KR101372163B1 - Structure on soft ground using a compensated foundation and improved surface layer and construction method for the compensated foundation - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a structure on soft ground using a compensated foundation and an improved surface layer and a construction method for the compensated foundation comprising a step of analyzing the strata of soft ground; a step of excavating soil; a step of compacting soil; a step of filling the excavated area with the excavated soil; a step of calculating an allowable bearing capacity and checking whether the allowable bearing capacity is enough to bear a design load; a step of forming an improved surface layer; a step of increasing the depth of the improved surface layer for areas expected to have abnormal settlement; a step of determining a design load and designing a foundation area; a step of forming a compensated foundation; and a step of forming a foundation and a bottom floor and constructing a building or a structure on the top of them. Therefore, the present invention prevents differential settlement after the construction of the building or the structure by compacting the excavated surface and applying surface improvement materials to the excavated surface. [Reference numerals] (20) Compensated foundation; (30) Foundation and a bottom floor; (40) Building

Description

보상기초와 표층개량층을 이용한 연약지반상 구조물 및 그 기초의 구축공법{structure on soft ground using a compensated foundation and improved surface layer and construction method for the compensated foundation}Structure on soft ground using a compensated foundation and improved surface layer and construction method for the compensated foundation}

본 발명은 보상기초와 표층개량층을 이용한 연약지반상 구조물 및 그 기초의 구축공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조물의 하중에 해당하는 흙의 중량을 터파기로 굴착하고 터파기에 의한 굴착면에 표층개량재를 사용하여 기초를 고화처리하고 보상기초를 타설하여 보상기초의 단점을 보완한 보상기초와 표층개량층을 이용한 연약지반상 구조물 및 그 기초의 구축공법에 관한 것이다.
The present invention relates to a soft ground structure using a compensation foundation and a surface improvement layer and a construction method of the foundation, and more particularly, to excavate the weight of soil corresponding to the load of the structure with a trench and to the surface of the excavation surface by the trench. The present invention relates to a soft ground structure and a method of constructing the foundation using the compensation base and the surface improvement layer, which solidify the foundation and improve the foundation of the compensation by using the improved materials.

연약지반에서 기초를 말뚝으로 적용할 경우, 굴착시 히빙에 대한 안전성 문제, 연약층 상에서의 말뚝기초 시공에 따른 시공성 저하 문제, 말뚝의 부마찰력 고려에 따른 지지력 감소에 대한 말뚝 본수의 증가 문제 등이 발생한다.If the foundation is used as a pile in soft ground, there are problems of safety on the heaving during excavation, problems of construction work due to pile foundation construction on the soft layer, and increase of pile head water due to the reduction of bearing capacity due to the consideration of pile friction. .

말뚝기초공법의 문제를 해결하기 위해 보상기초 원리를 도입하여 기존의 연약지반에 기초를 설치한다. 그러나 보상기초의 경우 사용하중의 불균형 및 크립(Creep) 침하 등의 영향으로 부등침하의 우려가 있다.In order to solve the problem of pile foundation method, compensation foundation principle is introduced and foundation on existing soft ground is established. However, in the case of compensation basis, there is a fear of uneven settlement due to the imbalance of use load and creep settlement.

보상기초 공법은 지지층이 매우 깊어서 상부 구조물의 하중을 지지층까지 전달하기 어려울 때에 터파기로 감소되는 지중응력을 상재하중에서 감하여 중간지지층에 기초를 설치하는 기초공법으로 굴착된 흙의 중량과 구조물의 중량을 동일하게 하여 지중에 작용하는 응력을 0이 되도록 만들어 침하를 억제하는 기초공법으로 기존의 파일 공법에 비해 경제성이 뛰어난 공법이다.Compensation foundation method is a basic method to install the foundation on the intermediate support layer by subtracting the ground stress, which is reduced by the trench, when the support layer is very deep and difficult to transfer the load of the upper structure to the support layer. In the same way, it is a basic method that suppresses settlement by making the stress acting on the ground to be zero, which is more economical than the existing pile method.

그러나 보상기초의 경우 사용하중의 불균형 및 크립 침하 등의 영향으로 부등침하의 우려의 단점이 있다. 이에 보상기초 지지층에 지지력을 확보하고 응력의집중을 분산하여 균등침하를 유도하는 표층 고화처리를 적용해야 한다.
However, in the case of compensation basis, there are disadvantages of inequality settling due to the imbalance of use load and creep settling. Therefore, surface solidification treatment should be applied to secure the supporting force to the compensatory base support layer and distribute the concentration of stress to induce even settlement.

함수비가 높은 습지, 연못, 하천 해안, 간척지 또는 준설매립지와 같은 연약지반을 강화할 목적으로 또한 상수슬러지나 중금속이 함유된 폐기물의 고형화, 처리 경사면(법면) 또는 옹벽의 개량 등에 고화제 또는 토양개량제 등이 사용되고 있다.
For the purpose of reinforcing soft ground such as wetlands, ponds, river shores, reclaimed land or dredged landfills with high water content, solidification or soil modifiers for solidifying wastewater containing sludge or heavy metals, improving treatment slopes or retaining walls, etc. Is being used.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 기초를 말뚝으로 적용할 경우, 발생할 수 있는 문제 등에 한 대안으로 보상기초 개념을 도입하고 또한 보상기초에서 발생하는 부등침하의 문제를 다짐 및 표층개량처리하여 침하응력을 분산시킴으로써 부등침하의 발생을 최대한 억제하고, 허용침하 범위내에서 균등침하를 유도하여 기존의 보상기초를 개량할 수 있도록 하는 보상기초와 표층개량층을 이용한 연약지반 구조물 및 그 기초의 구축공법을 제공하는 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and introduces the concept of compensation basis as an alternative to problems that may occur when the foundation is applied as a pile, and also to determine the problem of inequality that occurs in the compensation basis and Soft ground structure using surface compensation layer and compensation base to improve the existing compensation base by reducing the occurrence of uneven settlement as much as possible by dispersing settlement stress by surface improvement process and inducing equal settlement within the allowable settlement range. Its purpose is to provide a foundation construction method.

그리고 표층개량층을 시공하는데 따른 최적의 고화 시간(2~3시간)에 맞는 표층개량재를 구성하여 시공시간 및 시공기간을 단축하고 시공비용을 절감할 수 있도록 하는 목적도 있다.In addition, it is also possible to shorten the construction time and construction period and reduce the construction cost by constructing the surface improvement material suitable for the optimal solidification time (2 to 3 hours) according to the construction of the surface improvement layer.

또한, 보상기초 지지층에 지지력을 확보하고 응력의 집중을 분산하여 허용 침하 범위내 균등침하를 유도하는 표층고화처리를 적용하여 기존의 보상기초의 단점을 보완하도록 하는 목적도 있다.In addition, there is also an object to compensate for the disadvantages of the existing compensation basis by applying a surface solidification treatment to secure the support force to the compensation base support layer and to distribute the concentration of stress to induce equal settlement within the allowable settlement range.

