KR101378814B1 - 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법 - Google Patents

제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법 Download PDF

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KR101378814B1 KR1020130107197A KR20130107197A KR101378814B1 KR 101378814 B1 KR101378814 B1 KR 101378814B1 KR 1020130107197 A KR1020130107197 A KR 1020130107197A KR 20130107197 A KR20130107197 A KR 20130107197A KR 101378814 B1 KR101378814 B1 KR 101378814B1
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최창호
김주형
조삼덕
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Abstract

본 발명에 따르면, 지중(1)에 천공홀(2)을 형성하는 제1 단계(S100); 그라우트재(3)를 고압으로 분사하는 그라우트재 분사구(120) 및 상기 그라우트재 분사구(120)에 상기 그라우트재(3)를 공급하는 그라우트재 이동관(110)을 포함하는 제트그라우팅 장치(100)를 삽입하는 제2 단계(S200); 상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시켜 그라우트구근(4)을 형성시키는 제3 단계(S300); 및 상기 그라우트구근(4)에 강봉(200)을 삽입하는 제4 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법이 제공된다.

Description

제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법{Microfile construction method using the jet grouting }
본 발명은 토목분야에 관한 것으로서, 상세하게는 마이크로파일의 강봉과 일체화된 그라우팅구근의 주면마찰력과 압축 및 인발에 대한 저항력을 향상시킬 수 있는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법에 관한 발명이다.
일반적으로 모든 건물은 기초 지반이 그 건물을 지지하기 위한 충분한 지지력을 가져야 하며, 그렇지 않으면 기초 지반의 최상부 또는 심층부에서 침하가 발생되어 상부에 세워진 건물의 안정성을 저해시키게 된다.
그러므로 건물을 세우기 전에는 반드시 지질학적 조사 및 토질조사와 같은 적합한 제반조사를 통해서 지반의 지지력이 건물에 의해 지반에 작용하는 중량 또는 하중을 충분히 견딜 수 있는지를 조사할 필요가 있으며, 매립지, 압밀되지 않은 지반, 유기질층을 분해시키는 지반, 토탄지, 습지, 수분함량에 상당한 변화가 있는 지반, 공극이 많이 있거나 불균일한 지반 등의 경우에는 기초 지반의 지지력이 충분하지 않으므로 기초 지반에 더 큰 지지력이 요구된다.
또한, 지상 구조물의 기초를 튼튼히 하기 위해 연약지반에 다수의 파일(Pile)을 박는다거나 폭넓고 깊게 흙을 파내고 철근 콘크리트로 기초를 만든 후 그 위에 구조물을 시공하게 되는데, 작업장 주변에 다양한 구조물과 시설이 들어서 있는 경우에는 상기 기초를 튼튼히 하기 위한 여건이 형성되지 못하는 경우가 많으며, 지하 매설물의 위치 등을 정확히 알지 못하면서 폭넓게 기초를 팔 경우 전기나 가스배관과 같은 시설물의 파손을 초래하기도 한다.
이에, 상기와 같은 점들을 고려하여 기초 지반에 대한 지지력을 확보하기 위한 방법으로 말뚝 기초 보강법을 이용하고 있음은 주지의 사실이고, 이와 더불어 기초 지반에 유압드릴이나 각종 천공기의 로드(Rod) 및 비트(Bit)를 이용하여 천공작업을 수행하고, 그 천공된 홀에 철근과 같은 강관을 삽입한 후, 보강액(그라우팅액)을 주입하는 그라우팅 공법 등을 비롯한 다양한 공법들이 제안되었으며, 그 중에서도 마이크로파일(Micro pile)이 대표적이라 할 수 있다.
상기 마이크로 파일은 50년대 이탈리아에서 시작하여 전 세계적으로 지반보강과 파일(Pile)의 대용으로 시공되어 왔으며, 나라별 적용목적과 범위에 따라 Mini pile, Micro pile, Root pile, Needle pile, 그리고 Gewi pile 등으로 불리워지고 있다.
종래의 마이크로파일의 시공방법은 크게 천공단계, 강봉 삽입, 설치단계, 그라우팅 단계 및 두부정리 단계로 나누어진다.
