KR101095393B1 - Method and apparatus for improving ground using cement grouting - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시멘트 그라우팅에 의한 지반 개량 강화 공법 및 장치에 관한 것으로, 하측단부에 굴착비트가 형성된 천공로드를 굴삭장치를 이용하여 강화코저 하는 지반의 소정 깊이까지 구멍을 굴삭하는 공정과, 천공로드를 회전시켜가며 되뽑는 인발과 동시에 천공로드의 주면에 형성된 에어 및 절삭수를 분사노즐을 통해 고압의 에어 및 절삭수의 초고압 분사에 의해 천공된 지중 공간을 절삭하여 확장하는 동시에 시멘트 분사노즐을 통해 액상 시멘트를 그라우팅하여 지중 공간내에 형성된 절삭토와 액상 시멘트를 혼합하여 콘크리트화 시키므로서 그 경화에 의해 경화층이 형성되는 지반의 확장 및 경화공정으로 되는 지반 개량 공법에 있어서, 지중 공간 확장시에 천공로드의 에어 및 절삭수 분사노즐을 상하로 분리 형성하되 그 분사방향을 서로 반대 방향으로 경사지게 형성하여, 분사되는 에어 및 절삭수의 분사력이 암반층의 경사상 틈에 까지 투입되게 하여 암반층 내부 틈사이의 토사를 절삭제거 하여 암반층이 지중 확장 공간내에 포함되게 하므로서, 그 내부에 조성되는 경화층의 경화도와 균질성을 높게 하여, 비교적 단순한 장비로도 단시간 내에 지반을 개량할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a ground improvement reinforcement method and apparatus by cement grouting, the process of excavating a hole to a predetermined depth of the ground to reinforce the drilling rod with an excavation device is formed in the lower end of the drilling rod, and the drilling rod At the same time, the air and cutting water formed on the main surface of the punching rod are cut through the spray nozzle to expand and cut the underground space drilled by the ultra high pressure injection of high-pressure air and cutting water. In the ground improvement method, which is a ground expansion and hardening process in which the hardened layer is formed by hardening by mixing the cutting soil formed in the underground space with concrete and grouting the cement, the boring rod when the ground space is expanded. Separate the air and cutting water injection nozzles up and down, It is formed to be inclined in the direction, so that the injection force of the air and the cutting water to be injected into the inclined gap of the rock layer to cut and remove the soil between the gaps inside the rock layer to be included in the underground expansion space, By increasing the hardness and homogeneity of the hardened layer, there is an effect that the ground can be improved within a short time even with a relatively simple equipment.
시멘트, 그라우팅, 지반, 개량, 강화, 암반 Cement, Grouting, Soil, Improved, Reinforced, Rock
Description
본 발명은 연약지반을 개량 강화하기 위해 천공로드로 지반을 뚫은 다음 천공로드를 인발하면서 에어 및 절삭수의 분사로 천공된 지중 공간을 확장하면서 그 공간에 시멘트를 분사하여 절삭된 토양과 함께 경화되게 하여 지반을 개량할 수 있게 한 지반 개량 공법에 관한 것이다.The present invention is to be hardened with the soil cut by drilling cement into the space while drilling the ground with a punching rod to expand and strengthen the soft ground and then expand the ground ground space with the injection of air and cutting water while drawing the punching rod It relates to a ground improvement method that can improve the ground.
기존의 지반 개량 공법에는 개량하여 강화하고자 하는 연약지반을 하측 단에 굴착비트가 형성된 천공로드를 이용하여 소정의 깊이로 구멍을 굴삭 천공한 다음, 천공로드를 빼내면서 회전과 동시에 상하로 승강시키면서 물분사노즐을 통해 고압의 물을 분사하여 주위지반을 절삭하여 걸쭉한 상태로 만든 후에 절삭로드를 빼내고, 액상의 시멘트고화제를 주입할 수 있는 주입공이 하측 단에 형성된 별도의 회전식 교반로드를 굴삭한 지반의 최하단까지 깊숙이 삽입하였다가 상측으로 끌어올리면서 시멘트고화제를 주입공을 통하여 주입하면 걸쭉한 절삭토와 시멘트고화제가 강제 교반되면서 다양한 형태의 개량강화된 콘크리트 경화층을 얻도록 하는 공법과,Existing ground improvement method is to excavate and drill the hole to a certain depth by using the drilling rod with the excavation bit formed at the lower end of the soft ground to be improved and strengthened. High pressure water is injected through the injection nozzle to cut the surrounding ground into a thick state, and then the cutting rod is pulled out, and the ground for excavating a separate rotary stirring rod formed at the lower end has an injection hole for injecting a liquid cement hardener. When the cement hardener is injected through the injection hole while being inserted deeply to the bottom of the bottom, the thick cutting soil and the cement hardener are forcibly stirred to obtain various types of improved hardened concrete layers.
