3-1 식생 보강토옹벽 설계적용방안 검토

설 계 처-1631

(2008. 6. 18)

 

Ⅰ

검토 배경

 

o 친환경성 및 미관을 고려하여 적용하고 있는 식생 보강토옹벽에 대하여 적용위치 및 단가가 일관성 없이 적용

o 식생보강토의 설계 적용 및 시방 기준을 검토코자 함

 

 

Ⅱ

공법 개요

 

o 보강토옹벽 전면에 식생매트를 설치하여 표면의 유실을 방지와 단기간내에 자연상태를 재현시키는 자연친화적인 공법

o 구성 : 전면체(철망, 강재격자, 콘크리트 블록 + 식생매트), 식생용 토사, 보강재, 연결재

o 식생매트에 의한 녹화

o 단순한 시공으로 공기단축

o 개요도

 

 

 

Ⅲ

공법 적용현황

 

o 현 황

- 면적 : 9,579㎡

- 위치

o 적용 기준

- 설계자의 판단에 따라 주변 여건이 친환경성 및 미관이 필요한 구간으로 일반 보강토보다 식생보강토 옹벽의 적용이 우수하다고 판단되는 위치에 설치

- 단가적용은 적용구간에 대한 업체별 견적금액 반영

 

 

Ⅳ

문제점

 

o 적용위치, 품질(시방) 및 단가에 대한 기준 없음

o 농경지 인접구간 농자재 소각에 의한 식생매트 화재 손상 우려

 

 

 

 

Ⅴ

적용 기준

 

o 공법현황

 

구 분	전면체	보강재	연결재
종류	․철망패널+식생매트 ․백매트+지오매쉬+ 식생매트 ․강재격자 전면틀+ 식생매트 ․Con`c블록+식생매트+아연도금 철망 ․식생백(bag)	․돌기형 아연도금 보강재 ․와이어 매트 (격자형 철망) ․아연도금 보강재   ․지오그리드   ․지오그리드	․상, 하 연결고리 ․전면체 및 보강재 일체형 ․볼트   ․연결고리   ․결속핀

 

o 설계 흐름도

 

옹벽 설치위치 선정

옹벽 형식(공법) 선정

주변환경, 지반조건, 안정성, 시공성, 경제성 검토

콘크리트 옹벽

식생 보강토 옹벽

보강토 옹벽

․내구성 양호 ․지반 지지력 확보 ․시공성 불량 ․공기 과다 소요

․환경성, 미관우수 ․화재위험구간 제외 ․시공성 양호 ․공기단축 ․식생관리 필요

․현장주변 무늬 및 색체 조화 가능 ․시공성 양호 ․뒤채움 관리 중요

안정해석

․내적안정 : 인발파괴 검토 ․외적안정 : 활동, 전도, 지지력, 전체 안정성

No

Yes

배수시설 설계

 

 

o 적용 위치 검토

- 친환경성 및 미관이 필요하다고 판단되는 지역에 적용

․ 산지, 농경지구간으로서 콘크리트 재료 사용시 주변 환경을 저해하는 경우

※농경지 구간 농자재 소각 등 화재 손상 우려구간 제외

․ IC, 휴게소, 터널관리동, 도심지구간 등 미관이 요구되는 구간

․ 국도, 지방도, 마을 진입도로와 교차되는 교량 하부의 미관이 요구되는 구간

- 노선특성 및 식생조건 등을 고려하여 적용위치 결정

o 시방기준 : 붙임 참조

o 단가 적용 검토

- 식생 보강토옹벽의 단가는 높이별, 현장여건별로 상이하고 공법 특성상 적용 인건비(품)가 달라 명확한 경제성 비교는 곤란

☞ 식생 보강토옹벽에 대하여 공구별로 대상구간에 대하여 품질확보가 가능한 공법에 대하여 견적처리하여 낮은 금액으로 ㎡당 평균단가 적용

o 현장여건에 맞는 식생공법이 적용 가능토록 특정공법은 미 표기

 

 

 

Ⅵ

적용 방안

 

o 현재 설계중인 노선부터 적용

 

붙 임 : 공사 시방서 1부

 

 

 

 

【붙임 1】

식생 보강토 옹벽

1. 일반사항

1.1 적용범위

이 시방은 식생 보강토 옹벽공사의 일반적인 시공에 적용한다.

