KR100852471B1 - Apparatus of ground improvment using mildle and high pressure in hardening set injection - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지반개량장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반개량부에 하향분사를 이루어서 지반절삭력을 증대하면서 지반의 압력이 팽창되는 것을 막고, 지반의 융기 및 침하를 방지하며 굴착 작업, 교반 작업 및 인발 작업을 보다 효율적으로 수행하는 초고압 급결분사식 지반개량장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ground improvement device, and more specifically, to make a ground injection to the ground improvement unit to increase the ground cutting force while preventing the ground pressure from expanding, preventing the rise and settlement of the ground, excavation work, stirring work and drawing The present invention relates to an ultra-high pressure jet ground improvement device that performs work more efficiently.
일반적으로 지반 개량용 교반 장치는 심층 혼합 처리 공법에 사용되며, 심층 혼합 처리 공법이란 현장에서 심층으로 흙속에 시멘트, 벤토나이트, 석회, 고화재, 슬래그, 또는 미생물 등 흙 속의 성질을 개량하거나 오염 물질을 고화 또는 처리할 수 있는 개량 재료를 교반날개가 부착된 1축 내지 3축의 오거축을 회전시킬 수 있는 특수 장비(Multi-Shaft Auger Machine)를 이용하여 저압 또는 고압으로 지중에 유입하면서 흙과 혼합해 단위 중량의 증가, 함수비의 저하, 결합력의 증대, 미생물 처리 등의 물리·화학적 변화를 일으켜 차수성 및 압축 강도의 증가, 오염 확산 방지 등을 도모하는 지중 연속 개량 공법을 말한다.In general, the ground improvement stirring device is used in the deep mixing treatment method, and the deep mixing treatment method is a deep in the field to improve the properties of the soil such as cement, bentonite, lime, solidified material, slag, or microorganism in the soil, or to remove contaminants. Mixed materials that can be solidified or processed can be mixed with soil while entering the ground at low or high pressure using a special multi-shaft auger machine that can rotate 1 to 3 axes of auger shafts with agitator blades. It refers to the continuous improvement method for underground, which increases physical and chemical changes such as increase in weight, decrease in water content, increase in bonding strength, and microbial treatment, to increase water-order and compressive strength, and to prevent contamination from spreading.
종래의 공법은 토목공학적으로 연약 지반 보강이나 지하 터파기의 토류벽 그리고 하천 제방의 지수벽 등 지중연속벽 조성에 사용되며, 지반 환경 분야에서는 비위생 매립장, 폐광산 등 오염 지하수의 이동을 차단하는 차폐벽으로 사용되거나, 중금속 또는 준휘발성 유기 화합물 오염 확산을 방지하기 위하여 오염 토양의 안정화 또는 고정화에 사용되며, 또한 미생물과 혼합하여 지중에 투입함으로써 오염 토양의 생물학적 처리에 이용되기도 하며, 나아가 제올라이트 등을 투입하여 오염 지하수를 정화하는 기능을 가진 투수성 벽체를 조성하는 용도로 사용되기도 한다.The conventional method is used for constructing continuous continuous walls such as soft ground reinforcement, earth walls of underground trenches, and water walls of river banks in civil engineering.In the ground environment field, it is a shielding wall that blocks the movement of contaminated groundwater such as unsanitary landfill and waste mine. It is used for stabilization or immobilization of contaminated soil to prevent the spread of contamination of heavy metals or semi-volatile organic compounds, and it is also used for biological treatment of contaminated soils by mixing them with microorganisms and adding zeolites. It is also used to create permeable walls with the ability to purify contaminated groundwater.
일반적으로 지반 개량용 교반 장치는 개량 대상 지반을 오거축이 원하는 깊이까지 파고들어가야 하며, 이를 위하여 오거축의 선단에 굴착날개가 마련된다.In general, the ground improvement agitation device should dig the ground to be improved to the desired depth of the auger shaft, for this purpose, the excavation wing is provided at the tip of the auger shaft.
