KR101436882B1 - 컴팩션 그라우팅 제어 시스템 및 이를 이용한 컴팩션 그라우팅 방법 - Google Patents

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compaction grouting
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정의엽
서석현
황민식
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덴버코리아이엔씨 주식회사
정의엽
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Abstract

본 발명은 모르타르주입재의 주입 타수를 측정하여 주입 심도 및 주입관의 인발 시점을 파악할 수 있도록 자동화함으로써, 작업 능률 향상 및 공기 단축이 가능한 컴팩션 그라우팅 제어 시스템 및 이를 이용한 컴팩션 그라우팅 방법에 관한 것이다.
본 발명의 컴팩션 그라우팅 제어 시스템은 모르타르주입재를 펌핑하여 공급하는 주입펌프; 지반 내에 구근을 형성시키기 위해 지반 내에 삽입되어 모르타르주입재를 주입하는 것으로 복수의 유니트 케이싱을 연결하여 구성되는 주입관; 상기 주입펌프와 주입관을 연결하여 모르타르주입재를 이송하는 주입호스; 상기 주입관이 삽입된 지반 상부에 설치되는 것으로서 상기 주입관을 상부로 인발하기 위한 인발잭; 상기 주입호스에 연결되어 주입관 내 모르타르주입재의 압력을 측정하는 압력계; 및 주입 타수를 측정하는 타수측정부, 타수측정부에서 측정된 주입 타수가 사전에 설정된 타수에 이를 때마다 신호를 발생하는 제1알람부, 압력계에서 측정된 모르타르주입재의 압력이 사전에 설정된 범위를 벗어나면 신호를 발생하는 제2알람부 및 타수측정부의 주입 타수를 분석하고 제1알람부와 제2알람부에 신호 발생을 지시하는 제어모듈로 구성되는 제어장치; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

컴팩션 그라우팅 제어 시스템 및 이를 이용한 컴팩션 그라우팅 방법{Compaction Grouting Total Control System and Compaction Grouting Method using the same}
본 발명은 지중에 형성된 천공홀에 모르타르주입재를 주입하여 지반을 압밀 강화시키는 컴팩션 그라우팅 시스템과 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 모르타르주입재의 주입 압력과 주입 타수를 측정하여 구근의 품질을 확보하고 주입관의 인발 시점을 파악할 수 있도록 자동화한 컴팩션 그라우팅 제어 시스템(TCS) 및 이를 이용한 컴팩션 그라우팅 방법에 관한 것이다.
종래 연약 지반의 개량에 따른 기초 지반의 지내력 향상, 신축 구조물이나 기존 구조물의 지지, 구조물의 부등침하 방지 및 복원, 항만 시설물 등의 내진 보강, 지반 충전 등을 위하여 지중에 모르타르주입재를 주입하여 지반을 강화하는 컴팩션 그라우팅 공법이 이용되어 왔다(특허 제10-0209247호).
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 컴팩션 그라우팅 공법은 지반에 형성된 천공홀에 주입관(2)을 삽입하고 슬럼프치가 낮은 모르타르주입재를 주입하여, 주변 지반을 압밀함과 동시에 모르타르 자체는 고결되어 구근(CP)을 형성하도록 함으로써 필요한 용도의 기초 또는 파일 역할을 하도록 지반을 개량하는 공법이다.
그러나 현장에서 지반 내에 형성되는 구근의 직경을 육안으로 직접 확인하기 어렵기 때문에, 주입펌프의 타수를 측정하여 구근의 직경을 예측하고 있다.
통상 지름 1m, 높이 1m 크기의 구근을 형성하는 과정을 1 사이클이라 했을 때, 주입펌프의 사양 및 여건에 따라 차이가 있으나 1 사이클에는 평균 약 136 타수의 모르타르주입재가 주입된다.
그리고 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 일반적으로 하나의 구근(CP)을 형성하기 위해서는 주입관(2) 한 개의 높이를 3 등분하여 3 스텝으로 주입한다. 즉 1/3m 높이에서 총 단위 주입 타수의 1/3을 주입하고, 2/3m 높이에서 또 총 단위 주입 타수의 1/3, 1m 높이에서 나머지인 총 단위 주입 타수의 1/3을 주입하면서, 주입관을 상부로 단계별로 인발한다
그러나 작업자가 일일이 주입 타수를 헤아려 주입관의 인발 시점을 결정하기는 어렵다고 할 수 있다.
한편, 지표면 근처로 갈수록 토압이 감소하기 때문에 지표면 근처에서는 구근에 대한 구속압이 감소한다. 뿐만 아니라, 지표면 부근에서 모르타르가 지반 상부로 역류하는 경우에는 상부 지표 근처의 구근에 대한 구속력이 더욱 감소하여 구근이 제대로 형성되지 않을 수 있다.
또한, 실제 지반이 지반 조사 결과와 다른 경우, 예를 들어 지반 조사 결과와 달리 경질 지반이 위치하는 경우 계속해서 모르타르주입재를 주입하면, 주입압에 의하여 지표 상부로 주입관이 튕겨 나올 수 있다. 이와 같이, 지중에 모르타르주입재를 주입하는 과정에서 발생하는 예상치 못한 문제는 작업자의 안전을 해치고 공기가 지연되며 품질 확보를 저해하는 원인이 될 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 모르타르주입재의 주입 압력과 주입 타수를 측정하여 주입관의 인발 시점을 자동화하여 알려줌으로써 구근의 품질을 확보하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템 및 이를 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 구속압이 작은 부분을 미리 감지하여 모르타르주입재의 주입 속도 및/또는 주입 타수를 조절하도록 함으로써 지중에 구근을 제대로 형성할 할 수 있는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템(TCS) 및 이를 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공하고자 한다.
