KR100554364B1 - 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 방법은 심층의 토양 내에서 서로 이격되어 있는 복수의 구멍(1)을 형성하고, 화학적인 반응의 결과로써 팽창되어, 팽창 전의 물질 체적의 적어도 5배정도로 체적이 증가할 수 있는 물질(3)을 이들 구멍(1)을 통하여 토양 내로 주입함으로써, 토양 내로 주입된 물질(3)의 팽창이 인접하는 토양을 다져주는, 건물에 대한 기초 토양의 지지력을 증대시키는 방법을 제공한다.

기초 토양, 지지력, 팽창성 물질, 주입, 압밀, 다지기, 침하

Description

건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법 {METHOD FOR INCREASING THE BEARING CAPACITY OF FOUNDATION SOILS FOR BUILDINGS}

본 발명은 건물에 대한 기초 토양(foundation soil)의 지지력(bearing capacity)을 증대시키는 방법에 관한 것이다.

모든 건물에서는 기초 토양이 그 건물을 지지하기 위해 충분한 지지력을 가지는 것이 필요하다. 그렇지 않으면, 기초 토양의 최상부 또는 심층에서 침강(settling)이 일어나 그 위에 세워진 건물을 파손시키게 된다.

그러므로 어떠한 건물을 세우기 전에, 필요한 경우, 예를 들어 지질학적 연구(geological research) 및 토질 연구(geotechnical research)와 같은 적합한 토양 연구를 동원하여, 토양의 지지력이 건물에 의해 토양에 부여하는 중량 또는 하중에 따라서 산출된다.

구조물의 안정성을 보장하기 위하여, 기초의 최적 치수와 이들의 강성이 계산되고, 기초의 심도가 또한 결정되어, 토양의 지지력에 관련한 기초의 중량을 적절하게 균형을 맞추어, 양호한 안전 여유를 항상 유지하게 된다. 여기서 실수가 있는 경우에 건축물은 실제로 파손될 수도 있다.

그러나, 매립지(filled in land), 압밀되지 않은 토지(non-consolidated land), 유기질층을 분해시키는 토지(land with decomposing organic layers), 토탄지(peaty land), 습지(swampy land), 수분함량에 상당한 변화가 있는 토지, 공극이 많이 있거나 불균일하고, 매스(mass)가 불충분하게 집합된 홍수지나 세류지(flooded or washed-out land), 및 틈으로 인한 공극(interstitial voids)이 있는 토지 등의 경우에서와 같이 그 토양이 압축성(compressible)이기 때문에 종종 기초 토양의 지지력이 충분하지 않거나 또는 매우 대형인 건물인 경우에는 기초 토양의 실제 지지력보다 더 큰 지지력이 필요하다.

여러가지 종래의 시스템들은 임의의 경우에도 건물의 안정도를 확보한다. 일반적으로, 예를 들면 기초토양 내부로 파일 혹은 마이크로파일(micropiles) 등을 항타(driving)하는 것과 같은 방법으로 이 시스템들은 보다 심층의 적합한 고형 토양층에 건물의 중량을 직접 전달하거나, 넓은 지표면에 걸쳐 하중을 분산시키는 방법이 주류를 이루고 있다. 이 방법은 시공 전후 모두에 사용될 수 있다.

물론, 건물의 시공 후에 파일과 마이크로파일 등을 박는 것은 극히 복잡하고 공사비용이 많이 든다.

예를 들면. 건물의 아래에 팽창성 물질을 주입함으로써, 침하(subsidence)가 생기고 이 침하가 유발한 틈을 충전시켜서 건물의 침하를 복구시키는 미국 특허 제4,567,708호에 개시된 방법 또는 다른 리프팅 방법(lifting method)과 같은 종래의 방법들은 또한 건물의 시공 후에 임의의 침하에 대처하는 것이다.

그러나 다른 리프팅 시스템에서와 상술한 특허에 개시된 방법에서는, 기초 토양이 처리되지 않고 잘해야 토양의 표면층에 작업하는 것이 고작이어서 밑에 있 는 토양이 충분히 고정되지 않으면 상기 건물은 시간이 지남에 따라 추가적인 침하가 일어날 수 있다.

