KR100689061B1 - 지반경화 안정처리공법 - Google Patents
지반경화 안정처리공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 지반경화 안정처리 공법에 관한 것이다.
본 발명은 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(AL2O3), 황산(H2SO4), 산화마그네슘(MgO) 및 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)을 혼합하여 분말조성물을 제조하는 제1 공정, 상기 분말 조성물에 대해 스테아르산염(Stearicate), 수산화나트륨(NaOH), 실리카(Al2O3SiO2)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 혼합하여 이 혼합된 토양안정조성물을 제조하는 제2 공정, 상기 토양안정 조성물에 대해 시멘트를 혼합하여 경화제(Ground Hardner, GH제)를 제조하는 제3 공정에 의해 완성된 경화제를 지반에 적용하여 안정화시키는 지반경화 안정처리공법에 있어서, 안정화시키기 위한 대상물인 피 지반이 일반토 지반인 경우, 상기 경화제는 피지반토 단위중량에 대해 1~15중량비로 적용 혼합하여 포설 가압 고결하는 것을 특징으로 하는 지반경화 안정처리공법을 제공한다.
지반, 연약지반, 안정화, 강성판, 경화제, 함수율, 생활 쓰레기, 산업 폐기물, 고결, 고화
Description
도 1은 본 발명에 따른 소규모 일반토 지반의 지반 경화 시공 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 대규모 일반토 지반의 지반 경화 시공 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 연약 지반의 지반 경화 시공 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반의 지반 경화 시공 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 지반경화 안정처리공법 중 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반의 지반 경화 시공시 시공도를 단순화시켜 나타낸 단면도이다.
본 발명은 지반경화 안정처리 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지반의 특성, 즉 일반토 지반, 연약 지반, 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반 등 각 지반의 특성에 따라 지반을 안정화시킬 수 있는 지반경화 안정처리공법에 관한 것이다.
삼면이 바다로 둘러싸이고 국토면적이 좁은 우리나라는 국토, 즉 지반을 잘 관리해야 하는 당면과제를 안고 있다. 이에 따라 해안 및 내륙의 연약 지반이나 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반 등을 활용하는 등 효율적인 국토이용이 절실한 실정이다.
지반은 지역 특성, 기후 조건, 토질의 성질 등에 따라 그 구성이 다르게 되는데, 이 중 연약지반은 상부구조물을 지지할 수 없는 상태의 지반을 지칭하는 것으로, 주로 연약한 점토, 실트 등의 세립토, 유기질토 등으로 이루어지는 지반이고 압축성이 크고 지지력이 작아 역학적으로 불안정한 상태를 나타내므로 지반 상에 성토 또는 굴착작업을 수행하는 경우 지반침하 및 파괴가 발생하여 대책공법의 수립이 요망되는 지반이다.
지반은 지역 특성, 기후 조건, 토질의 성질 등에 따라 그 구성이 다르게 되는데, 이 중 연약지반은 상부구조물을 지지할 수 없는 상태의 지반을 지칭하는 것으로, 주로 연약한 점토, 실트 등의 세립토, 유기질토 등으로 이루어지는 지반이고 압축성이 크고 지지력이 작아 역학적으로 불안정한 상태를 나타내므로 지반 상에 성토 또는 굴착작업을 수행하는 경우 지반침하 및 파괴가 발생하여 대책공법의 수립이 요망되는 지반이다.
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또한, 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반은 사람들에 의해 쓰여지고 남은 생활 폐기물이나 산업 폐기물이 섞여있는 지반을 의미한다.
한편, 이러한 연약 지반이나 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반 등을 개량하여 사용할 수 있도록 하는 지반개량재 또는 고화재라 함은 크게 두가지의 용도로 구분할 수 있다. 첫째는 고 유기질토, 고함수토 등 연약지반 안정용 고화재가 있으며, 둘째는 대기오염 및 수질오염에 의한 산업폐기물의 고화에 의한 안정화 등의 용도로서의 고화재가 있다.