아울러 본 발명은 지반 상태 등에 따라 실제 모르타르주입재의 주입 압력이 예상치와 다른 경우, 작업자에게 알림 신호를 발생하여 주입 작업을 조절할 수 있는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템(TCS) 및 이를 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 모르타르주입재를 펌핑하여 공급하는 주입펌프; 지반 내에 구근을 형성시키기 위해 지반 내에 삽입되어 모르타르주입재를 주입하는 것으로 복수의 유니트 케이싱을 연결하여 구성되는 주입관; 상기 주입펌프와 주입관을 연결하여 모르타르주입재를 이송하는 주입호스; 상기 주입관이 삽입된 지반 상부에 설치되는 것으로서 상기 주입관을 상부로 인발하기 위한 인발잭; 상기 주입호스에 연결되어 주입관 내 모르타르주입재의 압력을 측정하는 압력계; 및 주입 타수를 측정하는 타수측정부, 타수측정부에서 측정된 주입 타수가 사전에 설정된 타수에 이를 때마다 신호를 발생하는 제1알람부, 압력계에서 측정된 모르타르주입재의 압력이 사전에 설정된 범위를 벗어나면 신호를 발생하는 제2알람부 및 타수측정부의 주입 타수를 분석하고 제1알람부와 제2알람부에 신호 발생을 지시하는 제어모듈로 구성되는 제어장치; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제어장치에는 주입 심도, 주입 압력, 주입량 및 주입 타수를 표시하는 디스플레이부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제어장치의 제어모듈은 제1알람부의 신호에 따라 인발잭의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 제어장치의 제어모듈은 펌프의 펌핑 속도 및 주입 타수를 제어하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 타수측정부는 펌프의 펌핑수를 측정하여 주입 타수를 측정하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 타수측정부는 압력계에서 측정된 압력 변화 빈도수를 측정하여 주입 타수를 측정하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 인발잭은 주입관이 통과되는 관통홈이 형성된 베이스부, 상기 베이스부의 관통홈 주변 상면에 결합되는 한 쌍의 유압잭, 상기 한 쌍의 유압잭 상단에 결합되는 것으로 중앙에 주입관이 통과되는 관통공이 형성된 가압판 및 상기 가압판 상부에 결합되어 주입관을 파지하는 고정부로 구성되되, 상기 고정부는 본체; 상기 본체 중앙에 주입관이 관통되도록 형성된 상광하협의 웨지홀; 상기 웨지홀 내부에 구비되는 것으로 주입관의 외주면을 파지하는 웨지; 상기 웨지홀 상부에 형성된 공간부; 상기 공간부를 덮는 것으로 주입관이 관통되는 관통공이 형성된 덮개; 및 상기 공간부의 웨지와 덮개 사이에 구비되어 웨지를 가압하는 스프링; 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 웨지의 내주면에는 수직 방향으로 복수의 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 웨지의 외주면에는 수직 방향으로 복수의 요철이 형성되고, 상기 웨지홀의 내주면에는 상기 웨지의 요철에 대응되어 맞물리는 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 주입펌프가 상기 모르타르주입재가 투입되는 호퍼; 호퍼 후면에 연통되도록 한 쌍이 연결되는 것으로, 내부의 피스톤이 서로 교대로 왕복 운동하여 모르타르주입재의 흡입과 배출을 반복하는 제1압송실린더 및 제2압송실린더로 구성되는 압송부; 호퍼 전면에 상기 제1압송실린더 및 제2압송실린더에 각각 대응하는 위치에 형성되는 것으로, 상기 주입호스가 각각 결합되는 제1배출구 및 제2배출구로 구성되는 배출부; 및 상기 압송부와 배출부 사이에 구비되는 것으로, 제1압송실린더 및 제1배출구와 제2압송실린더 및 제2배출구 사이를 왕복 운동하면서 교대로 연결하는 연결부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 주입펌프가 상기 모르타르주입재가 투입되는 호퍼; 호퍼 후면에 연통되도록 결합되는 것으로, 내부의 피스톤이 왕복 운동하여 모르타르주입재의 흡입과 배출을 반복하는 한 쌍의 압송부; 호퍼 전면에 상기 압송부에 각각 대응하는 위치에 형성되는 것으로, 상기 주입호스가 각각 결합되는 한 쌍의 배출부; 및 상기 압송부와 배출부 사이에 각각 구비되는 것으로, 일측은 배출부에 연결되고, 타측은 압송부를 선택적으로 개폐하는 연결부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 제공한다.
아울러 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법에 관한 것으로, (a) 주입관을 지반에 근입하는 단계; (b) 인발잭을 주입관이 삽입된 지반 상부에 설치하는 단계; (c) 주입펌프에 연결된 주입호스를 주입관 상단에 연결하는 단계; (d) 모르타르주입재를 사전 설정된 속도인 제1주입속도로 사전 설정된 제1목표타수만큼 주입하여 지반 내에 구근을 형성하는 단계; (e) 인발잭으로 주입관을 일정 길이 상부로 인발하는 단계; (f) 상기 (d) 단계와 (e) 단계를 사전 설정된 횟수만큼 반복하는 단계; (g) 주입호스를 주입관으로부터 해체하고 주입관의 최상단에 위치한 유니트 케이싱을 해체하는 단계; 및 (h) 지반 상면까지 구근이 형성될 때까지 상기 (c) 내지 (g) 단계를 반복하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 압력계에서 측정된 압력이 사전 설정된 최고 압력치를 초과하면 제2알람부에서 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 압력계에서 측정된 압력이 사전 설정된 최고 압력치를 초과하면 제어장치가 주입펌프의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 압력계에서 측정된 압력이 사전 설정된 최저 압력치 이하로 떨어지면 상기 (d) 단계에서, 제1주입속도보다 느린 제2주입속도로 모르타르주입재를 주입하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공한다. 이때, 상기 제2주입속도는 (f) 단계에서, (d) 단계와 (e) 단계를 반복할 때마다 사전 설정된 일정 비율로 감소하는 것을 특징으로 한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 압력계에서 측정된 압력이 사전 설정된 최저 압력치 이하로 떨어지면 상기 (d) 단계에서, 제1목표타수보다 타수가 큰 제2목표타수만큼 모르타르주입재를 주입하는 것을 특징으로 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공한다. 이때, 상기 제2목표타수는 (f) 단계에서, (d) 단계와 (e) 단계를 반복할 때마다 사전 설정된 일정 비율로 증가하는 것을 특징으로 한다.
다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 (d) 내지 (e) 단계에서, 모르타르주입재가 사전 설정된 제1목표타수만큼 주입되면, 제어장치가 인발잭을 구동하여 주입관을 상부로 인발하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법을 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제어장치의 타수측정부가 모르타르주입재의 주입 타수를 자동 측정한다. 따라서 주입 타수에 따른 주입 심도 및 인발 시점을 파악할 수 있으며 이들 또한 자동화하여 알려주도록 함으로써 작업 능률 향상 및 공기 단축이 가능하다.