팽창시간을 느리게 또는 매우 느리게 제어하는 팽창성 물질을 사용하여 지면을 압밀(consolidation)하는 하나의 방법이 독일 특허 출원 DE-A-33 32 256호에 공지되어 있다.

본 발명의 주 목적은 지지력을 증가시키기 위하여 기초 토양을 적절하게 처리하여 건물의 안정성을 확보할 수 있는 방법을 제공함으로써 상기 문제들을 해결하는 것이다.

상기 목적의 범위 내에서, 본 발명은 파일, 마이크로파일, 시멘트 주입, 매우 깊은 기초 등과 같이 시멘트, 콘크리트, 지면 내부로 항타되는 금속 구조물들을 사용할 필요가 없는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 목적은 실시하기 간단하고 용이하여 건물의 건축 전뿐만 아니라 건축 후에도 기초 토양의 지지력을 증가시키기 위하여 채택될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

이하에서 명백하게 이해될 상기 목적 및 기타 목적들은 본 발명의 특성에 따라 건물의 기초 토양의 지지력을 증가시키는 방법에 의해 달성될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특성과 장점들은 후술하는 발명의 상세한 설명으로부터 명백하게 이해될 것이고, 이것은 본 발명에 의거하는 방법에 대한 바람직한 실시예 이고 제한적인 실시예는 아니며, 단지 첨부되는 도면에서 제한이 없는 실시예의 방법에 예시된다.

도 1은 토양 내에 형성된 구멍들을 통하여 팽창성 물질을 주입하는 것을 도시하는 도면.

도 2 내지 도 3은 팽창성 물질이 주입되는 경우, 주입에 사용된 튜브가 상방향으로 점진적으로 후퇴하는 경우와, 중간 깊이의 레벨에서 정지하면서 후퇴하는 경우에 각각 팽창성 물질의 팽창 결과를 도시하는 도면.

도 4는 상이한 구멍들 내에 상이한 깊이에서 서로로부터 이격된 지점에 상이한 튜브들을 사용하여 순차적인 주입이 실시되는 경우에, 주입된 물질의 팽창 결과를 도시하는 도면.

도 5는 건물 기초의 침하를 복구하는 것을 계속 모니터링하는 본 발명에 따른 주입작업을 도시하는 개략도.

도 6 내지 도 8은 본 발명에 따라 처리된 토양의 지역에서 실시된 동적 투과도 시험(dynamic penetrometric test)의 비교 도표.

도 9는 본 발명에 따라 처리된 토양 지역의 단면도.

본 발명에 따른 방법은 대체로, 두개의 인접한 구멍(1) 사이가 0.5 m와 3 m 범위에서 변할 수 있는 소정의 거리를 두는 것이 바람직하고, 기존의 건물에 작업해야 하는 경우, 상이한 심도에서 기초를 통과하거나 통과하지 않을 수도 있는 복수의 구멍(1)을 토양에 형성함으로써 이루어진다.

구멍(1)은 요건에 따라서 가변인 칫수를 가질 수 있고, 대체로 수직으로 제공되거나, 또는 수직에 대해서 소정의 각도를 이루어 제공될 수 있다.

구멍의 심도는 또한 아래에서 명백하게 알 수 있는 바와 같이 요건에 따라서 변화할 수 있다.

이후 튜브(2)는 구멍(1) 내로 삽입되거나 항타되고, 성분 간의 화학적인 반응의 결과로써 팽창되며, 팽창 전의 물질체적의 적어도 5배정도로 체적이 증가할 수 있는 물질(3)이 상기 튜브를 통해 토양 내로 주입된다.

"가능한 체적의 증가(potential volume increase)"라는 표현은 대기압 하에서 지장없이 일어난 팽창의 결과로서 물질의 체적 증가에 관한 것이다.

초기 체적의 20-25배의 높은 팽창 계수 또는 30-33배와 같이 보다 높은 팽창계수가 바람직할 수 있다.

