KR100897017B1 - New Soil Cement Wall Method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하 연속벽을 시공하는 소일 시멘트 월(Soil Cement Wall) 공법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소일 시멘트 월 공법상의 시멘트페이스트의 시멘트양을 절감하여 공사비를 절감하기 위한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 토질의 성질이 해성점토 구간에서 흙막이벽을 시공하기 위하여 굴착장비를 이용하여 굴착공을 천공하고, 시공현장의 해성점토(갯벌)에 시멘트페이스트를 배합, 주입, 교반하는 단계를 포함하는 소일 시멘트 월(Soil Cement Wall; SCW) 공법에 있어서, 상기 시멘트페이스트는 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 따라 토질경화제 1 ~ 1.5kg을 물 320 ~ 330kg에 희석시킨 혼합수를 시멘트 250 ~ 300kg과 함께 배합하는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트 월 개량공법을 개시한다.The present invention relates to a soil cement wall (Soil Cement Wall) method for constructing a continuous underground wall, more specifically to reduce the construction cost by reducing the cement amount of cement paste in the soil cement wall method. In order to achieve the object of the present invention, the soil properties are drilled using excavation equipment in order to construct the earth wall in the marine clay section, and mix, inject, cement paste into the marine clay (mud flat) of the construction site In the Soil Cement Wall (SCW) method comprising the step of stirring, the cement paste is mixed with 1 ~ 1.5kg of soil hardener in 320 ~ 330kg of water according to the construction of an earth wall corresponding to 1M 3 Disclosed is a soil cement month improvement method characterized in that the water is blended with 250 to 300 kg of cement.
소일, 시멘트, 해성점토, 공법, 흙막이벽. Soil, cement, marine clay, construction method, retaining wall.
Description
본 발명은 지하 연속벽을 시공하는 소일 시멘트 월(Soil Cement Wall, 이하 'SCW'이라 함) 공법에 관한 것으로, 보다 상세히는 흙막이벽을 시공하기 위하여 굴착장비를 사용하여 시공라인을 따라 천공한 굴착공에 주입하는 시멘트페이스트에 있어서 시멘트를 절감할 수 있는 소일 시멘트 월 공법에서의 시멘트페이스트 배합비에 관한 것이다.The present invention relates to a Soil Cement Wall (hereinafter referred to as "SCW") construction method for constructing a continuous underground wall, more specifically, excavation perforated along the construction line using an excavation equipment for the construction of the earth wall It relates to the cement paste compounding ratio in the Soil Cement Wall Method that can reduce the cement in the cement paste injected into the ball.
산업의 발달과 도심지 인구집중화 현상 등으로 인해 도심지의 건축물은 요구공간 확보를 만족하고자 점차적으로 지하 구조물의 필요성이 대두되고 있으며, 해안에 산업공단 또는 신도시가 건설되고 있다.Due to the development of industry and the concentration of urban population, urban buildings are gradually required to meet the required space, and industrial complexes or new cities are being built on the coast.
일반적으로, 지하 구조물을 축조하기 위해서 별도로 시공하는 흙막이벽은 본래 기초 터파기 공사에서 토압, 수압 등의 측압에 대한 저항을 목적으로 사용되는 가설구조물이다.In general, the earthen wall separately constructed in order to build the underground structure is a temporary structure used for the purpose of resistance to lateral pressure, such as earth pressure, water pressure in the original excavation work.
상기 흙막이벽을 시공하기 위한 방법으로 매우 다양한 공법들이 적용되고 있는데, 일정간격으로 H파일을 박고 H파일 사이에 토류판을 끼우는 공법, 현장타설 콘크리트 말뚝(Cast In-Place Pile; CIP) 공법, 지하 연속벽을 시공하는 SCW 공법 등이 사용되고 있다.As a method for constructing the retaining wall, a wide variety of methods are being applied, a method of putting H files at regular intervals and sandwiching the earth plate between H files, cast in-place pile (CIP) method, underground continuous The SCW method of constructing a wall is used.
이러한 흙막이 공법 중에서 SCW 공법은 굴착장비인 오거로 굴착공을 천공하고 오거의 선단으로부터 시멘트와 벤토나이트(Bentonite) 혼합액을 토출시켜 굴착토사와 혼합되어 흙막이벽을 시공한다. 계속해서 상기한 과정을 반복하여 겹치게 굴착공을 천공하여 시공함으로써, 일체적인 지하 연속벽을 형성하는 공법이다.Among these earthquake methods, the SCW method drills an excavation hole with an auger, an excavation equipment, and discharges a cement and bentonite mixture from the auger's tip to mix with excavated soil to construct a wall. Subsequently, the above process is repeated to drill and construct an excavation hole to overlap, thereby forming an integrated underground continuous wall.