먼저, 천공은 직경이 76mm, 80mm, 90mm, 105mm, 115mm, 152mm, 165mm 등 다양한 직경을 갖는 비트를 사용하여 이루어지며, 특수하게는 200mm 이상의 비트를 사용하기도 한다. 또한 불안정 지반에서는 천공홀의 내벽이 붕괴되지 않는 심도까지 케이싱을 설치하고 그 내부를 비트로 천공하여 천공홀을 형성하기도 한다.
천공작업이 완료되면, 한 개의 철근 또는 3개나 그 이상의 철근으로 조합된 강봉을 삽입하여 설치한다.
강봉이 천공홀내에 삽입되어 설치되면 그라우팅재를 주입한다. 즉, 파일체가 천공홀에 설치된 직후 중력 그라우팅을 실시한다. 이때 그라우트재의 수축현상을 보완하기 위해서 그라우팅을 3 ~ 6회 정도 반복하여 실시한다.
그라우팅이 완료되면, 상부에 스틸 플레이트(Steel plate)를 너트로 고정시키거나 용접을 실시하는 등의 두부정리 단계를 실시한다.
그러나, 종래의 마이크로파일 시공방법에 따르면, 기초 지반이 암반인 경우에만 시공이 가능하며, 토사층만이 존재하는 지반에 마이크로파일을 시공하는 경우에는 높은 지지력을 얻는 것이 불가능한 문제가 있다.
또한, 마이크로파일을 구성하는 강봉은 그 길이에 비하여 직경이 작기 때문에 말뚝의 선단면적이 근입된 주변면적에 비하여 너무 작아 마이크로파일의 선단지지력은 일반적으로 설계에서 고려되지 않는 문제점이 있었다.
또한, 그라우팅을 함에 있어서, 튜브를 통해서 그라우팅재를 천공홀의 밑바닥부터 채우기 시작하여 천공홀의 입구로 유출될 때까지 주입을 하며, 고결시간이 길고 수축현상을 보완하기 위해서 3~6회 정도의 그라우팅을 반복하여 수행하게 되므로 시공성이 저하되는 문제점이 있고, 공사기간이 길어질 뿐만 아니라, 주입압력을 일정하게 유지할 수 없어 그라우팅재의 충진된 상태의 확인이 어렵고 품질관리가 용이하지 못하다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상술된 종래의 마이크로파일의 시공방법이 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마이크로파일과 일체화된 그라우팅구근의 주면마찰력과 압축 및 인발에 대한 저항력을 향상시켜 마이크로파일체의 구조적 안정성을 향상시키는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 마이크로파일의 강봉이 삽입되는 토사층에 제트그라우팅으로 형성된 그라우팅구근을 미리 형성시켜 암석층이 존재하지 않는 토사층에서도 높은 지지력을 갖는 마이크로파일을 시공할 수 있도록 하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 암석층에 시공되는 마이크로파일에 있어서도, 암석층 상부에 존재하는 토사층에 제트그라우팅으로 형성된 그라우팅구근을 미리 형성시켜, 마이크로파일의 구조적 안전성을 향상시키는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 마이크로파일의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있는 그라우팅구근을 용이하게 형성시킬 수 있도록 하는 것에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 지중(1)에 천공홀(2)을 형성하는 제1 단계(S100); 그라우트재(3)를 고압으로 분사하는 그라우트재 분사구(120) 및 상기 그라우트재 분사구(120)에 상기 그라우트재(3)를 공급하는 그라우트재 이동관(110)을 포함하는 제트그라우팅 장치(100)를 삽입하는 제2 단계(S200); 상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시켜 그라우트구근(4)을 형성시키는 제3 단계(S300); 및 상기 그라우트구근(4)에 강봉(200)을 삽입하는 제4 단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법이 제공된다.