팽창성 물질은 팽창성 폴리우레탄 폼(expandable polyurethane foam)의 혼합물에 의해서 편리하게 구성되고, 독립 기포 폴리우레탄 폼(closed-cell polyurethane foam)인 것이 바람직하다. 상기 물질은 예를 들면, 주입 튜브(2)에 연결된 혼합 장치(4)의 내부에서 혼합된 두가지 부분의 폼에 의해서 구성될 수 있다. 제1 성분은 폴리에테르 폴리올(polyether polyol) 및/또는 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 네덜란드의 Resina Chemie사에 의해 제조된 RESINOL AL 643과 같은 촉매제, 및 물을 포함하는 폴리올의 혼합물일 수 있다. 물은 조성에서 중량으로 3.44%일 수 있다. 제2 성분은 상기 회사에 의해서 제조된 URESTYL 10과 같은 이소시안산염 MDI일 수 있다. 상기 두 성분들을 혼합하여 팽창성 폴리우레탄 폼을 생성하고, 팽창의 종료 후에, 그 밀도는 주입 영역에 인접한 토양에 의해서 저지되는 저항에 따라서 변화한다.

상기 혼합물은 자신의 초기 체적의 대략 33 배까지 팽창할 수 있고, 그 반응 시간은 제조자의 기술 사양에서 나타나는 바와 같이, 대략 3-6초이다.

물론 본 발명의 보호 범위를 제한하지 않으면서 유사한 특성을 가지고 있는 다른 팽창성 물체들이 사용될 수 있다.

도 1, 도 2, 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 필요에 따라서, 팽창성 물질은 단일 주입 단계에서 저부(bottom)로부터 시작하여, 주입 튜브는 경화되고 팽창되는 물질의 다른 칼럼들을 얻기 위해 도 2에 도시되는 바와 같이, 선택적으로 중간에 정지하여 또는 특히 도 4에 도시되는 바와 같이, 필요조건 및 토양의 지질학적 특성에 따라 기초 토양 내에 팽창되어 경화된 물질의 영역을 얻기 위해 3차원적으로 일정하게 서로 이격된 지점에서 상이한 고정된 깊이로 순차적인 주입을 선택적으로 실시함으로써 그 주입 튜브가 상방향으로 점차 후퇴되는 동안 미리 토양 내에 형성된 구멍(1)을 통하여 주입될 수 있다. 마지막 으로 상기 주입용 튜브는 토양 내에 남겨 둔다.

일단 물질(3)이 주입되면, 물질은 유동성이 있어서 토양의 공극(voids)과 균열(fractures) 내로 침투하여 큰 힘과 빠른 속도로 팽창시키기 때문에, 모든 공극, 미세공극(microvoid) 및 극미세 공극마저 압축 또는 충진에 의해 제거되며, 토양 내에 함유되어 있는 대부분의 수분을 방출하여 모든 주위의 토양을 꽉채우고 압축하는 힘을 생성하여, 처리된 층을 통하여 견디어야 할 중량과 관련하여 처리된 층 을 통하여 더 이상 압축될 수 없는 토양의 매스가 얻어질 때까지 성근 부분(loose part)(작은 알갱이와 점착력이 없는 부분)을 결집(agglomerating)한다.

서로로부터 특정한 거리를 두어 적절히 산출된 지점에서, 또는 팽창하는 동안에 상승 선들(ascending lines)을 따라 상이한 심도에 주입된 팽창성 물질은 팽창성 물질에 보다 저항이 작아서 조금 더 많이 압축될 수 있는 지점을 향해 자동적으로 유동한다는 것에 유의한다. 이러한 방법으로, 처리되어야 할 대부분의 영역은 보다 강력하게 처리되지 않은 영역이 있는 공간들을 남김없이 자동적으로 처리한다.

주입된 물질의 팽창으로 인한 즉각적인 특성은 또한 상당히 정확하게 팽창 영역의 한계를 정해 주고, 따라서 생성된 효과가 원하는 지점에 매우 양호하게 집중되도록 해준다. 주입된 물질에 의해 주변의 토양에 인가된 강한 압력은 사실상 화학적인 반응에 의해서 발생된 팽창으로 인한 것이고, 수압(hydraulic pressure)에 의한 것은 아니다. 그러나, 팽창성 물질은 선정된 지점에 단지 물질을 유입시키는 목적을 가지는 수압에 의해 주입된다.