그리고 연약지반의 경우 건축물 및 구조물 설치시 지반의 문제점은 크게 지지력과 침하로 나누어지며, 지지력은 표층개량, 침하는 보상기초의 원리로 지반의 문제점을 해결하도록 하는 목적도 있다.
And in the case of soft ground, problems of the ground when installing buildings and structures are largely divided into bearing capacity and settlement, and bearing capacity has the purpose of solving ground problems with the principle of surface improvement and settlement compensation.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 보상기초와 표층개량층을 이용한 연약지반상 구조물 및 그 기초의 구축공법은, 건축물 또는 구조물이 건축될 연약지반의 지층을 시추를 통하여 분석하는 단계; 상기 건축물 또는 구조물 중량의 2배에 해당하는 흙을 굴착하는 단계; 상기 굴착 부분의 토양을 다짐하는 단계; 상기 건축물 또는 구조물 중량의 1배에 해당하는 흙이 굴착된 상태를 갖도록 상기 굴착 부분에 기 굴착된 흙을 채움하는 단계; 상기 연약지반의 허용지지력을 산출한 후, 상기 산출된 허용지지력이 상기 건축물 또는 구조물의 설계하중 qn을 지지할 수 있는지 검토하는 단계; 상기 굴착된 부분의 토양에 표층개량재를 혼합하여 고화시켜 표층개량층을 형성하는 단계; 상기 건축물 또는 구조물의 건축에 의한 예상 침하량을 산출하여 허용 침하량 이상 침하가 예상되는 부분에 대해 상기 표층개량층의 깊이를 1.2∼1.5배 증가시키는 단계; 상기 굴착 흙의 무게 σZ=γ(기초면적)·h(보상기초의 높이)를 건축물 또는 구조물의 하중 P와 동일해지도록 설계하중 qn=P-σZ≒0 을 결정하고, 상기 보상기초의 높이 h 를 1.5m 보다 작도록 기초면적 γ을 설계하는 단계; 상기 단계에서 결정된 보상기초의 기초면적 γ와 높이 h(1.5m 이하)에 따라 콘크리트를 타설하여 보상기초를 형성하는 단계; 상기 보상기초 위에 콘크리트를 타설하여 기초 및 바닥층을 형성하고, 그 위에 건축물 또는 구조물을 건축하는 단계; 로 구성되되, 상기 표층개량재는, SiO2 15∼30 중량부, CaO 45∼60 중량부, Al2O3 5∼10 중량부, SO3 0∼10 중량부, MgO 1∼5 중량부, Fe2O3 1∼5 중량부를 포함하여 이루어지고, TiO2, K2O, Na2O, P2O5 , B2O3, BaO, MnO, ZnO 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the construction method of the soft ground structure and its foundation using the compensation foundation and the surface improvement layer according to the present invention comprises the steps of: analyzing the ground of the soft ground on which the building or the structure is to be built; Excavating soil corresponding to twice the weight of the building or structure; Compacting the soil of the excavated portion; Filling the excavated soil in the excavated portion to have an excavated state of soil corresponding to one times the weight of the building or structure; After calculating the allowable bearing capacity of the soft ground, examining whether the calculated allowable bearing capacity can support the design load q n of the building or structure; Mixing the surface-improving material with the soil of the excavated portion to solidify to form a surface-improving layer; Calculating an expected settlement amount by the construction of the building or structure to increase the depth of the surface improvement layer by 1.2 to 1.5 times with respect to the portion where the settlement is expected to be more than the allowable settlement amount; Determine the design load q n = P-σ Z ≒ 0 so that the weight of the excavated soil σ Z = γ (base area) · h (height of the complementary sheath) is equal to the load P of the building or structure, and the compensation basis Designing a base area γ such that the height h is less than 1.5 m; Placing concrete according to the basis area γ and height h (1.5 m or less) of the compensation basis determined in the step to form a compensation basis; Placing concrete on the compensating foundation to form a foundation and a bottom layer, and building a structure or structure thereon; Constituents of the surface improving material, SiO 2 15-30 parts by weight, CaO 45-60 parts by weight, Al 2 O 3 5-10 parts by weight, SO 3 0-10 parts by weight, MgO 1-5 parts by weight, Fe 2 O 3 1~5 weight that can be achieved is by, including TiO 2, K 2 O, Na 2 O, P 2 O 5, B 2 O 3, BaO, MnO, ZnO any one or more further include a It features.

이때 상기 연약지반의 허용지지력은, Terazaghi 지지력 공식에 의해 극한지지력(qult)을 산출하고, 다음 식(1)에 의해 At this time, the allowable bearing capacity of the soft ground is calculated by the formula Terazaghi bearing capacity (q ult ), by the following equation (1)

허용지지력(qa)= 극한지지력(qult)/3+제거하중(P)......(1) 산출하는 것을 특징으로 한다.Permissible bearing capacity (q a ) = ultimate bearing capacity (q ult ) / 3 + removal load (P) ... (1) It is characterized by calculating.

그리고 상기 건축물 또는 구조물의 건축에 의한 예상 침하량은, 다음 식(2)에 의해 And the estimated settlement amount by building of the said building or structure is by following formula (2)

침하량(S)= 압밀침하(제거하중 이상 재하)+ 재하중침하Settlement amount (S) = consolidation settling (load more than removal) + settling

+ 증식침하(퇴적토, 풍화토) ......(2) 산출하는 것을 특징으로 한다.
+ Growth settlement (sedimentary soil, weathered soil) ... (2) It is characterized by calculating.

본 발명에 의하면, 보상기초의 원리를 이용하여 연약지반에 설치되는 건축물의 기초를 경제적으로 설계하기 위하여 기초의 높이 h 를 1.5m 보다 작도록 기초면적 γ을 설계하여 기초가 깊어짐에 따른 굴착에 어려움이 있고, 타설 물량 및 흙막이 시설이 증가하고, 터파기 작업량이 증가하는 단점을 해결하고, 터파기한 굴착면에 다짐 및 표층개량재를 처리하여 건축물 건축 후 발생하는 부등침하를 확실하게 방지할 수 있다.According to the present invention, in order to economically design the foundation of a building installed on the soft ground by using the principle of compensation, it is difficult to excavate as the foundation is deepened by designing the foundation area γ so that the height h of the foundation is smaller than 1.5 m. It is possible to solve the disadvantage of increasing the quantity of pouring and earthquake facilities, and increasing the amount of digging work, and to process the compaction and surface improvement material on the excavated excavation surface to reliably prevent the uneven settlement occurring after the construction of the building. .

