 성토다짐층(30)에 설치함에 있어, 쇠말뚝이나 앵커와 같은 수단을 이용하여 각각의 지지대(1)(2)(3)가 기초지반이나 성토다짐층(30)상에 보다 더 견고하게 시설되도록 할 수도 있고, 성토다짐층(30)의 하부측에 배수통로의 제공을 위한 골재배수층(40)을 추가로 형성시킬 수도 있으며, 이 경우 상기 보강섬유(20)를 성토다짐층(30)과 골재배수층(40) 사이마다 위치시킬 수도 있다.

상기와 같이 본 발명에 의한 식생옹벽(10)은 별도의 용접작업 없이 시공현장에서 조립식으로 신속하고 간편하게 설치할 수 있기 때문에, 경사면의 보강시공에 따른 작업능률을 크게 향상시킬 수 있으며, 이로 인하여 경사면의 보강시공에 따른 공사기간의 단축과 시공비용의 절감을 이루어낼 수 있을 뿐만 아니라, 경사면의 현장여건에 맞는 최적의 보강시공이 가능하게 된다.

또한, 본 발명에 따른 식생옹벽(10)의 보강지지대(4)를 이루는 각각의 프레임을 주강이나 주철 재질로 할 경우, 금형을 이용한 대량 주물생산이 가능하게 되고, 비교적 낮은 보강강도가 요구될 경우에는 각각의 프레임을 플라스틱에 의한 사출성형 방식으로도 제조할 수 있기 때문에, 식생옹벽(10)에 적용될 수 있는 소재의 다양화 및 재료비의 절감 또한 이루어낼 수 있게 되며, 이로 인하여 경사면의 보강시공에 따른 비용절감 측면에 보다 더 기여할 수 있게 된다.

특히, 앵글형 프레임을 사용하여 보강지지대(4)를 조립하는 한편, 보강지지대(4)의 전방측 벽체프레임에 제공되는 사각틀에 식생시트(5)를 조립하는 매우 간단한 작업만으로도 경사면의 보강시공에 필요한 식생옹벽(10)을 설치할 수 있음은 물론이고, 보강지지대(4)와 식생시트(5)를 포함하여서 이루어지는 식생옹벽(10)의 하중 또한 선출원과 비교하여 최대한으로 경량화시킬 수 있으며, 이로 인하여 경사면의 보강시공을 보다 손쉽고 용이하게 수행토록 함으로서 공사기간과 시공비용을 선출원과 비교하여 한층 더 단축 및 절감시킬 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 식생옹벽(10)의 경량화에 의하여 시공현장에서 식생옹벽(10)을 조립하는 작업 및 식생옹벽(10)을 시공현장에서 관리하고 취급하는 작업 역시 적은 인력으로 매우 손쉽게 수행할 수 있고, 시공현장과 떨어진 곳에서 식생옹벽(10)을 조립한 다음, 이를 차량에 적재시켜 시공현장으로 운반시켜야 하는 경우에도, 식생옹벽(10)의 적재와 운반 및 하역에 소요되는 물류비용을 최소화시킬 수 있으며, 이로 인하여 선출원과 비교할 경우 보다 더 경제적이고 합리적인 경사면 보강시공이 가능하게 되는 것이다.

1 : 하단지지대 2 : 중간지지대 3 : 상단지지대
4 : 보강지지대 5 : 식생시트 5a : 식생망
5b : 보강테두리 5c : 체결공 6 : 가로프레임
7 : 경사프레임 7a : 제 1프레임 7b : 제 2프레임
7c : 조립단부 8 : 바닥프레임 9 : 연결프레임
10 : 식생옹벽 11 : 후방프레임 20 : 보강섬유
30 : 성토다짐층 40 : 골재배수층

Claims (3)

1. 경사면의 보강과 녹화에 사용되는 옹벽식 구조물에 있어서,
   경사면의 높이 방향을 따라 하단지지대(1)와 중간지지대(2)와 상단지지대(3)가 소정의 경사각도를 이루면서 적층식으로 연결 설치되어 옹벽구조물용 보강지지대(4)를 이루게 되며,
   상기 각각의 지지대(1)(2)(3)는, 경사면의 폭 방향을 따라 일정한 간격을 두고 배치되는 경사프레임(7)과, 상기 경사프레임(7)의 상,하단부를 연결하는 수평 방향의 가로프레임(6)으로 사각틀 형상의 전방측 벽체프레임이 제공되고, 상기 하단측 가로프레임(6)의 후방측에 연결 설치되는 바닥프레임(8)과, 상기 바닥프레임(8)의 후단부를 연결하는 후방프레임(11)과, 상기 경사프레임(7)의 상단측을 후방프레임(11)과 연결하는 연결프레임(9)으로 후방측 지지프레임이 제공되며,
   상기 경사프레임(7)과 가로프레임(6)에 의하여 제공되는 사각틀에는 식생토의 취부를 위한 그물망 형상의 식생시트(5)가 조립 설치되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 식생옹벽.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보강지지대(4)를 이루는 각각의 프레임은 금속 또는 플라스틱 재질의 앵글형 프레임이 되고, 상기 경사프레임(7)은 한 쌍의 앵글형 프레임을 서로 맞대어 "T"자형으로 조립시킨 이중프레임으로 형성되거나, 또는 "T"자형 프레임 자체가 되며,
   상기 하단지지대(1)용 경사프레임(7)의 상단측과, 상기 중간지지대(2)용 경사프레임(7)의 상,하단측과, 상기 상단지지대(3)용 경사프레임(7)의 하단측에는, 각각의 지지대(1)(2)(3)를 높이 방향으로 연결시키기 위한 앵글형 조립단부(7c)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 사면보강용 식생옹벽.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 보강지지대(4)를 이루는 각각의 프레임과 식생시트(5)는, 폴리프로필렌(PP) 70 ~ 90wt%와 장섬유 복합제 10 ~ 30wt%와의 복합수지로 사출 성형된 것임을 특징으로 하는 사면보강용 식생옹벽.

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