KR100736715B1

KR100736715B1 - 토양 속성고결공법

Info

Publication number: KR100736715B1
Application number: KR1020060094098A
Authority: KR
Inventors: 한우선; 정덕교
Original assignee: 한우선; 정덕교
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2007-07-09

Abstract

본 발명은 홍수나 지반침하 등에 의해 유실된 도로나 지반을 긴급복구하거나 각종 토목기초공사시 토양의 안정화 및 견고화를 위하여 단시간내에 토양을 속성고결시켜 일정강도를 유지하도록 하는 토양의 고결공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 젖은 모래질 토양 80 ~ 120중량부와 상기 젖은 모래질 토양의 중량에 대하여 5 ~ 50중량부의 수용성 규산염을 첨가 혼합하되 상기 수용성 규산염의 중량에 대하여 20 ~ 80중량부의 결합강화제를 수용성 규산염에 첨가 혼합하여 토양혼합물을 제조하는 단계, 상기 토양혼합물을 시공할 지반위에 고르게 포설하는 단계, 상기 토양혼합물이 포설된 부분의 내측 하단부까지 가스주입관이 위치되도록 다수개의 구멍을 일정간격으로 천공하고 상기 구멍에 가스주입관을 삽입 설치하는 단계, 상기 가스주입관에 이산화탄소를 공급하면서 서서히 가스주입관을 상승시켜 토양혼합물의 상하 전체에 이산화탄소가 공급되어 포설된 토양혼합물 전체가 속성고결되도록 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 토양 속성고결공법에 관한 것이다.

토양혼합물, 가스주입관, 이산화탄소, 수용성 규산염, 겔화

Description

토양 속성고결공법{A quick hardening method of the soil}

도 1은 본 발명에 따른 토양혼합물을 유실된 도로나 지반에 포설하고 가스주입관을 설치하여 속성고결시키는 상태의 사시개략도

도 2는 본 발명에 따른 토양혼합물이 지반위에 포설된 상태에서 가스주입관으로 이산화탄소를 공급하면서 속성고결시키는 상태의 단면개략도

도 3은 본 발명에 따른 다른 실험예로서 드라이아이스를 이용하여 토양혼합물에 이산화탄소를 공급하는 상태의 단면개략도

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1. 유실된 도로나 지반

2. 토양혼합물

3. 가스주입관

4. 드라이아이스

일반적으로 지구의 온난화현상에 의해 국지적인 호우나 태풍과 장마에 의한 집중적인 호우가 증가하면서 산간지역이나 하천인근지역에서는 산사태나 하천 범람으로 지반 토양의 유실로 인한 각종 도로나 지반 등의 파괴되어 심각한 호우피해를 입고 있다.

국내에서도 최근 하절기 장마철의 전국적인 집중폭우나 태풍으로 인한 수해로 막대한 경제적 피해가 발생되고 있으며, 특히 산간지역에는 국지적인 폭우로 인 하여 산사태나 도로 유실이 크며 이러한 지역에 유실된 도로나 지반을 긴급 복구할 경우에는 유실된 도로나 지반에 일반 토양을 포설하고 다짐작업하게 되지만 복구작업도중에도 호우가 지속되는 경우 포설되는 토양이 계속적으로 유실되면서 복구공사가 지연되고 많은 인력 및 장비가 투입되는 문제점이 있었으며, 상기와 같이 긴급복구 공사시에는 단시간내에 일시적인 복구만 이루어지고 근본적인 복구공사는 차후에 이루어지는 경우가 대부분이어서 긴급복구된 지반은 토양의 안정화 및 견고화가 이루어지지 않은 상태로 유지되어 다시 호우가 내릴경우 반복적인 지반침하 및 유실 등의 문제점이 발생하게 된다.