삼중관에 의한 천공로드로 구멍을 굴삭 천공한 다음, 천공로드를 빼내면서 주위의 토사를 절삭하여 천공된 지중 공간을 확장하면서 지반 내부를 절삭하여 발생된 절삭토를 외부로 배토시켜 이에 포함된 불순물과 수분을 1,2차로 거르고 남은 모래(SAND) 성분을 재활용하여 시멘트고화제와 교반하여 단단히 반죽되게 배합형성한 몰탈을 삼중관을 통해 효율적으로 지반 내부로 다시 주입하므로 균등한 개량체의 조성에 의해 이것이 지중 공간내에서 경화되게 하여 개량 강화된 콘크리트 경화층을 얻는 공법이 있다.Excavate and drill a hole with a triple rod, and then remove the perforated rod, cut the surrounding soil, expand the perforated ground space, cut the ground, and dispose of the cutting soil generated to the outside to remove impurities. Filter the excess and moisture into the primary and secondary, and recycle the remaining sand (SAND) components and stir with the cement hardener to inject the mortar, which is formed to be firmly kneaded, through the triple pipe efficiently into the ground. Thereby, there is a method of allowing this to harden in the underground space to obtain an improved hardened concrete hardened layer.
기존의 지반 개량 공법 중, 전자의 경우는 비교적 간단한 시스템에 의해 저렴한 비용으로 콘크리트 경화층을 얻을 수 있으나 절삭수가 천공로드와 직각 방향으로 분사되므로 암석이 포함된 지질의 경우에 암석과 암석의 뒷쪽에 대하여는 절삭이 불가능하여 경화층이 불균일해지는 문제점이 있다.In the existing ground renovation method, the former can obtain a hardened concrete layer at a low cost by using a relatively simple system, but since the cutting water is sprayed in the direction perpendicular to the perforated rod, the rock is included in the back of the rock. In contrast, there is a problem that the hardened layer is non-uniform because cutting is impossible.
또 후자의 경우에는 콘크리트의 균일하고 견고한 경화도를 얻을 수는 있으나 배토되는 절삭토의 분리장치와 모래탱크 등의 추가장치를 필요로 하여 공사비 상승의 원인이 되는 문제가 있다.In addition, in the latter case, it is possible to obtain a uniform and solid degree of hardening of the concrete, but there is a problem that causes additional cost, such as the separation device of the cutting soil to be disposed and additional equipment such as sand tank.
본 발명은 기존의 지반 개량 공법 중 전기한 문제점을 제거코저 양자의 문제점을 고려하여 3중관을 이용한 천공로드에 의한 비교적 간단한 시스템으로 지반의 천공 및 인발과 지중공간의 확장과 경화층의 형성을 이루어지게 한 것으로, 천공로드의 인발과 동시에 지중 공간의 확장을 위해 천공로드의 에어 및 절삭수의 분사력에 의해 절삭되는 공간의 하측에 대하여 액상의 시멘트를 그라우트 되게 하여 절삭된 절삭토가 직접 콘크리트화 되게 하되, 에어 및 절삭수 분사노즐을 상하 분리 형성하여 그 상하 분사노즐의 분사방향을 각기 다른 방향으로 경사지게 형성하여 분사되는 절삭수를 비스듬한 사선 방향으로 하여 절삭범위를 암반층 틈사이 내부 토사까지 절삭되게 하여 경화층의 경화도와 균질성을 높게 함에 본 발명의 목적이 있다.The present invention is a relatively simple system by drilling rods using triple pipes in consideration of the problems of both of the existing ground improvement methods to achieve the drilling and drawing of the ground, the expansion of the ground space and the formation of a hardened layer In order to expand the ground space at the same time as the drawing of the drill rod, liquid cement is grouted to the lower side of the space cut by the injection force of air and cutting water of the drill rod so that the cut soil is directly concreted. The upper and lower injection nozzles are formed to be inclined in different directions, and the cutting water is inclined diagonally so that the cutting range is cut to the internal soil between the gaps between the rock layers. An object of the present invention is to increase the degree of curing and homogeneity of the cured layer.