그리고 본 발명은, 구성 성분들을 각각 최적의 비율로 첨가한 표층개량재를 사용하여, 표층개량층을 형성하는데 따른 초기 반응 및 1차응결 시간을 단축하여 시공에 용이한 최적의 고화 시간(2~3시간)을 얻어내고, 이에 시공시간을 단축하여 시공비용을 절감할 수 있음과 동시에 표층개량재의 생산단가가 낮아져 결과적으로 시공비용을 더욱 절감할 수 있다.
In addition, the present invention, by using the surface-improving material is added to each component at the optimum ratio, the initial solidification time and the initial condensation time for forming the surface-improving layer is shortened to facilitate the optimal solidification time (2 ~ 3 hours), the construction time can be shortened, thereby reducing the construction cost, and at the same time, the production cost of the surface-improved material can be lowered, resulting in further reduction in the construction cost.

도 1은 본 발명에 의한 보상기초를 이용한 연약지반 구조물의 개념도
도 2는 본 발명에 의한 보상기초의 단점을 보완한 연약지반 건축물의 기초공법의 공정도
도 3은 본 발명에 의한 보상기초를 적용한 연약지반 구조물의 적용사례
도 4는 본 발명에 의한 보상기초와 표층개량처리를 적용한 비축기지 조성공사의 적용사례
도 5는 본 발명에 의한 보상기초와 표층개량처리를 적용 후 계측기 설치위치를 나타내는 평면도
도 6은 본 발명에 의한 건축물 기초의 지표 침하계 측정결과를 나타내는 그래프
도 7은 본 발명에 의한 변위말뚝 측정결과를 나타내는 그래프
도 8은 본 발명에 의한 지중경사계 측정결과를 나타내는 그래프
1 is a conceptual diagram of a soft ground structure using a compensation basis according to the present invention
2 is a process diagram of the basic construction method of the soft ground building to compensate for the disadvantages of the compensation basis according to the present invention
Figure 3 is an application case of the soft ground structure to which the compensation basis according to the present invention is applied
Figure 4 is an application case of the stockpiling base construction work applying the compensation base and surface improvement treatment according to the present invention
5 is a plan view showing the installation position of the measuring instrument after applying the compensation basis and surface improvement process according to the present invention
6 is a graph showing the measurement results of the ground subsidence of the building foundation according to the present invention.
7 is a graph showing the displacement pile measurement results according to the present invention
8 is a graph showing the measurement results of the ground slope meter according to the present invention

이하 첨부된 도면에 의한 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 보상기초를 이용한 연약지반 구조물의 개념도가 도시된다.1 is a conceptual diagram of a soft ground structure using a compensation basis according to the present invention.

본 발명에 의한 보상기초를 이용한 연약지반 구조물(100)은, 굴착된 연약지반(G)의 토양을 다짐하고 기 굴착된 흙을 굴착부분에 채우며, 상기 굴착된 연약지반(G)에 0.5∼2m 깊이로 연약지반의 토양과 표층개량재가 혼합되어 형성되는 표층개량층(10)과; 상기 표층개량층(10) 위에 콘크리트로 타설되어 형성되는 보상기초(20)와; 상기 보상기초(20) 위에 콘크리트로 타설되어 형성되는 기초 및 바닥층(30)와; 상기 기초 및 바닥층(30) 위에 건축되는 건축물 또는 구조물(40)로 구성된다.The soft ground structure 100 using the compensation base according to the present invention, compacting the soil of the excavated soft ground (G) and fill the excavated soil in the excavated portion, 0.5 to 2m in the excavated soft ground (G) A surface improvement layer (10) formed by mixing the soil and the surface improvement material of the soft ground to a depth; A compensation base 20 formed by pouring concrete on the surface improvement layer 10; A base and bottom layer 30 formed by pouring concrete on the compensating foundation 20; It is composed of a building or structure 40 that is built on the foundation and floor layer 30.

이때 상기 표층개량층(10)은 표층개량재와 굴착된 지반의 흙과 혼합하여 형성된다. 토양의 표층부를 개량시키는 표층개량용 고화제는 시멘트계, 석회계, 우레탄 계, 아크릴아미드계 등이 보고되고 있다.At this time, the surface improvement layer 10 is formed by mixing with the surface improvement material and the soil of the excavated ground. Cement-based, lime-based, urethane-based, acrylamide-based and the like have been reported as solidifying agents for improving the surface layer of soil.

그리고 상기 표층 개량재는 시멘트계 고화제로서, 보통 시멘트에 포졸란제(점토광물과 고화반응을 하며 시멘트의 강도발현기능을 보강해줌), 계면활성제(점성토, 유기질토와의 고화반응을 원활케 함) 그리고 몇가지 촉매제 등을 적절히 혼합하여 사용한다.In addition, the surface modifier is a cement-based solidifying agent, usually a pozzolanic agent (solidifies with clay minerals and reinforces the strength-expressing function of cement), surfactant (smooth solidification reaction with clay, organic soil), and Several catalysts etc. are mixed and used suitably.

또한, 상기 표층 개량재는 토양입자와 무기반응성 첨가제(수화학광물질)의 화학적 반응에 기본 원리를 두고 있으며, 반응성 첨가제는 플라이 애쉬(SiO2, Al2O3)가 주재료로 사용되고 있다.In addition, the surface-improving material is based on the chemical reaction of the soil particles and inorganic reactive additives (hydrochemical minerals), fly ash (SiO 2 , Al 2 O 3 ) is used as the main material reactive additives.

본원발명의 표층개량제는 SiO2 15~30 중량%, CaO 45~60 중량%, Al2O3 5~10 중량%, SO3 1~10 중량%, MgO 1~5 중량%, Fe2O3 1~5 중량%를 포함하여 이루어지고, TiO2, K2O, Na2O,,P2O5, B2O3, BaO, MnO, ZnO 중 어느 하나 이상을 4~8 중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.
The surface layer improving agent of the present invention 15 to 30% by weight of SiO 2 , 45 to 60% by weight of CaO, 5 to 10% by weight of Al 2 O 3 , 1 to 10% by weight of SO 3 , 1 to 5% by weight of MgO, Fe 2 O 3 It comprises 1 to 5% by weight, comprising 4 to 8% by weight of any one or more of TiO 2 , K 2 O, Na 2 O ,, P 2 O 5 , B 2 O 3 , BaO, MnO, ZnO It is characterized by.

본 발명에 의한 표층개량의 원리는 현장토사의 수분 및 표층개량재의 적정배합에 의해 수화반응과 포졸란 반응이 발생한다. 본 발명에 의한 표층개량재를 현장 토사에 혼합하면 다공성의 성분이 수분, 유기질, 악취 등을 흡수하고, 이후 수화반응시에 주위의 수분과 흙입자내의 수분을 흡수하면서 다량의 알루민산유산석회수화물(에트린자이트:ettringite, 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)이 생성되어 수분과 흙입자 내의 32분자의 물을 구속하게 되므로 토양입자의 이동을 구속하여 결합을 강화시켜 흙입자 사이를 고결시키게 된다.The principle of surface improvement according to the present invention is that the hydration reaction and the pozzolanic reaction occur due to the proper mixing of the water and the surface improvement material of the field soil. When the surface-improving material according to the present invention is mixed with the soil in situ, the porous component absorbs moisture, organic matter, odor, etc., and then absorbs a large amount of aluminate lactic acid hydrate while absorbing moisture in the surroundings and soil particles during the hydration reaction. (Ettrinite, 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O) is formed to bind water and 32 molecules of water in the soil particles, constraining the movement of soil particles to strengthen the bond It will freeze between particles.