한편, 대한민국 공개특허공보 공개번호 제 1998-035289호의 「지진시에 무른 모래지반 또는 모래질지반에 발생하는 액상화현상에 의해 일어나는 재해의 방지공법과 피재해지반의 복구공법」에서는 지반재해의 방지와 경감 및 피 재해지반의 복구나 보강을 위한 것으로, 무른 모래 또는 모래질 토양으로 이루어진 지반과 그 위에 만들어진 구조물을 지진시의 액상화재해로부터 지키기 위하여, 제 1 단계에서 제 4 단계까지의 4단계 시공법에 의해 상기 지반을 개량강화하는 공법으로 되어 있고 제 1 단계는 특정의 주입장치와 특수배합의 모르타르계의 주입재료를 사용하여서 소정의 주입점 배치에서 제 1 차 압밀주입을 하여 얻어지는 압밀효과, 제 2 단계는 관입선단장치를 부착한 주입관의 박아넣기 또는 압입에 의한 말뚝적 압축효과, 제 3 단계는 특수배합의 시멘트계 주입재료를 사용한 제 2 차 압밀주입에 의한 압밀효과, 제 4 단계는 상기 시멘트계의 주입재료에 의한 압력주입에 의한 토양입자간의 침투 고체화효과의 4가지 효과를 복합한 것에 의한 지진시의 액상화 재해의 방지 또는 경감공법 및 피 재해지반의 복구 또는 보강공법이 개시되었으나, 이러한 보강공법은 많은 시간과 인력, 장비가 동원될 뿐 아니라 모르타르계 주입재료나 시멘트계 주입재료가 고화되는데 장시간이 소요되어 단시간내에 빠른 처리가 이루어져야 하는 집중호우시의 긴급 복구방법에 적용되기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 모래질 토양에 수용성 규산염과 결합강화제를 일정비율로 혼합하여 토양혼합물을 제조하고 유실된 도로나 지반 등에 포설하며 토양혼합물에 이산화탄소를 공급하여 규산염의 겔화현상에 의해 토양혼합물을 속성고결(固結)시켜 유실된 도로나 지반의 긴급 복구공사 또는 토목기초공사시 단시간내에 지반을 안정화 및 견고화시킬 수 있으며, 긴급 복구공사후 시공된 지반은 투수성이 감소하고 견고성이 증가하여 지속적인 호우시에도 추가피해가 발생되지 않도록 하는 것에 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 젖은 모래질 토양 80 ~ 120중량부와 상기 젖은 모래질 토양의 중량에 대하여 5 ~ 50중량부의 수용성 규산염을 첨가 혼합하되 상기 수용성 규산염의 중량에 대하여 20 ~ 80중량부의 결합강화제를 수용성 규산염에 첨가 혼합하여 토양혼합물을 제조하는 단계, 상기 토양혼합물을 시공할 지반위에 고르게 포설하는 단계, 상기 토양혼합물이 포설된 부분의 내측 하단부까지 가스주입관이 위치되도록 다수개의 구멍을 일정간격으로 천공하고 상기 구멍에 각각 가스주입관을 삽입 설치하는 단계, 상기 가스주입관에 이산화탄소를 공급하면서 서서 히 가스주입관을 상승시켜 토양혼합물의 상하 전체에 이산화탄소가 공급되어 포설된 토양혼합물 전체가 속성고결되도록 하는 단계로 이루어진 것에 본 발명의 특징이 있다.

본 발명은 홍수나 지반침하 등에 의해 유실된 도로나 지반을 긴급복구하거나 각종 토목기초공사시 토양의 안정화 및 견고화를 위하여 단시간내에 토양을 속성고결시켜 일정강도를 유지하도록 하는 토양 속성고결공법에 관한 것으로, 토양혼합물 제조단계와 포설단계와 가스주입관 설치단계와 속성고결단계로 이루어져 있으며 상기 토양혼합물 중의 모래성분 및 수용성 규산염과 이산화탄소가 반응하여 수용성 규산염이 아래 반응식1과 같이 졸(sol) 상태에서 화학적 균형이 깨지면서 입자들이 서로 얽히게 되어 겔화(gelation)되고 모래질 토양을 고결(固結)시켜 단단한 덩어리형태로 만들어 시공과정이나 시공후 토양유실 등을 방지하고 토양의 안정성 및 견고성을 향상시키게 된다.

