KR101169024B1 - Acceleration of settlemetnt in soft ground using water permeability of fly ashes - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법에 관한 것으로서, 상세하게는 연약지반에 연직방향으로 복수의 연직홀을 형성하고, 연직홀에 폐기되는 산업부산물이면서 높은 투수성을 갖는 석탄회를 투입하여 연직방향으로 석탄회 배수기둥을 형성하여 연약지반을 개량하도록 하는 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 연직배수공법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for promoting consolidation and settlement of soft ground using coal permeability. Specifically, a plurality of vertical holes are formed in the vertical direction in the soft ground, and the industrial by-products disposed in the vertical holes have high permeability. The present invention relates to a vertical drainage method for soft ground using coal permeability to improve the soft ground by forming coal ash drainage columns in the vertical direction by introducing coal ash.
일반적으로 고함수비 상태인 연약지반을 개량하기 위해 주로 연직배수공법을 적용하고 있다.In general, the vertical drainage method is applied to improve the soft ground, which has a high water content.
연직배수공법은 최초 샌드드레인(Sand Drain)의 형태로 개발되었는데, 공법의 원리는 연약지반을 천공하여 모래를 주입하고 상부에 하중을 가하게 되면 연약지반 내부의 간극수가 천공 주입된 모래기둥 주변으로 모이고 다시 모래기둥을 통해 수직방향으로 배수되는데 기인한 것이다.The vertical drainage method was developed in the form of the first sand drain. The principle of the method is to inject sand by drilling the soft ground and apply the load to the upper part. This is due to the drainage in the vertical direction through the sand column.
그러나, 천연모래의 희소성과 경제성에 의해 최근에는 인공배수재(일명 플라스틱 드레인 보드 : PDB)를 사용한 연약지반 개량이 주를 이루고 있는 실정이다. 연직배수공법은 특성상 연약지반의 개량이 종료된 후 지반으로부터 제거가 불가능하므로 개량재를 지중에 잔존시키게 된다. 이때, PDB 공법은 경제적인 장점이 있는 반면 합성섬유재질로 제작된 필터와 코어로 구성되어 있으므로 연약지반이 개량된 이후 지중에 잔존하는 경우 식생은 물론 암거시공 등 후속 공사에 부정적인 요인으로 작용하게 된다.However, due to the scarcity and economic feasibility of natural sand, the improvement of soft ground using artificial drainage (aka plastic drain board: PDB) has been the main focus. In the vertical drainage method, it is impossible to remove the ground from the ground after the improvement of the soft ground is completed. At this time, the PDB method has economic advantages, but since it consists of a filter and a core made of synthetic fiber material, if it remains in the ground after the improvement of the soft ground, it will act as a negative factor for subsequent works such as vegetation and culling construction. .