현장토사와 혼합된 에트린자이트는 간극을 보진하도록 침상의 결정화를 이루면서 토양의 함수비를 저화시키고 고화체를 조밀화시키며, 이온교환과 팽창성에 의해 유해중금속류 및 유기물을 고화시키고 동시에 표층개량재 수화물과 토립자 광물 사이에서 포졸란 반응이 일어나면서 장기간에 걸쳐 규산석회수화물이 생성되며, 이로 인하여 지반의 강도 및 내구성이 발휘된다.Ethrinzite, mixed with soil soil, reduces the water content of soil and densifies solids by forming needle crystallization to fill gaps, solidifies harmful heavy metals and organics by ion exchange and expansion, and simultaneously improves surface hydrate hydrate and granular minerals. The pozzolanic reaction takes place in between, producing lime silicate over a long period of time, thereby exhibiting the strength and durability of the ground.

이렇게 생성된 에트린자이트는 흙입자내의 포졸란 성분과 장기간에 걸쳐 반응하면서 표토의 장기적인 강도를 유지하게 된다. 수화반응 및 고결화되는데 소요되는 시간은 통상 초기 반응이 1∼2시간, 1차응결은 3∼4시간이 소요되며 장기적으로 반응이 반응하면서 지속적 응결상태가 유지된다.
The resulting ethrinzite reacts with the pozzolan component in the soil particles for a long time to maintain the long-term strength of the topsoil. The time required for the hydration reaction and the solidification is usually 1 to 2 hours for the initial reaction and 3 to 4 hours for the first condensation.

본 발명에 의한 표층개량재는 굴착면의 토양과 혼합 시공 후 2∼3시간 정도가 지나면 1차응결이 완료되며 안정된 강도가 발휘되므로 혼합시공 후 빠른시간 내에 보상기초(20)를 타설할 수 있으며, 상기 보상기초(20)의 양생이 진행되는 것과 함께 표층개량층(10)의 표층개량재 수화물과 토립자 광물 사이에서 포졸란 반응이 일어나면서 장기간에 걸쳐 규산석회수화물이 생성됨으로써 지반의 강도 및 내구성이 강화되어 건축물 또는 구조물(40)의 건축 후에도 부등침하를 방지할 수 있다.In the surface improvement material according to the present invention, the first condensation is completed after 2 to 3 hours after the mixing construction with the soil of the excavation surface, and stable strength is exerted, so that the foundation of the compensation 20 can be poured within a short time after the mixing construction. As curing of the compensation base 20 proceeds and a pozzolanic reaction occurs between the surface-improved hydrate of the surface-improved layer 10 and the particulate mineral, the silicate hydrate is produced over a long period of time, thereby enhancing the strength and durability of the ground. Therefore, even after the construction of the building or structure 40 can be prevented inequality.

이때 1차응결 완료시간이 2~3시간이 최적의 시간인바, 2시간 이전에 1차응결이 완료되면 넓은 지층에 표층개량층을 형성할 때 시간의 여유가 없어 작업을 빨리 진행하게 되며 이로 인해 정확하고 균일한 표층개량층의 두께를 형성하기 어렵기 때문이고, 3시간 이후에 1차응결이 완료되면 응결되기를 기다리며 다음 시공을 진행할 수 없어 시공시간이 늦어지게 되기 때문이다.At this time, the first condensation completion time is 2 to 3 hours, so if the first condensation is completed before 2 hours, there is no time for the surface improvement layer to be formed in the wide strata, so the work proceeds quickly. This is because it is difficult to form an accurate and uniform thickness of the surface improvement layer, and when the first condensation is completed after 3 hours, the construction time is delayed because the next construction cannot be progressed while waiting for condensation.

따라서, 표층개량재를 이용하여 표층개량층을 형성할 때, 가장 적합한 1차응결시간은 2~3시간인 것이며, 이는 많은 시공 현장에서 당해 기술자들의 조언을 토대로 조합된 시간이고, 다양한 실험에 의해 얻어진 결과물임을 강조한다.
Therefore, when forming the surface improving layer using the surface improving material, the most suitable first setting time is 2 to 3 hours, which is a combined time based on the advice of those skilled in many construction sites, and by various experiments Emphasize that the result is obtained.

본 발명에 의한 표층개량재는 토양의 안정에 필요한 강도를 제공하기 위하여, 화학반응에만 의존하는 종래의 석회계 또는 시멘트계와는 달리, 본 발명의 조성물은 포졸란 반응물질인 이산화규소(SiO2) 및 산화알루미늄(Al2O3)을 다량 함유하고 있으며, 또한 수화반응에서 에트린자이트를 효과적으로 생성하는 삼산화유황(SO3)의 함유량도 석회계나 시멘트계보다 많으므로 수화반응과 포졸란반응을 지속적으로 촉진하여 지반의 안정된 강도를 장기적으로 유지시킬 수 있다.In order to provide the strength required for the stabilization of the soil, the surface improvement material according to the present invention, unlike conventional lime or cement system, which relies only on chemical reactions, the composition of the present invention is a pozzolanic reactant silicon dioxide (SiO 2 ) and oxidation It contains a large amount of aluminum (Al 2 O 3 ) and also contains more sulfur trioxide (SO 3 ), which is more effective in producing ethrinite in the hydration reaction than lime or cement. Thus, the stable strength of the ground can be maintained for a long time.

따라서 본 발명에 따른 표층개량재 조성물은 함수비가 높은 습지, 연못, 하천, 해안, 간척지 및 준설 매립지와 같은 연약지반에 건축물을 건축하는 경우에 연약지반의 토사와 혼합되어 건축물의 기초를 안정화시킬 수 있다.
Therefore, the surface improvement material composition according to the present invention can stabilize the foundation of the building by mixing with the soil of the soft ground when building the construction on the soft ground, such as wetlands, ponds, rivers, coasts, reclaimed land and dredging landfill with high water content have.

한편, SiO2 와 CaO 및 Al2O3 를 다량 함유한 종래의 표층개량재가 있는바, 본 발명의 표층개량재는 종래의 표층개량재와 함유하는 성분들의 중량비율이 상이하고 그에 따른 효과도 상이한 것이다.On the other hand, there is a conventional surface modifier containing a large amount of SiO 2 and CaO and Al 2 O 3 bar, the surface modifier of the present invention is different in weight ratio of the conventional surface modifier and the containing components and the effect thereof is also different .