여기서, 상기 그라우트구근(4)의 최대 직경(D1)은 상기 그라우팅구근(4)의 최소 직경(D2)의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
또한, 상기 그라우팅구근(4)의 종단면은 파형(Waveform)을 형성하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
또한, 상기 제4 단계(S400)는 상기 그라우팅구근(4)이 경화되기 전에 실시되는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
또한, 상기 제3 단계(S300)는, 상기 천공홀(2)에, 상기 그라우트재 분사구(120)를 감싸는 그라우팅구근 형성틀(300)을 삽입하는 단계; 및 상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시키는 단계;를 포함하되, 상기 그라우팅구근 형성틀(300)은, 상기 천공홀(2)을 따라 연장 형성되는 본체(310); 상기 본체(310)를 관통하여 형성된 배출홀(311); 및 상기 본체(310) 외면에 형성되며, 상기 그라우팅 구근(4)의 직경이 소정의 직경 이상으로 확장되는 것을 방지하는 골형성부재(320);를 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
또한, 상기 본체(310)의 상단이 상기 천공홀(2) 내부로 인입되는 것을 방지하도록, 상기 본체(310)의 상단에 결합된 상기 천공홀(2)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 상부고정부재(340); 및 상기 본체(310)의 하단에 결합되며, 상기 본체(310)의 하단을 상기 천공홀(2)의 하면에 고정시키는 하부고정부재(330);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
또한, 상기 제2 단계(S200)는, 상기 천공홀(2)에, 상기 그라우트재 분사구(120)를 감싸는 그라우팅구근 형성틀(300)을 삽입하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제3 단계(S300)는, 상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시키는 단계;를 포함하되, 상기 그라우팅구근 형성틀(300)은, 상기 천공홀(2)을 따라 연장 형성되는 본체(310); 상기 본체(310)를 관통하여 형성된 배출홀(311); 및 상기 본체(310) 외면에 형성되며, 상기 그라우팅 구근(4)의 직경이 소정의 직경 이상으로 확장되는 것을 방지하는 골형성부재(320);를 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
또한, 상기 천공홀(2)은 암석층(5)의 상면까지 형성시키는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
또한, 상기 강봉(200)의 하단을 상기 암석층(5)에 박아 넣는 제5 단계(S500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 지중(1)을 천공하여 천공홀(2)을 형성시키는 천공기(130), 그라우트재(3)를 분사하는 그라우트재 분사구(120) 및 상기 그라우트재 분사구(120)에 상기 그라우트재(3)를 공급하는 그라우트재 이동관(110)을 포함하는 제트그라우팅 장치(100)를 이용하여, 상기 천공홀(2)을 형성함과 동시에, 상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시켜 그라우트구근(4)을 형성시키는 제1 단계(A100); 상기 제트그라우팅 장치(100)를 상기 천공홀(2) 외부로 인출함과 동시에, 상기 천공홀 내부에 상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 분사시켜 그라우팅구근 중심(4a)을 형성시키는 제2 단계(A200); 및 상기 그라우팅구근 중심(4a)에 강봉(200)을 삽입하는 제3 단계(A300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법이 제공된다.
여기서, 상기 그라우트재(3)는, 상기 그라우팅구근(4)을 형성하는 제1 그라우트재(3a); 및 상기 그라우팅구근 중심(4a)를 형성하는 제2 그라우트재(3b);를 포함하되, 상기 제2 그라우트재(3b)는 상기 제1 그라우트재(3a) 보다 단위 시간당 경화되는 정도가 낮은 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
또한, 상기 그라우트구근(4)의 최대 직경(D1)은 상기 그라우팅구근(4)의 최소 직경(D2)의 1.5배 이상인 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
또한, 상기 그라우팅구근(4)의 종단면은 파형(Waveform)을 형성하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법일 수 있다.
본 발명에 따르면 마이크로파일과 일체화된 그라우팅구근의 주면마찰력과 압축 및 인발에 대한 저항력을 향상시켜 마이크로파일체의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 마이크로파일이 삽입되는 토사층에 제트그라우팅으로 형성된 그라우팅구근을 미리 형성시켜 암석층이 존재하지 않는 토사층에서도 높은 지지력을 갖는 마이크로파일을 시공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 암석층에 시공되는 마이크로파일에 있어서도, 암석층 상부에 존재하는 토사층에 제트그라우팅으로 형성된 그라우팅구근을 미리 형성시켜, 마이크로파일의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 마이크로파일의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있는 그라우팅구근을 용이하게 형성시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 기존의 마이크로파일보다 짧은 마이크로파일을 사용하더라도 동일한 지지력을 얻는 것이 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 마이크로파일의 시공상태를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공순서를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파형을 형성하는 그라우팅구근의 단면을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파형을 형성하는 그라우팅구근을 형성하기 위한 그라우팅구근 형성틀의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅구근 형성틀을 이용하여 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공순서를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅구근을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제트그라우팅을 이용한 마이크로 파일의 시공순서를 나타내는 도면.