M₂O·nSiO₂ + CO₂ ----> nSiO₂(실리카 겔 형태) + M₂CO₃

(M = Na, K, Li)

(n = 2 ~ 4)

이하 도면을 참고하여 본 발명에 따른 토양 속성고결공법에 대하여 각 단계별로 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

1. 토양혼합물 제조단계

도 1 및 2에 도시된 바와 같이 유실된 도로나 지반(1)에 포설할 토양혼합물(2)을 제조하는 단계로서, 젖은 모래질 토양 80 ~ 120중량부와 상기 젖은 모래질 토양의 중량에 대하여 5 ~ 50중량부의 수용성 규산염을 첨가 혼합하되 상기 수용성 규산염의 중량에 대하여 20 ~ 80중량부의 결합강화제를 수용성 규산염에 첨가 혼합하여 토양혼합물(2)을 제조한다.

상기 젖은 모래질 토양은 사토(沙土), 사양토(砂壤土), 사질토(砂質土) 등의 모래성분이 포함된 토양으로 함수율이 20 ~ 40% 정도로 유지되는 것인데, 상기 토양의 함수율이 20% 미만일 경우에는 수용성 규산염 및 결합강화제와 토양이 고르게 혼합되지 않고 함수율이 40%를 초과할 경우에는 수분이 너무 많아 수용성 규산염 및 결합강화제가 단시간에 고결(固結)되지 않게 되는 문제점이 발생하게 된다.

상기 수용성 규산염은 일반적으로 국내외에서 시판되고 있는 액상 규산나트륨(sodium silicate), 액상 규산칼륨(potassuium silicate), 액상 규산리튬(lithiun silicate) 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 것으로, 상기 젖은 모 래질 토양의 중량에 대하여 5 ~ 50중량부가 첨가되는데, 상기 수용성 규산염이 5중량부 미만으로 첨가될 경우에는 이산화탄소와 반응하여 겔화(gelation)되는 규산염의 양이 너무 적어 토양혼합물(2)의 결합력이 떨어지며, 반대로 50중량부를 초과하여 첨가될 경우에는 결합력은 우수하나 고결된 토양혼합물(2) 본래의 물성이 크게 변화되어 물이 거의 투수되지 못하고 식물 등이 원활히 생육될 수 없으며 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 발생하게 된다.

한편, 상기 수용성 규산염은 일반적으로 시판되고 있는 알칼리금속에 대한 산화규소(SiO₂/M₂O)의 몰비가 2.80 ~ 3.50 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 결합강화제는 모래질 토양 및 수용성 규산염과 이산화탄소가 반응하여 고결되는 과정에서 결합력을 증가시키기 위해 첨가되는 것으로, 상기 수용성 규산염의 중량에 대하여 20 ~ 80중량부가 첨가 혼합되며 결합강화제로서 시멘트가 단독으로 사용되거나, 또는 상기 시멘트에 대한 기능성첨가제로서 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 산화아연, 산화알루미늄, 황산칼륨, 황산칼슘, 탄산칼슘, 보락스(sodium borate)가 하나 또는 둘이상 시멘트와 혼합사용되거나, 또는 혼화재로서 벤토나이트, 고로슬래그 분말, 플라이애쉬가 하나 또는 둘이상 시멘트와 혼합사용되도록 되어 있되, 상기 기능성첨가제나 혼화재는 시멘트 중량에 대하여 0.5 내지 10중량부 첨가 혼합되도록 되어 있다.

상기 시멘트는 포틀랜드시멘트, 혼합시멘트, 제트시멘트 등 공지의 시멘트 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 시멘트를 사용하게 된다.

상기 기능성첨가제인 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 산화아연, 산화알루미늄, 황산칼륨, 황산칼슘, 탄산칼슘, 보락스(sodium borate) 중 알칼리토금속류인 칼슘이나 마그네슘 염(salts)인 경우 규산염과 반응하여 규산마그네슘 내지는 규산칼슘의 겔을 형성하고 3차원적인 실리카(silica)의 네트워크를 형성하여 고강도를 유지하기 위함이며, 그밖의 산화아연, 산화알루미늄, 황산칼슘, 보락스 등은 합금의 원리와 같이 규산염과 반응하여 고강도의 구조체를 형성하기 위하여 사용하게 된다.