둘째, 압력계를 통하여 모르타르주입재의 주입 압력을 모니터링 함으로써 지표면 부근 등과 같이 구속압이 작은 부분을 미리 감지할 수 있다. 따라서 지반의 구속압이 작은 부분에서 주입 속도와 주입 타수를 조절하여 모르타르주입재의 주입을 원활하게 함과 동시에 두부 품질을 개선할 수 있다.
셋째, 지반 상태 등에 따라 실제 모르타르주입재의 주입 압력이 예상치와 다른 경우 작업자에게 알림 신호를 발생하여 주입 작업을 조절하도록 함으로써, 작업자의 안전 확보 및 공기 단축이 가능하다.
넷째, 주입압력 및 주입타수를 자동으로 측정하여 모르타르주입재의 각종 주입 상황을 실시간으로 보여줌으로써 주입 작업에 대한 품질의 신뢰성을 확보하고 실질적인 품질 관리가 가능하다.
도 1은 종래 컴팩션 그라우팅 공법에 의하여 지중에 형성된 구근을 도시하는 도면이다.
도 2는 단계별 주입관 인발을 통하여 형성되는 구근을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명 컴팩션 그라우팅 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 지중 구근 형성 과정에서 디스플레이부를 통하여 자동화되어 출력되는 그래프를 도시한다.
도 5는 인발잭을 도시하는 사시도이다.
도 6은 인발잭의 고정부를 도시하는 사시도이다.
도 7은 주입관 인발 전후의 인발잭을 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법에 대한 순서도이다.
도 9는 본 발명에 의하여 지중에 형성된 구근을 도시하는 도면이다.
도 10은 제어장치의 디스플레이부에 표시되는 데이터의 실시예들을 나타내는 그래프이다.
도 11은 데이터에 대한 작업일보의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명에 이용되는 주입펌프의 사시도이다.
도 13은 본 발명에 이용되는 주입펌프의 작동관계를 나타내는 평단면도이다.
도 14는 본 발명에 이용되는 주입펌프의 다른 실시예를 나타내는 평단면도이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명 컴팩션 그라우팅 제어 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 4는 지중 구근 형성 과정에서 디스플레이부를 통하여 자동화되어 출력되는 그래프를 도시한다.
도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 컴팩션 그라우팅 제어 시스템은 모르타르주입재를 펌핑하여 공급하는 주입펌프(1); 지반 내에 구근(CP)을 형성시키기 위해 지반 내에 삽입되어 모르타르주입재를 주입하는 것으로 복수의 유니트 케이싱을 연결하여 구성되는 주입관(2); 상기 주입펌프(1)와 주입관(2)을 연결하여 모르타르주입재를 이송하는 주입호스(3); 상기 주입관(2)이 삽입된 지반 상부에 설치되는 것으로서 상기 주입관(2)을 상부로 인발하기 위한 인발잭(4); 상기 주입호스(3)에 연결되어 주입관(2) 내 모르타르주입재의 압력을 측정하는 압력계(5); 및 주입 타수를 측정하는 타수측정부(61), 타수측정부(61)에서 측정된 주입 타수가 사전에 설정된 타수에 이를 때마다 신호를 발생하는 제1알람부(62), 압력계(5)에서 측정된 모르타르주입재의 압력이 사전에 설정된 범위를 벗어나면 신호를 발생하는 제2알람부(63) 및 타수측정부(61)의 주입 타수를 분석하고 제1알람부(62)와 제2알람부(63)에 신호 발생을 지시하는 제어모듈(64)로 구성되는 제어장치(6); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 주입펌프(1)는 모르타르주입재를 펌핑하여 주입호스(3) 측으로 이송한다.
상기 주입관(2)은 주입호스(3) 단부에 결합되어 지중에 형성된 천공홀에 삽입되는 것으로, 복수의 유니트 케이싱을 연결하여 형성된다. 주입관(2)을 통하여 지반 내에 모르타르주입재가 삽입되어 지반을 압밀함으로써 연약지반을 단단하게 개량시켜 지중에 구근(CP)을 형성한다. 구근은 기초 또는 파일 역할을 한다.
상기 인발잭(4)은 주입관(2)이 삽입된 지반 상부에 설치되는 것으로서, 소정의 주입 심도만큼 모르타르주입재의 주입이 이루어지면 주입관(2)을 상부로 인발하도록 한다. 수중 지반 보강의 경우 인발잭(4)은 수상 위의 바지 상면에 설치될 수 있다.
앞서 도 2와 관련하여 설명하였듯이, 하나의 구근을 형성하기 위하여 구근 높이를 n등분하여 모르타르주입재를 주입할 수 있으며, 구근 높이의 1/n만큼씩 모르타르주입재의 주입이 이루어지면 인발잭(4)을 이용하여 주입관(2)을 상부로 인발할 수 있다.
도 3에서 상기 인발잭(4)은 주입관(2) 외주면에 설치되었다.
상기 압력계(5)는 주입호스(3)에 연결되어 주입관(2) 내 모르타르주입재의 압력을 측정한다. 따라서 압력계(5)를 이용하여 모르타르주입재의 주입 압력을 모니터링할 수 있으므로, 모니터링 결과를 모르타르주입재의 주입 과정에 반영하여 지반에 밀실한 형태의 구근을 형성할 수 있다.
상기 제어장치(6)는 타수측정부(61), 제1알람부(62), 제2알람부(63) 및 제어모듈(64)로 구성된다.
상기 타수측정부(61)는 주입펌프(1)의 주입 타수를 측정하고, 제1알람부(62)는 타수측정부(61)에서 측정된 주입 타수가 사전에 설정된 타수에 이를 때마다 신호를 발생한다. 그리고 제2알람부(63)는 압력계(5)에서 측정된 모르타르주입재의 압력이 사전에 설정된 범위를 벗어나면 신호를 발생하며, 제어모듈(64)은 타수측정부(61)의 주입 타수를 분석하고 제1알람부(62)와 제2알람부(63)에 신호 발생을 지시한다.
즉, 본 발명의 컴팩션 그라우팅 제어 시스템은 주입 타수 측정 및 이에 따른 구근의 직경 확인 등 일련의 과정을 자동화하여, 주입관(2)의 인발 시점을 알려주는 자동화 시스템이다.
따라서 본 발명에서는 주입 타수를 측정하여 사전에 설정된 타수에 도달하면 제1알람부(62)에서 신호를 발생시키도록 함으로써 지반 내에 형성되는 구근의 주입 심도를 확인할 수 있다.
