KR100349617B1

KR100349617B1 - 약액주상주입공법

Info

Publication number: KR100349617B1
Application number: KR1020000003043A
Authority: KR
Inventors: 양형칠
Original assignee: 양형칠
Priority date: 2000-01-22
Filing date: 2000-01-22
Publication date: 2002-08-23
Also published as: KR20010073875A

Abstract

본 발명은 연약지반의 개량을 하기 위하여 지반이 지표로부터 일정한 깊이로 성토층이 있고 그 하부에 모래층이, 모래층 하부에 자갈층이 있는 구조로 토양이 형성되어있을 때 그 각각의 지층의 밀도가 다른 상태에서 지반을 개량할 시 그 토질에 알맞은 그라우트 고결강도와 고결시간을 광범위하게 조절하면서 시공을 하게되도록하므로서 연약지반의 개량을 정밀 시공할 수 있도록 한 발명에 대한 것이다.

Description

약액주상주입공법{Just selected chemical grouting method}

본 발명은 연약지반을 개량하는 공법, 특히 그중에서도 약액주상주입공법(소위"CGM 공법 : Chemical Grouting Method)및 장치에 대한 것으로 종래 연약지반 개량이나 차수벽의 조성을 위한 지반 주입공법으로서 보오링 기계등으로 지중을 일정한 깊이로 굴삭하며 굴삭축의 선단에서 시멘트 밀크, 몰탈 또는 급결 또는 완결재등의 약액등을 주입하는 방법 및 관련장치가 사용되어 왔는 바 이러한 종래의 공버법으로 시공할 시에는 하나의 그라우트(약액 등)통로만 있어 화학적성질이 다른 두가지 또는 그 이상의 그라우트들을 주입하는 경우에는 그 약액을 미리 혼합하여 주입하거나 한 종류의 그라우트를 그라우팅하고 다른 종류의 그라우트를 순차적으로 그라우팅하는 작업을 해왔으나 지하에 이동수가 흐르는 지반일 경우 그라우트의 유실을 방지하기 위하여 응고시간을 단축할 필요가 있고 이 경우 미리 두가지 약액을 조정혼합하면 그라우트가 주입통로로 주입도중 그대로 응고될 위험이 있고 역으로 응고시간을 길게하도록 조정혼합하면 응고목적지반이외의 다른 지반으로 그라우트가 다량 스며들어 경제적 손실이 대단히 크는 등의 문제점이 있어 본 발명자는 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 1990년 4월 16일자 특허출원번호 제 90-5277 호로 "약액주상주입공법 및 그 주입장치"라는 명칭으로 특허출원하여 특허번호 제 71845 호로 특허를 득한 바 본 발명의 이해를 돕기위하여 본 발명자의 선발명인 특허번호 제 71845 호의 특허청구범위를 발췌하면

1.보오링기의 굴삭축내에 유체통로를 설치하여 종류를 달리하는 그라우트를 지중에 주입되도록 한 약액주입공법에 있어서, 상기굴삭축 끝부분에 장착하는 약액주입용 첨단 장치로 부터 확경용 블레이드를 착탈가능하게 장착하되 상기 확경블레이드를 장착 및 회전시켜서 지반에 이들 약액을 주입하고저 할 때에는 상기 확경블레이드를 회전시켜서 굴삭토사와 함께 상기 서로 다른 종류의 그라우트를 충분히 교반, 혼합되게 하고 상기 확경블레이드를 상기 첨단 장치로부터 분리하여 사용하지 않을 때에는 서로 다른 경로를 통해 상기 첨단 장치의 혼합실에서 혼합되는 서로 다른 약액의 주입비를 조정하는 약액주입작업으로 방사상저압침투가 가능하도록 하여 지반을 개량하도록 한 것을 특징으로 하는 약액주상주입공법.

2.보오링기의 굴삭축내에 유체통로를 설치하여 종류를 달리하는 그라우트를 지중에 주입하도록 한 약액주입장치에 있어서 상기 굴삭축 선단부에는 서로 다른 약액통로를 마련하고 이 굴삭축 끝부분에는 장착된 약액주입용 첨단장치로부터 확경용 블레이드를 착탈가능하게 설치하며 상기 확경블레이드를 회전시켜 사용시에는 확경블레이드를 조립하여 굴삭토사와 함께 서로 다른 종류의 그라우트를 충분히 교반, 혼합시켜서 지반을 확실히 응고시키도록하고 상기 확경블레이드를 상기 첨단장치로부터 분리하여 사용하지 않을 때에는 서로 다른 경로를 통해 상기 첨단 장치의 혼합실에서 혼합되는 서로 다른 약액의 주입비를 조정하는 작업으로 주입약액의 방사상 저압침투가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 약액주상주입장치.