 

1.3 참조규격

KS F 2312 흙의 다짐 시험 방법

 

1.3 제출물

1.3.1 이 시방서 총칙편 2-4절 1.3에 따라 식생공법에 맞는 시공계획서를 작성한 후 제출해야 한다.

1.3.2 시험 성적서

1.3.3 설치 제품형식에 따른 구조계산서 및 상세도면

1.3.4 식생관련 종자 배합비율표

 

2. 재 료

2.1 제품의 구성

2.1.1 식생 보강토 옹벽은 전면체, 보강재, 연결재로 구성되어 있다.

2.1.2 전면체의 종류는 철망패널, 강재격자 전면틀, 백매트, 지오매쉬, 프리캐스트 콘크리트 블록 등과 식생매트(식생백)로 구성되어 있다.

2.1.3 식생매트는 종자 발아가 용이하도록 일정두께와 공극이 조화롭게 형성되어야 하며 매트의 공극으로 토사유실이 없어야 한다.

2.1.4 보강재의 종류는 돌기형 아연도금 보강재, 와이어매트, 아연도금 보강재, 지오그리드 등이 있다.

2.1.5 보강재는 설계도에 표시된 바와 같은 길이와 허용차로 하여 합당한 규격을 사용해야 한다.

2.1.6 식생용 토사는 식물의 식생기반을 만들어 주는 적합한 토사를 사용하여야 하며 도면에 명기된 포설구간을 확보하여야 한다.

2.1.7 제품은 사용전에 감독자의 승인을 받아야 한다.

2.1.8 식생 보강토 옹벽의 보강토체는 배수가 잘되어야 한다.

 

2.2 흙의 종류와 물성치

2.2.1 식생 보강토 옹벽에 사용되는 흙은 전면체와 보강토체를 지탱하는 기초지반, 이 층 뒤에 설치하는 보강토체에 적용된다.

2.2.2 모든 뒤채움 재료는 유기질 및 유해물이 함유되지 않은 재료로서 설계서에 명시된 기준에 부합하여야 한다.

2.2.3 시공시 사용하는 보강재의 특성에 따라서 내구성이 확보되며 보강재와 뒤채움 재료의 마찰각이 설계시 고려된 값 이상으로 발휘될수 있는 경우 별도의 입도분포 및 다짐두께 기준을 적용할 수 있다.

2.2.4 필터층의 재료

(1) 필터층의 재료

식생보강토 옹벽에 필터층을 사용하는 경우 최대입경이 10～25mm의 쇄석만을 사용해야 한다.

(2) 필터층의 폭

필터층의 폭은 0.30～1.0m로 하고, 10.0kN(1 tonf)의 다짐장비를 사용하여 다진다. 규정된 필터층의 폭 내 또는 이 층 근처에서 다짐롤러로 층 다짐을 할 때, 전면체가 앞으로 밀리므로 주의해서 다진다.

 

2.3 품질관리

2.3.1 품질관리

 

구 분	시험종류	시험기준	시험번호
철 망	아연도금 부착량	610 g/㎡ 이상	개소당 2개소
	기타 시험	제품에 따른 기준에 의거
블 록	압축강도(fck )	24.0MPa(240kgf/cm²) 이상	10,000개당 임의 3개
	흡수율	8% 이내
그리드	최소인장강도에 해당하는 변형율	폴리에스테르 : 13% 이내 고밀도 폴리에스테르:12% 이내	10,000㎡ 마다 3개 시편 제작․시험
	기타시험	제품에 따른 기준에 의거	〃

 

 

2.3.2 식생 생육 판정기준

(1) 종자배합설계는 ‘고속도로 비탈면녹화 세부지침(안)(’05.11)‘에 따른다.

(2) 식생의 생육판정은 아래표와 같다.