이러한 굴착날개가 설명된 종래의 기술로서, 일본 공개특허공보 평1-219210호 "연약지반개량장치"가 알려져 있다.As a conventional technique in which such excavation wings have been described, Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 1-219210, "Soft Ground Improvement Device", is known.
그러나 상기와 같이 굴착날개만으로 굴착을 할 경우 연약지반의 경우는 용이하게 굴착이 이루어지나, 개량 대상 지반 내에 암반층이나 전석층이 존재할 경우 이를 뚫지 못하고 오히려 기계 손상이 발생하는 경우가 빈번하였다.However, in the case of excavation using only the excavation wing as described above, the excavation is easily performed in the case of the soft ground, but if the rock layer or the gypsum layer is present in the ground to be improved, mechanical damage occurs rather frequently.
한편, 상하로 물을 분사하여 하부 분사공에 의한 하단 분사공에서 분사되는 경화재와 삭토된 토양을 차단하도록 되어 있는 것이 있으나, 이는 구조가 복잡하고, 상하에 형성된 물 분사공이 동일 라인에 연통되어 있어서 물의 분사압력이 약하므로 삭토되는 토양이 적게 되고 이로 인하여 직경이 큰 경화층을 형성할 수 없는 문제가 있다.On the other hand, the water is sprayed up and down to block the hardened material and the ground soil sprayed from the lower injection hole by the lower injection hole, but this is a complicated structure, the water injection hole formed in the upper and lower are in communication with the same line Since the spray pressure of water is weak, there is less soil to be cut, and thus there is a problem in that a hardened layer having a large diameter cannot be formed.
또한 경화층의 직경을 크게 형성하기 위하여 국내 특허공보 제92-1474호도 있으나, 이는 좌우로 대층되는 분사공에 의해 분사시 분사반력을 상호 흡수하고, 순결성 경화재를 기체와 함께 분사시켜 토양절삭직경을 넓혀 경화층을 크게 형성하도록 되어 있는데 이는 토양과 경화제가 섞이어 경화층을 형성하므로 밀도가 치밀하지 못하고 경화층의 구성요소에 토양성분이 많아 견고성이 저하되므로 지반 개량의 효율이 저하되는 문제가 있다.In addition, there is also a domestic patent publication No. 92-1474 in order to form a large diameter of the hardened layer, which is mutually absorbed the injection reaction during the injection by the injection holes are stacked in the left and right, and the soil cutting diameter by spraying the purity hardening material with the gas It is to increase the size of the hardened layer, which is mixed with soil and the hardener to form a hardened layer. Therefore, the density is not dense and the components of the hardened layer have many soil components. have.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 지반개량부에 하향분사를 이루는 노즐에 의해 지반절삭력을 증대하고 지반의 압력이 팽창되는 것을 막으면서 지반의 융기 및 침하를 방지하며 굴착 작업, 교반 작업 및 인발 작업을 보다 효율적으로 수행하기 위한 초고압 급결분사식 지반개량장치를 제공하고자 한다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art, and by increasing the ground cutting force by the nozzle which is sprayed downward to the ground improvement part and prevents the ground pressure to expand while preventing the elevation and settlement of the ground and excavation It is an object of the present invention to provide an ultra-high pressure jet ground improvement device for performing the work, the stirring work and the drawing work more efficiently.