또한, 상기 혼화재 중 벤토나이트는 팽창성, 점결성, 농후성의 물리적 성질을 지니고 있어 물과 반응하여 팽창하면서 물을 흡수하고 팽창된 벤토나이트는 겔화되어 물을 배척하여 차수(遮水)하는 성질을 지니고 있으며 다른 물질과 혼합되어 다른 물질을 서로 점결시키거나 농축하도록 되어 있어 토목기초공사에서 지하수의 차단이나 측벽 붕괴 방지의 목적으로 주로 사용되며, 본 발명에서는 시멘트와 함께 혼합되어 고결과정 중 토양혼합물(2)의 결합력을 크게 향상시키도록 되어 있고 1 ~ 100㎛의 평균입도를 지닌 벤토나이트를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 고로슬래그 분말은 분말도 2750 ~ 6000 ㎠/g의 것으로 사용하는 것이 바람직하여 잠재수경성을 지니고 있어 본 발명에서 시멘트와 함께 사용되면서 강도증가 및 높은 수밀성과 내화학성을 증가시키도록 되어 있다.

상기 플라이애쉬는 분말도 3500 ~ 6000 ㎠/g의 것으로 사용하는 것이 바람직 하여 포졸란 작용을 하도록 되어 있어 본 발명에서 시멘트와 함께 사용되면서 강도증가 및 투수성 감소 작용을 하도록 되어 있다.

2. 포설단계

상기 토양혼합물 제조단계에서 균일하게 혼합 제조된 토양혼합물(2)을 긴급 복구가 필요한 유실된 도로나 지반(1)에 적정량 포설하고 다짐작업을 한다.

3. 가스주입관 설치단계

포설 다짐된 토양혼합물(2)에 가스주입관(3)을 삽입 설치하는 단계로, 상기 토양혼합물(2)이 포설된 부분의 내측 하단부까지 가스주입관(3)이 위치되도록 상기 가스주입관(3)의 직경에 따라 다수개의 구멍을 일정간격으로 천공하고 상기 구멍에 각각 가스주입관(3)을 삽입 설치하게 되며, 통상의 가스공급탱크(도시하지 않음)를 통해 가스주입관(3)으로 유입되는 이산화탄소의 유입량을 일정하게 하기 위하여 통상의 레귤레이터 및 가스유량계 등이 설치될 수 있으며, 가스주입관(3)의 직경과 재질은 시공되는 토양혼합물의 설치면적이나 설치조건에 따라 적절하게 맞추어 제작사용하게 된다.

상기 다수개의 구멍은 포설된 토양혼합물(2)에 전체적으로 이산화탄소가 공급될 수 있을 정도로 토양혼합물(2)의 면적에 따라 임의대로 적절한 수의 구멍을 다수개 천공하여 가스주입관(3)을 설치하게 된다.

4. 속성고결단계

상기와 같이 설치된 가스주입관(3)에 이산화탄소를 공급하여 토양혼합물(2)을 단시간내에 속성고결시키는 단계로서, 상기 반응식1에서와 같이 토양혼합물(2) 중의 모래성분 및 수용성 규산염과 이산화탄소가 반응하여 수용성 규산염이 졸(sol) 상태에서 화학적 균형이 깨지면서 입자들이 서로 얽히게 되어 겔화(gelation)되고 인접되어 있는 모래질 토양입자들을 단단한 덩어리 상태로 고결(固結)시키도록 되어 있다.

