KR100668202B1 - A hardening device of the soft ground - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매트를 포설하기 전에 연약지반의 표층을 소정의 두께만큼 미리 경화 시킨 후 그 위에 매트 포설공법을 실시함으로써, 복토량 및 배수자재(모래 및 쇄석)와, 매트 포설 비용을 줄일 수 있도록 하는 장치와 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 시공에 따른 공사비용을 저렴하게 하게함과 동시에 시공장비의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to harden the surface layer of the soft ground by a predetermined thickness before laying the mat, and then to apply the mat laying method thereon, thereby reducing the amount of soil cover and drainage materials (sand and crushed stone), and to reduce the mat laying cost The purpose is to provide an apparatus and method. In addition, it aims to make the construction cost cheaper according to the construction and at the same time to ensure the stability of the construction equipment.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명의 연약지반 강화장치(20)는 일정한 간격으로 지중에 삽입될 수 있도록 배열되는 복수개의 발열봉(11)과, 상기 발열봉을 지지하는 지지프레임(10)과, 상기 발열봉의 발열량을 컨트롤하는 컨트롤 박스(12)와 상기 지지프레임에 설치되는 진동장치(13)를 구비한다.In order to achieve the above object, the soft ground reinforcement device 20 of the present invention includes a plurality of heating rods 11 arranged to be inserted into the ground at regular intervals, a support frame 10 supporting the heating rods, and It includes a control box 12 for controlling the amount of heat of the heating rod and the vibration device 13 is installed on the support frame.

Description

연약지반의 강화장치{A hardening device of the soft ground}A hardening device of the soft ground

도 1은 일반적인 연약지반의 강화 공법을 설명하기 위한 도면이고, 1 is a view for explaining the general method of strengthening soft ground,

도 2는 본 발명의 연약지반의 강화장치의 구조를 예시 하여 나타내는 도면이고,2 is a view showing an example of the structure of the soft ground reinforcement device of the present invention,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 연약지반 강화장치에 구성되는 발열봉의 구조를 각각 예시하여 나타내는 도면이고,Figure 3a to 3c is a view showing an example of the structure of the heating rods configured in the soft ground reinforcement device of the present invention,

도 4는 본 발명의 연약지반의 강화장치를 이용하여 연약지반을 강화하는 것을 설명하기 위한 도면이고,4 is a view for explaining the reinforcement of the soft ground using the soft ground reinforcement device of the present invention,

도 5는 본 발명의 연약지반의 강화장치를 이용하여 연약지반을 강화한 후 그 연약지반의 강화층 위에 매트포설 공법을 적용한 구조를 나타내는 도면이다.5 is a view showing a structure in which the mat laying method is applied on the reinforcement layer of the soft ground after reinforcing the soft ground using the soft ground reinforcement device of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 - 매트 2 - 모래층1-Mat 2-Sand Layer

3 - 복토층 4 - 백호3-cover layer 4-backhoe

5 - 연약지반 6 - 드레인재5-Soft ground 6-Drain material

10 - 지지프레임 11 - 발열봉 10-support frame 11-heating rod

12 - 컨트롤박스 13 - 진동장치 12-Control Box 13-Vibrator

14 - 고리 15 - 발열체 14-loop 15-heating element

16 - 에어파이프라인 17 - 관 16-Air Pipeline 17-Tube

20 연약지반 강화장치 21 -홈20 Soft Ground Strengthening Device 21-Groove

22 - 노즐장치 23 - 스텐레스봉22-Nozzle Unit 23-Stainless Steel Rod

본 발명은 연약지반의 개량을 위한 작업을 할 때, 연약지반의 표층 위로 그 연약지반의 개량작업에 필요한 제반 장비를 안전하게 진입시킬 수 있도록 연약지반을 사전에 강화시키는 장치 및 연약지반의 강화 공법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and a method for reinforcing the soft ground, in order to safely enter the equipment necessary for the improvement of the soft ground on the surface of the soft ground when working for the improvement of the soft ground. It is about.

일반적으로 연약지반을 개량하기 위해서 도 1과 같이 연약지반(5)에 백호 등의 장비(4)를 이용하여 다수의 드레인재(6)를 심어 넣고, 그 드레인재를 통하여 상재 하중압력과 모세관 현상에 의하여 지중의 과잉 공극수를 외부로 배출하는 드레인 공법이 많이 이용되고 있다.Generally, in order to improve the soft ground, as shown in FIG. 1, a plurality of drain materials 6 are planted in the soft ground 5 using equipment 4 such as a backhoe. By this, the drain method which discharges the excess air of underground water to the outside is used widely.