종래의 표층개량제 제 1예는 SiO2 30~50 중량%, CaO 20~60 중량%, Al2O3 10~30 중량% 포함하여 이루어져 있다.The first example of the conventional surface layer improver comprises 30 to 50% by weight of SiO 2 , 20 to 60% by weight of CaO, and 10 to 30% by weight of Al 2 O 3 .

종래의 표층개량제 제 2예는 SiO2 20~40 중량%, CaO 35~70 중량%, Al2O3 10~25 중량% 포함하여 이루어져 있다.
The second example of the conventional surface layer improver comprises 20 to 40% by weight of SiO 2 , 35 to 70% by weight of CaO, and 10 to 25% by weight of Al 2 O 3 .

상기 SiO2를 제 1예는 최대 50 중량%, 제 2예는 최대 40 중량%의 비율로 첨가하고 있어 본원발명보다 SiO2를 과다하게 사용해 고화 시간을 길어지게 하는 문제점을 갖고 있다. Since the SiO 2 is added at a ratio of up to 50% by weight in the first example and up to 40% by weight in the second example, the use of SiO 2 in excess of the present invention has a problem of lengthening the solidification time.

즉, 상기 SiO2 는 통상 콘크리트에도 배합되어 콘크리트의 현장 타설시 유동성을 개선하여 워커빌리티 및 펌퍼빌리티를 향상시키는 것이므로, 표층개량재에 다량을 첨가하게 되면 고화 시간이 길어지게 되는 것이다.That is, the SiO 2 Since it is usually also blended with concrete to improve the fluidity and pumpability by improving the fluidity during the site-pouring of concrete, the solidification time becomes longer when a large amount is added to the surface improvement material.

이때 상기 워커빌리티(workability)는, 채 굳어지지 않은 콘크리트의 중요한 성질로서 콘크리트를 혼합한 다음 운반해서 다져넣을 때까지 시공성의 좋고 나쁨을 나타내는 성질을 말하는 것이다.At this time, the workability (workability) is an important property of the unsolidified concrete refers to a property showing the good and bad workability until the concrete is mixed and then transported and chopped.

그리고 상기 펌퍼빌리티(pumpability)는, 굳지 않은 콘크리트의 반죽질기를 나타내는 것이다.
And the pumpability (pumpability) is to represent the kneading of the concrete not hardened.

상기 CaO의 제1예는 최소 20 중량%, 제2예는 최소 35 중량% 포함하고 있고, 본원발명보다 사용량이 적어 초기 수화반응이 상대적으로 길다. 상기 제1예와 제2예는 CaO 를 매우 적게 사용함으로 인해 수화반응이 늦어져 초기 반응 및 1차응결 시간이 길어지는 문제점이 있었다.The first example of CaO contains at least 20% by weight, the second example contains at least 35% by weight, and the use amount is less than that of the present invention, so the initial hydration reaction is relatively long. The first and second examples have a problem in that the hydration reaction is delayed due to the use of very little CaO, so that the initial reaction and the first condensation time are long.

즉, 상기 CaO 는 물에 매우 반응성이 높은 것으로, 토양 속의 수분과 빨리 반응하여 응결해야 하지만 그 첨가량이 적은 종래의 제1예와 제2예에 따른 표층개량재는 초기 반응 및 1차응결 시간이 길어지게 되는 것이다.
That is, the CaO is very reactive to water, and the surface-improving material according to the first and second examples according to the first and second examples having a small amount of addition should be reacted with water in the soil quickly and condensed. You lose.

상기 Al2O3의 제1예는 최대 30 중량%, 제2예는 최대 25 중량%를 포함하고 있다. 상기 Al2O3는 고가의 유한한 광물자원으로 시공비용의 상승과, 에너지 낭비라는 문제점이 있다. 본원발명에서는 상기 Al2O3의 최대 비율이 10 중량%로 시공비용을 낮추고 에너지 절약의 효과가 있다.
The first example of Al 2 O 3 includes up to 30% by weight, and the second example includes up to 25% by weight. The Al 2 O 3 is expensive finite mineral resources, there is a problem of rising construction cost, waste energy. In the present invention, the maximum ratio of Al 2 O 3 is 10% by weight, thereby lowering the construction cost and saving energy.

따라서 본 발명에서 사용하는 표층개량재는, 상기와 같은 종래의 제1예와 제2예에 따른 표층개량재로부터 파생되는 문제점을 해결하기 위해 연구에 연구를 거듭한 결과물이며, 종래의 문제점을 완벽하게 해결할 수 있는 최적의 첨가 비율을 가진 것이다.Therefore, the surface modifier used in the present invention is the result of repeated studies to solve the problems derived from the surface modifier according to the first and second examples of the prior art, and completely solve the conventional problems. It has an optimum addition ratio that can be solved.

즉, 본 발명에서는 SiO2 를 최대 30 중량부까지로 한정하여 첨가하고, CaO 를 최소 45 중량부로 한정하며, Al2O3 를 최대 10 중량부로 한정함으로써, 초기 반응 및 1차응결 시간을 단축하여 시공에 용이한 최적의 고화 시간(2~3시간)을 얻어내는데 성공했으며, 이에 시공시간이 단축되어 시공비용을 절감할 수 있음과 동시에 표층개량재의 생산단가가 낮아져 시공비용을 더욱 절감할 수 있는 것이다.That is, in the present invention, by adding SiO 2 to up to 30 parts by weight, CaO to at least 45 parts by weight, and Al 2 O 3 to up to 10 parts by weight, the initial reaction and the first condensation time is shortened We succeeded in obtaining the optimal solidification time (2 ~ 3 hours), which is easy for construction.As a result, construction time can be shortened and construction cost can be reduced, and production cost of surface-improved materials can be lowered. will be.

또한, 본 발명의 표층개량재는 최적의 첨가비율로 구성되어 있으므로, 최적의 시공성을 얻을 수 있는 최적의 첨가비율에 따른 고품질의 표층개량재를 대량 생산할 수 있고, 가격대를 저렴하게 하여 시공의 편의성을 증대시킬 수 있는 것이다.
In addition, since the surface-improving material of the present invention is composed of the optimum addition ratio, it is possible to mass-produce high-quality surface-improving material according to the optimum addition ratio which can obtain the optimum workability, and to provide a low price and ease of construction. It can be increased.

본 발명에 따른 표층개량재를 사용하여 표층개량층(10)을 형성한 후, 보상기초(20)를 형성하기 위해서 건축물 또는 구조물(40)이 건축될 현장을 굴착하게 되며, 굴착 흙의 무게 σZ=γ(기초면적)·h(보상기초의 높이)를 건축물 또는 구조물(40)의 하중 P와 동일해지도록 설계하중 qn=P-σZ≒0 을 결정한다.After the surface improvement layer 10 is formed by using the surface improvement material according to the present invention, the construction site or the structure 40 is excavated in order to form the compensation foundation 20, and the weight of the excavated soil σ The design load q n = P−σ Z ≒ 0 is determined so that Z = γ (base area) · h (height of the compensation base) is equal to the load P of the building or structure 40.

