KR20210077986A

KR20210077986A - 연약지반 보강용 백부재, 이를 이용한 연약지반 보강구조 및 연약지반 보강공법

Info

Publication number: KR20210077986A
Application number: KR1020190169566A
Authority: KR
Inventors: 이광우; 박재현
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2021-06-28
Also published as: KR102313391B1

Abstract

본 발명에 따르면 연약지반 보강용 백부재에 있어서, 충전재(1)가 수납되는 내부공간(10)이 구비된 포대 하우징(100); 및 상기 내부공간(10)에 상기 충전재(1)가 충전된 상태에서 상기 포대 하우징(100)을 구속하는 구속부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재가 제공된다.
본 발명에 따르면 적은 비용으로 단기간에 연약지반을 보강할 수 있음과 아울러, 보강부재 하부에 국부 압밀이 발생되도록 하여 보강부재의 전단 저항력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

연약지반 보강용 백부재, 이를 이용한 연약지반 보강구조 및 연약지반 보강공법{Bag member for soft ground reinforcement, soft ground reinforcement structure and soft ground reinforcement method using the same}

본 발명은 건설 분야에 속하는 것으로서, 보다 상세하게는 연약지반에 시공되는 구조물의 안전성을 확보하기 위해 연약지반 개량용도로 사용되는 연약지반 보강용 백부재, 이를 이용한 연약지반 보강구조 및 연약지반 보강공법에 관한 것이다.

연약 지반은 압축성이 크고 지지력이 작아 하중의 작용에 대하여 불안정한 상태를 가지고 있어 건축물 등과 같은 구조물을 구축하게 되면 지반 침하, 활동 파괴 등의 현상이 발생될 수 있다.

따라서 건축물을 시공함에 있어서는 지반이 요구되는 소정의 지지력을 확보할 수 있도록 연약 지반을 개량하거나 보강하는 등의 지반 처리 공정이 선행되어야 한다.

이러한 지반 처리는 지반의 토질과 개량의 목적에 따라 다양한 방식에 의해 이루어지는데, 예컨대 바이브로 플로테이션 등의 다짐 장비를 이용한 다짐 공법, 연약 지반을 들어내고 그 곳을 잡석 등으로 채우는 치환 공법, 지중에 몰탈이나 약액 등을 분사시켜 지반을 고결시키는 그라우팅 공법, 드레인 페퍼를 지중에 삽입시켜 지하수의 배출을 통해 토사를 압밀시키는 배수 공법, 지중에 말뚝을 박아서 지내력을 확보하는 매입 말뚝 공법, 팽이 형상의 블록을 지중에 매입시키는 팽이 말뚝 공법 등이 있다.

다만 이러한 종래의 공법들은 높은 비용이 소요될 뿐만 아니라 처리 기간이 장기간이므로 지반 개량공법을 적용하는 것이 곤란한 경우가 많다.

본 발명은 상술된 종래의 연약지반 보강 공법의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 적은 비용으로 단기간에 연약지반을 보강할 수 있는 연약지반 보강용 백부재, 이를 이용한 연약지반 보강구조 및 연약지반 보강공법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 개량된 연약지반에 구조물의 축조 등으로 인한 재하중 재하 시에 발생되는 간극수압을 소산시킬 수 있도록 한 연약지반 보강용 백부재, 이를 이용한 연약지반 보강구조 및 연약지반 보강공법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보강부재 하부에 국부 압밀이 발생되도록 하여 보강부재의 전단 저항력을 증대시킬 수 있도록 한 연약지반 보강용 백부재, 이를 이용한 연약지반 보강구조 및 연약지반 보강공법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 연약지반 보강용 백부재에 있어서, 충전재(1)가 수납되는 내부공간(10)이 구비된 포대 하우징(100); 및 상기 내부공간(10)에 상기 충전재(1)가 충전된 상태에서 상기 포대 하우징(100)을 구속하는 구속부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재가 제공된다.

이 경우 상기 내부공간(10)은 상부가 개방되며, 상기 포대 하우징(100)은 상기 내부공간(10)의 측부 및 하부를 둘러싸는 본체(110); 및 상기 내부공간(10)의 상부를 개폐하는 덮개(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재일 수 있다.

또한, 상기 구속부재(200)는 상기 본체(110) 하부(111)를 구속하는 하부 구속부(210);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재일 수 있다.

또한, 상기 하부 구속부(210)는 상기 하부(111)와 결합된 트러스 밴드(211); 및 상기 트러스 밴드(211)의 교차점과 결합된 리프팅 밴드(212);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재일 수 있다.

또한, 상기 트러스 밴드(211)의 교차점은 상기 하부(111)의 중심부에 형성된 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재일 수 있다.