따라서 환경적인 여건을 고려하여 개량효과가 종료된 후 지중에서 부정적인 요인으로 작용하지 않으면서 경제성을 확보하는 공법의 개발이 시급한 실정이다. 또한, 기존의 PDB 공법을 사용하는 경우 간극수의 배수와 지반의 침하에 따라 지중에 삽입된 배수재의 굴곡이 발생하게 되어 배수재의 통수능력이 급격이 저하되는 문제점을 갖고 있다.Therefore, in consideration of environmental conditions, it is urgent to develop a construction method that secures economic feasibility without acting as a negative factor in the ground after the improvement effect is finished. In addition, in the case of using the conventional PDB method, the bending of the drainage material inserted into the ground occurs due to the drainage of the pore water and the settlement of the ground, which has a problem in that the drainage capacity of the drainage is sharply lowered.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연약지반에 연직방향으로 복수의 연직홀을 형성하고, 연직홀에 폐기되는 산업부산물이면서 높은 투수성을 갖는 석탄회를 투입하여 연직방향으로 석탄회 배수기둥을 형성하여 연약지반을 개량함으로써 배수기능이 종료된 이후 지중에 잔존하게 되어도 지반 그 자체로서의 기능을 하게 되므로 식생 및 굴착 등 후속공정에 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, PDB와 같은 인공 배수재에서 발생하는 굴곡이 없어 배수성능이 양호하게 유지되어 개량효과가 더욱 우수하고, 폐기되는 산업부산물을 재활용하여 경제적이며, 기존 샌드드레인 장비를 별도의 개선없이 직접 활용할 수 있도록 하는 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, to form a plurality of vertical holes in the vertical direction in the soft ground, the coal ash having a high permeability and industrial by-products discarded in the vertical hole, the coal ash drainage column in the vertical direction By improving the soft ground by forming the structure, it remains as the ground itself even after the drainage function is finished, so it does not affect the subsequent processes such as vegetation and excavation, and it also bends the artificial ground such as PDB. Condensation of the soft ground using the permeability of coal ash, which makes it possible to use the existing sand drain equipment without economical by recycling the industrial by-products that are economical by recycling the industrial by-products. The purpose is to provide settlement promotion methods.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,According to an aspect of the present invention,
개량대상인 고함수비 상태의 연약지반에 연직방향으로 복수의 연직홀을 형성하는 제 1공정과; 상기 연직홀에 석탄회를 투입하여 연직방향으로 석탄회 배수기둥을 형성시켜 상기 연약지반의 상부에 재하중이 가해지면 상기 석탄회 배수기둥을 통해 상방향으로 간극수를 배수시키는 제 2공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A first step of forming a plurality of vertical holes in the vertical direction in the soft ground of the high water content ratio to be improved; The coal ash is introduced into the vertical hole to form a coal ash drainage column in the vertical direction, and when a reload is applied to the upper portion of the soft ground, the second step of draining the pore water through the coal ash drainage column is upward. .
여기에서, 상기 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법은 상기 석탄회 배수기둥의 상면인 연약지반에 석탄회를 포설하여 수평포집층을 형성하여 상기 석탄회 배수기둥을 통해 상향으로 배출된 간극수가 상기 수평포집층을 통해 수평방향으로 흘러 집수정에 유입되도록 유도하는 제 3공정을 더 포함한다.Here, the method of promoting consolidation settlement of the soft ground using the coal permeability of coal ash is installed in the soft ground which is the upper surface of the coal ash drainage column to form a horizontal collection layer to discharge the pore water discharged upward through the coal ash drainage column. It further comprises a third step of inducing to flow into the sump through the horizontal collecting layer in the horizontal direction.
여기에서 또한, 상기 연직홀은 삼각, 사각, 다각, 원형중 선택된 어느 하나의 형태로 배치된다.Here, the vertical hole is arranged in the form of any one selected from triangular, square, polygonal, circular.
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여기에서 또, 상기 석탄회는 화력발전소 회처리장에 투기되어 있는 매립석탄회를 별도의 분리선별과정을 거치지 않고 직접 이용한다.Here, the coal ash directly uses the landfill coal, which is dumped in the coal-fired power plant ash processing plant, without undergoing a separate separation process.
여기에서 또, 상기 석탄회는 화력발전소 회처리장에 투기되어 있는 매립석탄회를 준설한 후 입경분리장치에 투과시킨 후 일정 크기 이상의 입경을 갖는 매립석탄회를 이용한다.Here, the coal ash is used in the landfill coal having a particle size of a predetermined size or more after dredging the landfill coal which is dumped in the coal-fired power plant ash processing plant and permeated through the particle size separating device.
여기에서 또, 상기 입경분리장치는 이질 입경이 혼합된 상기 매립석탄회를 수중 낙하시킨 후 분리 침강 특성을 이용하여 입경별로 선별한다.Here, the particle size separating device is to drop the buried coal mixed with the heterogeneous particle diameter in water and then select by particle size using the sedimentation sedimentation characteristics.