이때, 상기 타수측정부(61)는 펌프의 펌핑수를 측정하여 주입 타수를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 상기 타수측정부(61)는 압력계(5)에서 측정된 압력 변화 빈도수를 측정하여 주입 타수를 측정할 수 있다.
주입펌프(1)가 주입관(2)으로부터 멀리 떨어진 경우 주입펌프(1)의 펌핑수를 측정하여 제어장치(6)로 전달하는 것이 곤란할 수 있다. 이 경우 주입펌프(1)의 펌핑에 의해 모르타르주입재가 1타 주입될 때마다 모르타르주입재의 주입압이 주기적으로 변하므로, 압력계(5)에서 측정된 압력 변화의 빈도수를 측정하여 타수측정부(61)에서 주입 타수를 계산할 수도 있다.
상기 압력계(5)는 모르타르주입재의 주입 압력을 모니터링하고, 제2알람부(63)는 압력계(5)에서 측정된 모르타르주입재의 압력이 설정된 범위를 벗어나면 신호를 발생한다.
따라서 지표 부근과 같이 구속압이 작아 구근(CP)이 제대로 형성되지 않는 부분을 미리 감지함으로써, 주입 속도와 주입 타수를 조절하여 구근이 제대로 형성되도록 할 수 있다.
즉, 지반의 구속압이 작을 경우에는 모르타르주입재의 주입 압력이 저하되므로, 압력계(5)의 주입 압력이 사전 설정된 일정값 이하로 떨어져 제2알람부(63)에서 신호를 발생한다. 그러면 제2알람부(63)의 신호 발생에 따라 모르타르주입재의 주입 속도를 감소시켜 지반의 주입 저항을 줄임으로써, 모르타르주입재의 주입을 원활하게 할 수 있다. 이때, 모르타르주입재의 주입 속도 조절 뿐만 아니라 모르타르주입재의 주입 타수를 늘려 상부 구근의 지름을 더 크게 형성함으로써, 두부 품질을 개선할 수도 있다.
아울러 지중에 모르타르주입재 주입 중 예상치 못한 지반이 존재하는 경우, 예를 들어 실제 지반 조사 결과와 달리 경질 지반이 존재하는 경우 압력계(5)의 주입 압력이 일정 압력 이상으로 올라가게 된다. 이 경우 제2알람부(63)에서 신호를 발생하여 주입 작업을 정지할 수 있으며, 이후 엔지니어의 판단에 의하여 추가로 주입하거나 다음 스텝으로 계속 진행할 수 있으며, 지반의 상태를 다시 파악하여 천공홀 위치 변경 등의 대안을 모색하거나 주입량 등을 조정하여 시공에 들어갈 수 있다.
상기 제어장치(6)는 작업 효율상 가급적 주입관(2) 근처에 설치하는 것이 바람직하다.
상기 제어장치(6)의 제어모듈(64)은 타수측정부(61)의 주입 타수를 분석하고 제1알람부(62)와 제2알람부(63)에 신호 발생을 지시한다.
이때, 제어모듈(64)은 제1알람부(62)의 신호에 따라 인발잭(4)의 작동을 제어할 수 있다.
즉, 제1알람부(62)의 신호에 따라 수동으로 인발잭(4)을 구동할 수도 있으나, 제어모듈(64)의 제어에 의해 제1알람부(62)에 신호 발생시 자동적으로 인발잭(4)을 구동하여 작동하도록 할 수 있다.
또한, 상기 제어모듈(64)은 펌프의 펌핑 속도 및 주입 타수를 제어할 수 있다.
즉, 제2알람부(63)의 신호에 따라 수동으로 주입펌프(1)를 조작할 수도 있으나, 제어모듈(64)의 제어에 의해 제2알람부(63)에 신호 발생시 자동적으로 주입펌프(1)의 펌핑 속도와 주입 타수를 조절하거나 주입펌프(1)의 작동을 정지 또는 구동하도록 할 수 있다.
상기 제어장치(6)에는 주입 심도, 주입 압력, 주입량 및 주입 타수를 표시하는 디스플레이부(65)가 더 구비될 수 있다.
디스플레이부(65)는 개별 구근 형성시 각 스텝별로 주입 심도, 주입 압력, 주입량, 주입 타수를 숫자 또는 그래프로 표시한다.
그래프의 경우, 주입 심도와 주입 압력, 주입 심도와 주입 타수, 주입 심도와 주입량, 주입 압력과 주입량 사이의 관계 등을 나타낼 수 있다. 도 4에서는 각 스텝별 주입 압력과 주입 타수의 관계를 나타낸다.
뿐만 아니라, 상기 디스플레이부(65)는 주입 심도에 따른 설계 직경을 구근 형상으로 그래픽화하여 주입 작업을 편리하게 할 수도 있다.
본 발명에서는 해당 결과를 출력할 수 있도록 프린터 등의 출력부가 더 구비될 수 있다.
상기 디스플레이부(65)는 주입펌프 작업자가 디스플레이부(65)의 데이터를 참조하여 주입펌프(1)를 조작할 수 있도록 주입펌프(1)에 추가로 설치할 수도 있다.
상기 제어장치(6)는 작업자가 휴대 가능하도록 휴대용으로 구성할 수도 있다.
도 5는 인발잭을 도시하는 사시도이고, 도 6은 인발잭의 고정부를 도시하는 사시도이며, 도 7은 주입관 인발 전후의 인발잭을 도시하는 단면도이다.
도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 인발잭(4)은 주입관(2)이 통과되는 관통홈(411)이 형성된 베이스부(41), 상기 베이스부(41)의 관통홈(411) 주변 상면에 결합되는 한 쌍의 유압잭(42), 상기 한 쌍의 유압잭(42) 상단에 결합되는 것으로 중앙에 주입관(2)이 통과되는 관통공이 형성된 가압판(43) 및 상기 가압판(43) 상부에 결합되어 주입관(2)을 파지하는 고정부(44)로 구성 가능하다.
그리고 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 고정부(44)는 본체(441); 상기 본체(441) 중앙에 주입관(2)이 관통되도록 형성된 상광하협의 웨지홀(442); 상기 웨지홀(442) 내부에 구비되는 것으로 주입관(2)의 외주면을 파지하는 웨지(443); 상기 웨지홀(442) 상부에 형성된 공간부(444); 상기 공간부(444)를 덮는 것으로 주입관(2)이 관통되는 관통공이 형성된 덮개(445); 및 상기 공간부(444)의 웨지(443)와 덮개(445) 사이에 구비되어 웨지(443)를 가압하는 스프링(446); 으로 구성될 수 있다.