특히 본 발명은 지반개량부의 상하단을 소정간격으로 배치한 노즐의 하향분사작업을 통하여 불필요한 구간까지의 시멘트소모를 방지하면서 설계된 개량체 구경을 확보할 수 있는 초고압 급결분사식 지반개량장치를 제공하고자 한다.In particular, the present invention is to provide an ultra-high pressure jet injection type ground improvement apparatus which can secure the designed body diameter while preventing the cement consumption to the unnecessary section through the downward spraying of the nozzles arranged the upper and lower ends of the ground improvement portion at a predetermined interval.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 직경이 각각 다른 하나 이상의 관으로 2중 또는 3중으로 형성하여 시멘트경화제공급로와 급결제공급로 및 에어공급로가 구비되는 주입로드의 하단에 체크밸브를 포함하는 초고압 급결분사식 지반개량장치에 있어서, 상기 시멘트경화제공급로(10)와 연결되고 에어공급로(14) 영역에 배치되어 외부로 노출되며 5~10°하향경사를 이루어 100ℓ/분 ~ 250ℓ/분으로 분사하는 상부분사노즐(20)과, 상기 상부분사노즐로(20)부터 25~35cm 이격된 위치에 상기 시멘트경화제공급로(10)와 연결되고 급결제공급로(12) 영역에 배치되어 외부로 노출되며 1~10°하향경사를 이루어 10ℓ/분 ~ 50ℓ/분으로 분사하는 하부분사노즐(30)을 포함하고, 상기 주입로는(50)는, 외측면에 날개(62) 또는 스크류(64)가 부착되고 수직 또는 수평 중 어느 한 방향으로 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the check valve at the bottom of the injection rod is provided with a cement hardener supply passage, a fastener supply passage and an air supply passage formed in a double or triple by one or more tubes of different diameters, respectively In the ultra-high pressure jet injection type ground improvement apparatus comprising a, connected to the cement
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이상과 같은 본 발명은 소정 각도로 하향 경사진 분사노즐에 의해 지반절삭력을 증대시키고 신속하면서 원만한 지반개량영역을 이루게 됨과 동시에 최적의 영역에서만이 개량작업을 이루게 되므로 균일한 개량 조성을 완성할 수 있다. 또한 상기 효과에 의해 종전의 공법과 같은 수직공법뿐만 아니라 대상지반에 대한 압력이 팽창되는 것을 막으면서 지반의 융기 및 침하를 방지하는 전방향으로 개량체를 조성하는 것이 가능한 효과가 있다.In the present invention as described above, the ground cutting force is increased by the spray nozzle inclined downward at a predetermined angle, thereby achieving a smooth and smooth ground improvement area, and at the same time, the improvement work is performed only in the optimum area, thereby achieving a uniform improvement composition. In addition, by the above effect, as well as the vertical method as in the previous method, it is possible to form an improved body in all directions to prevent the elevation and settlement of the ground while preventing the pressure on the target ground from expanding.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 지반개량장치를 개략적인 구성도로 나타내고, 도 2는 본 발명에 의한 주입로드를 요부 단면도로 나타내고 있다.1 is a schematic configuration diagram of a ground improvement apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an injection rod according to the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 시멘트경화제와 급결제 및 에어를 각각의 공급로(10)(12)(14)를 통해 단독 또는 혼합적으로 상부분사노즐(20)과 하부분사노즐(30)를 통한 분사에 의하여 지반개량을 이룬다. As shown in Figs. 1 and 2, the present invention provides the
여기서 상기 상부분사노즐(20)은 상기 시멘트경화제공급로(10)와 연결되고 에어공급로(14) 영역에 배치되어 외부로 노출되도록 하향경사를 이룬다.Here, the
또한 하부분사노즐(30)은 상기 상부분사노즐(20)로부터 이격된 위치에 상기 시멘트경화제공급로(10)와 연결되고 급결제공급로(12) 영역에 배치되어 외부로 노출되도록 하향경사를 이룬다.In addition, the lower
상기 상부분사노즐(20)과 하부분사노즐(30)를 작용이 가능하게 시멘트경화제공급로(10)와 에어공급로(14) 및 급결제공급로(12)와 단독 또는 복합적으로 상호 연결하여 주입순환 경로를 가지게 하고, 분사시 동일 방향으로 일체성 있게 분사를 이룰 수 있도록 설치하여 완성되는 주입로드(50)를 대상지반 중의 소정위치에 삽입하여 200~400Kgf/㎠의 압력으로 회전시키면서 상부분사노즐(20)과 하부분사노즐(30)로 분사된 시멘트경화제와 급결제가 와류되면서 경화층을 형성한다.The
여기서 상기 지반개량시 시멘트경화제는 100ℓ/분 ~ 250ℓ/분, 급결제는 10ℓ/분 ~ 50ℓ/분의 속도로 분사되어 경화층을 조성한다.Here, when the ground is improved, the cement hardener is sprayed at a rate of 100 l / min to 250 l / min and a fastener is 10 l / min to 50 l / min to form a cured layer.