여기에서 또, 상기 일정 크기는 개량대상인 고함수비 상태의 연약지반을 구성하는 토사의 투수특성에 따라 연약지반보다 2배 이상 투수성을 갖는 크기이다.Here, the predetermined size is a size having more than twice the permeability of the soft ground according to the soil permeability characteristics of the soft ground of the high water content ratio to be improved.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법에 따르면, 연약지반에 연직방향으로 복수의 연직홀을 형성하고, 연직홀에 폐기되는 산업부산물이면서 높은 투수성을 갖는 석탄회를 투입하여 연직방향으로 석탄회 배수기둥을 형성하여 연약지반을 개량함으로써 배수기능이 종료된 이후 지중에 잔존하게 되어도 지반 그 자체로서의 기능을 하게 되므로 식생 및 굴착 등 후속공정에 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라, PDB와 같은 인공 배수재에서 발생하는 굴곡이 없어 배수성능이 양호하게 유지되어 개량효과가 더욱 우수하고, 폐기되는 산업부산물을 재활용하여 경제적이며, 기존 샌드드레인 장비를 별도의 개선없이 직접 활용할 수 있다.According to the consolidation settlement method of the soft ground using the permeability of the coal ash of the present invention constituted as described above, forming a plurality of vertical holes in the vertical direction in the soft ground, and has industrial permeability and high permeability to be disposed in the vertical hole By inputting coal ash, the coal ash drainage column is formed in the vertical direction to improve the soft ground so that it remains as a ground itself even after the drainage function is completed. Therefore, it does not affect the subsequent processes such as vegetation and excavation. Because there is no bending generated from artificial drainage such as PDB, the drainage performance is kept good, and the improvement effect is more excellent. The industrial by-products that are discarded are recycled and economical, and existing sand drain equipment can be directly used without further improvement.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명인 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법에 따라 연직홀을 형성한 모습을 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따라 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법의 간극수의 흐름을 나타낸 개념도이다.1a to 1c is a process chart for explaining the consolidation settlement promoting method of the soft ground using the permeability of coal ash according to the present invention.
2A to 2C are plan views showing the formation of a vertical hole according to the consolidation settlement promoting method of the soft ground using the coal permeability of the present invention.
3 is a conceptual diagram showing the flow of the pore water of the consolidation settlement promoting method of the soft ground using the permeability of coal ash according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the consolidation settlement promotion method of the soft ground using the permeability of coal ash according to the present invention will be described in detail.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명인 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법에 따라 연직홀을 형성한 모습을 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따라 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법의 간극수의 흐름을 나타낸 개념도이다.1a to 1c is a process chart for explaining the consolidation settlement method of the soft ground using the coal permeability of the coal ash according to the present invention, Figures 2a to 2c is a consolidation settlement of the soft ground using the coal permeability of the
먼저, 본 발명에 따른 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법은 도 1a에 도시된 바와 같이 개량대상인 고함수비 상태의 연약지반에 연직방향으로 복수의 연직홀(1)을 형성한다(S100). 이때, 연직홀(1)은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이 삼각, 사각, 원형중 선택된 어느 하나의 형태로 배치되는 것이 바람직하고, 다각형(오각형 등), 불규칙 패턴으로 형성될 수도 있다.First, the consolidation settlement promotion method of the soft ground using the permeability of coal ash according to the present invention forms a plurality of vertical holes (1) in the vertical direction in the soft ground of the high water content state to be improved as shown in Figure 1a ( S100). At this time, the vertical hole (1) is preferably disposed in any one form selected from triangular, square, circular, as shown in Figures 2a to 2c, it may be formed in a polygon (pentagon, etc.), irregular pattern.