그러나 여기서 보상기초(20)의 높이 h 가 1.5m 보다 깊어지면 굴착에 어려움이 있고, 타설 물량 및 흙막이 시설이 증가하고, 터파기 작업량이 증가하므로 보상기초(20)의 높이 h 를 1.5m 보다 작게 설계한다.However, if the height h of the compensation base 20 is deeper than 1.5m, it is difficult to excavate, the amount of pouring and the clogging facilities are increased, and the amount of digging work increases, so that the height h of the compensation base 20 is smaller than 1.5m. Design.

Terazaghi 지지력 공식에 의해 극한지지력(qult)을 산출하고, 해당 연약지반의 허용지지력을 다음 식(1)에 의해 산출한 후, 상기 산출된 허용지지력이 해당 건축물 또는 구조물(40)의 설계하중 qn을 지지할 수 있도록 설계한다.
The ultimate bearing capacity (q ult ) is calculated by the Terazaghi bearing capacity formula, the allowable bearing capacity of the soft ground is calculated by the following equation (1), and the calculated allowable bearing capacity is the design load q of the building or structure 40. Design to support n .

허용지지력(qa)= 극한지지력(qult)/3+제거하중(P)......(1)Allowable load capacity (q a ) = ultimate load capacity (q ult ) / 3 + removal load (P) ...... (1)

허용지지력(qa)〉설계하중(qn)
Allowable bearing capacity (q a )> design load (q n )

건축물 또는 구조물(40) 건축 후, 예상 침하량을 다음 식(2)에 의해 산출하여 허용 침하량 이상 침하가 발생하는 구역을 선정하고, 상기 허용 침하량 이상 침하가 발생하는 구역에 대해 부등침하를 최소화하기 위해 표층개량층(10)의 깊이를 1.2∼1.5배 증가시킨다.
After construction of the building or structure 40, the estimated settlement is calculated by the following equation (2) to select the zone where settlement occurs above the allowable settlement, and to minimize the differential settlement for the zone where settlement above the allowable settlement occurs. The depth of the surface improvement layer 10 is increased by 1.2 to 1.5 times.

침하량(S)= 압밀침하(제거하중 이상 재하)+ 재하중침하Settlement amount (S) = consolidation settling (load more than removal) + settling

+ 증식침하(퇴적토, 풍화토) ......(2)
+ Growth settlement (sedimentary soil, weathered soil) ...... (2)

도 2에 본 발명에 의한 보상기초의 단점을 보완한 연약지반 건축물의 기초공법의 공정도가 도시된다.Figure 2 is a process diagram of the basic construction method of the soft ground building to compensate for the disadvantages of the compensation basis according to the present invention.

단계 S1에서, 건축물 또는 구조물(40)이 건축될 연약지반(G)의 지층을 시추를 통하여 분석한다.In step S1, the ground layer of the soft ground G on which the building or the structure 40 is to be built is analyzed through drilling.

단계 S2에서, 상기 건축물 또는 구조물(40) 중량의 2배에 해당하는 흙을 굴착한다. In step S2, the soil corresponding to twice the weight of the building or structure 40 is excavated.

단계 S3에서, 상기 굴착 부분의 토양을 다짐한다. 이때 상기 토양을 다짐함에 있어, 지반의 형태에 따라 다양한 공법으로 다짐이 이루어져야 함은 물론이다.In step S3, the soil of the excavated portion is compacted. At this time, in the compaction of the soil, according to the form of the ground must be made of various methods of course.

즉, 점성, 사질, 유기질토는 Sand Compaction Pile 공법으로 다짐을 하고, 사질토 지반은 Vibroflotation 공법과 Vivro tamper 공법과 동압밀공법 중 어느 하나의 공법으로 다짐을 하며, 점성토, 사질토 지반은 쇄석 Pile 공법으로 다짐을 한다. 그러나 이는 예에 불과한 것으로 해당 지반의 토양에 따라 다양한 공법으로 다짐할 수 있음은 물론이다.In other words, the viscosity, sand, and organic soil are determined by the Sand Compaction Pile method, and the sandy soil is determined by one of the Vibroflotation method, the Vivro tamper method, and the dynamic consolidation method, and the clay, sandy soil is the crushed pile method. Make a commitment. However, this is only an example and can be determined by various methods depending on the soil of the ground.

상기와 같이 굴착된 부분의 토양을 다짐하게 되면, 침하가 감소하고 액상화가 방지되며 활동파괴가 방지된다. 즉, 토양이 단단해지며 강도가 높아지게 된다.When the soil of the excavated portion is compacted as described above, settlement is reduced, liquefaction is prevented, and activity destruction is prevented. In other words, the soil becomes harder and stronger.

단계 S4에서, 상기 굴착된 부분이 상기 건축물 또는 구조물(40) 중량의 1배에 해당하는 흙이 굴착된 상태를 갖도록 상기 굴착된 부분에 기 굴착된 흙을 채운다.In step S4, the excavated portion is filled with the excavated soil in the excavated portion to have a state in which the soil corresponding to one times the weight of the building or structure 40 is excavated.

이때 상기 다짐된 토양의 상부에 흙을 채우는 이유는, 상기 채워진 토양에 표층개량재를 혼합하여 표층개량층(10)을 형성하기 위함이며, 상기 표층개량층(10)을 형성하기 위해서는 굴착된 흙의 중량이 해당 건축물 또는 구조물(40)의 중량과 같아야 하기 때문이다.In this case, the reason for filling the soil on the top of the compacted soil is to form the surface improvement layer 10 by mixing the surface improvement material in the filled soil, and the excavated soil to form the surface improvement layer 10. This is because the weight of the building or the structure 40 to be equal to the weight.

따라서, 다짐과 표층개량층(10)을 형성하기 위해, 상기 단계 S2에서는 건축물 또는 구조물(40) 중량의 2배의 흙을 굴착한 것이고, 단계 S3에서는 굴착된 토양을 다짐한 것이며, 단계 S4에서는 상기 굴착된 부분이 상기 건축물 또는 구조물(40) 중량의 1배가 굴착된 상태가 되도록 상기 굴착된 부분에 기 굴착된 흙을 채우는 것이다.Therefore, in order to form the compacted and surface-improved layer 10, in step S2 is excavated soil twice the weight of the building or structure 40, in step S3 is the excavated soil, and in step S4 The excavated portion is to fill the excavated soil in the excavated portion so that one times the weight of the building or structure 40 is excavated.

상기와 같이 지반에 다짐과 표층개량층(10)이 함께 형성됨으로 인해, 침하와 액상화 및 활동파괴가 더욱 방지되므로, 건축물 또는 구조물(4)의 안전을 장기간 유지할 수 있게 된다.
Due to the compaction and surface improvement layer 10 formed on the ground as described above, settlement and liquefaction and activity destruction are further prevented, so that the safety of the building or structure 4 can be maintained for a long time.