국내에서 사용되고 있는 연약지반 안정처리재(고화재)는 일반적으로 시멘트계 고화재가 실용화되고 있다. 이는 1930년대 미국에서 흙과 보통 시멘트를 혼합한 소일 시멘트(Soil Cement)가 토질안정 처리재로써 노반재료에 이용되기 시작하였으나 고유기질 토, 점토, 고함수비토에서는 효과가 적고 비경제적이였으며, 연약지반이 많은 일본에서 1960년대에 독자적인 석회계 토질안정제를 개발하였으나 시공 시 수화열이 크고, 위험물로의 취급, 분진발생 등의 단점이 있어 1970년대에 시멘트계 토질안정제(시멘트계 고화재)를 개발하여 지금까지 이용되고 있으며 이를 개선한 여러 가지 토질안정용 고화재가 계속 개발되고 있다.
시멘트계 고화재는 다량의 물을 결합수로서 취하는 에트링가이트(Ettringite)의 생성을 돕고 석고나 포졸란 반응을 진행시키기 위해 슬래그, 석탄회, 고화성능을 높이는 알루미나 시멘트나 제트 시멘트 또는 그들의 성분을 조정해서 특수한 시멘트로서 용도에 따라 고안하여 배합해서 첨가시키고 있다. 그러나 현재 사용되고 있는 시멘트계 고화재 역시 지역적ㆍ환경적ㆍ지질적 조건에 따라 적용이 제한되고 있으며, 특히 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 매립지의 경우 침출수의 성분에 따른 환경 영향이 충분히 고려되어 있지 않은 실정이다.
또한 환경산업에의 고화재는 중금속 이온의 고정화를 목표로 흡착고용, 난용성화합물의 생성, 중금속의 치환고정, 물리적인 봉침 등의 메카니즘(Mechanism)을 활용하고 있다. 이를 위하여 생석회나 소석회 등의 석회계, 에트링가이트 생성을 위한 칼슘설포알루미네이트(Calcium Sulfo-aluminate, CSA)계 등의 원료와 석고, 슬래그, 석탄회 등의 부재료가 사용이 되고 있다.
우리나라에서는 연약 지반의 분포가 많지는 않으나 최근 산업의 발달, 인구증가 및 경제규모의 확장은 종합적인 국토 개발을 필요로 하게 되었고 또 삼면이 바다로 둘러싸인 해양국가로서 서ㆍ남해안 간척사업, 신공항 개발 등의 국토 개발 뿐만 아니라 환경 친화적인 사업으로서 쓰레기 매립, 상ㆍ하수 및 종말처리장의 슬러지 고화처리 등 상대적으로 열악한 지역의 개발에 필요한 토질안정제의 개발은 불가피한 실정이었다.
그러나, 전술한 종래 토질안정제는 방수성이 거의 없고, 토양입자의 혼합이 잘 안되어서 시공의 안정성이 없었으며, 기온의 영향을 받아 동절기에는 동해가 있어 내구성이 적은 단점을 가지고 있었다.
또한 지반 안정화 공사, 예를 들어 도로 축조 등에 있어서 지반 안정화를 위해 자연에서 채취한 골재를 사용하여 시공하게 되는데, 이와 같은 골재의 사용시 외부로부터 지반 내에 물이 침투함으로써 지반의 강도가 저하되어 지반의 연약화가 이루어져 지반의 내구성이 저하되는 문제점이 있었으며, 자연 골재 채취로 인하여 자연 경관을 훼손하게 되는 문제점이 있었다.
게다가 골재 등의 공사 재료를 원거리에서 운반해오는 경우 공사비가 상승하게 되어 비경제적인 문제점이 있었다.
또한 지반 안정화 공사, 예를 들어 도로 축조 등에 있어서 지반 안정화를 위해 자연에서 채취한 골재를 사용하여 시공하게 되는데, 이와 같은 골재의 사용시 외부로부터 지반 내에 물이 침투함으로써 지반의 강도가 저하되어 지반의 연약화가 이루어져 지반의 내구성이 저하되는 문제점이 있었으며, 자연 골재 채취로 인하여 자연 경관을 훼손하게 되는 문제점이 있었다.
게다가 골재 등의 공사 재료를 원거리에서 운반해오는 경우 공사비가 상승하게 되어 비경제적인 문제점이 있었다.