그리고, 도 1b에 도시된 바와 같이 연직홀(1)에 석탄회를 투입하여 연직방향으로 석탄회 배수기둥(3)을 형성시킨다(S110).Then, as shown in FIG. 1B, the coal ash is injected into the
한편, 석탄회는 화력발전소 부산물로서 플라이 애쉬(Fly Ash)와, 바텀 애쉬(Bottom Ash), 신더 애쉬(Cinder Ash)로 구성되어 있다. 최근에는 소각로에서 이를 직접 선별하여 재활용하는 시도가 이루어지고 있으나, 아직 상당부분이 매립되고 있는 상태이며 특히 과거 20~30년 동안 회처리장에 투기된 석탄회의 양은 상당할 뿐만 아니라 회처리장 확보 및 투기를 위한 비용이 매우 크게 소요되는 실정이다. 이러한 석탄회는 플라이 애쉬와, 바텀 애쉬가 혼합되어 있는 상태이며, 각 회처리장별 플라이 애쉬:바텀 애쉬의 혼재 비율은 약 7:3~8:2 정도이다. 기존에는 석탄회에 대해 분리선별과정을 거쳐 플라이 애쉬와 바텀 애쉬를 구분하여 재활용하고 있으나, 석탄회에 대한 분리 선별과정을 거치지 않고, 원상태 그대로 배수재로 재활용하게 되면 1차 가공에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있는 경제적인 방법이 될 수 있다. 현재까지 분리 선별된 플라이 애쉬는 시멘트 대체재로서 거의 전량이 재활용되고 있고, 분리 선별된 바텀 애쉬는 최근 다짐특성을 개량하여 도로 성토재 등으로 적용하기 위한 제안이 이루어지고 있으나, 석탄회의 재료를 분리하지 않은 상태에서의 직접적인 대량활용 방안은 아직 제안되지 않고 있다.Coal ash is composed of fly ash, bottom ash and cinder ash as by-products of thermal power plants. In recent years, attempts have been made to directly sort and recycle these incinerators, but a considerable portion is still being landfilled, and in particular, the amount of coal ash dumped in the treatment plant for the past 20-30 years is not only significant, but also secured and dumped. The cost is very large. The coal ash is a mixture of fly ash and bottom ash, the mixing ratio of fly ash: bottom ash in each ash processing plant is about 7: 3 ~ 8: 2. Conventionally, fly ash and bottom ash are separated and recycled through the coal ashing process. However, if the ash ash is recycled as it is without using the coal ashing process, it can reduce the time and cost required for the first processing. It can be an economic way. Fly ash, which has been separated and screened up to now, is almost entirely recycled as a cement substitute, and the bottom ash, which has been separated and screened, has recently been proposed to improve the compaction characteristics and applied as road fill material. The direct mass utilization plan in the state has not been proposed yet.
따라서, 본 발명에 따른 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법에 적용된 석탄회는 화력발전소 회처리장에 투기되어 있는 매립석탄회(플라이 애쉬와 버텀 애쉬가 혼합된 형태)를 별도의 분리선별과정을 거치지 않고 직접 이용하거나 또는 화력발전소 회처리장에 투기되어 있는 매립석탄회를 준설한 후 입경분리장치(미도시)에 투과시킨 후 일정 크기 이상의 입경을 갖는 매립석탄회를 이용하는 것이 바람직하다. 이때, 입경분리장치는 이질 입경이 혼합된 매립석탄회를 수중 낙하시킨 후 분리 침강 특성을 이용하여 입경별로 선별하는 데, 일정 크기는 개량대상인 고함수비 상태의 연약지반을 구성하는 토사의 투수특성에 따라 연약지반보다 2배 이상 투수성을 갖는 크기인 것이 바람직하다.Therefore, the coal ash applied to the consolidation settlement promotion method of the soft ground using the coal ash permeability according to the present invention is a separate separation process of landfill coal (mixed fly ash and bottom ash) dumped in the coal-fired power plant ash processing plant It is preferable to use landfill coal having a particle size of more than a predetermined size after directly dreding or filling the landfill coal which is dumped in a coal-fired power plant ash processing plant and passing through a particle size separator (not shown). In this case, the particle size separating device is to drop the landfill coal mixed with the heterogeneous particle diameter in water and then select by particle size using the sedimentation sedimentation characteristics, the predetermined size according to the soil permeability characteristics of the high soil-based soft soil to be improved It is preferable to have the size of water permeability more than twice the soft ground.