도 7의 (a)에서와 같이, 유압잭(42)이 상부로 가압판(43) 및 고정부(44)를 이동시키면 웨지(443)가 웨지홀(442) 내로 움직이면서 주입관(2) 외측을 고정하여 주입관(2)을 상부로 인발한다. 다음으로, 인발력을 해제하면 도 7의 (b)에서와 같이 웨지(443)와 웨지홀(442) 사이의 결합이 해제되면서 주입관(2)이 웨지(443)로부터 멀어지게 된다.
상기 주입관(2) 인발시 웨지(443)와 주입관(2) 사이의 마찰력이 충분하지 않으면, 웨지(443)가 웨지홀(442) 내로 이동하지 않고 슬립이 발생하여 웨지(443)가 고정부(44)와 같이 상부로 이동할 수 있다. 따라서 웨지(443) 후단에 스프링(446)을 구비함으로써, 웨지(443)가 고정부(44)와 함께 상부로 이동하지 않도록 하였다.
상기 웨지(443)의 내주면에는 수직 방향으로 복수의 요철(P1)이 형성될 수 있다.
주입관(2)의 최상단 유니트 케이싱의 해체는 인발잭(4)을 이용하여 최상단 유니트 케이싱을 상부로 인발한 후 이루어진다. 이때, 상하 유니트 케이싱은 서로 나사 결합되므로, 작업자는 이들 유니트 케이싱을 해체하기 위해서 최상단 유니트 케이싱과 그 아래에 결합된 유니트 케이싱을 각각 렌치 등의 공구로 고정한 후 상호 회전시켜 해체하여야 한다.
이 경우 유니트 케이싱의 해체를 위해 두 명의 작업자가 필요하다. 또한, 유니트 케이싱이 아주 강하게 고정된 경우나 동절기 상하 유니트 케이싱의 결합부가 얼어 있는 경우에는 렌치 등으로 이들을 해체하기 어렵다.
따라서 본 발명에서는 인발잭(4)의 웨지(443) 내주면에 수직 방향으로 요철(P1)을 형성하여 주입관(2)의 회전에 저항할 수 있도록 함으로써, 최상단 유니트 케이싱 하부에 결합된 유니트 케이싱을 공구로 별도 고정할 필요가 없도록 하였다. 즉, 하부 유니트 케이싱은 인발잭(4)에 의하여 고정되므로, 상부 유니트 케이싱을 회전하기 위한 작업자 한 명만 필요하게 되어 노동력을 절감할 수 있다.
또한, 상기 웨지(443)의 외주면에는 수직 방향으로 복수의 요철(P2)이 형성되고, 상기 웨지홀(442)의 내주면에는 상기 웨지(443)의 요철(P2)에 대응되어 맞물리는 요철(P3)이 형성될 수 있다.
웨지(443)와 주입관(2)이 서로 강하게 고정되더라도 웨지(443)와 웨지홀(442) 사이에 미끄러짐이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에서는 웨지(443)와 웨지홀(442)에 각각 요철(P2, P3)을 형성함으로써, 웨지(443)가 주입관(2)의 회전과 함께 헛도는 현상을 방지하도록 하였다.
도 12 내지 도14는 본 발명에 사용되는 주입펌프(SI Pump)의 실시예를 나타낸다.
도 12 내지 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 주입펌프(1)는 상기 모르타르주입재가 투입되는 호퍼(11); 호퍼 후면(111)에 연통되도록 한 쌍이 연결되는 것으로, 내부의 피스톤(P)이 서로 교대로 왕복 운동하여 모르타르주입재의 흡입과 배출을 반복하는 제1압송실린더(121) 및 제2압송실린더(122)로 구성되는 압송부(12); 호퍼 전면(112)에 상기 제1압송실린더(121) 및 제2압송실린더(122)에 각각 대응하는 위치에 형성되는 것으로, 상기 주입호스(3)가 각각 결합되는 제1배출구(131) 및 제2배출구(132)로 구성되는 배출부(13); 및 상기 압송부(12)와 배출부(13) 사이에 구비되는 것으로, 제1압송실린더(121) 및 제1배출구(131)와 제2압송실린더(122) 및 제2배출구(132) 사이를 왕복 운동하면서 교대로 연결하는 연결부(14); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 호퍼(11)는 모르타르주입재가 투입되는 부분으로, 하나의 호퍼(11)에서 복수의 주입호스(3)로 모르타르주입재가 각각 투입된다.
호퍼(11)의 후면 및 전면에는 각각 압송부(12)와 배출부(13)가 구비되며, 호퍼(11) 내의 모르타르주입재는 압송부(12)의 펌핑 압력에 의하여 배출부(13) 측으로 이동된다.
여기에서 상기 압송부(12)는 제1압송실린더(121)와 제2압송실린더(122)로 구성되고, 상기 배출부(13)는 제1압송실린더(121) 및 제2압송실린더(122)에 각각 대응하는 위치에 형성되는 제1배출구(131) 및 제2배출구(132)로 구성된다.
그리고 압송부(12)와 배출부(13)는 연결부(14)에 의하여 연결된다.
상기 연결부(14)는 제1압송실린더(121) 및 제1배출구(131) 사이와 제2압송실린더(122) 및 제2배출구(132) 사이를 왕복 운동하면서 교대로 연결한다.
도 12 내지 도 13의 실시예에서 상기 연결부(14)는 원통 형상의 관으로 호퍼(11) 내에 위치된다.
상기 연결부(14)의 내경을 제1압송실린더(121)의 내경 및 배출부(13)를 구성하는 제1배출구(131) 및 제2배출구(132)의 내경과 동일한 것으로 구성하는 경우, 모르타르주입재가 이동하는 과정에서 모르타르주입재와 간섭되는 부분이 없어 모르타르주입재의 흡입 및 배출이 원활하게 진행될 수 있다.
본 발명에서 상기 연결부(14)는 슬라이딩에 의하여 왕복 운동하는 것을 특징으로 한다.
즉, 연결부(14)는 제1압송실린더(121) 및 제1배출구(131) 사이와 제2압송실린더(122) 및 제2배출구(132) 사이를 슬라이딩에 의하여 왕복 운동하면서 이들을 교대로 연결할 수 있다.