이에 본 발명자는 연약 지반 뿐만 아니라 일반 토양이나 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반에서도 적용 가능한 지반경화 안정처리공법을 개발하여 이미 대한민국 특허등록 제24031호 "지반경화 안정처리 공법(1984. 12. 29 출원)"을 받은 바 있다. 특허등록 제24031호에는 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 14~16%의 산화규소(SiO), 5~6%의 산화철(Fe2O2), 51~53%의 산화칼슘(CaO), 10~11%의 산화알루미늄(AL2O3), 5~6%의 황산(H2SO
4), 5~6%의 산화마그네슘(MgO) 및 1.0~1.6%의 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)으로 이루어진 분말조성물을 사용한 지반경화 안정처리시공에 있어서, 상기 조성물에 0.5~1.2%의 스테아르산염(Stearicate), 0.4~1.1%의 수산화나트륨(NaOH), 1.1~2.4%의 실리카(SiO2)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 더욱 첨가한 토양안정조성물 3~5%(시멘트 중량 기준)를 시멘트에 혼합하고, 토양의 함수율을 조절한 후, 처리할 토양에 혼합하여 가압 고결하도록 하는 지반경화 안정처리공법이 개시되어 있다.
이와 같이 특허등록 제24031호는 지반을 경화시켜 안정화시킬 수 있도록 하는 조성물을 제공하고 이러한 조성물을 이용하여 지반을 안정화시킬 수 있었으나 각 지반의 특성, 즉 일반토 지반이나 연약 지반 또는 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반 등에 따라 전술한 조성물의 함량을 조절함으로써 다양한 토질에 적용하여 각 지반의 특성에 따라 지반을 안정화 시킬 수 있게 할 필요성이 있었다.
본 발명의 목적은 토양의 응집력을 단시간 내에 추진시켜 신속하고 향상된 지반 안정화를 가져올 수 있으며, 압축강도가 크고 동해가 거의 없는 안정된 지반을 조성할 수 있도록 하는 지반경화 안정화처리공법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 미립자, 실트질, 유기질, 점토질 특히 이토질과 같은 연약 지반이나 생활 쓰레기 지반 또는 산업 폐기물 지반 등의 불안정한 지반에 탁월한 지반경화 효과를 가지고 있으며, 친환경적이고 경제적인 시공을 할 수 있는 지반경화 안정처리공법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(AL2O3), 황산(H2SO4), 산화마그네슘(MgO) 및 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)을 혼합하여 분말조성물을 제조하는 제1 공정, 상기 분말 조성물에 대해 스테아르산염(Stearicate), 수산화나트륨(NaOH), 실리카(Al2O3SiO2)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 혼합하여 이 혼합된 토양안정조성물을 제조하는 제2 공정, 상기 토양안정 조성물에 대해 시멘트를 혼합하여 경화제(Ground Hardner, GH제)를 제조하는 제3 공정에 의해 완성된 경화제를 지반에 적용하여 안정화시키는 지반경화 안정처리공법에 있어서, 안정화시키기 위한 대상물인 피 지반이 일반토 지반인 경우, 상기 경화제는 피지반토 단위중량에 대해 1~15중량비로 적용 혼합하여 포설 가압 고결하는 것을 특징으로 하는 지반경화 안정처리공법을 제공한다.
여기서, 상기 혼합토 제조 토양의 함수율은 13~15%로 유지하도록 구성된다.
또한 본 발명은, 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(AL2O3), 황산(H2SO4), 산화마그네슘(MgO) 및 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)을 혼합하여 분말조성물을 제조하는 제1 공정, 상기 분말조성물에 대해 스테아르산염(Stearicate), 수산화나트륨(NaOH), 실리카(Al2O3SiO2)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 혼합하여 이 혼합된 토양안정조성물을 제조하는 제2 공정, 상기 토양안정조성물에 대해 시멘트를 혼합하여 경화제(Ground Hardner, GH제)를 제조하는 제3 공정에 의해 완성된 경화제를 지반에 적용하여 안정화시키는 지반경화 안정처리공법에 있어서, 안정화시키기 위한 대상물인 피 지반이 연약 지반인 경우, 상기 경화제는 피지반토 단위중량에 대해 3~25중량비로 적용 혼합하여 포설 가압 고결하는 것을 특징으로 하는 지반경화 안정처리공법을 제공한다.