팽창과 경화의 관점에서 볼 때, 주입된 물질이 즉각적으로 반응하기 때문에 물질의 반응이 느리다면 대신 도달할 수 있는 먼 영역까지 상기 물질이 이동하는 것을 방해한다. 사실상, 팽창 반응이 보다 느릴수록 물질은 보다 멀리 도달하므로 정밀한 팽창 효과의 범위를 정하는데 지장을 주고, 결과적으로 주입 물질의 소비가 증가하여 손실을 주게 된다.

유리하게도, 본 발명의 조건에서 압밀(consolidation)은 물질의 소비를 낮추 는 효과에 촛점을 맞춘 것이기 때문에, 주입 튜브들은 예를 들면, 10 mm의 내경으로 주입 물질의 유동량을 충분히 제공하도록 사용될 수 있고, 따라서 토양의 내부로 용이하게 삽입할 수 있고, 토양으로부터 후퇴시킬 수 있다. 튜브 직경은 몇 밀리미터만큼 더 작거나 큰 것이 사용될 수 있다. 여하간에 물질 유동량을 높게 얻기 위하여, 대략 2 센티미터 또는 그 이상으로 훨씬 더 큰 직경을 갖는 튜브를 사용할 필요가 없고, 이러한 튜브는 토양 내부로 항타하기가 어렵다.

압밀의 효과를 효율적으로 집중시키기 위하여, 주입 작업은 중간 중간에 정지(intermediate pauses)하면서 실시될 수 있다. 예를 들면 13 초의 주입 시간은 1-2 초 또는 보다 오래 정지하는 것으로 대체될 수 있다. 활성적 주입 및 교호 중지 주기(alternating pause period)들의 지속 시간은 사실상 각각 주입 심도, 주입 물질의 조성, 주입 튜브의 길이 및 단면적과 같은 인자들을 고려하여 더욱 적절하게 선택될 수 있다.

필요한 경우에, 다른 조성을 바꾸지 않고 주입된 물질을 보다 신속하게 팽창 반응하도록 하기 위해, 주입 작업 전에 가열하여 단지 물질의 온도만을 상승시킬 수도 있다.

구멍의 심도에 관해서는, 두개의 다른 방법이 실시될 수 있다.

첫 번째 방법은 지지력이 낮은 압축성 토양층의 전체적인 두께를 처리하여, 층의 깊이에 관계없이 충분한 지지력을 갖는 층들의 고화 수평선(solid horizon)까지 압밀하는 것이다.

상기 고화 수평선은 토양에 대해 실시된 토질 조사(geotechnical research) 에 의해서 측정될 수 있다.

두 번째 방법은 기술적 및/또는 경제적 편리와 관련된 이유로 매우 심층에 위치할 수 있는 확인된 고화 수평선까지 하부로 도달하지 않은 토양의 층을 처리하여 어떠한 경우에도 보다 넓은 표면에 걸쳐 상부에 놓이는 중량(overlying weight)을 분산하기에 충분한 두께가 되도록 하는 것이다. 본 발명에 의한 방법으로 처리된 토양의 층은, 충분한 지지력을 가지고 있지 않아도, 임의의 경우에도 충분히 다져지는 고화 경량층을 구성함으로써 하부에 놓이는 토양층에 의해 효과적이고 광범위하게 지지될 수 있다.

현재까지, 6 미터까지의 주입 심도는 성공적으로 실험되었으나, 튜브 단면적을 맞추고 물질의 주입 유동량을 정확하게 제어하여 보다 깊은 심도까지의 주입도 달성될 수 있다.

물질 성분의 화학적 반응에 이어서 주입 물질의 팽창은 매우 신속하고, 평방미터 당 40톤까지 또는 훨씬 더 높은 팽창력을 전개시킨다.

주입하는 동안에, 상부에 놓인 건물의 레벨 또는 표토(surface soil)의 레벨은 레이저 레벨(5) 또는 다른 하나의 시스템(도 5 참조)에 의해서 계속 모니터링될 수 있다. 장치(5)가 건물 또는 토양 표면이 상승하기 시작하는 것을 나타낼 때, 일반적으로 이것은 토양의 압축이 요구되는 최소 값들보다 주입 지점의 주변 모두에 3차원 방향으로 일반적으로 매우 더 높은 레벨에 도달했다는 것을 의미한다. 좁게 집중된 팽창력으로 인해, 토양이 정확한 자리로 상승하는 바로 그 정확한 순간에, 지속적인 감시 작업을 통하여, 정확한 상승의 양이 정밀하게 탐지되어 실시 간에 제어될 수 있다.