전기한 목적을 이루기 위한 기술수단으로는 강화하고자 하는 연약지반을 하측단에 굴착비트가 형성된 천공로드를 이용하여 소정의 깊이로 구멍을 굴삭한 후, 천공로드를 빼내면서 천공로드의 측면에 형성된 절삭수 및 에어의 분사공으로 절삭수 및 에어를 분사하여 이에 의해 지중 공간을 확장하면서, 동시에 액상의 시멘트를 그라우팅하여 하측의 절삭토와 시멘트가 혼합되어 콘크리트화 되는 지반 개량 강화 공법에 있어서,As a technical means for achieving the above-mentioned purpose, the excavation hole is drilled to a predetermined depth by using a drilling rod having an excavation bit formed at the lower end of the soft ground to be strengthened, and the cutting formed on the side of the drilling rod while removing the drilling rod. In the ground improvement reinforcing method in which cutting water and air are injected into the water and air injection holes, thereby expanding the ground space, thereby grouting liquid cement and mixing the lower cutting soil and cement into concrete,
에어 및 절삭수 분사노즐을 상하 분리 형성하되, 그 분사방향을 각기 다른 방향으로 경사지게 형성하여 상하 분사노즐에서 분사되는 에어 및 절삭수가 경사상 암반층의 틈에 투입되게 하여 그 절삭범위를 암반층 내부 틈 사이의 토사까지 절삭되게 하여 그 공간 내부에 암반층을 포함시켜 조성되는 경화층 암반과 일체화되는 효과를 갖게 한 시공공법을 제공한다.Air and cutting water injection nozzles are formed to be separated up and down, but the spraying direction is formed to be inclined in different directions so that the air and cutting water injected from the upper and lower injection nozzles are introduced into the gap of the inclined rock layer, and the cutting range is interposed between the internal gaps of the rock layer. It provides a construction method that has the effect of being integrated to the hardened layer rock formed by including the rock layer in the space by cutting to the earth and sand of the.
본 발명은 3중관으로 형성된 천공로드의 측면에 형성된 에어 및 절삭수 분사노즐과 시멘트 분사노즐의 분사에 의해 천공된 지중 공간의 확장 및 경화층을 형성함에 있어서, 그 에어 및 절삭수 분사노즐을 상하로 분리 형성하여 서로 반대되는 다른 경사방향으로 분사시키므로서 절삭수가 암반층의 틈과 뒤편까지 침투되게 하여 지중 확장 공간내에 암반층을 포함시켜 그 내부에 조성되는 경화층의 경화도와 균질성을 높게 하여, 비교적 단순한 장비로도 단시간 내에 지반을 개량할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the air and cutting water jetting nozzles are formed in the expansion and hardening layer of the ground space perforated by the injection of the air and cutting water jetting nozzles and the cement jetting nozzles formed on the side of the three-hole drill rod. It is formed in the furnace and sprayed in different inclined directions opposite to each other, so that the cutting water penetrates into the gap and the rear side of the rock layer, so that the rock layer is included in the underground expansion space, thereby increasing the hardness and homogeneity of the hardened layer formed therein. Equipment also has the effect of improving the ground in a short time.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 지반 개량 공법의 시공순서 설명도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing of the construction sequence of the ground improvement method of this invention.
하측단부에 굴착비트(11)가 형성된 천공로드(10)를 굴삭장치(20)를 이용 강화코저 하는 지반의 소정 깊이까지 구멍을 굴삭하는 공정과,Digging a hole to a predetermined depth of the ground where the
천공로드(10)를 회전시켜가며 되뽑는 인발과 동시에 천공로드(10)의 주면에 형성된 에어 및 절삭수 분사노즐(12)과 시멘트 분사노즐(13)을 통해 초고압의 에어 및 절삭수의 분사에 의해 천공된 지중 공간을 절삭하여 확장하는 동시에 지중 공간내에 형성된 절삭토에 액상 시멘트를 그라우팅하여 절삭토와 액상 시멘트가 혼합되어 콘크리트화 시키므로서 그 경화에 의해 경화층(30)이 형성되는 지반의 확장 및 경화공정으로 되는 지반 강화 공법이다.At the same time as the
도 2는 전기한 지반 강화 공법에 사용되는 본 발명의 3중관으로 된 천공로드에 대한 구성 설명도이다.Figure 2 is a configuration explanatory diagram of a three-hole drilling rod of the present invention used in the above ground reinforcement method.