상기한 SCW 공법은 해성점토(海成粘土, marine clay; 해저에 침전 퇴적되어 생성된 점토) 구간에 널리 적용하고 있으며, 시멘트페이스트의 배합설계는 굴착공 주변의 지반 특수성 등의 종합적인 상황을 고려하여 현지시료를 채취하여 일축압축시험, 투수성 시험 등을 행한 후 결정하며, 건설표준품셈(편저 전인식, 2007년 36판, (주)건설연구사, page223)에 의하면 아래의 <표 1>에 나타나 있는 배합비를 따르고 있다.The above-mentioned SCW method is widely applied to marine clay (sea clay) section, and the cement paste mix design considers the overall situation such as the ground characteristics around the excavation hole. After collecting the local sample and performing the uniaxial compression test and permeability test, it was decided.The construction standard product (Edited by Jeon, 2007, 36th edition, Construction Research Institute, page 223) is shown in <Table 1> below. I follow the compounding ratio that there is.
<표 1> 표준배합 기준표 (M3당)<Table 1> Standard Formulation Table (per M 3 )
위의 <표 1>에서 보는 바와 같이, 종래의 일반적인 SCW 공법에서 토질의 성질이 해성점토 구간에서 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 따른 시멘트페이스트 배합설계에 있어서, 점성토의 경우에는 시멘트 400kg을 사용하고 있다. 점성토 지 반에서는 벤토나이트의 사용량을 줄이고 시멘트의 양을 늘려 배합하고 있으며, 사력토인 경우에 있어서도 350kg의 시멘트를 사용하고 있다.As shown in Table 1, in the conventional SCW method, in the cement paste formulation design according to the construction of the retaining wall corresponding to 1M 3 in the marine clay section, the soil is 400kg cement. I use it. In cohesive soils, the amount of bentonite is reduced and the amount of cement is increased. In the case of sand, 350 kg of cement is used.
이렇게 흙막이벽을 지하 연속벽으로 시공하는 종래의 일반적인 SCW 공법에서는 다량의 시멘트가 소요되었고, 특히 토질이 점성토인 경우 시멘트량의 증가에 따라 공사비가 증가하는 문제점이 있었다.Thus, in the conventional SCW method of constructing the earthquake wall as a continuous underground wall, a large amount of cement was required, and in particular, when the soil was viscous soil, there was a problem in that the construction cost increased as the amount of cement increased.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 SCW공법에서 흙막이벽을 지하 연속벽으로 시공함에 있어서, 시멘트페이스트의 배합비를 개선함으로써, 시멘트페이스트의 사용량을 대폭 절감하여 그에 따른 공사비를 낮출 수 있는 소일 시멘트 월 공법의 시멘트 절감 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention is to solve the above problems, the purpose of the construction of the earthen wall as a continuous wall underground in the SCW method, by improving the mixing ratio of the cement paste, the amount of cement paste significantly reduced the construction cost accordingly It is to provide a method of reducing cement in a small cement month method that can lower the cost.
특히, 해성점토 구간에서 효과적으로 적용할 수 있는 소일 시멘트 월 공법의 시멘트 절감 방법을 제공하는데 있다.In particular, it is to provide a cement reduction method of the Soil cement monthly method that can be effectively applied in the marine clay section.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 토질의 성질이 해성점토 구간에서 흙막이벽을 시공하기 위하여 굴착장비를 이용하여 굴착공을 천공하고, 시공현장의 해성점토(갯벌)에 시멘트 페이스트를 배합, 주입, 교반하는 단계를 포함하는 소일 시멘트 월(Soil Cement Wall; SCW) 공법에 있어서, 상기 시멘트 페이스트는 토질경화제 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 소일 시멘트 월 개량공법을 개시한다.The present invention for achieving the above object is to drill the excavation hole using the excavation equipment in order to construct the earth wall in the clay clay section, mixing, injecting, cement paste in the marine clay (flat) of the construction site In a Soil Cement Wall (SCW) process comprising the step of stirring, the cement paste discloses a Soil Cement Wall Improvement process, characterized in that it comprises a soil hardener component.