본 발명에 따른 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
도 1은 종래의 마이크로파일(10)의 시공상태를 나타내는 도면이다. 마이크로파일(10)은 일반적으로, 지반에 삽입된 강봉(11) 및 지반 상부로 노출된 강봉(11) 상부와 결합되어 강봉(11)이 지반 내부로 인입되는 것을 방지하는 두부(12)를 포함한다. 종래의 마이크로파일(10)의 시공방법에 의하면, 토사층만으로 구성된 연약지반(20)에서는 충분한 지지력을 갖는 마이크로파일(10)을 시공하는 것이 어려우므로, 마이크로파일(10)의 끝단이 암석층(30)에 고정될 것이 요구되었다(도 1).
또한, 마이크로파일(10)의 선단면이 너무 작아서, 선단지지력이 설계에 반영되기 어려웠다.
또한, 천공홀에 그라우트재(40)를 충전하기 위해 실시되는 그라우팅방법은 중력에 의한 그라우팅 방법으로 실시되어, 마이크로파일(10)의 시공기간이 길어지고, 시공된 마이크로파일(10)의 일정 품질의 일정성을 담보하기 어려운 문제점이 있어왔다.
본 발명은 상술된 종래의 마이크로파일의 시공방법의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 파이크로파일의 시공방법은 기본적으로, 지중(1)에 천공홀(2)을 형성하는 제1 단계(S100), 그라우트재(3)를 고압으로 분사하는 그라우트재 분사구(120) 및 그라우트재 분사구(120)에 그라우트재(3)를 공급하는 그라우트재 이동관(110)을 포함하는 제트그라우팅 장치(100)를 삽입하는 제2 단계(S200), 그라우트재 분사구(120)로부터 그라우트재(3)를 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시켜 그라우트구근(4)을 형성시키는 제3 단계(S300), 그라우트구근(4)에 강봉(200)을 삽입하는 제4 단계(S400)를 포함한다(도 2).
즉, 종래의 마이크로파일의 시공방법은 천공홀(2)에 마이크로파일을 설치하고, 그라우트재를 이용하여 중력 그라우팅을 실시하였음과 비교하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법은, 천공홀(2)에 제트그라우팅을 미리 실시하고, 제트그라우팅으로 형성된 그라우팅구근(4)에 강봉(200)을 삽입하는 방식을 취하고 있다.
그라우트재 분사구(120)로부터 그라우트재(3)를 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시키면, 천공홀(2) 내부의 토사와 그라우트재(3)가 혼합되어 그라우트구근(4)이 형성된다. 그라우트재 분사구(120)는 사방을 향하여 분사될 수 있도록 복수의 노즐이 형성되어 있을 수 있으며, 다른 방식으로는 그라우트재 분사구(120)를 회전시키면서 그라우트재(3)를 분사하는 것도 가능하다.
그라우트재(3)의 분사는, 그라우트재 분사구(120)가 천공홀(2)의 하부에서부터 상부로 이동되면서 수행될 수 있고, 그라우트재 분사구(120)가 천공홀(2)의 상부에서부터 하부로 이동되면서 수행될 수도 있다.
그라우트구근(4)은 그라우트재(3)의 분사방식에 따라 원통형, 육면체형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
그라우팅구근(4)에 강봉(200)을 삽입하기 위해서는 그라우팅구근(4)에 천공을 형성시킨 후 강봉(200)을 삽입하거나, 그라우팅구근(4)이 경화되기 전에 강봉(200)을 인입시키는 방식을 취할 수 있다.
다만, 시공의 편의성과 강봉(200)과 그라우팅구근(4)의 접합력을 높이기 위해서 그라우팅구근(4)이 경화되기 전에 강봉(200)을 인입시키는 것이 바람직하다.
지중(1) 하부에 암석층(5)이 존재하는 경우에는 암석층(5)의 상면까지 천공홀(2)을 형성시키는 것이 바람직하다.
이러한 구성을 취하는 경우 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 암석층(5)이 존재하지 않는 토사층에서도, 그라우팅구근(4)을 형성시켜 높은 지지력을 갖는 마이크로파일을 시공하는 것이 가능하다.
둘째, 암석층(5)이 하부에 존재하는 지반의 경우에는 암석층(5) 상부에 위치하는 강봉(200)의 상부는 그라우팅구근(4)을 통해 지지력을 얻고, 강봉(200)의 하부는 암석층에 박아 넣음으로써 암석층(5)에 의해 지지력을 얻을 수 있게 되므로, 종래의 마이크로파일의 시공방법에 의해 시공된 마이크로파일 보다 더 높은 지지력을 얻을 수 있다.