도 13을 참고하여 모르타르주입재의 주입 과정을 설명한다.
도 13의 실시예에서는 한 쌍의 압송부(12)와 배출부(13)가 구비되는 것으로, 4개의 압송실린더와 4개의 배출구가 각각 구비되었으며, 각 배출구에는 주입호스(3)가 결합되었다.
본 발명에서 상기 압송부(12)는 제1, 2압송실린더(121, 122) 내부의 피스톤(P)의 왕복 운동에 의하여 모르타르주입재를 흡입 및 배출하기를 반복하며, 일측 압송실린더에서 배출되는 모르타르주입재는 연결부(14) 및 배출부(13)를 지나 주입호스(3) 측으로 이동한다.
즉, 도 13의 (a)에서와 같이, 제1압송실린더(121)의 피스톤(P)의 전진과 함께 제2압송실린더(122)의 피스톤(P)은 후진을 한다. 이때, 연결부(14)는 제1압송실린더(121)와 제1배출구(131)를 연결하며, 제1압송실린더(121) 내부에 있던 모르타르주입재는 연결부(14)를 거쳐 주입호스(3) 측으로 배출된다. 동시에 호퍼(11) 내의 모르타르주입재는 제2압송실린더(122) 내부로 흡입된다.
다음으로, 도 13의 (b)에서와 같이, 제1압송실린더(121)의 피스톤(P)의 후진과 함께 제2압송실린더(122)의 피스톤(P)이 전진을 한다. 이때, 연결부(14)는 제2압송실린더(122)와 제2배출구(132)를 연결하며, 제2압송실린더(122) 내부에 있던 모르타르주입재가 연결부(14)를 거쳐 주입호스(3) 측으로 배출된다. 동시에 호퍼(11) 내의 모르타르주입재는 제1압송실린더(121) 내부로 흡입된다.
이후, 도 13의 (a)와 (b)의 과정을 반복하면서 4개의 주입호스(3)에 각각 모르타르주입재를 동시에 공급한다.
즉, 제1, 2압송실린더(121, 122) 내부의 피스톤(P)의 왕복 운동에 의하여 모르타르주입재가 제1, 2압송실린더(121, 122) 내외로 흡입 및 배출되기를 반복하면서, 4개의 주입호스(3) 측으로 모르타르주입재를 공급하게 되는 것이다.
도 14는 본 발명에 사용되는 주입펌프의 다른 실시예를 나타낸다.
상기 주입펌프(1)는 상기 모르타르주입재가 투입되는 호퍼(11); 호퍼 후면에 연통되도록 결합되는 것으로, 내부의 피스톤(P)이 왕복 운동하여 모르타르주입재의 흡입과 배출을 반복하는 한 쌍의 압송부(12); 호퍼 전면에 상기 압송부(12)에 각각 대응하는 위치에 형성되는 것으로, 상기 주입호스(3)가 각각 결합되는 한 쌍의 배출부(13); 및 상기 압송부(12)와 배출부(13) 사이에 각각 구비되는 것으로, 일측은 배출부(13)에 연결되고, 타측은 압송부(12)를 선택적으로 개폐하는 연결부(14); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
연결부(14)를 각각 별도로 구동되는 복수의 S형의 관으로 구성하여 압송부(12)와의 연결 및 연결 해제를 반복하여 다수의 주입호스(3)로 모르타르주입재를 각각 배출하여 동시에 공급한다.
도 8은 본 발명 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법에 대한 순서도로, 주입압에 따라 주입속도와 주입량을 변경하면서 시공하는 1 사이클을 나타낸다. 도 8을 참조하여 본 발명의 컴팩션 그라우팅 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 컴팩션 그라우팅 방법은 상기 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용하는 것으로, (a) 주입관(2)을 지반에 근입하는 단계; (b) 인발잭(4)을 주입관(2)이 삽입된 지반 상부에 설치하는 단계; (c) 주입펌프(1)에 연결된 주입호스(3)를 주입관(2) 상단에 연결하는 단계; (d) 모르타르주입재를 사전 설정된 속도인 제1주입속도로 사전 설정된 제1목표타수만큼 주입하여 지반 내에 구근(CP)을 형성하는 단계; (e) 인발잭(4)으로 주입관(2)을 일정 길이 상부로 인발하는 단계; (f) 상기 (d) 단계와 (e) 단계를 사전 설정된 횟수만큼 반복하는 단계; (g) 주입호스(3)를 주입관(2)으로부터 해체하고 주입관(2)의 최상단에 위치한 유니트 케이싱을 해체하는 단계; 및 (h) 지반 상면까지 구근(CP)이 형성될 때까지 상기 (c) 내지 (g) 단계를 반복하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
우선, 상기 (a) 단계의 실시 이전에, 천공기 또는 핸드 드릴(hand drill) 등을 이용하여 지반을 천공하여 천공홀을 형성하는 등 주입 준비 작업을 한다.
그 다음 (a) 주입관(2)을 지반에 근입한다. 상기 주입관(2)은 천공홀에 주입하며, 이후 (b) 주입관(2) 인발을 위한 인발잭(4)을 주입관(2)이 삽입된 지반 상부에 설치하고, (c) 주입펌프(1)에 연결된 주입호스(3)를 주입관(2) 상단에 연결한다.
그리고 지반 내에 구근을 형성한다.
하나의 구근을 형성하기 위해서는 (d) 모르타르주입재를 사전 설정된 속도인 제1주입속도로 사전 설정된 제1목표타수만큼 주입하여 지반 내에 구근(CP)을 형성하고, (e) 인발잭(4)으로 주입관(2)을 일정 길이 상부로 인발한 다음, (f) 상기 (d) 단계와 (e) 단계를 사전 설정된 횟수만큼 반복한다.
상기 (d) 단계 및 (e) 단계가 주입관(2)의 높이를 n등분하여 1/n 높이만큼 모르타르주입재를 주입하는 1 스텝이고, (f) 단계까지 실시되면 하나의 구근을 형성하는 1 사이클이 완료된다.
상기 (d) 내지 (e) 단계에서는 모르타르주입재가 사전 설정된 제1목표타수만큼 주입되면, 제어장치(6)가 인발잭(4)을 구동하여 주입관(2)을 상부로 인발할 수 있다.
구근 형성이 완료되면 상부 구근 형성을 위하여 (g) 주입호스(3)를 주입관(2)으로부터 해체하고 주입관(2)의 최상단에 위치한 유니트 케이싱을 해체한다.