주입된 물질의 매스는 화학적인 반응에 의하여 사실상 모든 방향으로 큰 힘으로 팽창하고, 상기 장치가 표면에서 작은 양의 상승을 감지할 때, 이것은 팽창성 물질이 모든 다른 방향에 대해 수직으로 팽창함에 있어서 보다 적은 저항을 만난다는 것과 그러므로 주입된 물질 주위와 밑에 놓인 토양은 정적으로(statically) 상부에 놓인 토양과 임의의 건물의 전체적인 질량의 중량(동적이므로 곱으로 증가함) 및 보통 대략 30도 정도로 계산되어 단순히 전도되는 하중 확산각(load diffusion angle)에서(마찰력과 점착력에 의해) 배제된 주변 질량의 중량 모두를 버티고 "물리친다(reject)"는 것을 의미한다. 상승된 토양도 역시 압축을 받는다.

상이한 심도의 레벨(서로로부터 대략 1 m만큼 이격되나 토양의 종류 및 얻어지는 지지력에 따라서 가변적임)에서 이러한 작업을 반복함으로써, 각 레벨에서 필요한 것보다 큰 지지력이 얻어진다. 마지막 방식으로 작업하는 것과 상승하는 칼럼을 따라 계속적인 주입을 실시함에 의해, 나무와 같은 형상이 토양 내의 틈들 또는 균열의 가능한 존재와 다지기(compaction)에 대한 토양의 상이한 저항에 의해 생성된 상당한 크기의 돌기(protrusions), 혹(bumps) 및 돌출부(projections)를 갖는 매우 불규칙적인 모양으로 형성된다는 점에서 어떠한 경우에도 전체 매스와 처리된 층은 압축되고, 채워지고, 다져지며; 수분 함량은 상당히 감소하여; 토양은 그 위에 놓이거나 건축되는 건물을 안정적으로 지지하도록 적용되는 유효한 기초 토양이 된다.

팽창성 물질의 밀도는 실제로 물질의 팽창에 대해 주변의 토양에 의해 반발 되는 저항에 따라 변화하도록 할 수 있다. 대부분의 경우에, 밀도는 100 kg/㎥과 300 kg/㎥사이에서 변화할 수 있다. 팽창된 물질의 밀도는 물질이 팽창하며 마주치는 저항에 직접 비례하기 때문에, 밀도가 보다 높게 될 수 있다. 팽창된 물질 그 자체의 압축 저항은 밀도의 함수이다.

100 kg/㎥의 밀도를 갖는 물질은 대략 14 kg/㎠의 저항을 제공하고, 300 kg/㎥의 밀도에서 압축 저항은 대략 40 kg/㎠이다. 상기 값들은 기초 토양에 대해 정상적으로 필요한 값들보다 더 훨씬 높다. 보다 높은 압축 저항 값들이 요구되는 어떠한 경우에는, 동일한 토양의 상이한 심도에서도, 보다 큰 중량이 있고, 그러므로 팽창에 대해서 보다 높은 저항이 있다; 따라서, 보다 밀도가 높고 그러므로, 자동적으로 더 강한 재료가 형성된다.

어떠한 경우에는, 토양 표면 또는 건물에 중량을 일시적으로 추가하는 것이 가능하다.

실제로, 이러한 목적을 달성하기 위하여 도움이 된다하더라도 주입되어 경화된 팽창 물질은 그 위에 놓인 건물을 지지하지 않고; 건물의 중량은 본 발명에 따른 방법으로 처리된 기초 토양에 의해서 효과적으로 지지된다.

실제로, 본 발명에 따른 방법은 매우 간단하고, 신속하고, 유효하고, 최종적인 방법으로 건설 요건에 충분히 맞을 때까지 기초 토양들의 지지력을 증가시키기 때문에 원하는 목표와 목적을 완전하게 달성하는 것이 관찰되었다.