또한, 본 발명에서 이산화탄소의 주입량은 상기 반응식 1에 따라 규산염과 화학양론적으로 동일한 양(동일한 mol비로 반응)이 주입되어야 하지만 상기 반응식은 이상적으로 닫혀진 계(系)에서의 반응을 나타낸 것이고 실질적으로 토양혼합물이 포설된 지역은 외부와 개방된 상태의 계(系)로 온도와 압력조건에 따라 이산화탄소의 양이 달라질 뿐 아니라 토양혼합물(2)의 내부로 주입되는 가스상태의 이산화탄소가 규산염과 반응하지 않은 상태에서 토양혼합물(2)의 무수한 공극을 통해 외부로 유출되므로 정확한 이산화탄소의 주입량을 구체적으로 한정할 필요가 없으며 대략적으로 포설된 토양혼합물(2)이 일정강도로 고결되면 이산화탄소의 공급을 정지하게 되나 일반적으로 토양혼합물(2) 300 ~ 500㎤ 당 300 ~ 700ml/min 의 유속으로 2 ~ 10분간 이산화탄소를 공급하는 것이 바람직하며, 포설된 토양혼합물(2)의 상하 전체에 고르게 이산화탄소가 공급되도록 도 2에 도시된 바와 같이 이산화탄소를 공급하는 과정에서 가스주입관(3)을 서서히 상승시키면서 공급하여 토양혼합물(2) 상하 전체에 이산화탄소가 공급되어 토양혼합물(2)이 속성고결되도록 되어 있다.

상기와 같이 이산화탄소의 공급이 완료되면 토양혼합물(2)은 5분 ~ 1시간 이내에 신속하게 고결되면서 일정강도를 유지하게 되어 시공과정 중 또는 시공후 호우가 지속되는 경우에도 신속하게 고결된 상태를 유지하여 반복적인 토양유실 등이 방지되고 긴급 복구공사된 토양의 안정성 및 견고성이 향상되어 추가적인 복구공사가 필요없게 된다.

한편, 본 발명에 따른 다른 실험예로서 상기와 같이 가스주입관(3)을 통해 이산화탄소 가스를 공급하는 방법 대신 도 3에 도시된 바와 같이 드라이아이스(4)를 이용하여 토양혼합물(2)을 고결시킬 수 있는데, 이 경우에는 상기와 같이 제조된 토양혼합물(2)을 유실된 도로나 지반(1)위에 포설하기 전에 먼저 균일하게 분쇄된 드라이아이스(4)를 상기 시공할 지반위에 깔고 그 상부에 상기 토양혼합물(2)을 고르게 포설하여 상기 드라이아이스(4)가 승화되어 상승하면서 토양혼합물(2)의 상하 전체에 이산화탄소가 공급되어 상기 토양혼합물(2) 중의 모래성분 및 수용성 규산염이 이산화탄소와 반응하여 수용성 규산염이 겔화되면서 모래질 토양을 단시간에 고결시킬 수 있다.

이 때 상기 드라이아이스(4)는 수용성 규산염의 중량에 대하여 50 ~ 200중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 드라이아이스(4)를 사용하는 경우에는 포설할 토양혼합물(2)의 두께가 1.5m 이하로 비교적 얇은 두께로 포설되는 경우에 적용하는 것이 바람직하 며, 상기 토양혼합물(2)의 두께 1.5m 를 초과하는 경우에는 가스주입관(3)을 설치하여 이산화탄소를 공급하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실험예는 다음과 같다.

< 실험예 1 >

함수율이 25%로 유지된 사질토 200g에 액상 규산나트륨 80g(SiO₂/Na₂O의 몰비가 3.20인 것)과 결합강화제로서 포틀랜드시멘트 40g을 균일하게 교반 혼합하여 토양혼합물을 제조하고, 실험용기(부피가 500ml인 비이커사용)에 상기 토양혼합물을 투입하고 직경 10mm의 튜브타입의 가스주입관을 토양혼합물의 하단부까지 삽입설치한 다음 분당 500ml의 유속으로 5분간 이산화탄소(순도 99.9%로 시판되는 액화 이산화탄소사용)를 주입하면서 서서히 가스주입관을 상승시켜 토양혼합물 전체를 고결시켰다.