이때, 도 5 및 도 6에 도시된 인발잭(4)을 이용하여 유니트 케이싱을 해체한다.
마지막으로, (h) 지반 상면까지 구근(CP)이 형성될 때까지 상기 (c) 내지 (g) 단계를 반복하여, 천공홀 하부에서 상부로 구근을 순차적으로 형성한다.
본 발명의 컴팩션 그라우팅 방법에서는 압력계(5)에서 측정된 압력이 사전 설정된 최고 압력치를 초과하면 제2알람부(63)에서 신호를 발생할 수 있다.
그리고 압력계(5)에서 측정된 압력이 사전 설정된 최고 압력치를 초과하면 제어장치(6)가 주입펌프(1)의 작동을 정지할 수 있다.
상기 압력계(5)는 모르타르주입재의 주입 압력을 실시간 모니터링할 수 있는데, 압력계(5)에서 측정된 모르타르주입재의 압력이 설정된 범위를 초과하면 제2알람부(63)에서 신호를 발생할 수 있으며, 제어장치(6)는 주입펌프(1)의 작동을 정지시킬 수 있다.
따라서 경질 지반과 같이 모르타르주입재의 주입 압력이 높은 경우에는 제2알람부(63)에서 신호를 발생하여 주입 작업을 정지하도록 할 수 있다. 이후, 주입관을 인발하고 지반의 상태를 다시 파악하여 천공홀 위치 변경 등의 대안을 모색하거나 엔지니어의 판단에 따라 재주입을 시작할 수도 있다.
도 9는 본 발명에 의하여 지중에 형성된 구근을 도시하는 도면이다.
본 발명에서는 압력계(5)에서 측정된 압력이 사전 설정된 최저 압력치 이하로 떨어지면 상기 (d) 단계에서, 제1주입속도보다 느린 제2주입속도로 모르타르주입재를 주입하도록 할 수 있다. 이때, 상기 제2주입속도는 (f) 단계에서, (d) 단계와 (e) 단계를 반복할 때마다 사전 설정된 일정 비율로 감소시킬 수 있다.
즉, 지반 상면에서 별도의 중량판으로 상면을 가압하는 경우 또는 수중 지반에 주입관(2)을 삽입하여 지반 보강시 수압에 의해 지반 상면이 가압되는 경우, 가압을 하더라도 압력이 충분하지 않아 지반 상부에서 구속압이 떨어질 수 있다.
이러한 경우 모르타르주입재의 주입 속도를 낮추고 주입량을 증가시켜 주어야 한다.
아울러 지중에 모르타르주입재를 주입하는 경우, 지중에 공동이 존재하면 정상적인 주입만으로는 제대로 된 구근을 형성할 수 없다.
따라서 이 경우에도 주입 속도를 낮추고 주입량을 증가시켜 제대로 구근이 형성되도록 하여야 한다.
또한, 본 발명에서는 압력계(5)에서 측정된 압력이 사전 설정된 최저 압력치 이하로 떨어지면 상기 (d) 단계에서, 제1목표타수보다 타수가 큰 제2목표타수만큼 모르타르주입재를 주입하도록 할 수 있다. 이때, 상기 제2목표타수는 (f) 단계에서, (d) 단계와 (e) 단계를 반복할 때마다 사전 설정된 일정 비율로 증가시킬 수 있다.
따라서 지반이 무르거나 지표 부근 등 구속압이 감소하는 경우에는 가급적 천천히 모르타르주입재를 주입하거나, 가급적 많은 타수의 모르타르주입재를 주입하여 밀실한 구근을 형성하도록 할 수 있다.
도 9는 지표면 부근으로 갈수록 주입 속도를 감소시키거나 주입 타수를 증가시켜 형성된 구근을 도시하는 것으로, 최상부 구근은 상부로 갈수록 너비가 넓도록 형성되었다.
마지막으로 도 10은 제어장치의 디스플레이부에 표시되는 데이터의 실시예들을 나타내는 그래프이고, 도 11은 데이터에 대한 작업일보의 실시예를 나타내는 도면이다.
본 발명에서는 도 10에서와 같이 제어장치(6)의 디스플레이부(65)에 다양한 데이터들을 나타낼 수 있으며, 이러한 데이터들을 토대로 도 11에서와 같이 작업일보를 작성할 수 있다. 작성된 작업일보는 저장하여 관리 가능하다.
1: 주입펌프 2: 주입관
3: 주입호스 4: 인발잭
41: 베이스부 411: 관통홈
42: 유압잭 43: 가압판
44: 고정부 441: 본체
442: 웨지홀 443: 웨지
444: 공간부 445: 덮개
446: 스프링 5: 압력계
6: 제어장치 61: 타수측정부
62: 제1알람부 63: 제2알람부
64: 제어모듈 65: 디스플레이부
CP: 구근 P1, P2, P3: 요철

Claims (19)

  1. 모르타르주입재를 펌핑하여 공급하는 주입펌프(1); 지반 내에 구근(CP)을 형성시키기 위해 지반 내에 삽입되어 모르타르주입재를 주입하는 것으로 복수의 유니트 케이싱을 연결하여 구성되는 주입관(2); 상기 주입펌프(1)와 주입관(2)을 연결하여 모르타르주입재를 이송하는 주입호스(3); 상기 주입관(2)이 삽입된 지반 상부에 설치되는 것으로서 상기 주입관(2)을 상부로 인발하기 위한 인발잭(4); 상기 주입호스(3)에 연결되어 주입관(2) 내 모르타르주입재의 압력을 측정하는 압력계(5); 및 주입 타수를 측정하는 타수측정부(61), 타수측정부(61)에서 측정된 주입 타수가 사전에 설정된 타수에 이를 때마다 신호를 발생하는 제1알람부(62), 압력계(5)에서 측정된 모르타르주입재의 압력이 사전에 설정된 범위를 벗어나면 신호를 발생하는 제2알람부(63) 및 타수측정부(61)의 주입 타수를 분석하고 제1알람부(62)와 제2알람부(63)에 신호 발생을 지시하는 제어모듈(64)로 구성되는 제어장치(6); 로 구성되는 것으로,
    상기 인발잭(4)은 주입관(2)이 통과되는 관통홈(411)이 형성된 베이스부(41), 상기 베이스부(41)의 관통홈(411) 주변 상면에 결합되는 한 쌍의 유압잭(42), 상기 한 쌍의 유압잭(42) 상단에 결합되는 것으로 중앙에 주입관(2)이 통과되는 관통공이 형성된 가압판(43) 및 상기 가압판(43) 상부에 결합되어 주입관(2)을 파지하는 고정부(44)로 구성되고,
    상기 고정부(44)는 본체(441); 상기 본체(441) 중앙에 주입관(2)이 관통되도록 형성된 상광하협의 웨지홀(442); 상기 웨지홀(442) 내부에 구비되는 것으로 주입관(2)의 외주면을 파지하는 웨지(443); 상기 웨지홀(442) 상부에 형성된 공간부(444); 상기 공간부(444)를 덮는 것으로 주입관(2)이 관통되는 관통공이 형성된 덮개(445); 및 상기 공간부(444)의 웨지(443)와 덮개(445) 사이에 구비되어 웨지(443)를 가압하는 스프링(446); 으로 구성되되,
    상기 웨지(443)의 내주면에는 수직 방향으로 복수의 요철(P1)이 형성되고, 상기 웨지(443)의 외주면에는 수직 방향으로 복수의 요철(P2)이 형성되며, 상기 웨지홀(442)의 내주면에는 상기 웨지(443)의 요철(P2)에 대응되어 맞물리는 요철(P3)이 형성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 제어장치(6)에는 주입 심도, 주입 압력, 주입량 및 주입 타수를 표시하는 디스플레이부(65)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 제어장치(6)의 제어모듈(64)은 제1알람부(62)의 신호에 따라 인발잭(4)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 제어장치(6)의 제어모듈(64)은 펌프의 펌핑 속도 및 주입 타수를 제어하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 타수측정부(61)는 펌프의 펌핑수를 측정하여 주입 타수를 측정하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템.