통상적으로, 예를 들면, 독일 특허 출원 DE-A-33 32 256호 등의 지반 압밀 기술(ground consolidation technique)에서는, 처리되는 토양에 압력을 급격히 증가키는 매우 높은 팽창 계수의 급격한 팽창은, 처리된 다량의 지반에 원하지 않는 주로 수직인 틈(fissures)을 유발하기 때문에 피해야 하는 것으로, 일반적으로 인식되고 있다.

그러나, 놀랍게도, 본 발명의 방법에서는, 토양 매스 사이에 유발된 상기 틈들은 토양 다지기에 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 사실상 유리하게 이용될 수 있다.

본 발명의 압밀 방법이 사용된 건축 지구에서 실시된 기술적인 시험과 연구에 따르면, 주입된 재료의 팽창은, 우선, 토양이 보다 적은 저항을 주는 방향으로 단지 제한된 정도에서 일어난다. 건축된 현장의 경우, 건물의 중량이 작용하는 수직 방향이 아니라, 토양에 측방향으로 상기 팽창이 먼저 발생하게 된다.

지반 다짐 정도(ground compaction degree)가 건물에 의해서 인가된 중량의 힘을 충분히 초과하는 측방향 팽창력에 대한 저항을 제공하는 정도가 된 후에야 비로소, 기초 및 건물을 상승시킬 정도의 수직력이 얻어질 수 있다. 사실상, 이것은 보상되어야할 것은 건물의 중량만이 아니고, 또한 인접한 건축물들의 중량의 일부, 측방향 마찰력 및 건축된 구조 그 자체의 휨 강도(flexural strength)와 같은 기타 저항력이다.

팽창과 고화(solidification)의 관점에서, 주입된 재료의 즉각적인 반응은 강력한 힘을 급속히 증가시켜, 서로에 대해 움직임이 강제된 토양 매스 사이에 실제 균열을 유발시킬 가능성도 있긴 하지만, 본 발명의 방법에서는, 주입된 물질 중 특정한 양이 실제로 상기 균열을 충진시킴으로써 적어도 압밀되어야 할 영역, 즉, 주입 영역에 가깝고 건축물의 기초하부인 영역에서 토양 매스를 만족할 정도로 접합하는 것으로 보인다. 이를 위한 예시를 위해 도 9를 참조하면, "접합된(welded)" 틈을 명확히 볼 수 있다.

도 6 내지 도 8에 도시된 도형에서, 시험 결과가 도시되어 있는 투과도 시험은 토양 상승이 레벨 장치에 의해 감지된 후에, 본 발명에 따른 압밀 방법으로 처리된 건축 현장 아래와, 가까이 근접된 기초로부터 측방향으로 대략 20cm에서 양자 모두에 실시되었다.

압밀 전(음영처리되지 않은 각주들) 및 압밀 후(음영처리된 각주)의 토양의 지지력을 비교하여 도시하는 도형으로부터, 주 압밀은 120 cm 내지 대략 300 cm의 깊이 사이의 기초 아래에서 일어나는 것이 명백하게 나타나고(도 6 참조), 기초로부터 측방향으로 단지 20cm에서 압밀은 이전과 동일한 깊이에서 상당히 감소된 것으로 나타난다(도 7 참조).

이것이 본 발명에 따라서 실시된 압밀의 집중적인 효과를 명료하게 도시하는 것으로써, 실질적으로 주로 기초 아래의 토양을 괄목할만하게 강화해주는 것으로 이해된다. 도 8의 도형은 건물 기초의 아래에서 토양의 어떤 감지할만한 반응도 유발하지 않은 소정량의 팽창성 물질이 주입된 조건에서 도출된 것으로서, 실제로 기초에서 측방향으로 단지 20 cm에서 실질적으로 어떤 효과적인 토양에 대한 다지기도 일어나지 않았다는 것을 도시하고, 이것은 틈이 발생할 수 있는 지역을 상승시키고 이에 의해 제한하는데 필요한 수직력의 발생을 허용하였다.

본 발명에 따른 방법은 지반을 압밀하여 매우 노후된 역사적인 건물, 공항, 산업적 및 상업적 건축물에서의 중하중 기초 아래와 고고학 현장에서의 침하를 보상하기 위하여 성공적으로 적용되었다.