단계 S5에서, Terazaghi 지지력 공식에 의해 극한지지력을 산출하고, 해당 연약지반의 허용지지력을 다음 식(1)에 의해 산출한 후, 상기 산출된 허용지지력이 해당 건축물 또는 구조물(40)의 설계하중 qn을 지지할 수 있는지 검토한다.In step S5, the ultimate bearing capacity is calculated by the Terazaghi bearing capacity formula, the allowable bearing capacity of the soft ground is calculated by the following equation (1), and the calculated allowable bearing force is the design load q of the building or structure 40. Examine whether n can be supported.

Terazaghi 지지력 공식(극한 지지력):Terazaghi bearing formula (extreme bearing capacity):

극한지지력(qult)=cNc+o.5γ1BNr+qNq Ultimate bearing capacity (q ult ) = cN c + o.5γ 1 BN r + qN q

여기서, c:비배수 전단강도(kN/㎡), q:유효토피압력((kN/㎡)=γ'D1 Where c is the undrained shear strength (kN / m 2), and q is the effective skin pressure (kN / m 2 = γ'D 1 ).

Nc , Nr ,Nq:Terazaghi 수정지지력 계수 N c , N r , N q : Terazaghi Modified Bearing Factor

허용지지력(qa)= 극한지지력(qult)/3+제거하중(P)......(1)Allowable load capacity (q a ) = ultimate load capacity (q ult ) / 3 + removal load (P) ...... (1)

허용지지력(qa)〉설계하중(qn)Allowable bearing capacity (q a )> design load (q n )

단계 S6에서, 해당 건축물 또는 구조물(40)의 중량에 해당하는 흙을 굴착하여 퍼낸 후, 퍼낸 부분의 표층으로부터 0.5∼2m 깊이의 토양에 표층개량재를 혼합하여 고화시켜 표층개량층(10)을 형성한다.In step S6, the soil corresponding to the weight of the building or structure 40 is excavated and excavated, and then the surface-improved layer 10 is solidified by mixing the surface-improved material in the soil having a depth of 0.5 to 2 m from the surface of the excavated portion. Form.

단계 S7에서, 건축물 또는 구조물(40)의 건축에 의한 예상 침하량을 다음 식(2)에 의해 산출하여 허용 침하량 이상 침하가 예상되는 부분에 대해 부등침하를 최소화하기 위해 표층개량층(10)의 깊이를 1.2∼1.5배 증가시킨다.In step S7, the depth of the surface improvement layer 10 in order to minimize the differential settlement for the portion expected to sink more than the allowable settlement amount by calculating the estimated settlement amount by the construction of the building or structure 40 by the following equation (2). Increase 1.2 to 1.5 times.

침하량(S)= 압밀침하(제거하중 이상 재하)+ 재하중침하Settlement amount (S) = consolidation settling (load more than removal) + settling

+ 증식침하(퇴적토, 풍화토) ......(2)         + Growth settlement (sedimentary soil, weathered soil) ...... (2)

단계 S8에서, 굴착 흙의 무게 σZ=γ(기초면적)·h(보상기초의 높이)를 건축물 또는 구조물(40)의 하중 P와 동일해지도록 설계하중 qn=P-σZ≒0 을 결정한다.In step S8, the design load q n = P-σ Z ≒ 0 is set such that the weight of the excavated soil σ Z = γ (base area) · h (the height of the compensator sheath) is equal to the load P of the building or structure 40. Decide

그러나 여기서 보상기초(20)의 높이 h 가 1.5m 보다 깊어지면 굴착에 어려움이 있고, 타설 물량 및 흙막이 시설이 증가하고, 터파기 작업량이 증가하므로 보상기초(20)의 높이 h 를 1.5m 보다 작도록 기초면적 γ을 설계한다. However, when the height h of the compensation base 20 is deeper than 1.5m, it is difficult to excavate, and the height of the compensation base 20 is smaller than 1.5m because the amount of pouring and the clogging facilities are increased and the amount of digging work is increased. The basic area γ is designed so that

단계 S9에서, 상기 단계 S5에서 결정된 보상기초(20)의 기초면적 γ와 높이 h(1.5m 이하)에 따라 콘크리트를 타설하여 보상기초(20)를 형성한다. In step S9, concrete is poured according to the base area γ and height h (1.5 m or less) of the compensation base 20 determined in step S5 to form the compensation base 20.

단계 S10에서, 상기 보상기초(20) 위에 콘크리트를 타설하여 기초 및 바닥층(30)를 형성하고, 그 위에 건축물 또는 구조물(40)을 건축한다.
In step S10, concrete is placed on the compensating foundation 20 to form a foundation and a bottom layer 30, and a building or structure 40 is built thereon.

도 4에 본 발명에 의한 보상기초와 표층개량처리를 적용한 연약지반 비축기지 조성공사의 적용사례가 도시된다.
4 shows an application example of the construction of a soft ground stockpiling base applying the compensation foundation and the surface improvement treatment according to the present invention.

본 발명이 적용된 현장은 항구주변에 위치한 비축기지로 pre-loading을 통한 연약지반 처리가 완료되어 침하와 사용하중의 경우 안정한 지역으로 나타났으나, 비축물자의 이동시 이동장비 및 하역장비의 지지력을 만족하지 못하여 다짐과 표층개량처리를 통한 지지력 확보를 목적으로 사용한 현장이다.
The site to which the present invention is applied is a stockpiling base located near the port, and the soft ground treatment through pre-loading is completed, and it appears to be a stable area in case of sinking and working load, but it satisfies the bearing capacity of mobile equipment and unloading equipment during the movement of stockpiles. The site was used to secure support through compaction and surface improvement.

도 5에 본 발명에 의한 보상기초와 표층개량재를 적용후 계측기 설치위치를 나타내는 평면도가 도시된다.5 is a plan view showing a measuring instrument installation position after applying the compensation basis and the surface layer improver according to the present invention.

적용 현장의 경우 연약층의 심도가 최대 40m 정도 분포하고 있어 pre-loading을 실시하였지만, 2차 압밀침하량이 1.4m이상 발생할 것으로 예상되어, 기본설계시 pile기초로 설계되었으나, 실시설계시 보상기초와 다짐 및 표층개량처리를 복합하는 연약지반 건축물 기초를 사용하여, 획기적으로 공사비와 공기를 단축한 현장이다.In the case of the application site, the depth of the soft layer is distributed up to 40m, so pre-loading was carried out, but the second consolidation settlement is expected to occur more than 1.4m. It is a site that drastically shortened construction cost and air by using soft ground building foundation that combines surface improvement treatment.