시멘트통로(14), 에어통로(15), 절삭수통로(16)가 3중으로 형성된 3중관의 천공로드(10)의 하측 단부에는 굴착비트(11)가 형성되고, 천공로드(10)의 측면부에는 하부에 시멘트통로(14)와 연결된 시멘트 분사노즐(13)을 형성하고 그 상부에는 에어통로(15)와 절삭수통로(16)가 함께 연결된 에어 및 절삭수 분사노즐(12)이 형성된 천공로드에 있어서,An
에어 및 절삭수 분사노즐(12)(12')을 상하로 분리 형성하되 에어 및 절삭수 분사노즐(12)(12')의 분사 방향을 서로 반대 방향으로 경사지게 형성한 것이다.The air and cutting
도 3은 전기한 바와 같은 기존의 지반 개량 공법에 대하여 본 발명의 3중관으로 된 천공로드를 적용하여 지반내 천공구멍의 확장 및 강화 공법에 대한 설명도이다.Figure 3 is an explanatory view of the expansion and reinforcement method of the drilling hole in the ground by applying the three-hole drilling rod of the present invention to the existing ground improvement method as described above.
굴삭공정과, 확장 및 강화공정을 전기한 도 1의 실시예와 같은 즉, 하측단부에 굴착비트(11)가 형성된 천공로드(10)를 굴삭장치(20)를 이용하여 강화코저 하는 지반의 소정 깊이까지 구멍을 굴삭하는 공정과,As shown in the embodiment of Fig. 1, which includes the excavation process and the expansion and reinforcement process, that is, the predetermined ground of the
천공로드(10)를 회전시켜가며 되뽑는 인발과 동시에 천공로드(10)의 주면에 형성된 에어 및 절삭수를 분사노즐(12)을 통해 고압의 에어 및 절삭수의 초고압 분사에 의해 에어가 절삭수를 감싸고 함께 분사되므로 공기저항을 최소화시켜 절삭수의 분사압을 최대화 시킨 상태에서 천공된 지중 공간을 효율적으로 절삭하여 확장하는 동시에 시멘트 분사노즐(13)을 통해 액상 시멘트를 그라우팅하여 지중 공간내에 형성된 절삭토와 액상 시멘트를 혼합하여 콘크리트화 시키므로서 그 경화에 의해 경화층(30)이 형성되는 지반의 확장 및 경화공정으로 실시하되,At the same time as the
천공로드(10)의 에어 및 절삭수 분사노즐(12)(12')을 상하로 분리 형성하되 그 분사방향을 서로 반대 방향으로 경사지게 형성하여 천공된 구멍의 확장시에 도 3의 도시와 같이 암반층(40)(40')을 만나더라도 절리 각도에 따라 지정된 에어 및 절삭수의 경사진 반대 방향의 분사 방향에 의해 암반층(40)(40')의 각도가 서로 다르더라도 그 틈사이의 내부 토사까지 모두 절삭 제거하므로서 암반층(40)(40') 확장공간 내에 포함되게 하므로서 시멘트 그라우팅시에 그 틈사이까지 시멘트가 주입되게 하여 경화층(30)의 형성시 암반층(40)(40')을 포함하여 일체로 형성되게 하므로서 그 경화층(30)의 경화도와 균질성을 높게 한 것이다.The air and cutting
또한 암반층(40)(40')의 절리 각도에 따라 상하 에어 및 절삭수 분사노즐(12)(12')의 각도를 암반층(40)(40')의 절리 각도와 일치시켜 암반 틈사이로의 침투를 효과적으로 실시할 수도 있다.In addition, the angles of the upper and lower air and cutting
도 1은 본 발명의 지반 개량 공법의 시공 순서도1 is a construction flowchart of the ground improvement method of the present invention
도 2는 본 발명 3중관으로 된 천공로드의 단면설명도Figure 2 is a cross-sectional explanatory view of the perforated rod of the present invention triple tube
도 3은 본 발명 천공로드에 의한 지반내 지중확장 및 경화 공정 설명도3 is an explanatory diagram of the underground expansion and hardening process by the present invention punched rod
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 천공로드 11 : 굴착비트10: drilling rod 11: drilling bit
12 : 에어 및 절삭수 분사노즐 13 : 시멘트 분사노즐12: air and cutting water spray nozzle 13: cement spray nozzle
14 : 시멘트 통로 15 : 에어통로14: cement passage 15: air passage
16 : 절삭수통로 17 : 에어분사노즐16: cutting passage 17: air spray nozzle
20 : 굴삭장치 30 : 경화층20: Excavator 30: Hardened layer
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Legal Events
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| R401 | Registration of restoration |