한편, 직경이 각각 다른 하나 이상의 관으로 2중 또는 3중으로 형성하여 시멘트경화제공급로(10)와 급결제공급로(12) 및 에어공급로(14)가 구비되는 주입로드(50)의 하단에 체크밸브(52)가 조립되는 개량장치를 구성하고 있다.
상기 체크밸브(52)는 공지된 기술과 같이, 고압수 또는 시멘트경화제를 분출하게 한다.On the other hand, by forming a double or triple in one or more pipes of different diameter, respectively, at the bottom of the
The
상기 시멘트경화제공급로(10)와 연결되고 에어공급로(14) 영역에 배치되며 5~10°하향경사를 이루는 상부분사노즐(20)이 구비되고, 상기 상부분사노즐(20)로부터 이격된 위치에 상기 시멘트경화제공급로(10)와 연결되고 급결제공급로(12) 영역에 배치되며 1~10°하향경사를 이루는 하부분사노즐(30)이 구비되며, 상기 상부분사노즐(20)과 하부분사노즐(30)로 이루어지며 수직 또는 수평 중 어느 한 방향으로 배치되는 주입로드(50)를 구성한다.The
상기 하부분사노즐(30)은 2중노즐(Twin nozzle)로 이루어진다.The lower
상기 하부분사노즐(30)은 상부분사노즐(20)로부터 25㎝~35㎝ 이격되게 설치되어 있다.The
상기 상부분사노즐(20)과 하부분사노즐(30)을 가지는 주입로드(50)는 수평 또는 수직 중 어느 한 방향으로 배치되어 지반개량을 이루고 있다.The
도 3은 본 발명에 의한 다른 일 실시예인 주입로드를 정면도로 나타내고 있으며, 도 4는 본 발명에 의한 또 다른 일 실시예인 주입로드를 정면도로 나타내고 있다.3 is a front view showing another embodiment of the injection rod according to the present invention, Figure 4 is a front view showing another embodiment of the injection rod according to the present invention.
도 3 및 도 4에서와 같이, 상기 주입로드(50)는 지반조건에 맞는 날개(62) 또는 스크류(64) 중 어느 하나를 부착하여 지반개량을 이루고 있다.As shown in Figures 3 and 4, the
이상과 같은 본 발명은, 도 1 및 도 2에서와 같이 상부분사노즐(20)과 하부분사노즐(30)을 통하여 시멘트경화제공급과 급결제공급으로 지반개량을 이루게 되는데, 상부분사노즐(20)과 하부분사노즐(30)에 의해 지반개량시 사용압력이 가장 적정한 중고압으로 주입할 수 있다.The present invention as described above, as shown in Figs. 1 and 2 through the
이는 이격거리가 25㎝~55㎝인 최상간격으로 이격되어 개량시간이 길어지고 재료소모량이 증대되어 비경제적인 점을 개선하여 지반을 개량하고자하는 범위 내의 단차확보를 이루면서 지반개량을 이루게 한다.This is achieved by improving the uneconomical point by improving the uneconomical point by improving the uneconomical point by increasing the time for improvement and the increase of material consumption.
