KR100710576B1 - 공동지반의 주교공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지반의 보강이나 차수(遮水)를 위하여 실시하는 주교(注膠, grouting)공법에 관한 것으로, 석회암 지대와 같은 공동지반(空洞地盤)에 주교를 실시함에 있어서, 지반의 천공 후 물과 압축공기를 주입하여 공동 내부에 고압의 포말을 형성함으로써 공동에 형성된 침착층을 수세(水洗)할 수 있도록 한 것이다.

본 발명을 통하여 침착층이 제거된 상태의 공동지반에 대한 주교가 가능하게 되었으며, 이로써 주입재가 공동에 완전히 충전될 수 있으므로 공동지반의 주교효과가 획기적으로 개선될 수 있으며, 해당 지반의 지지력 및 차수능을 제고함은 물론 상부구조물의 안정성을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.

공동지반(空洞地盤), 주교(注膠), 수세(水洗)

Description

공동지반의 주교공법{Grouting method for cavity area}

도 1은 종래기술에 의한 주교과정 설명도

도 2는 종래기술에 의하여 주교처리된 공동지반의 기초구조물 파괴 상황도

도 3은 본 발명의 수행과정 설명도

도 4는 종래기술과 본 발명에 의하여 주교처리된 공동지반의 비교도

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

11 : 공동(空洞)

12 : 침착층

20 : 주입재

21 : 주입관

22 : 패커

30 : 포말(泡沫)

S10 : 천공단계

S20 : 수세단계

S30 : 주교단계

본 발명은 지반의 보강이나 차수(遮水)를 위하여 실시하는 주교(注膠, grouting)공법에 관한 것으로, 석회암 지대와 같은 공동지반(空洞地盤)에 주교를 실시함에 있어서, 지반의 천공 후 물과 압축공기를 주입하여 공동 내부에 고압의 포말을 형성함으로써 공동에 형성된 침착층을 수세(水洗)할 수 있도록 한 것이다.

주교란 지반 내부에 시멘트액이나 물유리(water glass) 등의 주입재를 고압으로 주입하여, 지반을 구성하는 토립자간 공극이나 암반의 절리 및 공동에 충전되도록 함으로써 지지력 또는 차수능을 향상시키는 지반개량공법을 말한다.

도 1은 이러한 주교가 석회암지대 등의 공동지반에 실시되는 과정을 도시한 것으로, 지반을 천공한 후, 하단부에 패커(22)(packer)가 설치된 주입관(21)을 투입하여 주입재(20)를 주입하면서 주입관(21)을 인발하는 전형적인 주교과정을 나타내고 있으며, 주교를 통하여 공동(11)이 충전되어 보강된 지반에는 기초 및 상부구조물이 시공되게 된다.

그러나 도 1에서와 같이, 공동지반에 형성된 공동(11) 하부에는 지반내 지하수유동에 의하여 퇴적된 점토질의 침착층(12)이 형성되어 있을 수 있으며, 이러한 침착층(12)은 도 2에서와 같이, 주교 및 상부구조물 시공후, 지하수유동에 의하여 침식 및 소실되는 과정에서 새로운 공동(11)을 형성하게 되어 지반 및 상부구조물 의 파괴를 야기하게 된다.

본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 공동지반에 주교를 실시함에 있어서 공동에 형성된 침착층을 수세하여 제거한 후 주입재를 주입함으로써, 침착층의 소실로 인한 지반 및 상부구조물의 파괴를 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 상세한 수행절차를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 전반적인 수행과정을 도시한 것으로, 우선 대상 지반에 천공을 실시한 후 주입관(21)을 투입한다.

투입관 주입관(21)을 통하여 지반 내부로 고압의 압축공기와 물을 함께 주입하게되는데, 주입된 물과 압축공기는 공동(11) 내부에 포말(30)을 형성하면서 확산되게 된다.

공동(11)내부에 포말(30)이 확산되는 과정에서, 포말(30)을 구성하는 기포가 터지면서 공동(11)의 내부 표면에 충격을 가하게 되며, 공동(11) 하부면에 형성된 침착층(12)을 교란하게 되고, 교란된 침착층(12)은 포말(30)의 압력에 의하여 밀려나면서 제거된다.

이러한 포말(30)의 분사는 굴착공 저면부까지 투입된 주입관(21)을 서서히 인발하면서 진행되며, 이로써 주교가 시행되는 전 구간에 대한 침착층(12)의 제거가 이루어지게 된다.

침착층(12)의 제거가 완료되면, 굴착공에 재차 주입관(21)을 투입하고, 주입관(21)의 인발과 동시에 주입재(20)를 주입함으로써 주교를 실시하게 된다.

도 4는 침착층(12)이 제거되지 않은 상태에서 주교를 실시한 지반과 본 발명을 통하여 침착층(12)을 제거한 후 주교를 실시한 지반을 비교한 도면으로서, 동 도면 우측에서와 같이, 침착층(12)을 제거함으로써 주입재(20)가 공동(11)에 완전히 충전될 수 있게 되어 침착층(12)의 유실로 인한 추가 공동(11)발생이 근본적으로 방지된다.

한편 포말(30)의 생성을 촉진하기 위하여 주입관(21)을 통하여 주입되는 물에 발포제(發泡劑)를 혼합할 수도 있으며, 이로써 포말(30)로 인한 침착층(12)의 수세효과를 극대화하고, 수세의 범위를 확장할 수 있다.

결국 본 발명의 기술요지는 공동지반(空洞地盤)에 실시되는 주교(注膠)공법에 있어서, 지반에 굴착공을 형성하는 천공단계(S10)와, 굴착공에 주입관(21)을 투입하고 주입관(21)을 통하여 물과 압축공기를 동시에 주입하면서 주입관(21)을 인발하는 수세단계(S20)와, 주입관(21)을 재차 투입하고 주입관(21)을 통하여 주입재(20)를 주입하면서 주입관(21)을 인발하는 주교단계(S30)로 이루어짐을 특징으로 하는 공동지반의 주교공법이다.

본 발명을 통하여 침착층이 제거된 상태의 공동지반에 대한 주교가 가능하게 되었으며, 이로써 주입재가 공동에 완전히 충전될 수 있으므로 공동지반의 주교효과가 획기적으로 개선될 수 있으며, 해당 지반의 지지력 및 차수능을 제고함은 물론 상부구조물의 안정성을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 공동지반(空洞地盤)에 실시되는 주교(注膠)공법에 있어서,

   지반에 굴착공을 형성하는 천공단계(S10)와;

   굴착공에 주입관(21)을 투입하고 주입관(21)을 통하여 물과 압축공기를 동시에 주입하면서 주입관(21)을 인발하는 수세단계(S20)와;

   주입관(21)을 재차 투입하고 주입관(21)을 통하여 주입재(20)를 주입하면서 주입관(21)을 인발하는 주교단계(S30)로 이루어짐을 특징으로 하는 공동지반의 주교공법.

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