바람직하게는 상기의 토질경화제의 성분은 SiO2 5 내지 45의 중량부, Na2O 2 내지 15 중량부, CaO 0.5 내지 3 중량부, MgO 0.5 내지 3 중량부, Lignin 1 내지 20 중량부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.Preferably, the component of the soil hardener is composed of 5 to 45 parts by weight of SiO2, 2 to 15 parts by weight of Na2O, 0.5 to 3 parts by weight of CaO, 0.5 to 3 parts by weight of MgO, and 1 to 20 parts by weight of Lignin. You can do
이하, 본 발명에 따른 SCW 공법의 시멘트 절감 방법에 대해서 상세히 설명한다. 본 발명은 종래의 일반적인 SCW 공법의 시공순서로 이루어지며, 시멘트의 소요량을 절감할 수 있도록 하기 위하여 토질경화제를 첨가한 것에 특징이 있다.Hereinafter, the cement saving method of the SCW method according to the present invention will be described in detail. The present invention is made of the construction procedure of the conventional SCW method, it is characterized in that the soil hardener is added in order to reduce the required amount of cement.
일반적인 SCW 공법의 시공순서를 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.The construction sequence of the general SCW method is as follows.
가장 먼저, SCW 공법에 의해 형성되는 흙막이벽은 시공현장의 토사를 그대로 골재로 사용하므로 굴착지반의 성질이 시공성에 영향을 미치기 때문에, 시멘트페이스트의 배합계획에는 시공현장 토사를 점성토, 사질토, 사력토 등으로 대별하여 강도, 지수성 등을 고려하여 시멘트량을 결정하여야 한다.First of all, the earthquake wall formed by the SCW method uses the soil of the construction site as an aggregate, so the property of the excavation ground affects the workability. The amount of cement should be determined in consideration of strength, index, etc.
따라서, 시공현장에서 토질 및 환경조건에 대하여 충분한 조사를 하고, 강도시험 등을 거쳐서 그 결과에 따라 상세한 시공계획하에 시공한다.Therefore, the site should be thoroughly investigated for the soil and environmental conditions, and after the strength test, it will be constructed under the detailed construction plan.
상기 강도시험으로는 흙막이벽을 시공하기 위한 시공현장의 토사를 채취하여 실내에서 시험반죽을 하는 실내 시험법, 시공시에 시료 채취봉을 소일시멘트 혼합토중의 소정심도까지 삽입하여 시료를 채취하여 강도시험을 하는 방법(시료채취 시험법), 현장코아 시험법으로써 시공시에 소정의 깊이에서의 벽면에 코아를 채취하여 그 강도시험을 하는 방법 등을 수행하며, 공시체의 일축 압축강도의 평가는 동일 공시체 3개이상의 시험결과에 따른다.In the strength test, the soil test of the construction site for the construction of the earthen wall is carried out and the test kneading is carried out in the room.In the construction, the specimen is collected by inserting the sampling rod to a predetermined depth in the soil cement mixture. Test method (Sample Collection Test Method) and field core test method are used to collect the cores on the wall at a certain depth during construction and to test the strength.The evaluation of the uniaxial compressive strength of the specimens is the same. Follow the test results of three or more specimens.
한편, 흙막이벽의 강도는 동결융해 및 강우에 의해 흘러내리지 않아야 하며 지하수위가 높은 지역에서 깊은 굴착을 할 경우 수압에 충분히 견디도록 해야 한다.On the other hand, the strength of the retaining wall should not flow down by freezing-thawing and rainfall, and should be sufficiently resistant to water pressure when deep excavation in the high groundwater level.
이와 같은 선행작업을 수행한 후, 시공계획에 따른 콘크리트 지하구조물의 양측 외곽부로부터 각각 소정 거리 이격된 위치에 SCW 파일을 시공하기 위하여 굴착장비를 이용하여 흙막이벽을 형성하고자 하는 지중에 소정 직경의 다수의 굴착공을 상호 인접되게 나란히 굴착한다.After carrying out such preliminary work, to install SCW piles at the positions spaced a predetermined distance from both sides of the concrete underground structure according to the construction plan, the excavation equipment is used to form the retaining wall using the excavation equipment. A plurality of drilling holes are excavated side by side adjacent to each other.