  6. 제1항에서,
    상기 타수측정부(61)는 압력계(5)에서 측정된 압력 변화 빈도수를 측정하여 주입 타수를 측정하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에서,
    상기 주입펌프(1)는 상기 모르타르주입재가 투입되는 호퍼(11); 호퍼 후면(111)에 연통되도록 한 쌍이 연결되는 것으로, 내부의 피스톤(P)이 서로 교대로 왕복 운동하여 모르타르주입재의 흡입과 배출을 반복하는 제1압송실린더(121) 및 제2압송실린더(122)로 구성되는 압송부(12); 호퍼 전면(112)에 상기 제1압송실린더(121) 및 제2압송실린더(122)에 각각 대응하는 위치에 형성되는 것으로, 상기 주입호스(3)가 각각 결합되는 제1배출구(131) 및 제2배출구(132)로 구성되는 배출부(13); 및 상기 압송부(12)와 배출부(13) 사이에 구비되는 것으로, 제1압송실린더(121) 및 제1배출구(131)와 제2압송실린더(122) 및 제2배출구(132) 사이를 왕복 운동하면서 교대로 연결하는 연결부(14); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템.
  11. 제1항에서,
    상기 주입펌프(1)는 상기 모르타르주입재가 투입되는 호퍼(11); 호퍼 후면에 연통되도록 결합되는 것으로, 내부의 피스톤(P)이 왕복 운동하여 모르타르주입재의 흡입과 배출을 반복하는 한 쌍의 압송부(12); 호퍼 전면에 상기 압송부(12)에 각각 대응하는 위치에 형성되는 것으로, 상기 주입호스(3)가 각각 결합되는 한 쌍의 배출부(13); 및 상기 압송부(12)와 배출부(13) 사이에 각각 구비되는 것으로, 일측은 배출부(13)에 연결되고, 타측은 압송부(12)를 선택적으로 개폐하는 연결부(14); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템.
  12. 제1항 내지 제6항 또는 제10항 내지 제11항 중 어느 한 항에 의한 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법에 관한 것으로,
    (a) 주입관(2)을 지반에 근입하는 단계;
    (b) 인발잭(4)을 주입관(2)이 삽입된 지반 상부에 설치하는 단계;
    (c) 주입펌프(1)에 연결된 주입호스(3)를 주입관(2) 상단에 연결하는 단계;
    (d) 모르타르주입재를 사전 설정된 속도인 제1주입속도로 사전 설정된 제1목표타수만큼 주입하여 지반 내에 구근(CP)을 형성하는 단계;
    (e) 인발잭(4)으로 주입관(2)을 일정 길이 상부로 인발하는 단계;
    (f) 상기 (d) 단계와 (e) 단계를 사전 설정된 횟수만큼 반복하는 단계;
    (g) 주입호스(3)를 주입관(2)으로부터 해체하고 주입관(2)의 최상단에 위치한 유니트 케이싱을 해체하는 단계; 및
    (h) 지반 상면까지 구근(CP)이 형성될 때까지 상기 (c) 내지 (g) 단계를 반복하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법.
  13. 제12항에서,
    압력계(5)에서 측정된 압력이 사전 설정된 최고 압력치를 초과하면 제2알람부(63)에서 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법.
  14. 제13항에서,
    압력계(5)에서 측정된 압력이 사전 설정된 최고 압력치를 초과하면 제어장치(6)가 주입펌프(1)의 작동을 정지하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법.
  15. 제12항에서,
    압력계(5)에서 측정된 압력이 사전 설정된 최저 압력치 이하로 떨어지면 상기 (d) 단계에서, 제1주입속도보다 느린 제2주입속도로 모르타르주입재를 주입하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 제2주입속도는 (f) 단계에서, (d) 단계와 (e) 단계를 반복할 때마다 사전 설정된 일정 비율로 감소하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법.
  17. 제12항에서,
    압력계(5)에서 측정된 압력이 사전 설정된 최저 압력치 이하로 떨어지면 상기 (d) 단계에서, 제1목표타수보다 타수가 큰 제2목표타수만큼 모르타르주입재를 주입하는 것을 특징으로 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 제2목표타수는 (f) 단계에서, (d) 단계와 (e) 단계를 반복할 때마다 사전 설정된 일정 비율로 증가하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법.
  19. 제12항에서,
    상기 (d) 내지 (e) 단계에서, 모르타르주입재가 사전 설정된 제1목표타수만큼 주입되면, 제어장치(6)가 인발잭(4)을 구동하여 주입관(2)을 상부로 인발하는 것을 특징으로 하는 컴팩션 그라우팅 제어 시스템을 이용한 컴팩션 그라우팅 방법.
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