최근에 처리된 현장이 검사되었고, 결과는 모두 만족할만하다.

상기 검사는 French Control Institute SOCOTEC에 의해서 승인된 절차에 따라 실시되었고, 처리된 구역에서 검사자에 의해서 임의로 선택된 현장에서 소량의 주입 물질(초기에 주입된 양의 대략 20%)을 실질적으로 주입하는 것으로 이루어졌다. 주입이 토양 표면에서 적어도 최소한의 상승 효과를 일으키는 경우, 그 결과는 긍정적으로 고려되었다.

따라서 본 발명의 방법은 다양한 변경과 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있고, 이러한 모든 것은 본 발명 개념의 범위 내에 있으며, 또한 세부 사항은 기술적으로 동등한 다른 요소로 대체될 수 있다.

Claims (14)

1. 심층의 토양 내에서 서로 이격되어 있는 복수의 구멍(1)을 제공하는 단계; 화학적 반응에 의해 팽창되는 물질(3)을 상기 구멍(1)을 통하여 토양 내로 주입하는 단계; 및 상기 토양 내로 주입된 상기 물질의 팽창에 의해 주입구역에 인접하는 토양의 다지기(compaction)를 생성하는 단계를 포함하는, 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법으로서,

   상기 방법은, 상기 주입구역 위에 놓인(overlying) 토양 및/또는 건물의 레벨을 계속하여 모니터링하는 단계를 추가로 포함하여, 상기 주입구역 위에 놓인 건물 및/또는 토양표면이 상승하기 시작하는 순간을, 상기 토양의 다지기가 요구되는 최소값보다 일반적으로 더 높은 수준에 도달한 순간으로 감지하고,

   상기 주입된 물질의 팽창은 매우 신속하고, 팽창 전의 물질 체적의 5배 이상의 체적 증가율을 가지는 것을 특징으로 하는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 주입 단계가 처리되는 토양의 매스 또는 층의 다지기를 생성하기 위한 상이한 심층 레벨에서 반복되는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 상이한 심층 레벨이 서로로부터 대략 1 m 만큼 이격되고, 각 레벨에서 요구되는 지지력보다 큰 지지력을 얻을 수 있는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 모니터링 단계가 레이저 레벨 장치(5)를 사용하여 실시되는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구멍(1)은 수직으로 제공되고, 상기 주입 단계는 상승하는 칼럼을 따라 연속적으로 실시되어, 나무와 같은 형상이 토양 내의 틈들 또는 균열의 가능한 존재와 다지기에 대한 토양의 상이한 저항에 의해 생성된 상당한 크기의 돌기, 혹 및 돌출부를 갖는 매우 불규칙적인 모양으로 형성되는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   지지력이 낮은 압축성 토양층의 전체적인 두께를 처리하여, 층의 깊이에 관계없이 충분한 지지력을 갖는 층들의 고화 수평선(solid horizon)까지 압밀하는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 팽창성 물질은 폴리올의 혼합물 및 이소시안산염 MDI를 포함하는 물질과 같은 즉각적인 팽창을 생성하도록 적용된 물질들로부터 선택되는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 팽창성 물질은 두가지 성분의 혼합물을 포함하고,

   제1 성분은 폴리에테르 폴리올(polyether polyol) 및/또는 폴리에스테르 폴리올(polyester polyol), 촉매제, 및 물을 포함하는 폴리올이고,

   제2 성분은 이소시안산염 MDI인

   건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   인접하는 상기 구멍 간의 거리가 0.5 m 내지 3 m인 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 구멍(1)이 수직에 대해 소정의 각도를 갖도록 제공되는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
11. 제1항에 있어서,

    상기 주입 단계가 적절한 정지로 교호되는 다수의 활성적인 주입 단계를 포함하는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 주입 물질이 주입 단계 직전에 가열되는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
13. 제8항에 있어서,

    수분 함량이 중량비로 3.44%인 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.
14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 주입 단계가 튜브(2)를 통해 팽창성 물질이 토양 내로 주입되고, 상기 튜브는 대략 10 mm의 내경을 갖는 건물용 기초 토양의 지지력 증대 방법.

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