이때, 굴착공의 깊이는 굴토할 지반의 구조상의 계산에 의하여 결정하며, 천공직경은 일반적으로 550mm로 하여 450mm 간격으로 중첩시공하는데, 굴착공의 굴착시 바람직하게는 인접하는 굴착공과 굴착공이 서로 일정 영역 겹치도록(예를 들면, 반경 20cm의 굴착공을 굴착할 경우, 두 굴착공의 각 원의 중심점 간의 거리가 35cm임) 굴착공을 굴착한다. 이는 SCW 파일들에 의한 흙막이벽을 구축할 시 가능한 한 파일과 파일 간의 틈새가 없는 상태의 구조물을 구축하기 위한 것이다.At this time, the depth of the excavation hole is determined by the structural calculation of the ground to be excavated, and the drilling diameter is generally 550 mm and overlaps at 450 mm intervals. In the excavation of the excavation hole, the adjacent excavation hole and the excavation hole are preferably fixed to each other. The excavation holes are excavated so that the regions overlap (for example, when excavating holes having a radius of 20 cm, the distance between the center points of each circle of the two excavating holes is 35 cm). This is to build a structure with no gap between the pile and pile as much as possible when constructing the barrier wall by the SCW piles.
한편, 굴착과 동시에 시멘트페이스트 용액을 굴착장비인 오거의 롯드 선단에서 분출시켜 굴착작업과 병행하여 연속주입을 하는데, 토질에 따라 계획된 필요한 혼압액이 심도에 따라 토사내에 충분히 혼합되도록 굴착속도를 조정한다.On the other hand, at the same time as the excavation, the cement paste solution is ejected from the rod end of the auger, which is an excavation equipment, and is continuously injected in parallel with the excavation work. .
여기서, 시멘트페이스트의 주입 압력은 굴토하는 지반의 토양 환경에 따라 변화될 수 있는데, 바람직하게는 주변 토양의 주성분이 점성토인 경우 10∼12Kg/㎤이면 무난하다.Here, the injection pressure of the cement paste may be changed depending on the soil environment of the ground to be excavated, and preferably 10 to 12 Kg / cm 3 when the main component of the surrounding soil is viscous soil.
최종적으로 흙파내기 작업이 완료되면 양측 흙막이벽 내에 마련된 공간에 미리 설계된 소정 형태의 콘크리트 지하구조물을 시공한다. 이때에는 물론 일반적인 콘크리트 구조물의 시공때처럼 거푸집을 설치하고, 레미콘 및 펌프카 등의 콘크리트 타설 장비가 동원되어 작업이 진행됨은 당연하다.Finally, when the excavation work is completed, a concrete underground structure of a predetermined shape is pre-designed in a space provided in both retaining walls. At this time, of course, as in the case of the construction of a general concrete structure, the formwork is installed, and concrete pouring equipment such as ready-mixed concrete and pump car is mobilized, it is natural that the work proceeds.
이와 같은 종래의 일반적인 SCW 공법의 시공순서 중에서 본 발명은 특히, 토양의 성질이 해성점토 구간에서 흙막이벽을 시공하기 위하여 굴착장비를 이용하여 굴착공을 천공하고, 시공현장의 해성점토(갯벌)에 시멘트페이스트를 배합, 주입, 교반하는 단계에서 적용하는데, 본 발명은 시멘트의 소요량은 줄이면서 종래 일반적인 SCW 공법에서 따르고 있는 <표 1> 배합 기준에 나타나 있는 점성토에서의 압축강도(1 ~ 20kgf/cm2)와 대등한 압축강도의 흙막이벽을 형성할 수 있도록 하여 차수성, 연속성을 확보할 수 있도록 하여야 한다.In the construction procedure of such a conventional SCW method of the present invention, the present invention, in particular, to drill the excavation hole by using the excavation equipment in order to construct the earth wall in the marine clay section, to the marine clay (flat) of the construction site The cement paste is applied in the step of compounding, injecting and stirring the present invention. The present invention reduces the amount of cement while compressing strength in viscous soil (1 ~ 20kgf / cm) as shown in <Table 1> according to the conventional SCW method. 2 ) It should be possible to form the retaining wall of compressive strength comparable to 2 ) to secure the ordering and continuity.
이를 위하여 아래의 <표 2> 시험 배합비로 구분하여 강도시험을 실시하였으며 <표 3>에 나타나 있는 시험결과를 얻을 수 있었다. 강도시험을 위하여 배합비를 다르게 A 및 B형을 나누었고 각각의 배합비에 따라 3개의 공시체를 만들어 강도시험을 하였다.To this end, the strength test was performed by dividing the test mixture ratio as shown in Table 2 below, and the test results shown in Table 3 were obtained. For the strength test, the compounding ratios were divided into A and B types, and three specimens were prepared according to the respective compounding ratios.