상기 드레인 공법 등을 실시하기 위해서는 백호(back hoc)등의 중장비와, 덤프트럭 등이 연약지반 내로 진입할 수 있어야 하나, 작업의 초기 단계에서 연약지반 내로 이러한 큰 중량을 갖는 장비의 진입은 불가능하기 때문에, 장비의 진입 전에 미리 연약지반의 지지력을 증대시키는 공정이 필요하다.In order to perform the drain method, heavy equipment such as a back hoc and a dump truck should be able to enter the soft ground, but it is impossible to enter such a heavy weight equipment into the soft ground at an early stage of operation. Therefore, there is a need for a process of increasing the bearing capacity of the soft ground before entering the equipment.

연약지반의 지지력을 증대시키기 위하여 사용되는 매트(1)는 연약지반(5)에 백호 등의 장비(4)를 진입시킬 때 장비의 접지 압을 충분히 지탱할 수 있는 보강 및 인장 강도를 갖추어야 한다.The mat 1 used to increase the bearing capacity of the soft ground should have reinforcement and tensile strength sufficient to support the ground pressure of the equipment when entering the equipment 4 such as a backhoe into the soft ground 5.

상기 매트만으로는 연약지반의 지지력을 증대시키는데 한계가 있으므로 상기 매트(1) 위에 약 1m 정도의 모래층(2)과, 그 모래층 위에 약 1m 정도의 복토층(3)을 추가로 복토하여 백호 등의 장비의 하중을 지탱할 수 있도록 연약지반을 보강하는 과정이 사전에 이루어진다.Since the mat alone has a limit to increase the bearing capacity of the soft ground, a sand layer 2 of about 1 m on the mat 1 and a cover layer 3 of about 1 m on the sand layer are further covered to cover the equipment such as a backhoe. The process of reinforcing the soft ground to support the load is done in advance.

그러나, 연약지반에 공극수의 량이 많이 포함된 갯벌, 늪지 등에는 진입장비의 하중에 견디도록 하기 위해서 매트의 강도를 강화 시켜야 할 뿐만 아니라, 모래층 및 복토층을 각각 1m 이상으로 더 두껍게 하여야 하므로 공사비용이 크게 증가하는 단점이 있다.However, in the case of tidal flats and swamps where the amount of pore water is included in the soft ground, not only the strength of the mat must be strengthened in order to withstand the load of the entry equipment, but also the sand and cover layers must be thickened to 1 m or more, respectively. There is a significant increase in disadvantages.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연약지반의 일정 두께(약 1.5m 정도)의 표층을 소정의 온도를 가열하여 급속히 경화시켜 매트포설 공법 전에 연약지반을 보강할 수 있도록 하는 연약지반 강화 장치와 그 장치를 이용하여 연약지반을 강화하는 공법을 제공한다.The present invention has been made to solve the above problems, the surface layer of a certain thickness (about 1.5m) of the soft ground by heating a predetermined temperature to cure rapidly to be able to reinforce the soft ground before the mat laying method Provides a soft ground reinforcement device and a method of strengthening the soft ground using the device.

본 발명의 연약지반 강화장치는 일정한 간격으로 지중에 삽입될 수 있도록 배열되는 복수개의 발열봉과, 상기 발열봉을 지지하는 지지프레임과, 상기 발열봉의 발열량을 컨트롤하는 컨트롤박스를 포함하여 구비한다.The soft ground reinforcement device of the present invention includes a plurality of heating rods arranged to be inserted into the ground at regular intervals, a support frame for supporting the heating rods, and a control box for controlling the heating amount of the heating rods.

특히, 상기 발열봉은 내부에 통공부가 구성되고, 그 통공부 내에 적어도 1개 이상의 발열체를 외부로부터 끼워 구성한다. 또, 상기 통공부 내에는 발열체 외에 더운 공기 또는 온수를 순환 시킬 수 있는 에어파이프라인을 함께 구성하여 발열 효과를 높일 수 있도록 구성한다.In particular, the heat generating rod is provided with a through portion therein, the at least one heating element in the through portion is constituted from the outside. In addition, the through-hole is configured to increase the heating effect by configuring an air pipe line capable of circulating hot air or hot water in addition to the heating element.

또, 상기 에어파이프라인은 발열봉의 외주면에 형성된 홈에 끼워져 설치되고, 그 에어파이프라인을 따라 설치된 복수의 노즐장치를 통하여 에어를 외부로 분사할 수 있도록 구성할 수 있다.In addition, the air pipe line is inserted into a groove formed on the outer circumferential surface of the heating rod, it can be configured to inject air to the outside through a plurality of nozzle devices provided along the air pipe line.