인바 상기 본 발명 출원인의 선특허공법을 실제 여러 공사 현장에서 적용하여 실시한 바 우수한 효과를 발휘하였다.

그런데 상기와 같은 본 발명 출원인의 선특허공법에서는 서로 다른 2 종류의 그라우트를 2기의 저장탱크에 필요한 배합비율이 되도록 미리 농도 및 약액 종류를 선택하여 준비하고 공사를 진행함에 따라 그라우팅 된 약액의 특성인 양생시간과 고결강도가 비교적 일정한 좁은 범위에서 한정되게 되어 공사할 지중의 위치에 따라 다양한 토양의 상태에 원활하게 대응하기에는 미흡하였다.

도 1 은 본 발명상으로 실시되는 공법의 플랜트 배치도

도 2 는 본 발명상으로 실시되는 공법의 시공순서 개념도

(도면의 주요부분에 대한 부호설명)

1.지표면 2.모래층 3.자갈층

10.10a.주입기 11,11a. B1약액파트 12,12a. B2약액파트

100.주입기 101,102,103,104,106,109. 연결배관

105.유량계 107.압력관리장치 108.믹서

110.주입관 설치기 111.이중관 쉬벨 112.이중관로드

113.펌프

본 발명은 상기와 같은 본 발명 출원인의 선특허공법을 보완개량하여 보다 폭 넓은 대역의 그라우트 양생시간(MIN 1 sec ~ MAX 1H)과 고결강도(MIN 0.5Kg/㎠ ~ MAX 1.0Kg/㎠)를 가지도록 하므로서 다양한 공사 현장 조건에 보다 부합되는 정밀 시공을 할 수 있도록 한 발명으로서 이를 첨부한 도면에 의거하여 상술하면 다음과 같다.

본 발명시스템으로 시공되는 일실시예로서 지표면(1)으로부터 일정한 깊이로 모래층(2)이 존재하고 모래층(2)하부에는 자갈층(3)으로 이루어진 토질 상태에서 각기 토양의 물리적인 상태가 별개인 토질에서 공사의 중단없이 계속적인 작업을 시행할 수 있도록 함에 있어 기본적인 토양의 물리적인 상태조건은 자갈층(3)의 토질상태는 N= 50, K=10²cm/sec 이고 모래층(2)의 토질상태는 N= 10, K=10^-4cm/sec이라 하면 먼저 공사전 토양검사를 실시하여 상기와 같은 모래층(2)과 자갈층(3)등이 교대로 형성된 토질이라는 판정이 되면 공사현장에 첨부한 도면 도 1 에 도시한 각종 약액1(그라우트) 탱크 및 약액 공급등 공사에 필요한 시공프렌트를 공사 현장에 설치하게 되는데 이 각종약액(그라우트)탱크프렌트는 2기의 A약액탱크파트(10)(10a)와 2기의 B1약액탱크파트(11)(11a),그리고 역시 2기의 B2 약액파트(12)(12a)의 각 그라우트 탱크들로 구비되는 바 상기 2기의 A 약액 탱크파트 중의 파트(10)는 물유리 = 80ℓ, 물 = 120ℓ,계 200ℓ의 조성비율로 조성되고 파트(10a)는 물유리 = 100ℓ, 물 = 100ℓ,계 200ℓ의 비율로 조성되며 약액 B1파트의 파트(11)는 시멘트 = 60㎏, 경화제 = 14㎏,물 = 194ℓ,계 200ℓ의 비율로 조성하고 약액 B1파트의 파트(11a)는 경화제 = 14㎏, 물 = 194ℓ, 계 200ℓ의 비율로 약액 B2의 파트(12)는 시멘트 = 60㎏, 경화제 = 24㎏, 물 = 120ℓ 계 200ℓ와 파트(12a)는 경화제 = 20㎏, 물 = 192ℓ, 계 200ℓ의 조성비율로 조성된 각 약액 탱크들을 구비하고 먼저 자갈층(3)으로부터 약액을 주상주입할 시 자갈층(3)은 공극이 비교적 많으므로 급결제로 약액성분이 조성되어 있는 A 약액파트(10)(10a)의 약액을 주입기(100)와 연결배관(101)으로 연결하고 또한 B1약액파트(11)(11a)을 역시 주입기(100)와 연결배관(102)으로 병렬연결하며 이 주입기(100)를 거쳐 각 연결배관(103) 및 (104)를 거쳐 A약액파트의 약액은 연결배관(103)을 통하여 유량계(105)를 경유하여 연결배관(106)을 통하여 압력관리장치(107)를 경유하여 이중관 쉬벨(111)과 연결되게하고 한편 주입기(100)에서 나온 B1약액파트의 약액(11)(11a)은 연결배관(104)을 통하여 믹서(108)를 경유하여 연결배관(109)을 통하여 압력관리장치(107)을 경유한 다음주입관설치기(110)에 설치된 이중관쉬벨(111)과 연결된 이중관롯드(112)와 연결하되 이 이중관롯드(112)가 그라우팅작업을 행할 지중에 주상(柱狀)으로 직립삽입되되 이중관 롯드(112)의 선단에 장착된 첨단장치(일종의 약액토출노즐로서 원발명 출원명세서에 상세히 기술되어 있으므로 여기서는 설명을 생략함)가 지중의 자갈층(3)까지 삽입되어 있는 상태에서 강력한 펌프(113)의 토출압력으로 A약액과 B1약액을 첨단장치에서 혼합하면서 지중으로 토출되게 하되 이 때의 완결주입일 경우 완결주입약은 A약액파트의 약액(10a) + B1 약액파트의 약액(11a)의 혼합으로 응고속도(Gel Time) = 60~ 90초, 고결강도(Homo - Gel강도) = 12㎏/㎠, send - Gel 강도 60 ㎏/㎠ 이며 급결주입일경우 A약액 파트의 약액(10a) + B1약액 파트의 약액(11a)+B2약액(12)으로서 응고속도 = 6~9초, 고결강도(Homo - Gel 강도) = 3㎏/㎠, sand -gel 강도 12㎏/㎠ 이고, 모래층(2) 주입일 경우(침투주입에 의한 차수용) 응고속도 = 60~90 초, 고결강도(Homo -Gel 강도 = 0.1㎏/㎠, sand -gel 강도 4.0㎏/㎠) 이고, 급결주입액은 응고속도 = 6~9 초, 고결강도(Homo - Gel 강도=0.5㎏/㎠,sand -gel 강도=4.0㎏/㎠)로 자갈층(3) 또는 모래층(2)의 물리적인 밀도에 따라 선택적으로 공사 현장에서 손쉽게 플랜트를 사용하므로서 짧은 시간내에 정밀 시공을 할 수 있게 한다.

