보강토 옹벽 원리, 구성요소, 안정조건, 시공순서, 시공시 주의사항, 보강토 단가 및 보강토 옹벽 시방서

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보강토옹벽은 시공성이 우수하고, 수직으로 시공이 가능해 부지활용을 극대화 할 수 있는 큰 장점이 있습니다. 또한, 연성으로 인해 부등침하에 대한 대응이 좋고, 옹벽의 높이가 높아질 경우 경제적입니다. 일반적으로 높이 9M이상 시공할 경우 콘크리트 옹벽보다 경제적이라고 보는게 일반적입니다.  이러한 장점으로 인해 최근에 보강토 옹벽을 많이 시공하고 있는 추세로 보강토 옹벽의 시공관리에 대해 알아보겠습니다. 

1. 보강토 옹벽의 원리

보강토옹벽 지지 원리

• 보강토 옹벽은 비점착성 흙인 사질토에 보강재를 삽입하여 마찰력을 증가시킴으로써, 횡방향 변위를 억제하여 구조체의 안정을 확보한 구조물입니다. 

 

2. 보강토 옹벽의 구성요소

1. 보강토 블록

보강토 블록 출처-나라장터 쇼핑몰

• 보강토 블록은 생산원마다 모양과 치수가 다양하다. 대부분 콘크리트 보강재를 사용하고 있으며, 공장 제작한 블록의 품질확인을 명확히 애햐합니다.

    2. 보강재

그리드 출처-나라장터 쇼핑몰

• 그리드의 소재는 100%폴리에스터 저신도 고강력 원사로 하며 재편직된 knit type으로 원사를 보호하기 위해 pvc코팅 처리되어야 하며 시공 후 소성변화가 극히 낮은 제품이어야 합니다. 
• 그리드는 운반중 날카로운 것에 의해 잘리거나 찢겨지지 않도록 유의해야 합니다. 

    3. 보강토

    4. 연결핀

 

3. 보강토옹벽의 안정조건   

1) 내적안정

구     분	검토항목		평상시	지진시
내적안정	인발파괴		1.5	1.1
	보강재파단	금속보강재	1.0	1.0
		지오그리드
		섬유보강재

• 보강토 옹벽의 내적안정은 보강재인 그리드의 수평력에 의한 인발파괴를 중점적으로 검토해야 합니다. 

2) 외적안정

구     분	검토항목	평상시	지진시
외적안정	전도	2.0	1.5
	활동	1.5	1.1
	지지력	2.5	2.0
	전체안정	1.5	1.1

• 보강토 옹벽의 외적안정은 저판부의 활동, 침하로 인한 지지력 저하 및 전도 등을 중점적으로 검토해야 합니다. 

 4. 보강토옹벽 시공순서 

보강토옹벽 시공흐름도

• 보강토 옹벽의 시공은 상기와 같은 공정을 반복하여 시공합니다.

 5. 보강토옹벽 시공시 주의사항

1) 기초설치

• 기초면이 지지력이 저하될 경우 부등침하 등으로 구조물이 붕괴될 우려가 있으므로, 다짐을 철저히 하여야 한다.
• 연약지반에는 기초지반보강용 그리드를 사용하여 보강해야 한다.
• 기초근입 깊이는 0.5m 이상되어야 한다. 
• 원지반이 90%이상 다짐 밀도가 되도록 소형 다짐기를 사용하여 충분히 다진다. 
• 기초 잡석은 블록의 첫째 단이 놓일 중요한 역할을 하므로 수평을 맞춰 시공해야 한다.

  

2) 블록설치

• 블록 내부의 구멍에 속채움 잡석을 충분히 다져 넣고 필요에 따라 블록 뒤쪽에 약 200~300mm폭으로 잡석을 채우고 보강토를 200~300mm 두께로 포설한 다음, 다짐밀도 90%이상 되도록 소형 및 중형장비를 사용, 수평으로 충분히 다진다. 
• 블록압축강도 : 28Mpa 이상. 평균 흡수율이 7% 이내어야 하고, 각각의 흡수율은 10%이내어야 한다. 