< 실험예 2 >

함수율이 25%로 유지된 사질토 200g에 액상 규산나트륨 80g(SiO₂/Na₂O의 몰비가 3.20인 것)과 결합강화제로서 포틀랜드시멘트 40g와 기능성 첨가제로서 산화마그네슘 2g과 혼화재로서 고로슬래그 분말 2g(분말도 4000㎠/g)을 균일하게 교반 혼합하여 토양혼합물을 제조하고, 실험용기(부피가 500ml인 비이커사용)에 상기 토양혼합물을 투입하고 직경 10mm의 튜브타입의 가스주입관을 토양혼합물의 하단부까 지 삽입 설치한 다음 분당 500ml의 유속으로 5분간 이산화탄소(순도 99.9%로 시판되는 액화 이산화탄소사용)를 주입하면서 서서히 가스주입관을 상승시켜 토양혼합물 전체를 고결시켰다.

< 실험예 3 >

함수율이 25%로 유지된 사질토 200g에 액상 규산나트륨 80g(SiO₂/Na₂O의 몰비가 3.20인 것)과 결합강화제로서 포틀랜드시멘트 40g와 기능성 첨가제로서 산화알루미늄 2g과 혼화재로서 고로슬래그 분말 2g(분말도 4000㎠/g)을 균일하게 교반 혼합하여 토양혼합물을 제조하고, 실험용기(부피가 500ml인 비이커사용)에 2cm의 크기로 분쇄한 드라이아이스 80g을 비이커 바닥에 고르게 깔고 그 위에 상기 토양혼합물을 포설하여 상기 드라이아스가 승화되면서 반응하여 토양홉물을 고결시켰다.

< 비교예 1 >

함수율이 25%로 유지된 사질토 200g에 액상 규산나트륨 80g(SiO₂/Na₂O의 몰비가 3.20인 것)을 균일하게 교반 혼합하여 토양혼합물을 제조하고, 실험용기(부피가 500ml인 비이커사용)에 상기 토양혼합물을 넣고 다른 처리는 하지 않았다.

< 측정예 >

실험예 1 내지 3과 비교예 1을 통해 제조된 각 토양혼합물을 동일한 조건으로 다수개씩 제작하고 각각 상온에서 5분, 1시간, 24시간 방치한 후 압축강도와 투수계수를 각각 측정하여 < 표 1 >에 나타내었다.

< 표 1 >

	압축강도(Kgf/㎠)			투수계수(cm/sec)
	5분	1시간	24시간	5분	1시간	24시간
실험예1	9.4	24.5	38.4	6.8×10^-3	1.9×10^-3	0.31×10^-3
실험예2	10.4	26.8	42.6	5.3×10^-3	1.4×10^-3	0.13×10^-3
실험예3	9.6	25.1	40.3	7.2×10^-3	2.3×10^-3	0.42×10^-3
비교예1	1.6	3.3	9.8	17.2×10^-3	8.6×10^-3	2.3×10^-3

상기 < 표 1 >의 측정결과에서와 같이 본 발명에 따른 실험예 1 내지 3의 토양혼합물은 빠른 시간내에 고결되면서 높은 압축강도(이산화탄소 주입후 1시간이내 전체 압축강도의 50% 이상을 나타냄)를 나타내어 유실된 도로나 지반의 긴급 복구공사시 적합하며 투구계수도 낮아(이산화탄소 주입후 1시간이내에 비교예1 보다 대략 3~ 6배 정도의 낮은 투수계수를 나타냄) 시공 후 물이 잘 침투되지 않으므로 반복적인 호우시에도 토양이 재차 유실되지 않고 견고한 상태를 유지하게 되는 것이나, 비교예1의 토양혼합물은 24시간 이내에 빠르게 고결되지 못하고 고결되는데 많은 시간이 소요(공기중의 이산화탄소와 반응하면서 수일에 걸쳐 서서히 고결됨)되어 초기의 압축강도 뿐 아니라 24시간 경과 후의 압축강도가 실험예 1 내지 3보다 3 ~ 4배정도 낮고 투수계수가 5 ~ 17배 높게 나타남으로써 강도는 약하고 물이 잘 투수되어 긴급 복구공사시 적합하지 않은 결과를 나타내었다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 모래질 토양과 수용성 규산염과 결합강화제를 일정비율로 혼합하여 토양혼합물을 제조하여 유실된 도로나 지반 등에 포설하고 토양혼합물에 이산화탄소를 공급하여 규산염의 겔화현상에 의해 토양혼합물을 속성고결(固結)시킬 수 있어 유실된 도로나 지반의 긴급 복구공사 또는 토목기초공사시 단시간내에 지반을 안정화 및 견고화시켜야 할 경우 적합하게 사용할 수 있으며, 또한 드라이아이스를 이용하여 이산화탄소를 공급할 수 있어 적은 비용과 장비 등으로 단시간내에 긴급 복구공사 등이 이루어질 수 있고 이와 같은 공법으로 사공된 도로나 지반은 투수성이 감소하고 견고성이 증가하여 지속적인 호우시에도 추가피해가 발생되지 않게 되는 효과가 있다.