셋째, 제트그라우팅을 통해 형성된 그라우팅구근(4)이 경화되기 전에 강봉(200)을 삽입하는 경우, 종래의 중력 그라우팅에 의해 마이크로파일을 시공하는 시공방식보다, 시공의 용이성 및 공사기간의 단축의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 제트그라우팅은 고압으로 그라우팅재를 분사하는 그라우팅 방식이므로, 중력에 의한 그라우팅 방식보다 높은 품질을 담보할 수 있는 효과가 추가된다.
넷째, 기존의 마이크로파일보다 짧은 강봉을 사용하더라도 동일한 지지력을 얻는 것이 가능하므로 경제성이 높다는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅구근(4)의 종단면은 파형(Waveform)을 형성할 수 있다(도 3).
이 경우, 그라우트구근(4)의 최대 직경(D1)은 그라우팅구근(4)의 최소 직경(D2)의 1.5배 이상인 것이 바람직하다.
이러한 구성을 취하는 경우, 강봉(200)과 일체화되는 그라우팅구근(4)의 전단력 및 압축과 인발에 대응하는 저항력이 상승되어, 마이크로 파일의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
파형을 구성하는 마루와 마루의 간격은 마이크로파일이 시공되는 지반의 종류에 따라 변경될 수 있다.
그라우트재 분사구(120)에서의 그라우트재(3) 분사 압력을 천공홀(2) 저면에서부터의 높이 및 지반의 종류에 따라 다르게 하여, 파형의 종단면을 가진 그라우팅구근(4)을 형성시키는 것이 가능하다.
그라우트재 분사구(120)에서의 그라우트재(3)의 분사 압력을 기 설정된 압력으로 자동적으로 제어하는 servo 제어 시스템을 이용하는 경우 압력 조절을 용이하게 하는 것이 가능하다.
다른 방식으로는, 천공홀(2)에 그라우팅구근 형성틀(300)을 삽입하고, 그라우팅구근 형성틀(300)의 본체(310) 내부에 그라우트재 분사구(120)를 위치시키고, 그라우트재(3)를 고압 분사하는 방식을 취할 수도 있다.
이를 위해 그라우팅구근 형성틀(300)은 천공홀(2)을 따라 연장 형성되는 본체(310), 본체(310)를 관통하여 형성된 배출홀(311) 및 본체(310)의 외면에 형성되며, 그라우팅 구근(4)의 직경이 소정의 직경 이상으로 확장되는 것을 방지하는 골형성부재(320)를 포함할 수 있다.
즉, 그라우팅구근 형성틀(300)의 본체(310) 내부에 그라우트재 분사구(120)를 위치시키고, 그라우트재(3)를 고압 분사시키면, 골형성부재(320)가 형성되어 있지 않은 부분에서는 그라우트재(3)가 배출홀(311)을 통하여 본체(310) 외부로 분사될 수 있으므로 그라우팅 구근(4)의 직경이 본체(310)의 직경보다 더 커지게 되고, 골형성부재(320)가 형성되어 있는 부분에서는 분사된 그라우트재(3)가 골형성부재(320)에 의해 차단되므로, 그라우팅 구근(4)의 직경이 골형성부재(320)의 직경보다 작게 형성되게 된다.
이에 따라, 골형성부재(320)가 형성되어 있지 않은 부분과, 골형성부재(320)가 형성된 부분에서 형성되는 그라우팅 구근(4)의 직경 차이로 인하여, 단면의 형상이 파형인 그라우팅구근(4)을 용이하게 형성시킬 수 있는 효과를 갖는다.
골형성부재(320)는 본체(320)의 외주면을 둘러싸는 링형상 또는 각형상일 수 있으며, 복수로 형성될 수 있다.
골형성부재(320)의 직경, 형성개수 또는 형성위치를 조절함으로써, 그라우팅구근(4)의 단면에 형성되는 파형의 높이, 폭 또는 개수를 조정하는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅구근 형성틀(300)의 본체(310) 및 골형성부재(320)는 탄성체로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅구근 형성틀(300)은 골형성부재(320)가 본체(310)의 일정 영역에 형성될 수 있도록, 골형성부재(320)와 본체(310)를 결합하는 정착부재(321)를 포함할 수 있다.
또한, 그라우팅구근 형성틀(300)의 하단에는 그라우팅구근 형성틀(300)의 하단이 천공홀(2)의 하면에 고정될 수 있도록 하는 하부고정부재(330)가 형성될 수 있다.