상기와 같이 연약지반 개량공사시에 공사현장에 토양의 다양한 조건에 따라서 즉각 현장사정에 대응하여 모래층, 또는 자갈층에 따라 지반 개량제를 선택하므로서 가장 합리적이고도 효과를 극대화하면서 정밀 시공이 가능하도록 하는 개량공법이다.

Claims

지표면(1)으로부터 일정한 깊이로 모래층(2)과 자갈층(3)이 존재하는 토양상태에서 지반을 개량하기 위한 약액주상주입공법에 있어서 토양밀도가 각기 다른 모래층(2) 또는 자갈층(3)의 밀도에 대응되게 그라우트재인 약액을 준비하되 2기의 A약액탱크파트(10)(10a)와 2 기의 B1약액탱크파트 (11)(11a)그리고 2기의 B2 약액탱크파트 (12)(12a)의 그라우트 탱크들이 구비되는 바, A약액중의 탱크파트(10)는 물유리=80ℓ, 물 120ℓ로하고 파트(10a)는 물유리 = 100ℓ, 물 = 100ℓ의 비율로 약액을 각각 조성하며, 약액 B1 파트의 파트(11)는 시멘트=60㎏, 경화제=23㎏, 물=120ℓ와 파트(11a)는 경화제 = 14㎏, 물=194ℓ의 비율로 조성하고, 약액 B2의 파트(12)는 시멘트=60㎏, 경화제=24㎏, 물=120ℓ와 파트(12a)는 경화제 = 20㎏, 물=192ℓ의 조성비율로 조성한 약액이 저조된 각 약품 탱크를 구비한 다음, 자갈층(3)의 개량일 경우 A약액파트(10)(10a)의 약액을 주입기(100)와 연결배관(101)로 연결하고 B1 약액파트(11)(11a)를 역시 주입기(100)와 연결배관(102)으로 병렬 연결하며 주입기 (100)을통해 유량계(105)를 거쳐 연결배관(106)을 통하여 압력관리장치(107)를 거치도록 하는 한편 주입기(100)에서 나온 B1약액파트의 약액(11)(11a)은 연결배관(104)를 통하여 믹서(108)를 경유하여 연결배관(109)를 통하여 압력관리 장치(107)를 경유한 다음 주입관 설치기 (110)에 설치된 이중관 쉬벨(111)과 연결된 이중관 롯드(112)와 연결하여서 되는 약액주상주입공법.