또한, 상기 구속부재(200)는 상기 본체(110) 상부(112)를 구속하는 상부 구속부(220);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재일 수 있다.

또한, 상기 상부 구속부(220)는 상기 내부공간(10)의 상부가 폐쇄된 상태에서 상기 덮개(120)를 구속하는 상부 밴드(221);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재일 수 있다.

또한, 상기 리프팅 밴드(212)의 상단은 상기 덮개(120)가 상기 내부공간(10)의 상부를 폐쇄한 상태에서 외부로 돌출되며, 상기 리프팅 밴드(212)의 상단이 상기 내부공간(10)으로 인입되지 않도록 상기 리프팅 밴드(212)의 위치를 고정하는 구속링(300);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재일 수 있다.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면 연약지반 보강용 백부재를 이용한 연약지반 보강구조에 있어서, 복수의 상기 포대 하우징(100)을 연결하는 연결부(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강구조가 제공된다.

이 경우 상기 연결부(400)는 상기 포대 하우징(100)의 외면에 형성된 연결링(410); 상기 연결링(410)에 결합되는 클립(420); 및 상기 클립(420)과 결합된 연결밴드(430);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강구조일 수 있다.

또한, 상기 연결부(400)에 의해 복수의 상기 포대 하우징(100) 중 이웃하는 상기 포대 하우징(100)이 연결되는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강구조일 수 있다.

또한, 상기 연결부(400)는 상기 포대 하우징(100)의 외면에 형성된 연결링(410); 및 상기 연결링(410)과 결합된 연결밴드(430);를 포함하되,상기 연결밴드(430)는 복수의 상기 포대 하우징(100)의 상기 연결링(410)를 연결하며, 상기 연결밴드(430)의 양단은 앵커(500)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강구조일 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 연약지반 보강구조를 이용한 연약지반 보강 공법에 있어서, 복수의 상기 연약지반 보강용 백부재를 형성하는 제1 단계(S100); 및 상기 연약지반 보강용 백부재를 연약지반(1)의 상면에 위치시키는 제2 단계(S200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강 공법이 제공된다.

이 경우 상기 제1 단계(S100)는, 상기 포대 하우징(100)을 성형틀(50)에 거치시키는 거치단계(S110); 상기 내부공간(10)에 충전재를 충전시키는 충전단계(S120); 상기 내부공간(10)을 상기 덮개(120)를 이용하여 폐쇄하는 폐쇄단계(S130); 및 상기 리프팅 밴드(212)를 들어올려 상기 트러스 밴드(211)에 의해 상기 교차점이 형성된 상기 하부(111)가 상향 이동되도록 하는 리프팅 단계(S140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강 공법일 수 있다.

또한, 상기 제1 단계(S100)는 상기 리프팅 밴드(212)의 상부를 상기 구속링(300)을 이용하여 구속하는 고정 단계(S150);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강 공법일 수 있다.

본 발명에 따르면 적은 비용으로 단기간에 연약지반을 보강할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 개량된 연약지반에 구조물의 축조 등으로 인한 재하중 재하 시 발생되는 간극수압을 소산시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 보강부재 하부에 국부 압밀이 발생되도록 하여 보강부재의 전단 저항력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포대 하우징의 사시도.
도 2는 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 보강용 백부재의 형성 단계를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 보강구조를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 다른 연약지반 보강구조를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 연약지반 보강구조를 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 보강구조에 사용되는 연결부 상세를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 보강용 백부재의 국부압밀 발생 원리를 나타낸 도면.

본 발명에 따른 연약지반 보강용 백부재, 이를 이용한 연약지반 보강구조 및 연약지반 보강공법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 발명은 포대 하우징(100)의 내부공간(10)에 모래 등의 충전재(1)를 충전시켜 형성된 백부재를 이용하여 연약지반을 보강하는 공법에 관한 것이다.

종래의 연약지반 보강용 부재는 하부가 평편하거나 하부를 향하여 볼록하게 돌출된 형태를 띄고 있어 지반의 전단변형이 발생되는 경우 편심침하가 발생되거나 부재가 융기 관입되는 문제가 발생하였다.

이러한 문제의 해결을 위해 본 발명에 따른 연약지반 보강용 백부재는 하부에 국부압밀이 발생될 수 있도록 하부 중심부가 상부로 리프팅된 하부 중심부 인입구조를 취하고 중심부 주변부가 중심부를 둘러싸는 형상을 위하여 중심부에 위치된 지반에 대한 국부압밀을 발생시킨다(도 10). 이에 따라 백부재 하부에 위치된 지반의 물리적 안전성이 향상되어 상술된 보강부재의 편심침하 등의 문제가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 보강용 백부재는 충전재(1)가 수납되는 내부공간(10)이 구비된 포대 하우징(100) 및 내부공간(10)에 충전재(1)가 충전된 상태에서 포대 하우징(100)을 구속하는 구속부재(200)를 포함한다(도 1).