또한 본 발명은, 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(AL2O3), 황산(H2SO4), 산화마그네슘(MgO) 및 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)을 혼합하여 분말조성물을 제조하는 제1 공정, 상기 분말조성물에 대해 스테아르산염(Stearicate), 수산화나트륨(NaOH), 실리카(Al2O3SiO2)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 혼합하여 이 혼합된 토양안정조성물을 제조하는 제2 공정, 상기 토양안정조성물에 대해 시멘트를 혼합하여 경화제(Ground Hardner, GH제)를 제조하는 제3 공정에 의해 완성된 경화제를 지반에 적용하여 안정화시키는 지반경화 안정처리공법에 있어서, 안정화시키기 위한 대상물인 피 지반이 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반인 경우, 상기 경화제는 피지반토 단위중량에 대해 3~20중량비로 적용 혼합하여 포설 가압 고결하는 것을 특징으로 하는 지반경화 안정처리공법을 제공한다.
여기서, 상기 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 혼합토 제조 토양의 함수율은 12~16%로 유지하도록 구성된다.
이때, 상기 혼합토 제조단계에서 상기 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물과 혼합되는 토사는 상기 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 중량의 30~50중량비인 것이 바람직하다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의한 지반경화 안정처리공법은 본 발명인이 출원하여 등록받은 특허 제24031호에 의해 개시된 바와 같이 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 14~16%의 산화규소(SiO), 5~6%의 산화철(Fe2O2), 51~53%의 산화칼슘(CaO), 10~11%의 산화알루미늄(AL2O3
), 5~6%의 황산(H2SO4), 5~6%의 산화마그네슘(MgO) 및 1.0~1.6%의 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)으로 이루어진 분말조성물을 사용한 지반경화 안정처리시공에 있어서, 상기 조성물에 0.5~1.2%의 스테아르산염(Stearicate), 0.4~1.1%의 수산화나트륨(NaOH), 1.1~2.4%의 실리카(SiO)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 더욱 첨가한 토양안정조성물을 배합비율(3~5%)에 따라 시멘트에 혼합하여 제조한 경화제(Ground Hardner, GH제)를 이용하게 되며, 전술한 경화제의 배합비율에 따라 일반토 지반과 연약 지반, 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반 등 각 지반의 특성에 맞는 지반경화 시공을 할 수 있게 된다.
먼저 본 발명에 의한 지반경화 안정처리공법 중 일반토 지반에서 사용되는 지반경화 안정처리공법에 대하여 설명한다. 특히, 일반토 지반에서 지반경화 처리시 소규모로 시공을 하는 경우에는 시공하고자 하는 장소에서 바로 시공을 하는 것이 경제적이다.
도 1은 본 발명에 따른 소규모 일반토 지반의 지반 경화 시공 순서도이다.
도 1을 참조하면, 지반경화 시공을 하고자 하는 장소의 현지반토를 소정의 두께로 일구게 된다(S100). 그 후, 노상안정기(STABILIZER) 등을 이용하여 일구어진 토사를 분쇄하게 되며(S110), 분쇄된 토사에 본 발명에서 사용되는 토양안정조성물을 배합비율에 맞게 시멘트에 첨가하여 제조한 경화제(GH제)를 포설하게 된다 (S120). 여기서, 일반토 지반에 사용되는 경화제는 피지반토 단위중량의 1~15중량비로 첨가되도록 구성된다. 다음, 노상안정기 등으로 다시 토사와 경화제, 즉 토양안정조성물이 포함된 시멘트를 분쇄, 혼합하는 작업을 하게 되는데, 이렇게 혼합되는 혼합토는 적정함수율을 유지시키며 혼합작업을 하게 된다(S130). 이러한 혼합토량의 함수율은 토양안정조성물이 지반을 더욱 잘 안정화시킬 수 있도록 13~15%를 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 혼합토를 포설 장비를 이용하여 적정 두께로 포설하여 정리한 후(S140) 다짐 장비로 경화제가 포설된 토양을 충분히 다짐하여 표면층을 안정화시키면서 고결 마무리(S150)함으로써 지반경화 안정 작업을 마무리한다.
도 2는 본 발명에 따른 대규모 일반토 지반의 지반 경화 시공 순서도이다.