 

3) 그리드 설치

• 블록이 거치되고 속채움 잡석이나 뒸채움 잡석과 보강토 구간이 수평으로 잘 다져진 것을 확인한 후 그리드를 포설하는데 상단블록의 전단키에 의해 당겨지는 것을 감안하여 블록의 전면부 쪽으로 여유폭(4~5cm 정도)을 두고 설치한다. 
• 그리드가 잘 포설되었으면 그 위에 200~300mm가 되도록 보강토를 포설한 후 다짐을 시작한다. 타이어가 장착된 토양 운반 장비나, 다짐 장비는 시속 20km/h 이상의 속도나 급제동, 급회전을 하는 일이 없어야 한다. 
• 곡선부의 그리드 포설은 곡율반경에 따라 그리드의 전면부를 옹벽의 선형과 여우 폭 40~50mm를 고려하여 잘라낸 후 상단블록을 설치한다. 

 

4) 다짐

• 보강토 다짐은 한 층의 다짐이 200mm이상을 넘어서는 안되며 200mm 미만이 되도록 포설 후 다져야 한다. 
• 블록 뒷면에 약500mm정도는 다짐 시 블록의 밀림을 방지하기 위해 주의해서 다져야 하며 다짐장비는 램머나 소형 로울러 등 1ton 미만의 장비로 다진다. 
• 블록 뒷면 속채움 잡석구간은 소형 로울러로 4회 이상 왕복 다짐을 하여야 하며 그 외 보강토 구간은 4.4ton 이상 중장비를 사용하여야 하며 6회 이상 다져야 한다.
• 다짐 시 살수를 해야 하며 다짐도는 90%이상이 되어야 한다. 
• 우천 시에는 배수가 되도록 항상 약간 경사지게 작업 마무리 한다. 

 5) 마감블록

• 마감블록은 블록 마무리 상부에 설치 할 때 옹벽 벽체와 약 40~50mm 돌출이 되도록 조정하여 시공한다. 

 

6) 코너부 시공관리 방안

  (1) 곡선부 보강재 포설

 

곡선부 보강재 포설

• 볼록한 곡선부분에서는 중첩되는 보강재층 사이에 최소 75mm 이상의 뒷채움 흙을 포설하여 보강재의 마찰력 발현이 용이하도록 시공해야 한다. 

  (2) 직각부 보강재 포설

• 90º에 가깝게 각진 코너 부분은 짝수층 및 홀수층의 주 보강 방향을 교대로 포설해야 한다. 

 

7) 시공 허용오차

1. 평면상 위치변위 : ± 50mm 이내
2. 연직선 시공오차
   • 블록식 보강토 옹벽 : 0.02H 이내
   • 판넬식 보강토 옹벽 : 0.002H 이내

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보강토 시방서

3.1 기초지반의 안정조건

3.1.1 기초잡석은 옹벽의 최하단부에 포설하고 최하단에 옹벽을 설치하므로 기초로 사용되는 잡석은 소정의 지지력을 확보할 수 있는 양질의 토사, 자갈이나 혼합자갈 또는 콘크리트 기초를 사용한다.

3.1.2 자갈 및 혼합자갈을 사용할 시에는 배수가 자유롭고 내구성이 견고한 재질을 선택한다.

3.1.3 안정된 기초지반이 되기 위해서는 다음과 같은 기본조건을 만족시켜야 한다.

1) 상부구조물을 지탱하는 기초지반은 전단파괴에 대해서 안정해야 하므로 평판재하 하중을 충분히 재하하여 요구되는 극한지지력을 얻도록 한다.

2) 보강토 옹벽 기초 면에서의 지반침하보다는 전면 BLOCK 아래의 후팅 기초 면에서 큰 침하를 일으킬 수 있으므로 후팅 기초면을 충분히 다져서 전면 BLOCK을 설치한다.

3) 스폰지 현상이 발생하는 기초지반은 흙을 굴착한 후 큰 호박돌과 혼합골재 등으로 치환하여 진동로울러로 다진 다음 평판재하시험으로 지지력을 확보한다.

4) 보강토체 내의 간극수가 잘 배수되지 않을 경우에는 배수층을 설치한다.

 

3.2 시공 전 검토사항

3.2.1 현장 토질조사는 충분히 이루어 졌는지 여부

3.2.2 설계도가 현장의 조건과 부합되는지 여부

3.2.3 블록 또는 그리드 등의 자재는 요구된 조건을 만족하는지 여부

3.2.4 설계나 구조계산은 전문기술자가 확인하였는지 여부

3.2.5 시공에 필요한 기타 부속자재는 충분하게 반입되었는지 여부

3.2.6 시공에 참여하는 시공기술자들이 본 공법을 충분히 숙지하였는지 여부

3.2.7 시공에 필요한 공구 및 장비는 적합한지 여부

 

3.3 기초지반 정리작업

3.3.1 기초터파기는 설계에 따라 인력이나 장비로 수평을 유지하여 굴착한다.