<표 2> 시험 배합비(단위 : kg)<Table 2> Test Mix Ratio (Unit: kg)
<표 3> 시험결과<Table 3> Test Results
위의 <표 2>에 나타나 있듯이 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 따른 시멘트 배합비는, 토질경화제 1 ~ 1.5kg을 물 320 ~ 330kg에 희석시킨 혼합수를 시멘트 250 ~ 300kg과 함께 배합한 경우, 평균적으로 압축강도가 28 ~ 49 kgf/cm2이상이 얻어지므로, 종래 일반적인 SCW 공법에서 점성토에서의 시멘트페이스트 배합비인 시멘트 400kg과 비교하였을 때 적은양을 사용하고서도 종래 압축강도(1 ~ 20kgf/cm2) 보다도 강한 압축강도를 유지하는 것으로 나타났다.As shown in <Table 2>, the cement mixing ratio according to the construction of 1 M 3 soil wall, when mixing 1 ~ 1.5kg of soil hardener with 320 ~ 330kg of water mixed with 250 ~ 300kg of cement On the average, the compressive strength of 28 ~ 49 kgf / cm 2 or more is obtained, the conventional compressive strength (1 ~ 20kgf / cm) even when using a small amount compared to the cement 400kg of cement paste mix ratio in viscous soil in the conventional SCW method 2 ) the compressive strength was maintained more than.
즉, 이와 같은 배합시험을 통해 토질경화제의 적정한 배합비는 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 있어서, 토질경화제 1 ~ 1.5kg을 사용함이 바람직하다.In other words, the appropriate mixing ratio of the soil hardener through such a compounding test is preferable to use the soil hardener 1 ~ 1.5kg when constructing the earth wall corresponding to 1M 3 .
여기서, 상기한 시멘트 배합비는 강도 조건과 토질, 지하수의 상황에 따라서 양질의 균일한 흙막이벽이 축조되는 혼합조건을 고려하여 결정하여야 하며, 선행한 토질조사 결과에 따라 그 조합을 계획하여 최종적인 조합을 결정하여 시공하여야 함은 물론이다.Here, the cement mixture ratio should be determined in consideration of the mixing conditions under which high-quality uniform barrier walls are constructed according to the conditions of strength, soil, and groundwater, and the final combination is planned according to the results of the preceding soil investigation. Of course, it must be determined and installed.
토질경화제는 일반적으로 흙을 안정화시키는 용도로 도로, 운동장 공사 등에 사용된다. 본 발명에 사용된 토질 경화제는 액상으로서, 그 성분은 SiO2 5 내지 45의 중량부, Na2O 2 내지 15 중량부, CaO 0.5 내지 3 중량부, MgO 0.5 내지 3 중량부, Lignin 1 내지 20 중량부, 기타 첨가물 15 내지 30중량부 및 H2O를 포함하여 이루어진 토질경화제이다.Soil hardeners are generally used to stabilize soils, roads, playgrounds, etc. The soil curing agent used in the present invention is a liquid, the component is SiO 2 5 to 45 parts by weight, Na 2 O 2 to 15 parts by weight, CaO 0.5 to 3 parts by weight, MgO 0.5 to 3 parts by weight, Lignin 1 to 20 Soil hardening agent comprising a weight part, other additives 15 to 30 parts by weight and H 2 O.
이상과 같이 본 발명에 대해서 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.Although the present invention has been described as described above, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의하면, 특히 토질의 성질이 해성점토 구간에서 1M3에 해당하는 흙막이벽을 시공함에 따른 시멘트 배합비에 있어서, 종래의 일반적인 SCW 공법에서는 표준배합 기준에 따라 점성토의 경우, 시멘트가 400kg이나 소요되었으나, 본 발명을 적용하면 시멘트가 250 ~ 300kg 정도 소요되므로, 즉 시멘트를 절감할 수 있으며 그에 따른 공사비를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, in particular, in the cement mixture ratio of constructing the soil wall corresponding to 1M 3 in the marine clay section, in the case of the viscous soil according to the standard mixing standard in the conventional general SCW method It takes about 400kg of cement, but if you apply the present invention, it takes about 250 ~ 300kg of cement, that is, it can reduce the cement and thereby significantly reduce the construction cost.
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