이 경우 내부공간(10)은 상부가 개방되는 형태로 형성되며, 이를 위해 포대 하우징(100)은 내부공간(10)의 측부 및 하부를 둘러싸는 본체(110) 및 내부공간(10)의 상부를 개폐하는 덮개(120)를 포함할 수 있다(도 1).

덮개(120)는 박스형 포대 하우징(100)을 기준으로 사변에 형성될 수 있다.

구속부재(200)는 본체(110) 하부(111)를 구속하는 하부 구속부(210) 및 본체(110)의 상부(112)를 구속하는 상부 구속부(220)를 포함할 수 있다.

하부 구속부(210)는 상술된 바와 같이 백부재 하부에 국부압밀 구역을 형성하기 위한 하부 중심부 인입구조를 형성하기 위한 것으로서, 하부(111)와 결합된 트러스 밴드(211) 및 트러스 밴드(211)의 교차점과 결합된 리프팅 밴드(212)를 포함한다(도 1).

이 경우 트러스 밴드(211)의 교차점은 하부(111)의 중심부에 형성된 것이 바람직하다.

하부 중심부 인입구조는 내부공간(10)에 충전재(1)를 충전하고 덮개(120)로 내부공간(10)을 폐쇄한 이후 리프팅 밴드(212)를 리프팅하여 형성될 수 있다(도 5).

이에 따라 리프팅 밴드(212)의 상단은 상기 덮개(120)가 내부공간(10)의 상부를 폐쇄한 상태에서 외부로 돌출된 상태일 것이 요구된다.

또한, 본 발명에 따른 연약지반 보강용 백부재는 하부 중심부 인입구조의 유지를 위해 리프팅 밴드(212)의 상단이 내부공간(10)으로 인입되지 않도록 리프팅 밴드(212)의 위치를 고정하는 구속링(300)을 더 포함할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 연약지반 보강용 백부재를 이용하여 형성되는 연약지반 보강구조에 대해 설명한다.

연약지반 보강구조는 복수의 연약지반 보강용 백부재가 설치되어 형성된다.

이 경우 복수의 백부재의 위치가 이탈되거나 유실되는 것을 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 연약지반 보강구조는 복수의 상기 포대 하우징(100)을 연결하는 연결부(400)를 포함할 수 있다(도 6).

연결부(400)는 포대 하우징(100)의 외면에 형성된 연결링(410), 연결링(410)에 결합되는 클립(420) 및 클립(420)과 결합된 연결밴드(430)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 연결링(410)은 구속링(300)일 수 있다(도 6).

복수의 포대 하우징(100)의 연결은 이웃하는 포대 하우징(100)간의 연결이나 소정의 간격만큼 이격된 이웃하지 않는 다른 포대 하우징(100)과의 연결방식의 채용도 가능하다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 연결부(400)에 의한 결합력을 향상시키기 위해 연결밴드(430)는 이웃하는 포대 하우징(100)의 하부를 통해 이웃하지 않는 다른 포대 하우징(100)까지 연장될 수 있다(도 7).

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면 연결링(410)은 포대 하우징(100)의 외면에 형성된 링형상의 부재일 수 있다(도 9).

이 경우 연결밴드(430)의 양단은 앵커(500)에 의해 고정되는 방식을 채용할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 연약지반 보강구조를 이용한 연약지반 보강 공법을 설명한다.

본 발명에 따른 연약지반 보강 공법은 복수의 연약지반 보강용 백부재를 형성하는 제1 단계(S100) 및 연약지반 보강용 백부재를 연약지반(1)의 상면에 위치시키는 제2 단계(S200)를 포함할 수 있다.

이 경우 제1 단계(S100)는, 포대 하우징(100)을 성형틀(50)에 거치시키는 거치단계(S110), 내부공간(10)에 충전재를 충전시키는 충전단계(S120), 내부공간(10)을 덮개(120)를 이용하여 폐쇄하는 폐쇄단계(S130), 리프팅 밴드(212)를 들어올려 트러스 밴드(211)에 의해 교차점이 형성된 하부(111)가 상향 이동되도록 하는 리프팅 단계(S140) 및 리프팅 밴드(212)의 상부를 구속링(300)을 이용하여 구속하는 고정 단계(S150)를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 연약지반 보강용 백부재는 내부에 모래 등의 값싼 재료를 충전재(1)로 활용할 수 있으므로 종래의 연약지반 보강부재와 비교할 때 매우 적은 공사비를 들여 연약지반 보강공사를 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하부에 국부압밀 구조를 형성시킬 수 있어 종래의 보강부재에 비하여 더 높은 수준의 전단 저항력 등의 구조적 안전성을 확보할 수 있다.