 

평 가		피복율(%) 주1)	목본 성립본수	출 현 종 수
				초 본	목 본
초본 위주형	可 주2)	70 ～ 80	1본/㎡ 이상	3종/㎡ 이상	1종/㎡ 이상
	판정보류	50 ～ 70	1㎡당 10본(종) 이상의 발아가 있으면서 생육이 늦은 경우 1～2개월 동안 상태를 지켜보고 재평가.
	不 可	50 이하	생육기반이 유실되어 식물의 성립이 기대되지 않을 경우 재시공.
목본 군락형	可	30 ～ 50	7본/㎡ 이상	2종/㎡ 이상	2～3종/㎡ 이상
		50 ～ 70	4본/㎡ 이상	2종/㎡ 이상	2～3종/㎡ 이상
	판정보류	70 ～ 80	1본/㎡ 이상	익년 봄까지 상태를 봄
		드문드문 발아가 보이지만, 비탈면 전체가 나지로 보일 경우 1～2개월 동안 상태를 지켜본 후 판정. (부적기 시공의 경우)
	不 可	생육기반이 유실되어 식물의 성립이 기대되지 않을 경우 재시공.
		초본 90% 이상	목본이 피압당하고 있을 경우 예초 후 대책 강구.
생물종 다양성 복원형	可	30 ～ 50	7본/㎡ 이상	4종/㎡ 이상	3～4종/㎡ 이상
		50 ～ 70	4본/㎡ 이상	4종/㎡ 이상	3～4종/㎡ 이상
	판정보류	70 ～ 80	1본/㎡ 이상	익년 봄까지 상태를 봄
		드문드문 발아가 보이지만, 비탈면 전체가 나지로 보일 경우 1～2개월 동안 상태를 지켜본 후 판정. (부적기 시공의 경우)
	不 可	생육기반이 유실되어 식물의 성립이 기대되지 않을 경우 재시공.
		초본 80% 이상	목본이 피압 당하고 있을 경우 예초 후 대책 강구

 

주1) 피복율 70～80% : 비탈면에서 10m 떨어져서 비탈면 전체가 푸르게 보이는 것을 말한다.

주2) 可는 모든 항목을 만족하여야 하며, 한개의 항목이라도 미달할 경우 보류로 본다.

(3) 녹화공법 시공시기에 따라 식물의 생육특성이 다르기 때문에 생육판정시기는 아래표와 같다.

 

시공시기	기 간	판 정 시 기	비 고
춘 기	3월 ～ 5월	시공 후 ～ 180일
하 기	6월 ～ 8월	익년 6월 ～ 7월
추 기	9월 ～ 10월	익년 6월 ～ 7월
동 기	11월 ～ 2월	익년 7월 ～ 8월	시공 부적기

 

 

(4) 식생벽면이 수직에 가까우므로 식생발아율을 높이기 위하여 식물종자에 충분히 흡수될 수 있도록 살수하여야 한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.3 보강재 시험종목

(1) 최소인장강도와 이에 해당하는 변형률

(2) 인장변형률 2%와 5%에 해당하는 하중

(3) 항복응력과 이에 해당하는 변형률

(4) 경사와 위사의 인장강도

(5) 경사와 위사의 접점강도

(6) 장기설계강도

(7) 재질

(8) 코팅 원료

(9) 내시공성 평가

 

2.4 장비

보강토체와 기초지반의 다짐장비가 갖추어야 할 최소한 요건은 다음과 같다.

2.4.1 양족식 롤러나 진동식 철륜롤러는 롤러드럼의 길이 방향으로 10mm당 450N(45kgf)이상의 힘을 발휘할 수 있어야 한다.

2.4.2 진동식이 아닌 철륜롤러는 접촉폭 10mm당 450N(45kgf)이상의 힘을 발휘할 수 있어야 한다.

2.4.3 진동식 철륜롤러는 중량이 최소 60.0kN(6tonf) 이상이어야 한다.

2.4.4 압축공기를 넣은 타이어롤러는 롤러의 전폭에 걸쳐 고른 다짐을 할 수 있도록 표면이 평활하고 동일 규격의 타이어를 가져야 하며, 최소 0.56 MPa(5.6kgf/cm2)의 접촉압을 발휘해야 한다.

2.4.5 특수다짐효과를 얻기 위해서는 더 무거운 다짐장비를 사용할 수 있다.

2.4.6 필터층 내의 다짐장비는 10.0kN(1tonf)으로 한다.

 

3. 시 공

3.1 기초지반의 다짐

3.1.1 보강토체나 기초지반의 다짐두께는 1층의 완성두께가 200mm 이하가 되도록 하고, 각 층마다 KS F 2312에서의 표준다짐방법(C,D,E)에 의해 정해지는 최대건조밀도의 95% 이상의 밀도가 되도록 균등하게 다져야 한다. 다짐시 함수비는 특별한 명시가 없는 한 상기 시험법에서 구한 최적함수비의 건조측(dry side) 함수비를 사용해야 한다. 그리고 필터층의 다짐두께는 1층의 완성두께가 200mm 이하로 되도록 한다.