또한 상부분사노즐(20)을 5~10°로 하향분사를 이루게 하여 지반절삭력을 증대시키고 수평일 경우에 압력이 평창되는 것을 막으면서 지반의 융기 및 침하를 방지하게 한다.In addition, the
그리고 하부분사노즐(30)을 1~10°로 하향분사를 이루게 하여 불필요한 구간까지의 시멘트 소모를 방지하면서 설계된 개량체 구경을 확보하게 된다.In addition, the lower
이렇게 본 발명에 의하면 상부분사노즐(20)과 하부분사노즐(30) 하향경사지면 양단에 상하단으로 배치되어 있어서 주입로드(50)를 회전하여 지반개량시 초기에는 상부와 하부가 경사진 상태로 분사영역를 가지고 1 회전시 엑스(X)형태로 절삭되고, 2회전시에는 다량의 교차절삭상태를 나타내므로 보다 확실한 지반을 조밀하고도 정밀하게 절삭하여 균일한 조성체를 확보하게 된다.Thus, according to the present invention, the
이는 수평절삭영역을 가지는 지반개량 공법은 교반이 안되는 지반영역으로 불균일한 지반개량으로 조성체의 균일성 확보가 곤란했던 종래의 문제를 해결하게 된다.This solves the conventional problem that the ground improvement method having a horizontal cutting area is difficult to secure the uniformity of the composition due to the uneven ground improvement as the ground area which is not stirred.
이러한 본 발명에 의한 지층별 표준 제원은 아래 표와 같다.The standard specification for each layer according to the present invention is shown in the table below.
트윈-젯(Twin-Jet) 지층별 표준 제원표Standard Specification for Twin-Jet Strata
※ Ø2000mm 이상 개량시 또는 유속이 있는 지반 등 특수한 경우의 현장은 시험시공을 통하여 m당 시멘트량을 결정할 수 있다.※ In case of improvement of Ø2000mm or more, or in special case such as ground with flow velocity, the amount of cement per m can be determined through test construction.
교반 날개를 장착한 트윈젯 전용 선단장치를 사용할 때는 지반조건에 따라 그 교반날개의 범위를 반드시 정하여 사용토록한다.When using a twin jet tip device equipped with agitating vanes, the range of the agitator blade must be determined according to the ground conditions.
이중관 및 삼중관의 분해, 조립시에는 시멘트경화제와 물, 그리고 압축공기의 공급을 중단한다.When disassembling and assembling the double pipe and triple pipe, the supply of cement hardener, water and compressed air is stopped.
시멘트경화제의 분사량은 관내 저항 등에 의해 다소 변화하므로 100~200ℓ/min을 기준으로 하되 성과 이용 목적에 따라 그 이상 또는 그 이하로도 할 수 있다.The injection amount of the cement hardener is somewhat changed by the resistance in the pipe, so it may be based on 100 ~ 200ℓ / min but more or less depending on the performance and purpose of use.
또한 본 발명에 의한 착압밸트의 시험 및 급결재 유량성과 결과를 보면 다음과 같다.In addition, the test of the pressure belt according to the present invention and the results of the fastener flow rate are as follows.
트윈젯 유량성과표; 천공시(착압 valve test 결과표)Twin jet flow chart; When drilling (results of pressure valve test)
급결재 표준유량성과표Quick Flow Standard Flow Rate Chart
평균 급결재유량은 10~59ℓ/min 내외로 적용 Average quick flow rate is applied within 10 ~ 59ℓ / min
(지반조건에 따라 가감할 수 있다) (Depending on the ground conditions)
도 1은 본 발명에 의한 지반개량장치의 개략적인 구성도이고.1 is a schematic configuration diagram of a ground improvement apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 주입로드의 요부 단면도이고,2 is a cross-sectional view of the main portion of the injection rod according to the present invention,
도 3은 본 발명에 의한 다른 일실시예의 주입로드 정면도이고,3 is a front view of the injection rod of another embodiment according to the present invention,
도 4는 본 발명에 의한 또 다른 일실시예의 주입로드 정면도이다.Figure 4 is a front view of the injection rod of another embodiment according to the present invention.
-도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on main parts of drawing
10; 시멘트경화제공급로 12; 급결제공급로10; 12 cement hardening supply; Rapid payment supply path
14; 에어공급로 20; 상부분사노즐14;
30; 하부분사노즐 50; 주입로드30; Lower part four
52; 체크밸브 62; 날개52;
64; 스크류64; screw
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Legal Events
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