그런 다음, 도 1c에 도시된 바와 같이 석탄회 배수기둥(3)의 상면인 연약지반에 석탄회를 포설하여 수평포집층(5)을 형성한다(S130).Then, as shown in FIG. 1c, coal ash is laid on the soft ground, which is the upper surface of the coal
상기와 같이 연약지반에 석탄회 배수기둥(3)과 수평포집층(5)을 형성하면, 도 3에 도시된 바와 같이 연약지반의 상부에 재하중이 가해지면 석탄회 배수기둥(3)을 통해 상방향으로 간극수가 배수된다.When the coal
그리고, 석탄회 배수기둥(3)을 통해 상향으로 배출된 간극수가 수평포집층(5)을 통해 수평방향으로 흘러 집수정(미도시)에 유입된다.Then, the gap water discharged upward through the coal
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
1 : 연직홀 3 : 석탄회 배수기둥
5 : 수평포집층1: vertical hole 3: coal ash drainage column
5: horizontal collection layer
Claims (8)
상기 연직홀에 석탄회를 투입하여 연직방향으로 석탄회 배수기둥을 형성시켜 상기 연약지반의 상부에 재하중이 가해지면 상기 석탄회 배수기둥을 통해 상방향으로 간극수를 배수시키되, 상기 석탄회는 화력발전소 회처리장에 투기되어 있고 별도의 분리선별과정을 거치지 않은 매립석탄회 또는 화력발전소 회처리장에 투기되어 있는 매립석탄회를 준설한 후 이질 입경이 혼합된 매립석탄회를 수중 낙하시킨 후 분리 침강 특성을 이용하여 입경별로 선별하는 입경분리장치에 투과시킨 후 개량대상인 고함수비 상태의 연약지반을 구성하는 토사의 투수특성에 따라 연약지반보다 2배 이상 투수성을 갖는 크기의 입경을 갖는 매립석탄회를 이용하는 제 2공정; 및
상기 석탄회 배수기둥의 상면인 연약지반에 석탄회를 포설하여 수평포집층을 형성하여 상기 석탄회 배수기둥을 통해 상향으로 배출된 간극수가 상기 수평포집층을 통해 수평방향으로 흘러 집수정에 유입되도록 유도하는 제 3공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 석탄회의 투수성을 이용한 연약지반의 압밀침하 촉진공법.A first step of forming a plurality of vertical holes in the vertical direction in a soft ground of a high water content ratio to be improved, and arranging them in one of triangular, square, polygonal and circular shapes;
Coal ash is injected into the vertical hole to form a coal ash drainage column in the vertical direction, and when reload is applied to the upper portion of the soft ground, the pore water is drained upward through the coal ash drainage column, and the coal ash is disposed in the thermal power plant ash processing plant. After dredging the landfill coal which has been dumped and has not undergone separate separation process or dumped at the thermal power plant ash processing plant, the landfill coal containing heterogeneous particle diameter is dropped in water and then sorted by particle size using the sedimentation sedimentation characteristics. A second step of using the reclaimed coal having a particle size of two times greater than that of the soft ground according to the soil permeability characteristics of the soil having high water content to be improved after passing through the particle separation device; And
Coal ash is installed on the soft ground, which is the upper surface of the coal ash drainage column, to form a horizontal trapping layer, and the gap water discharged upward through the coal ash drainage column flows horizontally through the horizontal trapping layer to induce a flow into the sump. Consolidation settlement promotion method of soft ground using the permeability of coal ash, characterized in that consisting of three steps.
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Cited By (2)
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2011
- 2011-09-06 KR KR1020110090188A patent/KR101169024B1/en active IP Right Grant
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