지반경화 안정화 시공을 하려는 장소가 일반토 지반이고, 대규모로 시공해야 하는 경우, 경화제가 포함된 혼합토를 미리 제조하는 것이 경제적이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 양질의 토양을 채취할 수 있는 장소를 미리 선정한 후 선정된 장소에서 채취한 토양과 경화제를 혼합할 수 있도록 하는 플랜트(Plant)를 설치하게 된다(S200). 이렇게 설치된 플랜트를 이용하여 채취한 토양에 경화제를 일정 배합비로 투입하여 혼합토를 제조하게 되며(S210), 이를 지반경화 안정화 시공을 하려는 장소로 운반(S220)하여 포설(S230)하게 된다. 이때 혼합토의 함수율은 전술한 소규모 일반토양의 지반경화 안정화 시공과 같이 13~15%를 유지하는 것이 바람직하며, 또한 경화제는 피지반토 단위중량의 1~15중량비로 첨가된다. 또한, 포설되는 혼합토는 균일한 두께로 포설될 수 있도록 FHISHER 장비를 이 용하는 것이 바람직하다. 그리고, 혼합토가 포설된 장소를 다짐 장비 등을 이용하여 다져서 지반 표면을 안정화시키고 고결 마무리 한다(S240).
도 3은 본 발명에 따른 연약 지반의 지반 경화 시공 순서도이다.
도 3을 살펴보면, 지반경화 안정화 시공으로 개량하고자 하는 지반이 연약지반일 경우 먼저 심도계산식, 예를 들어 BOUSSINSSQ식(지표로부터의 개량심도계산식)와 같은 방법에 의하여 연약지반의 개량하고자 하는 두께, 즉 지표 표면으로부터 개량하고자 하는 심도까지의 거리를 계산하여 설정한다(S300). 그리고, 개량코저하는 연약지반에 맞는 배합비에 따라 경화제를 연약지반에 투입하고(S310), 이를 혼합하여 혼합토로 제조한 후(S320) 고결시키게 된다. 이는, 개량하고자 하는 소정의 두께를 강선판화시킴으로써 연약지반 위에 소정의 두께를 갖는 강성판이 만들어지도록 하는 것이다. 상술한 강성판은 연약지반 위에 부양되어 있으며 강성판 상부하중을 강성판이 지지해주는 강성판 부양공법으로 처리 시공하여 지반경화 안정화 시공을 할 수 있게 된다. 여기서, 경화제는 피지반토 단위중량의 3~25중량비로 첨가되도록 구성된다. 그리고, 혼합토 제조단계(S320) 다음에 도 2에 도시된 바와 같이 혼합토를 포설하고 다지는 혼합토 포설, 다짐단계(S330)가 더 포함되도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반의 지반 경화 시공 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반의 지반 경화 시공의 경우 생활 쓰레기 지반이나 산업폐기물 지반의 개량하고자 하는 부분을 터 파기 한 후(S400), 터파기된 쓰레기 또는 폐기물과 일정량의 토사(쓰레기 또는 폐기물 중량비 30~50%)를 혼합하게 된다(S410). 이는 쓰레기 또는 폐기물만 가지고는 지반 경화 시공이 어렵기 때문이다. 이후, 전술한 혼합토에 적절한 배합비를 갖도록 경화제를 투입하게 된다(S420). 그리고 경화제와 혼합토를 재차 혼합한(S430) 혼합토를 터파기된 부분에 일정 두께로 되메우기 하여 포설하게 되며(S440) 다짐장비로 충분히 지반을 다지고 고결(S450)하여 지반을 안정화시키는 것으로 지반경화 안정화 시공이 완료된다. 이에 따라 시공이 완료된 지반은 내구성이 강한 강성판화 된 지반으로 변해 침출수의 발생이 없고, 악취 등 냄새가 발생치 않아 환경오염을 미연에 방지할 수 있도록 하게 된다.
여기서, 혼합토의 함수율은 12~16%로 유지하도록 하는 것이 바람직하며, 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반의 경화 시공에서 경화제는 피지반토 단위중량의 3~20중량비로 첨가되게 된다.
이하에서는 본 발명의 효과를 실시예에 의해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 지반경화 안정처리공법 중 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반의 지반 경화 시공시 시공도를 단순화시켜 나타낸 단면도이다. 여기에서는 생활 쓰레기 지반 또는 산업 폐기물 지반에 대해 지반경화 안정화 시공을 시험한 실시예를 들어 설명하기로 한다.
[실시예]
여기서 사용된 토사는 실트가 섞인 마사토(SP-SM)이며, 쓰레기는 생활쓰레기로 천조각 및 비닐, 플라스틱 등이 혼합된 흙이 사용되었다.
토사에 대한 시험을 표 1에 나타내었다.