또, 상기 발열봉을 지지하는 지지프레임에는 그 지지프레임에 진동을 일으킬 수 있는 진동장치를 추가로 설치하여 연약 지반이 강화된 후 연약지반에 박혀 있는 발열봉이 쉽게 빠질 수 있도록 구성한다.In addition, the support frame for supporting the heating rod is configured to additionally install a vibration device that can cause vibration in the support frame so that the heating rod embedded in the soft ground is easily removed after the soft ground is reinforced.

본 발명의 연약지반 강화장치를 이용한 연약지반의 강화방법은 연약지반의 표층에 발열봉을 일정 간격으로 박아 소정의 두께를 건조시켜 강화시키는 공정, 연약지반을 일정시간 건조 시킨 후 상기 발열봉을 제거하는 공정,In the method of reinforcing soft ground using the soft ground reinforcing device of the present invention, the heating rod is placed on the surface of the soft ground at regular intervals to dry and strengthen a predetermined thickness, and the soft ground is dried for a predetermined time to remove the heating rod. Process,

상기 건조된 연약지반 위에 연약지반 강화 자재를 포설하는 공정을 거쳐 이루어지는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it is made through a process of laying a soft ground reinforced material on the dried soft ground.

상기 연약지반 강화 자재는 매트(P.E.T,P.P), 모래, 쇄석, 흙 등으로 이루어진다.The soft ground reinforcement material is made of mat (P.E.T, P.P), sand, crushed stone, soil and the like.

상기와 같이 발열봉을 이용하여 연약지반의 표층을 소정의 두께만큼 미리 경화 시킨 후 그 위에 매트 포설공법을 실시함으로써 보강 자재량 및 매트의 강도를 줄여 사용할 수 있고, 공사비용을 크게 줄일 수 있다.As described above, the surface layer of the soft ground may be hardened by a predetermined thickness using a heating rod, and then the mat laying method may be performed thereon, thereby reducing the amount of reinforcing material and the strength of the mat and greatly reducing the construction cost.

따라서, 본 발명의 목적은 연약지반의 표층을 효과적으로 강화 시킬 수 있는 연약지반의 강화장치를 제공하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a soft ground reinforcement device that can effectively strengthen the surface layer of the soft ground.                         

본 발명의 또 다른 목적은 상기 연약지반의 강화 장치를 이용하여 매트 포설 공법 전에 연약지반의 표층을 경화시킴으로써, 매트 포설 공법에 사용되는 복토층, 배수재층의 두께 및 매트 등의 자재 량을 줄이는데 있다.Still another object of the present invention is to reduce the thickness of the cover layer, drainage layer, and the amount of material used in the mat laying method by curing the surface layer of the soft ground using the soft ground reinforcing device before the mat laying method.

이하, 도 2 내지 도 5를 참고하여 본 발명의 연약지반 강화장치 및 연약지반 강화 공법에 대한 기술구성 및 작용을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the technical configuration and operation of the soft ground reinforcing device and the soft ground reinforcing method of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5.

본 발명의 연약지반 강화장치는 2-3m 길이의 H빔 등으로 이루어진 지지프레임(10)을 장방형으로 결합하여 틀을 구성한다. 그리고, 장방형의 지지프레임의 틀이 형성하는 면과 직각방향이 되도록 그 지지프레임의 하부에 복수개의 발열봉(11)을 일정한 간격으로 배치하여 고정한다. 상기 발열봉의 길이는 약 2m 정도의 길이로 구성하고, 연약지반에 강제로 삽입되는 부분이므로 열전도율이 높은 스텐레스로 된 금속 봉을 이용한다. 상기 발열봉 들은 컨트롤박스(12)를 통하여 전원이 공급되고, 그 공급되는 전원을 컨트롤함으로써 발열봉의 발열 온도를 조정할 수 있도록 한다.Soft ground reinforcement device of the present invention constitutes a frame by combining the support frame 10 made of an H beam of 2-3m length in a rectangular shape. Then, a plurality of heat generating rods 11 are disposed at fixed intervals and fixed to the lower portion of the support frame so as to be perpendicular to the plane formed by the frame of the rectangular support frame. The heating rod has a length of about 2m, and is a portion that is forcibly inserted into the soft ground, and thus, a stainless steel rod having high thermal conductivity is used. The heating rods are supplied with power through the control box 12, thereby controlling the heating temperature of the heating rods by controlling the supplied power.