하부고정부재(330)가 중량체로 형성되는 경우, 별도의 고정구조가 형성되지 않더라도 그라우팅구근 형성틀(300)의 하단이 천공홀(2)의 하면에 정착되는 것이 가능하다.
그라우팅 형성틀(300)의 상단에는 그라우팅구근 형성틀(300)의 상단이 천공홀(2) 내부로 인입되는 것을 방지할 수 있도록 상부고정부재(340)가 형성될 수 있다.
상부고정부재(340)는 천공홀(2)의 입구의 직경보다 큰 직경을 가짐으로서, 그라우팅구근 형태틀(400)의 상단이 천공홀(2) 내부로 인입되는 것을 방지할 수 있다.
다른 방식으로는, 상부고정부재(340)를 별도의 거치구조에 거치함으로써, 그라우팅구근 형태틀(400)의 상단이 천공홀(2) 내부로 인입되는 것을 방지할 수 있다.
천공홀(2)에의 그라우팅구근 형성틀(300)의 삽입은 제2 단계(S200)에서의 제트그라우팅 장치(100)의 삽입 전후 또는 제트그라우팅 장치(100)과 동시에 삽입하는 것이 가능하다.
즉, 천공홀(2)이 형성된 이후부터 그라우트재 분사구(120)로부터 그라우트재(3)를 분사하기 이전까지 천공홀(2)에 그라우팅구근 형성틀(300)을 삽입하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법은 지중(1)을 천공하여 천공홀(2)을 형성시키는 천공기(130), 그라우트재(3)를 분사하는 그라우트재 분사구(120) 및 그라우트재 분사구(120)에 그라우트재(3)를 공급하는 그라우트재 이동관(110)을 포함하는 제트그라우팅 장치(100)를 이용하여, 천공홀(2)을 형성함과 동시에, 그라우트재 분사구(120)로부터 그라우트재(3)를 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시켜 그라우트구근(4)을 형성시키는 제1 단계(A100)를 포함한다(도 7).
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법은 제1 단계(A100) 이후에 실시되며, 제트그라우팅 장치(100)를 천공홀(2) 외부로 인출함과 동시에, 천공홀 내부에 그라우트재 분사구(120)로부터 그라우트재(3)를 천공홀(2) 내부에 분사시켜 그라우팅구근 중심(4a)을 형성시키는 제2 단계(A200)를 포함한다(도 7).
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법은 제2 단계(A200) 이후에 실시되며, 그라우팅구근 중심(4a)에 강봉(200)을 삽입하는 제3 단계(A300)를 포함한다(도 7).
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법의 그라우트재(3)는, 그라우팅구근(4)을 형성하는 제1 그라우트재(3a) 및 그라우팅구근 중심(4a)를 형성하는 제2 그라우트재(3b)를 포함한다.
제2 그라우트재(3b)는 제1 그라우트재(3a)보다 물/시멘트 비가 더 낮은 것이 바람직하다. 즉, 제1 그라우트재(3a)가 제2 그라우트재(3b)보다 묽은 것이 바람직하다.
이러한 구성을 취하는 경우, 강봉(200)이 삽입되는 그라우팅구근 중심(4a)의 형상이 용이하게 유지될 수 있다는 효과를 갖는다.