공시체 제작은 표 1의 다짐 시험 A에 의하여 최적 함수비 13.3%로 매립혼합된 생활 쓰레기 흙과 토사 및 경화제(GH제)를 혼합하여 제작된 것으로 5Kg 무게와 높이 30cm로 다짐 램머로 각층마다 25회씩 다져 제조하였으며, 3층 구조로 자연 건조 양생(온도 20±2℃) 하였다.
도 5에 도시된 바와 같이 지반경화 안정화 시공을 하고자 하는 생활 쓰레기 지반을 2m 깊이로 터파기하게 되며, 작업 공간은 3개층(하단으로부터 70cm, 70cm, 60cm)으로 구분되어 작업이 이루어지게 된다. 여기서, 지반을 2m 깊이로 터파기 한 것이나 작업 공간을 특정 높이의 층으로 구분한 것은 단지 하나의 예를 든 것이다. 다시 말해 실시예에서는 생활 쓰레기 지반이 표층으로부터 2m의 깊이로 있을 경우를 가정한 것이며 만약 생활 쓰레기 지반의 깊이가 그 이상 또는 그 이하의 깊이로 위치할 경우, 터파기하게 되는 깊이는 그에 따라 가감되게 되며, 작업 공간을 각 층으로 나누는 높이 또한 작업 상황 등에 따라 변동 가능하다.
그리고 적치토량 1.0m3 당 경화제 90.12Kg/m3를 투입하여 혼합 작업을 하게 되는데, 이는 토량의 함수율 조절을 병행하여 이루어지게 된다. 여기서, 경화제 투입량은 중량 단위면적당 토량 계산에 의한 것이다.
충분히 혼합된 혼합토량을 터파기한 부분에 소정의 두께로 되메우기 포설 작업을 하고 다지게 되는데, 이 작업은 도시된 바와 같이 각 섹션을 나누어 순서대로 이루어지게 된다.
여기서, 섹션 1 내지 2의 작업 후 그 상단에 작업이 이루어지지 않고 섹션 1의 일측면에서 섹션 3의 작업이 이루어지는 것은 작업 공간이 어느 정도 넓은 면적을 차지하고 있다고 가정한 것으로, 작업 공간의 하층 작업이 모두 완료되고 난 후 지표면, 즉 표층 되메우기 포설 작업을 하게 된다(섹션 5 내지 6).
이와 같이 작업 공간이 넓을 경우에는 작업 공간의 하층 작업을 먼저 완료하게 되므로 작업 공간이 협소할 경우에는 도 1에 도시된 섹션 2의 작업이 완료된 후 바로 섹션 2의 상단에 표층 되메우기 포설 작업이 이루어질 수 있다.
이에 따른 각 시료에 따른 시험결과는 표 2와 같다.
이와 같이 본 발명에 따른 지반경화 안정화처리공법에 의하면 토양안정조성물과 시멘트를 혼합한 경화제와 토양에 포함된 수분과의 수화작용에 의한 응결로 노반 지지력을 향상시켜 안정을 유지하는 것으로 매립 혼합된 생활 쓰레기 흙과 반입된 토사 및 경화제를 일정한 비율로 혼합하여 시험한 결과 혼합토가 기준강도 5Kg/cm2(노상 지지력 20Kg/cm3)보다 약 3배 정도의 안정된 값을 얻을 수 있어, 시공시 지반의 적정한 함수비 조정과 경화제와 토사의 충분한 혼합, 다짐 작업에 의해 안정된 지반 지지력이 확보될 수 있는 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적 인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 지반경화 안정처리공법에 의하면, 토양의 응집력을 단시간 내에 신속하게 높임으로써 압축강도가 크고 동절기 동해가 거의 없으며 강성판화되어 노반의 불균형 침하와 침수를 방지하여 안정된 지반을 조성할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 미립자, 실트질, 유기질, 점토질 등 특히 이토질과 같은 연약지반이나 생활 쓰레기 지반 또는 산업폐기물 지반과 같은 불안정한 지반 등 각종 토질에 적용하여 시공할 수 있으며, 공사 현장 여건에 따라 공사 현장의 토양을 사용하여 시공할 수 있는 효과가 있다.
한편 본 발명은, 공사비를 절감하여 경제적이고 친환경적이며, 안정화된 지반은 공사 현장에서 요구하는 지반 지지력과 내구성 등을 충족시킬 수 있으므로 지반 보강에 적합한 공법을 제공하는 효과가 있다.