Claims

젖은 모래질 토양 80 ~ 120중량부와 상기 젖은 모래질 토양의 중량에 대하여 5 ~ 50중량부의 수용성 규산염을 첨가 혼합하되 고결과정에서의 결합력을 증가시키기 위한 결합강화제로서 상기 수용성 규산염의 중량에 대하여 20 ~ 80중량부의 시멘트를 수용성 규산염에 첨가 혼합하여 토양혼합물을 제조하는 단계, 상기 토양혼합물을 시공할 지반위에 고르게 포설하는 단계, 상기 토양혼합물이 포설된 부분의 내측 하단부까지 가스주입관이 위치되도록 다수개의 구멍을 일정간격으로 천공하고 상기 구멍에 가스주입관을 삽입 설치하는 단계, 상기 가스주입관에 이산화탄소를 공급하면서 서서히 가스주입관을 상승시켜 토양혼합물의 상하 전체에 이산화탄소가 공급되어 포설된 토양혼합물 전체가 속성고결되도록 하는 단계로 이루어져 있어 상기 토양혼합물 중의 모래성분 및 수용성 규산염이 이산화탄소와 반응하여 수용성 규산염이 겔화되면서 모래질 토양을 단시간에 고결시키도록 하는 것을 특징으로 하는 토양 속성고결공법.
제 1항에 있어서, 상기 젖은 모래질 토양은 사토나 사양토 또는 사질토와 같이 모래성분이 포함된 토양으로 함수율이 20 ~ 40%로 유지된 것을 특징으로 하는 토양 속성고결공법.
제 1항에 있어서, 상기 수용성 규산염은 알칼리금속에 대한 산화규소의 몰비가 2.8 ~ 3.5인 액상 규산나트륨, 액상 규산칼륨, 액상 규산리튬 중 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 토양 속성고결공법.
제 1항에 있어서, 상기 결합강화제는 시멘트에 대한 기능성 첨가제로서 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 산화아연, 산화알루미늄, 황산칼륨, 황산칼슘, 탄산칼슘, 보락스가 하나 또는 둘이상 시멘트와 혼합되거나 또는 혼화재로서 벤토나이트, 고로슬래그 분말, 플라이애쉬가 하나 또는 둘이상 시멘트와 혼합사용되는데, 상기 기능성첨가제나 혼화재는 시멘트의 중량에 대하여 0.5 내지 10중량부 첨가 혼합되는 것을 특징으로 하는 토양 속성고결공법.
젖은 모래질 토양 80 ~ 120중량부와 상기 젖은 모래질 토양의 중량에 대하여 5 ~ 50중량부의 수용성 규산염을 첨가 혼합하되 고결과정에서의 결합력을 증가시키기 위한 결합강화제로서 상기 수용성 규산염의 중량에 대하여 20 ~ 80중량부의 시멘트를 수용성 규산염에 첨가 혼합하여 토양혼합물을 제조하는 단계, 시공할 도로나 지반위에 분쇄된 드라이아이스를 고르게 깔고 그 상부에 상기 토양혼합물을 포설하는 단계로 이루어져 있어 상기 드라이아이스가 승화되어 상승하면서 토양혼합 물의 상하 전체에 이산화탄소가 공급되어 상기 토양혼합물 중의 모래성분 및 수용성 규산염이 이산화탄소와 반응하여 수용성 규산염이 겔화되면서 모래질 토양을 단시간에 고결시키도록 하는 것을 특징으로 하는 토양 속성고결공법.