본 발명에 의한 보상기초와 다짐 및 표층개량처리를 적용 후 도 5에 도시된 바와 같이 지하수위계, 지중경사계, 변위말뚝 및 지표침하계를 설치하고 계측한 결과, 준공 후 2011년 9월까지 약 18개월 동안 부산지방조달청 비축기지에 대한 지반침하 및 지중경사계 등의 지반거동을 관찰한 결과 현재까지 건축물 기초의 경우 8.7, 지중경사계의 경우 -6.31~6.13의 지반수평변위가 발생하였다.After applying the compensation base and compaction and surface improvement treatment according to the present invention, as shown in Figure 5, the groundwater level, ground slope, displacement pile and ground sedimentation result, measured, until the completion of September 2011 until about 18 Soil sediment and underground slope system of the Busan Procurement Service stocks were observed for months. So far, ground level displacements of 8.7 for building foundations and -6.31 ~ 6.13 for underground slope systems have occurred.

각 위치별 대표적인 계측기의 변위와 시간에 대한 그래프를 살펴보면 도 6 내지 도 8과 같으며, 그래프로 살펴보면 변위가 일정값에 수렴하는 양상을 보여 지반상태는 안정적이라 판단된다.
Looking at the graph of the displacement and time of the representative measuring instrument for each position as shown in Figures 6 to 8, when viewed in the graph it is determined that the ground state is stable because the displacement converges to a certain value.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

10: 표층개량층 20: 보상기초
30: 기초 및 바닥층 40: 건축물 또는 구조물
10: Surface Improvement Layer 20: Compensation Foundation
30: foundation and floor 40: building or structure

Claims (3)

건축물 또는 구조물(40)이 건축될 연약지반(G)의 지층을 시추를 통하여 분석하는 단계;
상기 건축물 또는 구조물(40) 중량의 2배에 해당하는 흙을 굴착하는 단계;
상기 굴착 부분의 토양을 다짐하는 단계;
상기 건축물 또는 구조물(40) 중량의 1배에 해당하는 흙이 굴착된 상태를 갖도록 상기 굴착 부분에 기 굴착된 흙을 채움하는 단계;
상기 연약지반(G)의 허용지지력을 산출한 후, 상기 산출된 허용지지력이 상기 건축물 또는 구조물(40)의 설계하중 qn을 지지할 수 있는지 검토하는 단계;
상기 굴착된 부분의 토양에 표층개량재를 혼합하여 고화시켜 표층개량층(10)을 형성하는 단계;
상기 건축물 또는 구조물(40)의 건축에 의한 예상 침하량을 산출하여 허용 침하량 이상 침하가 예상되는 부분에 대해 상기 표층개량층(10)의 깊이를 1.2∼1.5배 증가시키는 단계;
상기 굴착 흙의 무게 σZ=γ(기초면적)·h(보상기초의 높이)를 건축물 또는 구조물(40)의 하중 P와 동일해지도록 설계하중 qn=P-σZ≒0 을 결정하고, 상기 보상기초(20)의 높이 h 를 1.5m 보다 작도록 기초면적 γ을 설계하는 단계;
상기 단계에서 결정된 보상기초(20)의 기초면적 γ와 높이 h(1.5m 이하)에 따라 콘크리트를 타설하여 보상기초(20)를 형성하는 단계;
상기 보상기초(20) 위에 콘크리트를 타설하여 기초 및 바닥층(30)를 형성하고, 그 위에 건축물 또는 구조물(40)을 건축하는 단계; 로 구성되되,
상기 표층개량재는, SiO2 15~30 중량%, CaO 45~60 중량%, Al2O3 5~10 중량%, SO3 1~10 중량%, MgO 1~5 중량%, Fe2O3 1~5 중량%를 포함하여 이루어지고, TiO2, K2O, Na2O,,P2O5, B2O3, BaO, MnO, ZnO 중 어느 하나 이상을 4~8 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 보상기초와 표층개량층을 이용한 연약지반상 구조물 및 그 기초의 구축공법.
Analyzing the strata of the soft ground (G) on which the building or structure 40 is to be built through drilling;
Excavating soil corresponding to twice the weight of the building or structure 40;
Compacting the soil of the excavated portion;
Filling the excavated soil in the excavated portion to have an excavated state of the soil corresponding to one times the weight of the building or structure 40;
After calculating the allowable bearing capacity of the soft ground (G), examining whether the calculated allowable bearing capacity can support the design load q n of the building or structure (40);
Mixing the surface-improving material with the soil of the excavated portion to solidify the surface-improving layer (10);
Calculating an expected settlement amount by the construction of the building or structure 40 to increase the depth of the surface improvement layer 10 by 1.2 to 1.5 times with respect to the portion where the settlement is expected to be more than the allowable settlement amount;
Determine the design load q n = P-σ Z ≒ 0 such that the weight of the excavated soil σ Z = γ (base area) · h (height of the complementary sheath) is equal to the load P of the building or structure 40, Designing a base area γ such that the height h of the compensation basis 20 is less than 1.5 m;
Placing concrete according to the foundation area γ and the height h (1.5 m or less) of the compensation basis 20 determined in the step to form a compensation basis 20;
Placing concrete on the compensating foundation (20) to form a foundation and a bottom layer (30), and building a structure or structure (40) thereon; Respectively,
The surface modifier is SiO 2 15-30% by weight, CaO 45-60% by weight, Al 2 O 3 5-10% by weight, SO 3 1-10% by weight, MgO 1-5% by weight, Fe 2 O 3 1 It is made up to include -5% by weight, containing 4 to 8% by weight of any one or more of TiO 2 , K 2 O, Na 2 O ,, P 2 O 5 , B 2 O 3 , BaO, MnO, ZnO A method of constructing a soft ground structure and its foundation using the compensating foundation and the surface improvement layer.
제 1항에 있어서,
상기 연약지반(G)의 허용지지력은,
Terazaghi 지지력 공식에 의해 극한지지력(qult)을 산출하고, 다음 식(1)에 의해
허용지지력(qa)= 극한지지력(qult)/3+제거하중(P)......(1)
산출하는 것을 특징으로 하는 보상기초와 표층개량층을 이용한 연약지반상 구조물 및 그 기초의 구축공법.
The method of claim 1,
Permissible bearing capacity of the soft ground (G),
The ultimate bearing capacity (q ult ) is calculated by Terazaghi bearing capacity formula, and the following equation (1)
Allowable load capacity (q a ) = ultimate load capacity (q ult ) / 3 + removal load (P) ...... (1)
A method of constructing a soft ground structure and its foundation using a compensation basis and a surface-improved layer characterized in that it is calculated.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 건축물 또는 구조물(40)의 건축에 의한 예상 침하량은,
다음 식(2)에 의해
침하량(S)= 압밀침하(제거하중 이상 재하)+ 재하중침하
+ 증식침하(퇴적토, 풍화토) ......(2)
산출하는 것을 특징으로 하는 보상기초와 표층개량층을 이용한 연약지반상 구조물 및 그 기초의 구축공법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Expected settlement amount by the construction of the building or structure 40,
By the following equation (2)
Settlement amount (S) = consolidation settling (load more than removal) + settling
+ Growth settlement (sedimentary soil, weathered soil) ...... (2)
A method of constructing a soft ground structure and its foundation using a compensation basis and a surface-improved layer characterized in that it is calculated.
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