3.3.2 기초지반을 다진 후 다짐밀도는 90%이상, 평판재하시험(KS F 2310)으로 다짐한다.

3.3.3 소정의 강도를 갖지 못하는 지반은 양질의 흙으로 치환 및 보강하여 안정화시킨다.

3.3.4 옹벽면을 과도하게 굴착한 지역은 양질의 토사나 뒷채움재료로 치환한다

 

3.4 기초잡석 정리작업

3.4.1 기초잡석 층은 최소두께 φ15cm이상 깬 잡석이나 자갈로 포설하고 균일하게 포설한다.

3.4.2 포설된 잡석규격은 φ50mm이하의 재료로 균일하게 수평을 유지하며 다짐을 실시하고 다짐밀도 90%이상 안정성을 검토한다.

3.4.3 기초잡석은 블록 첫단이 놓여질 중요한 역할을 하므로 수평과 함께 충분히 다짐한다.

3.4.4 기초 시공시 잡석이나 자갈로 적합하지 않은 연약지반이나 암반 등 시공이 원활하지 못한 지반은 감독관이나 설계자의 검토를 받아서 기초형식을 변경하여 사용한다.

3.4.5 BLOCK 전면판 수평을 위해서는 모르타르를 10mm정도 깔면서 수평을 유지한다.

3.4.6 기초는 전체옹벽에 불규칙한 변동을 없애기 위해 기초 전체에 걸쳐 동일한 재료를 사용하여 시공한다.

 

3.5 BLOCK 설치와 뒷채움

3.5.1 BLOCK의 첫단은 옹벽 전체의 안정성에 가장 중요한 역할을 하므로 수평과 일렬 정돈이 되도록 꼼꼼하게 기초 토대 위에 설치한다.

3.5.2 첫단 BLOCK과 기초잡석 중간에 틈이나 밀림이 생기지 않도록 완전히 밀착시킨다.

3.5.3 첫단 BLOCK 내의 빈 공간, 블록과 블록사이의 빈 공간 그리고 블록 배면쪽의 필터층(20cm)에 잡석을 채우고 보강토를 20～30cm 두께로 포설한 다음 소형장비를 사용하여 다짐밀도 90% 이상이 되도록 충분히 다진다.

3.5.4 뒷채움재는 반드시 배수성이 좋고 입도분포가 양호한 10～25mm 크기로 한다.

3.5.5 첫 번째 BLOCK 위에 흙입자 및 불순물이 있으면 두 번째 BLOCK의 수평을 맞추기가 어렵게 되므로 BLOCK 위에 흙입자 및 불순물을 깨끗이 청소를 실시한다.

3.5.6 첫 번째 BLOCK의 수평과 선형이 잘 맞는지 상태를 확인하고 하단 BLOCK 홈에 상단 BLOCK의 턱을 밀착이 잘 되게 고정한다.

 

3.6 섬유보강재(GRID) 설치

3.6.1 그리드는 평탄한 곳에서 Roll로 된 것을 설계도면에 명시된 길이만큼 절단하여 BLOCK과 속채움잡석, 뒷채움잡석, 보강토 구간이 수평으로 잘 다져진 것을 확인한 후 그리드 윗블록의 아래에 깔리도록 하고 좌우로 팽팽하게 주름이 생기지 않도록 당긴 후 나무말뚝 등을 이용하여 고정한다.

3.6.2 그리드설치 방향은 외력을 받아 옹벽이 넘어가는 방향으로 경사(Woven)를 설치한다.

3.6.3 블록직선과 만곡되는 부분에는 그리드와 보강토의 마찰력을 확보하기 위하여 2개의 그리드를 포개서는 안 된다.

3.6.4 마찰력을 확보하기 위하여 겹치는 GRID 한 장을 펴서 뒷채움 재료(흙)를 포설한 후 마지막 포개지는 그리드를 포설한 후 고정시킨다.

3.6.5 그리드 포설작업이 끝난 후 그리드 위에 성토다짐 두께는 20cm정도 되도록 다짐한다.

 

3.7 보강토 내의 다짐 작업

3.7.1 블록 끝에서 1m 구간은 설치된 블록이 바깥쪽으로 밀리지 않도록 소형 콤팩터나 1톤 로울러로 자갈과 함께 다짐을 실시한다.

3.7.2 블록 끝에서 1m 구간을 제외한 구간은 진동로울러(대, 중형)로 지지력 및 다짐밀도를 얻도록 다짐을 실시한다.