더하여, 본 발명에 따른 연약지반 보강용 백부재는 제조가 간편하여 시공 현장에서 바로 제조가 가능하므로 부재의 이동 및 보관의 편의를 확보할 수 있다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1 : 충전재
10 : 내부공간
100 : 포대 하우징
200 : 구속부재
300 : 구속링
400 : 연결부

Claims

연약지반 보강용 백부재에 있어서,
충전재(1)가 수납되는 내부공간(10)이 구비된 포대 하우징(100); 및
상기 내부공간(10)에 상기 충전재(1)가 충전된 상태에서 상기 포대 하우징(100)을 구속하는 구속부재(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재.
제1항에 있어서,
상기 내부공간(10)은 상부가 개방되며,
상기 포대 하우징(100)은
상기 내부공간(10)의 측부 및 하부를 둘러싸는 본체(110); 및
상기 내부공간(10)의 상부를 개폐하는 덮개(120);를
포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재.
제2항에 있어서,
상기 구속부재(200)는
상기 본체(110) 하부(111)를 구속하는 하부 구속부(210);를
포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재.
제3항에 있어서,
상기 하부 구속부(210)는
상기 하부(111)와 결합된 트러스 밴드(211); 및
상기 트러스 밴드(211)의 교차점과 결합된 리프팅 밴드(212);를
포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재.
제4항에 있어서,
상기 트러스 밴드(211)의 교차점은 상기 하부(111)의 중심부에 형성된 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재.
제5항에 있어서,
상기 구속부재(200)는
상기 본체(110) 상부(112)를 구속하는 상부 구속부(220);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재.
제6항에 있어서,
상기 상부 구속부(220)는
상기 내부공간(10)의 상부가 폐쇄된 상태에서 상기 덮개(120)를 구속하는 상부 밴드(221);를
포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재.
제7항에 있어서,
상기 리프팅 밴드(212)의 상단은 상기 덮개(120)가 상기 내부공간(10)의 상부를 폐쇄한 상태에서 외부로 돌출되며,
상기 리프팅 밴드(212)의 상단이 상기 내부공간(10)으로 인입되지 않도록 상기 리프팅 밴드(212)의 위치를 고정하는 구속링(300);을
더 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강용 백부재.
제8항의 연약지반 보강용 백부재를 이용한 연약지반 보강구조에 있어서,
복수의 상기 포대 하우징(100)을 연결하는 연결부(400);를
포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강구조.
제9항에 있어서,
상기 연결부(400)는
상기 포대 하우징(100)의 외면에 형성된 연결링(410);
상기 연결링(410)에 결합되는 클립(420); 및
상기 클립(420)과 결합된 연결밴드(430);를
포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강구조.
제10항에 있어서,
상기 연결부(400)에 의해 복수의 상기 포대 하우징(100) 중 이웃하는 상기 포대 하우징(100)이 연결되는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강구조.
제9항에 있어서,
상기 연결부(400)는
상기 포대 하우징(100)의 외면에 형성된 연결링(410); 및
상기 연결링(410)과 결합된 연결밴드(430);를 포함하되,
상기 연결밴드(430)는 복수의 상기 포대 하우징(100)의 상기 연결링(410)를 연결하며,
상기 연결밴드(430)의 양단은 앵커(500)에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강구조.
제12항의 연약지반 보강구조를 이용한 연약지반 보강 공법에 있어서,
복수의 상기 연약지반 보강용 백부재를 형성하는 제1 단계(S100); 및
상기 연약지반 보강용 백부재를 연약지반(1)의 상면에 위치시키는 제2 단계(S200);를
포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강 공법.
제13에 있어서,
상기 제1 단계(S100)는,
상기 포대 하우징(100)을 성형틀(50)에 거치시키는 거치단계(S110);
상기 내부공간(10)에 충전재를 충전시키는 충전단계(S120);
상기 내부공간(10)을 상기 덮개(120)를 이용하여 폐쇄하는 폐쇄단계(S130); 및
상기 리프팅 밴드(212)를 들어올려 상기 트러스 밴드(211)에 의해 상기 교차점이 형성된 상기 하부(111)가 상향 이동되도록 하는 리프팅 단계(S140);를
포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강 공법.
제14에 있어서,
상기 제1 단계(S100)는
상기 리프팅 밴드(212)의 상부를 상기 구속링(300)을 이용하여 구속하는 고정 단계(S150);를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강 공법.