개요

지오셀(Geo Cell)

HDPE를 3차원적인 벌집구조로 가공하여 단위셀 내부에 토사 등으로 충진, 다짐하여 전단강도와 지반의 지지력을 극대화하여 부등침하방지와 지반보강의 효과가 뛰어난 사면안정 공법

자재구성

시공상세도
시공현황
지오셀
부속자재

공법개요

  • HDPE 시트를 초음파로 융착시켜 벌집구조의 형태로 제작하여 셀이 서로 연결되어 전단강도와 강성을 증가시키므로 부등침하를 방지하는 연약지반 보강의 효과가 있으며 사면안정화가 뛰어난 공법
  • 지오셀은 대부분의 토목섬유가 평면적인 보강기능을 주요기능으로 발휘하는 것과는 다른 3차원 입체적인 보강기능을 발휘하도록 고안된 제품
  • 구조적 특징은 벌집형태 구조의 단위 셀로 구성된 일정 두께를 갖는 매트리스 구조
  • 벌집형태 셀 구조에 토립자가 채워지고 채워진 토립자는 셀 벽에 의해 구속되어 변형 및 이동이 억제되어 보강기능을 발휘하는 시스템
[무보강]
하중이 작용하여 융기현상으로 파괴거동

【P=cN c ζ c+qN q ζγ q+0.5 BN r r】

[지오셀 보강]
셀내의 토립자가 변형과 이동이 억제되어 지지력을 확보

【P=2+cN c ζ c+qN q ζγ q+0.5 BN r r】

연약지반 보강에 사용되는 토목섬유의 하나인 지오셀은 3차원 형태로 제작된 토목섬유 단위 셀 (Cell)안에 조립토를 채워 보강하는 시스템으로 종래의 지반보강을 위해 사용되는 지오그리드에 서 한 단계 더 진전된 것으로 삼차원 형태로 제작된 복합재를 이용하여 지반의 강도 및 지지력을 증가시키는 방법이다.

한국 지반환경공학회 논문집
“지오셀 보강층수에 따른 얕은 기초의 지지력에 관한 연구”초록중

표 3.24 지오셀 직경에 따른 지지력 시험 결과
제품종류 채움재 (풍화토) 채움재 (순환골재)
극한지지력(tf/㎡) 허용지지력(tf/㎡) 극한지지력(tf/㎡) 허용지지력(tf/㎡)
무보강 14.480 3.467 14.480 3.467
채움재만 적용 30.591 10.197 64.038 18.253
HG 2024
(직경: 20cm)		 62.407 20.802 87.900 29.266
HG 3024
(직경: 30cm)		 60.163 20.088 122.366 37.322
HG 4024
(직경: 40cm)		 40.789 13.562 101.972 30.082
HG 5024
(직경: 50cm)		 35.996 12.033 86.982 28.960
표 3.25 지오셀 높이에 따른 지지력 시험 결과
제품종류 채움재 (풍화토) 채움재 (순환골재)
극한지지력(tf/㎡) 허용지지력(tf/㎡) 극한지지력(tf/㎡) 허용지지력(tf/㎡)
무보강 14.480 3.467 14.480 3.467
채움재만 적용 30.591 10.197 64.038 18.253
HG 3012
(높이: 12cm)		 45.887 12.848 101.972 33.957
HG 3018
(높이: 18cm)		 55.575 18.559 113.188 36.098
HG 3024
(높이: 24cm)		 60.163 20.088 122.366 37.322

공법특징

구분 내용
개요
  • 지오셀은 1975년 미 공병단과 토목섬유 생산자인 PRESTO사의 공동연구에 의해 군사용 긴급 도로를 만들 목적으로 개발되었으며, 현재는 도로, 사면, 식생, 수변 등의 토목용으로 광범히 하게 적용됨
  • 지오셀 이란 초음파를 이용 HDPE 시트를 3차원 형태의 벌집 구조로 가공하여 사면 위에 넓게 펼친 후 내부를 토사 등으로 충진 다짐한 후 관목류, 초화류, 종자 살포 등의 방법으로 마감하여 사면의 안정과 식생을 동시에 만족시키는 구조물
특징
  • 지오셀이 서로 연결되어 전단 강도와 강성을 증가 시키므로 부등 침하를 방지하는 지반 보강의 효과가 있으며 벌집 구조의 HDPE 시트로 제작되어 사면을 안정적으로 보호
  • 제품 중심부의 선형 홀이 변형하며 셀 내부 채움재와 결합하여 토사와의 마찰력을 극대화
  • 초음파로 융착, 가공하여 접점 부위의 결합력이 우수해 토사 다짐 작업을 충실히 수행
구조원리
  • 셀 중심부의 세로 방향 홈으로 다짐을 유도, 제품과 채움 재와의 마찰력을 강화하며, 상 하부의 원형을 통하여 결합하여 더욱 견고한 구조체로 유도
  • 지오셀은 단위 셀 안에 토사를 채워 다짐 함으로서 공학적 특성을 증대시켜 지반의 지지력 및 전단 강도를 극대화 시킨 3차원적인 복합 구조체
결언

다수의 셀로 형성된 매트리스 보강형태로 적용되어 연약지반상의 지지력 개선, 식생구조물, 사면 보호등에 적용

공법비교

구분 지오셀 개비온 식생호안블록
대표사진
재료

초음파를 이용 HDPE 시트 구조

철망내부애 돌 채움

콘크리트 재질의 호안블록
특징
  • 토목공사용 벌집모양 섬유자재의 셀 내부에 식물재, 토사, 골재등을 포설하는 공법
  • 시공의 간편성으로 인한 공사기간의 단축 등의 장점이 있다
  • 칸막이로 이루어진 철망 안에 돌을채워 사면을 보호하는 공법 (철망+채움재)
  • 대형블록으로 연결고리로 일체화 시키는 공법
장점
  • 벌집구조로 충격/내구성/내침식성이 뛰어남
  • 수중부 및 육상부등 다양한 적용자역에 시공할 수 있음
  • FDA 힉품보장 안정성 승인소재로 제작하여 환경에 안전
  • 계절이나 기후에 따른 시공의 제약이 없고, 거푸집 설치 및 콘크리트 타설, 양생이 불필요하므로 시공성이 양호함
  • 규격화되어 있으며 손상이 발생되면 보수가 어려워 유자관리가 나쁨
  • 대형블럭으로 중량 및 연결고리로 연결으로 사면 안정성이 우수
  • 기계화 시공으로 공기·모든 블록간 홈 연결시공 으로 홍수시 유실 염려가 적으며 유지보수가 용이
단점
  • 시공 및 기술축적 전문 업체 시공
  • 기계 + 인력시공으로 시공이 다소 복잡
  • 주변경관과 이질감으로 미관저하
  • 시공비 과다
  • 토목적 안정성에 비해 환경성이 떨어짐-콘크리트 제품으로 친환경적이지않음
  • 곡선부 구간에는 정밀시공이 요구

시공현황

상세도면