3.7.3 다짐 장비의 속도는 4km/hr 다짐을 실시하며 다짐구간에서는 급제동 및 급회전을 삼가야 하며 블록 1m 이내에는 접근을 방지한다.

3.7.4 다짐 작업시 함수비 과다로 인하여 스폰지 현상이 발생할 시에는 양질의 토사로 치환을 한 후에 다짐을 실시한다.

3.7.5 다짐 작업 중에도 옹벽전면 경사가 유지되도록 세심한 다짐작업을 해야 하며 그리드 설치 작업 시마다 옹벽 전면부 블록의 이탈방지와 경사각도 유지를 위해 수평을 확인한다.

 

3.8 지반의 다짐

3.8.1 보강토의 다짐두께는 1층의 완성두께가 20cm이하가 되도록 포설하고 다짐을 실시한다.

3.8.2 보강토의 각 층의 다짐밀도는 KS F 2312(흙의 다짐시험방법)에 의거 표준다짐(A-1) 방법에 의해 정해지는 최대건조밀도 90%이상의 밀도가 되도록 균등하게 다진다.

3.8.3 보강토의 각층의 다짐밀도는 감독관의 검측을 실시한 후 다음 층을 시공한다.

3.8.4 보강토의 초기 다짐시험 결과에 따라 다짐회수를 선정하여 적용할 수 있다.

3.8.5 스폰지 현상이 발생하는 지반은 흙을 굴토하여 큰 호박돌과 혼합골재로 치환하여 진동로울러로 다진 다음 평판재하시험으로 지지력을 확보한다.

3.9 지지력 시험 및 다짐밀도 시험

3.9.1 다짐이 종료되면 현장밀도 90%이상으로 지지력을 확인한다.

3.9.2 평판재하(현장밀도) 시험은 각 층을 기준으로 실시하여 지지력을 확보하며 요구되는 지지력 및 다짐도가 불합격 시에는 다짐을 재실시하여 재검측을 받아야 한다.

3.9.3 평판재하(현장밀도) 시험은 각 층을 기준으로 실시하되 감독관과 협의하여 검측을 변경하여 실시할 수 있다.

 

3.10 다짐장비

보강토 기초지반의 다짐장비가 갖추어야 할 최소한 요건은 다음과 같다.

1) 진동식 철륜로울러는 최소한 5톤 이상으로 한다.

2) 특수다짐 효과를 얻기 위해서는 더 무거운 장비를 사용할 수 있다.

3) BLOCK 뒷면의 약 1m 정도는 BLOCK 밀림을 방지하기 위하여 다짐장비는 1톤 미만의 다짐장비로 다짐을 실시한다.

 

3.11 배수처리와 마감작업

3.11.1 3.3)～3.8)의 과정을 반복하여 설계에 명시된 옹벽의 높이가 완료되면 상부 보강토체 30cm 층에는 물이 통과되지 않도록 불투수 토사를 부설하여 물의 투수를 예방한다.

3.11.2 전면부 최상단에 마감블록(CAP BLOCK)을 고정시킨 다음 BLOCK Bond나 시멘트 모르타르 등을 시공하여 마감블록(CAP BLOCK)의 이탈을 방지한다.

3.11.3 마감블록을 마무리 상부에 설치할 때 옹벽 전체와 약 4～5cm가 돌출 되도록 잘 조정하여 시공한다.

3.11.4 마감블록이 마무리되면 표면수 유도를 위해 V형, U형 배수관을 매설하거나 콘크리트를 타설하여 옹벽 양쪽으로 배수처리를 하여 옹벽자체에 누수가 되지 않도록 한다.

3.11.5 옹벽 배면에 배면토가 있어 경사가 심할 때는 잔디나 기타 방법으로 처리하여 배면토 유실을 방지한다.

3.11.6 옹벽 배면에 배면토가 있거나 기타 우수의 양이 옹벽 구체에 영향을 미칠 소지가 있는 곳은 기초잡석과 첫째단 뒤에 배수 유공관을 매설하여 속채움 구간으로 흡수된 물이 잘 배수될 수 있도록 한다.

3.11.7 옹벽 길이가 50m미만인 경우에는 옹벽 좌, 우를 통해 배수처리를 하고 길이가 50m이상인 경우에는 50m 구간마다 배수 유공관을 설치하여 배수처리를 한다.

 

3.12 기타사항

하천변이나 바닷가, 기타 연못, 호수 등에 설치되는 옹벽은 블록 뒷채움재, 보강토체 그리고 원지반이 우수에 유실되지 않도록 적절한 보호시설을 한다.

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