3.1.2 다짐 후 평판재하시험을 시행하여 침하량 0.125cm일 때 지지력 계수 15kgf/㎤를 만족해야 한다.

3.1.3 기초지반을 다진 후 기초지반의 안정성을 검토한다. 필요한 지반강도를 갖지 못하는 지반에서는 양질의 흙으로 치환 및 보강해서 기초지반을 안정화시킨다.

 

3.2 기초 콘크리트

3.2.1 콘크리트 전면체의 기초는 각 판의 기초계획고(footing level)에 따라 무근 콘크리트의 수평 기초를 준비해야 하며 전면체가 설치되기 전에 최소한 12시간 이상 양생 시켜야 한다.

3.2.2 기초의 치수는 보통 깊이 150mm이하 폭 0.40～0.50 m로 하며 지반조건에 따라 적절하게 보완되어야 한다.

3.2.3 지반의 고저에 따라 변화가 있을 때에는 기초도 이에 맞추어 높이를 전면체가 항상 수평하게 설치될 수 있도록 해야 한다.

 

3.3 식생 보강토 옹벽 설치방법

3.3.1 기초지반 정리 작업

(1) 전면체가 콘크리트 블록의 경우 보강토체 기초면에서 푸팅기초의 크기와 이 기초 위에 설치할 두 개의 블록의 합 만큼 굴착한다.

(2) 옹벽면을 너무 과도하게 굴착한 지역은 2.2항을 만족하는 뒤채움 재료로 치환해야 한다.

3.3.2 연결재 설치

연결재는 제품에 따라 상․하연결고리, 볼트, 연결고리, 전면체 및 보강재 일체형 등이 있으며 제조회사의 규격에 따라 설치방법을 제시하고 감독자의 승인을 득해야 한다.

3.3.3 전면체 설치와 뒤채움

(1) 콘크리트 블록 전면체의 경우 블록내의 빈공간, 블록과 블록사이의 빈공간 그리고, 블록 배면쪽의 필터층(0.30～1.0 m까지)에 필터재료(배수용 잔골재)로 채우고, 10.0kN(1 tonf) 다짐장비로 다짐을 한다.

 

 

(2) 기타 격자망 등의 전면체의 경우 제조회사의 규격에 따라 설치방법을 제시하고 감독원의 승인을 득해야 한다.

(3) 식생매트는 필터층과 보강토체의 흙입자 유실을 방지해야 한다.

3.3.4 보강재 설치

(1) 보강재의 인장력을 향상시키기 위하여, 연결밴드로 그리드와 그리드를 서로 연결하여, 하나의 큰 그리드로 만든다. 이때 폴리에스테르(PE) 보강재의 횡적 겹침(Overlap)은 60～100mm 정도이어야 하고, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 횡적 겹침없이 설치한다.

(2) 직선과 만곡되는 보강토체 부분에서는 그리드와 보강토체와의 마찰력을 확보하기 위하여 2개 이상 그리드를 중첩시켜서는 안된다.

 

3.4 뒤채움 시공

3.4.1 다짐 작업시, 전면체 뒷면으로부터 최소 1m 이내에는 중장비 롤러나 포크레인을 사용해서는 안되며, 1m 이내 지역에서는 10.0kN(1tonf)의 다짐장비를 사용해야 한다.

3.4.2 다짐 작업시 다짐밀도를 강화하기 위해 필요하다면 살수 작업도 병행할 수도 있다.

3.4.3 다짐 작업 중에도 옹벽 전면부의 경사가 유지되도록 세심한 다짐작업을 해야하며 매 보강재 설치 작업시마다 옹벽 전면부 블록이탈 방지와 경사각도 유지를 위해 측량 및 레벨 확인을 해야한다.

3.4.4 다짐작업 기준은 각 층의 전면체 작업이 일괄 완료된 시점에서 적용해야 한다.

 

3.5 배수

3.5.1 보강토체의 배수를 원할히 하기 위하여 필터층의 하단에 유공관을 매설해야 한다.

 

3.6 기타 사항

 

3.6.1 기타 식생보강토 옹벽 공법의 특성에 따른 내용은 제조회사별 시방규정을 제시하고 감독자의 승인을 득해야 한다.