본 발명의 다른 일 실시예에 있어서도 그라우팅구근(4)의 종단면은 파형(Waveform)을 형성하는 것이 바람직하며, 그라우팅구근(4)의 종단면이 파형을 형성하는 경우의 효과는 본 발명의 일 실시예에서 상술된 바와 같다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
1 : 지중
2 : 천공홀
3 : 그라우트재
4 : 그라우트구근
5 : 암석층
100 : 제트그라우팅 장치
200 : 강봉
300 : 그라우팅구근 형성틀

Claims (13)

  1. 지중(1)에 천공홀(2)을 형성하는 제1 단계(S100);
    그라우트재(3)를 고압으로 분사하는 그라우트재 분사구(120) 및 상기 그라우트재 분사구(120)에 상기 그라우트재(3)를 공급하는 그라우트재 이동관(110)을 포함하는 제트그라우팅 장치(100)를 삽입하는 제2 단계(S200);
    상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시켜 그라우트구근(4)을 형성시키는 제3 단계(S300); 및
    상기 그라우트구근(4)에 강봉(200)을 삽입하는 제4 단계(S400);를 포함하며,
    상기 그라우팅구근(4)의 종단면은 파형(Waveform)을 형성하며,
    상기 제3 단계(S300)는,
    상기 천공홀(2)에, 상기 그라우트재 분사구(120)를 감싸는 그라우팅구근 형성틀(300)을 삽입하는 단계; 및
    상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시키는 단계;를 포함하되,
    상기 그라우팅구근 형성틀(300)은,
    상기 천공홀(2)을 따라 연장 형성되는 본체(310);
    상기 본체(310)를 관통하여 형성된 배출홀(311); 및
    상기 본체(310) 외면에 형성되며, 상기 그라우팅 구근(4)의 직경이 소정의 직경 이상으로 확장되는 것을 방지하는 골형성부재(320);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제4 단계(S400)는 상기 그라우팅구근(4)이 경화되기 전에 실시되는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체(310)의 상단이 상기 천공홀(2) 내부로 인입되는 것을 방지하도록, 상기 본체(310)의 상단에 결합된 상기 천공홀(2)의 직경보다 더 큰 직경을 갖는 상부고정부재(340); 및
    상기 본체(310)의 하단에 결합되며, 상기 본체(310)의 하단을 상기 천공홀(2)의 하면에 고정시키는 하부고정부재(330);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
  7. 지중(1)에 천공홀(2)을 형성하는 제1 단계(S100);
    그라우트재(3)를 고압으로 분사하는 그라우트재 분사구(120) 및 상기 그라우트재 분사구(120)에 상기 그라우트재(3)를 공급하는 그라우트재 이동관(110)을 포함하는 제트그라우팅 장치(100)를 삽입하는 제2 단계(S200);
    상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시켜 그라우트구근(4)을 형성시키는 제3 단계(S300); 및
    상기 그라우트구근(4)에 강봉(200)을 삽입하는 제4 단계(S400);를 포함하며,
    상기 그라우팅구근(4)의 종단면은 파형(Waveform)을 형성하며,
    상기 제2 단계(S200)는,
    상기 천공홀(2)에, 상기 그라우트재 분사구(120)를 감싸는 그라우팅구근 형성틀(300)을 삽입하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제3 단계(S300)는,
    상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시키는 단계;를 포함하되,
    상기 그라우팅구근 형성틀(300)은,
    상기 천공홀(2)을 따라 연장 형성되는 본체(310);
    상기 본체(310)를 관통하여 형성된 배출홀(311); 및
    상기 본체(310) 외면에 형성되며, 상기 그라우팅 구근(4)의 직경이 소정의 직경 이상으로 확장되는 것을 방지하는 골형성부재(320);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 천공홀(2)은 암석층(5)의 상면까지 형성시키는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 강봉(200)의 하단을 상기 암석층(5)에 박아 넣는 제5 단계(S500);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
  10. 지중(1)을 천공하여 천공홀(2)을 형성시키는 천공기(130), 그라우트재(3)를 분사하는 그라우트재 분사구(120) 및 상기 그라우트재 분사구(120)에 상기 그라우트재(3)를 공급하는 그라우트재 이동관(110)을 포함하는 제트그라우팅 장치(100)를 이용하여, 상기 천공홀(2)을 형성함과 동시에, 상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 고압으로 분사시켜 그라우트구근(4)을 형성시키는 제1 단계(A100);
    상기 제트그라우팅 장치(100)를 상기 천공홀(2) 외부로 인출함과 동시에, 상기 천공홀 내부에 상기 그라우트재 분사구(120)로부터 상기 그라우트재(3)를 상기 천공홀(2) 내부에 분사시켜 그라우팅구근 중심(4a)을 형성시키는 제2 단계(A200); 및
    상기 그라우팅구근 중심(4a)에 강봉(200)을 삽입하는 제3 단계(A300);를 포함하며,
    상기 그라우트재(3)는,
    상기 그라우팅구근(4)을 형성하는 제1 그라우트재(3a); 및
    상기 그라우팅구근 중심(4a)를 형성하는 제2 그라우트재(3b);를 포함하되,
    상기 제2 그라우트재(3b)가 상기 제1 그라우트재(3a)보다 물/시멘트 비가 더 낮은 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 그라우팅구근(4)의 종단면은 파형(Waveform)을 형성하는 것을 특징으로 하는 제트그라우팅을 이용한 마이크로파일의 시공방법.
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