또한 본 발명은, 미립자, 실트질, 유기질, 점토질 등 특히 이토질과 같은 연약지반이나 생활 쓰레기 지반 또는 산업폐기물 지반과 같은 불안정한 지반 등 각종 토질에 적용하여 시공할 수 있으며, 공사 현장 여건에 따라 공사 현장의 토양을 사용하여 시공할 수 있는 효과가 있다.
한편 본 발명은, 공사비를 절감하여 경제적이고 친환경적이며, 안정화된 지반은 공사 현장에서 요구하는 지반 지지력과 내구성 등을 충족시킬 수 있으므로 지반 보강에 적합한 공법을 제공하는 효과가 있다.
삭제
Claims (6)
- 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(AL2O3), 황산(H2SO4), 산화마그네슘(MgO) 및 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)을 혼합하여 분말조성물을 제조하는 제1 공정,상기 분말 조성물에 대해 스테아르산염(Stearicate), 수산화나트륨(NaOH), 실리카(Al2O3SiO2)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 혼합하여 이 혼합된 토양안정조성물을 제조하는 제2 공정,상기 토양안정 조성물에 대해 시멘트를 혼합하여 경화제(Ground Hardner, GH제)를 제조하는 제3 공정,상기 제3 공정의 경화제를 지반과 혼합하고 혼합된 토양을 공법에 의해 지반을 안정화시키는 지반경화 안정처리공법에 있어서,안정화시키기 위한 대상물인 피 지반이 일반토 지반인 경우,상기 경화제는 피지반토 단위중량에 대해 1~15중량비로 적용 혼합하여 포설 가압 고결하는 것과,상기 혼합된 토양의 함수율은 13~15%로 유지하는 것을 특징으로 하는 지반경화 안정처리공법.
- 삭제
- 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(AL2O3), 황산(H2SO4), 산화마그네슘(MgO) 및 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)을 혼합하여 분말조성물을 제조하는 제1 공정,상기 분말조성물에 대해 스테아르산염(Stearicate), 수산화나트륨(NaOH), 실리카(Al2O3SiO2)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 혼합하여 이 혼합된 토양안정조성물을 제조하는 제2 공정,상기 토양안정 조성물에 대해 시멘트를 혼합하여 경화제(Ground Hardner, GH제)를 제조하는 제3 공정,상기 제3 공정의 경화제를 지반과 혼합하고 혼합된 토양을 공법에 의해 지반을 안정화시키는 지반경화 안정처리공법에 있어서,안정화시키기 위한 대상물인 피 지반이 연약 지반인 경우,상기 경화제는 피지반토 단위중량에 대해 3~25중량비로 적용 혼합하여 포설 가압 고결하는 것을 특징으로 하는 지반경화 안정처리공법.
- 점토질, 사질, 이토질, 유기질 등의 토양에 대한 보강충전제로서 시멘트에 대하여 산화규소(SiO2), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(AL2O3), 황산(H2SO4), 산화마그네슘(MgO) 및 리그닌 술폰산염(Lignin Sulfonate)을 혼합하여 분말조성물을 제조하는 제1 공정,상기 분말조성물에 대해 스테아르산염(Stearicate), 수산화나트륨(NaOH), 실리카(Al2O3SiO2)와 트리폴리인산염(Tripolyphosphate)을 혼합하여 이 혼합된 토양안정조성물을 제조하는 제2 공정,상기 토양안정 조성물에 대해 시멘트를 혼합하여 경화제(Ground Hardner, GH제)를 제조하는 제3 공정,상기 제3 공정의 경화제를 지반과 혼합하고 혼합된 토양에 의해 지반을 안정화시키는 지반경화 안정처리공법에 있어서,안정화시키기 위한 대상물인 피 지반이 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 지반인 경우, 상기 경화제는 피지반토 단위중량에 대해 3~20중량비로 적용 혼합하여 포설 가압 고결하는 것과,상기 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물이 혼합된 토양의 함수율은 12~16%로 유지하는 것을 특징으로 하는 지반경화 안정처리공법.
- 삭제
- 제 4 항에 있어서,상기 혼합토 제조단계에서 상기 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물과 혼합되는 토사는 상기 생활 쓰레기 또는 산업 폐기물 중량의 30~50중량비인 것을 특징으로 하는 지반경화 안정처리공법.
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