또, 상기 지지프레임(10)에는 진동장치(13)를 설치하여 지지프레임에 진동을 가할 수 있도록 구성함으로써, 연약지반이 발열봉에 의하여 건조된 후 지중에 박혀 있는 발열봉을 빼낼 때 과도한 부하가 걸리지 않고 쉽게 빠질 수 있도록 한다.In addition, by installing the vibration device 13 to the support frame 10 to be configured to apply vibration to the support frame, when the soft ground is dried by the heating rods, the excessive load is removed when the heating rods embedded in the ground Make it easy to get out of the way.

상기 지지프레임에 고정된 발열봉(11)들은 크레인이나 굴착장비를 이용하여 지지프레임을 누름으로써, 연약지반에 동시에 박혀 들어갈 수 있도록 하고, 연약지반의 경화 후에는 진동장치(13)를 이용하여 지지프레임 및 발열봉에 진동을 가하면 서 지지프레임(10)에 형성된 고리(14)에 체인을 걸어 들어올리면 발열봉이 쉽게 빠져 나오게 된다.The heating rods 11 fixed to the support frame are pressed into the soft ground at the same time by pressing the support frame by using a crane or an excavation equipment, and after hardening of the soft ground, the vibration is supported by the vibration device 13. While applying the vibration to the frame and the heating rod while lifting the chain on the hook 14 formed in the support frame 10, the heating rod is easily pulled out.

상기와 같이 구성되는 연약지반 강화장치(20)는 한번에 여러 개를 연약지반의 일정 면적에 배치하여 연약지반의 표층을 경화시킨 후, 장소를 옮겨 가면서 연약지반의 표층을 강화하는 것이 바람직하다.The soft ground reinforcing device 20 configured as described above is preferably placed in a predetermined area of the soft ground to harden the surface layer of the soft ground, and then reinforce the surface layer of the soft ground while moving the place.

특히, 본 발명의 연약지반의 강화장치에 구성되는 발열봉(11)은 도 3a와 같이 스텐레스봉(23) 이용하고, 그 스텐레스봉의 길이 방향을 따라 외주면에 형성된 홈(21)에 에어파이프라인(16)을 끼워 설치하고, 그 에어파이프라인을 따라 설치된 다수의 노즐장치를 통하여 에어를 외부로 분사할 수 있도록 구성할 수 있다.In particular, the heating rod 11 is configured in the soft ground reinforcement device of the present invention using a stainless rod 23, as shown in Figure 3a, the air pipe line in the groove 21 formed on the outer peripheral surface along the longitudinal direction of the stainless rod 16) can be fitted, and can be configured to inject air to the outside through a plurality of nozzle devices provided along the air pipe line.

또, 도 3b와 같이 내부가 통공된 관(17) 내에 외부로부터 발열체(15: 열성 또는 코일)등을 끼워 넣어 관을 간접 가열하는 방식을 적용하여도 된다. Further, as shown in FIG. 3B, a method of indirectly heating the tube by inserting a heating element 15 (thermal or coil) or the like from the outside into the tube 17 through which the inside is perforated may be applied.

또, 도 3c와 같이 내부가 통공된 관(17) 내에 발열체(15)와 고온의 공기나 온수를 순환시켜 공급할 수 있는 파리프라인(16)을 나란히 끼워 넣어 구성하여도 된다. 상기 에어파이프라인 및 발열체는 관(17) 내에 각각 2개 이상 설치하여도 된다.In addition, as shown in FIG. 3C, the heat generating element 15 and the fly line 16 capable of circulating and supplying hot air or hot water may be inserted in the pipe 17 through which the inside is perforated. Two or more air pipe lines and heating elements may be provided in the pipe 17.

또, 발열봉(11)의 열 발산을 좋게 하기 위하여 중심부가 통공된 관(17)의 주위에 다수의 홀을 설치할 수 있으나 이에 대한 도시는 생략한다.In addition, in order to improve the heat dissipation of the heat generating rod 11, a plurality of holes may be installed around the tube 17 through which the central part is perforated, but the illustration thereof will be omitted.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 연약지반 강화장치(20)를 이용하여 연약지반을 강화하는 방법은 연약지반 위에 직접 매트를 포설하기 전에 도 4 및 도 5와 같이 연약지반(5)의 표층(5b)을 일정 두께만큼 미리 강제로 건조시키는 과정을 추 가하는데 있다.The method of reinforcing the soft ground by using the soft ground reinforcing device 20 of the present invention configured as described above is a surface layer 5b of the soft ground 5 as shown in FIGS. 4 and 5 before laying the mat directly on the soft ground. ) Is forcibly dried by a certain thickness in advance.

즉, 발열체(11)를 이용하여 (5a),(5b)로 가상하여 구분한 연약지반(5) 층 중 표층(5b)을 일정 두께 만큼 미리 건조시켜 경화 시킨 후 그 경화된 연약지반 층 위에 기존의 매트(1), 모래층(2) 및 복토층(3)을 포설하는 것이다.That is, the surface layer 5b of the soft ground 5 layer virtually divided into (5a) and (5b) by using the heating element 11 is dried by a predetermined thickness and cured, and then existing on the cured soft ground layer. The mat 1, the sand layer 2 and the cover layer 3 are laid.

상기와 같은 연약지반의 강화방법을 적용함으로써, 종래의 매트(1) 강도 규격 및 모래층(2), 복토층(3)의 두께를 얇게 하여도 중장비의 진입이 가능하게 된다.By applying the method of reinforcing the soft ground as described above, even if the thickness of the conventional mat (1) strength standard and the thickness of the sand layer (2), cover layer (3) can be entered into the heavy equipment.

본 발명은 상기 상세한 설명에 예시된 도면 구조에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 목적 및 청구범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.The present invention is not limited to the drawings illustrated in the above description, and various modifications are possible without departing from the object and claims of the present invention.

본 발명은 일정한 간격으로 지중에 삽입될 수 있도록 배열되는 복수개의 발열봉(11)과, 상기 발열봉을 지지하는 지지프레임(10)과, 상기 발열봉의 발열량을 컨트롤하는 컨트롤 박스(12)와 상기 지지프레임에 설치되는 진동장치(13)를 구비하는 연약지반 강화장치(20)를 이용함으로써, 연약지반의 표층을 효과적으로 경화 시킬 수 있고, 종래에 매트 포설 공법과 비교하여 매트 포설 공법에 사용되는 복토층의 두께 및 매트 등의 자재 량을 줄여 공사비를 절감하는 효과를 얻을 수 있다.The present invention is a plurality of heating rods 11 arranged to be inserted into the ground at regular intervals, the support frame 10 for supporting the heating rods, the control box 12 for controlling the amount of heat of the heating rods and the By using the soft ground reinforcement device 20 provided with the vibration device 13 installed in the support frame, the surface layer of the soft ground can be effectively hardened, and the cover layer which is conventionally used in the mat laying method compared with the mat laying method. It is possible to reduce the construction cost by reducing the thickness of the material and the amount of material such as mat.

Claims (7)

일정한 간격으로 지중에 삽입될 수 있도록 배열되는 복수개의 발열봉(11)과, 상기 발열봉(11)을 지지하는 지지프레임(10)과, 상기 발열봉을 지지하는 지지프레임에 진동을 일으킬 수 있는 진동장치(13)와, A plurality of heating rods 11 arranged to be inserted into the ground at regular intervals, the support frame 10 for supporting the heating rod 11, and may cause vibration in the support frame for supporting the heating rods A vibration device 13, 상기 발열봉의 발열량을 컨트롤하는 컨트롤 박스(12)를 포함하여 구비하는 것을 특징으로 하는 연약지반 강화장치.Soft ground reinforcement device characterized in that it comprises a control box 12 for controlling the amount of heat of the heating rod. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 발열봉은 내부에 통공부가 구성되고, 그 통공부 내에 적어도 1개 이상의 발열체(15)를 외부로부터 끼워 구성하는 것을 특징으로 하는 연약지반 강화장치.The heating rod has a through-hole configured therein, the soft ground reinforcement device characterized in that at least one heating element (15) in the through-hole is configured to fit. 제1항 또는 제3항에 있어서, The method according to claim 1 or 3, 상기 발열봉의 외주면에 형성된 홈(21)에 에어파이프라인(16)이 끼워져 설치되고, 그 에어파이프라인을 따라 설치된 복수의 노즐장치(22)를 통하여 에어를 외부로 분사할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 연약지반 강화장치.The air pipe line 16 is inserted into the groove 21 formed on the outer circumferential surface of the heat generating rod, and is configured to inject air to the outside through a plurality of nozzle devices 22 installed along the air pipe line. Soft ground strengthening device. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 통공부 내에는 더운 공기 또는 온수를 순환 시킬 수 있는 에어파이프라인(16)이 적어도 1개 이상 추가로 설치되어 된 것을 특징으로 하는 연약지반 강화장치.Soft ground reinforcement device, characterized in that at least one or more air pipe line 16 that can circulate hot air or hot water is installed in the through-hole. 삭제delete 삭제delete
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