KR101545307B1 - 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연약 지반에서 가시설 흙막이 벽체를 시공함에 있어 흙막이 벽체 내부 계획 굴착고 하부 저면을 터파기 전 그라우트재로 고결 경화토록 선행 시공하여 연약 지반을 판상 고결체로 개량함으로써 흙막이 벽체의 지중 근입부와 일체화 합성함에 의해 과도하게 암반층까지 시공되는 가시설 벽체의 근입장을 단축시키면서 측압에 의한 흙막이 벽체의 전도 및 히빙을 방지하고 외부로부터 유입되는 지하수를 차단하여 지하수로 인한 보일링 현상 및 파이핑 현상 등을 차단하며 터파기 저면을 건식화하여 작업자 및 터파기 장비의 기동성을 향상시켜 작업 효율을 좋게 하고, 특히 연약 지반에서 구조물 지지 기초 파일로 병행 시공되는 PHC말뚝을 지지시켜 작업 진동에 의한 기초 파일의 자리 이탈, 밀림, 꺽임 등으로부터 보호하고, 구축 시설물 및 관로 공사 등에서 관로 시설물의 침하 등을 예방할 수 있는 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법을 제공한다.

Description

연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법{Construction method of complex temporary facility with bottom grouting for weak ground}

본 발명은 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연약 지반에서 가시설 흙막이 벽체를 시공함에 있어 흙막이 벽체 내부 계획 굴착고 하부 저면을 터파기 전 그라우트재로 고결 경화토록 선행 시공하여 연약 지반을 개량함으로써 흙막이 벽체의 안전성을 향상시키고 터파기 저면을 건식화하여 작업자 및 터파기 장비의 기동성을 향상시켜 작업 효율을 향상시키고 공사 기간과 공사 비용을 절감할 수 있는 가시설 흙막이 공법에 관한 것이다.

일반적으로 교각 기초, 지하 차도, 완충 저류조 시설, 아파트, 빌딩 등의 구조물 시공 시나 대구경 용수 관로, 도시 가스 및 하수 관거 등의 관로 공사 등 각종 지하 구조물의 시공을 위해서는 구조물의 시공이 요구되는 지반을 일정 심도로 굴착하여 구조물의 시공 토대가 되는 기초 터파기 공사를 시행하게 된다.

그런데, 이와 같은 기초 터파기 공사에서 굴착 심도가 일정 깊이 이상이 되면 토사의 붕괴 등으로 작업자 및 주변 시설물의 안전에 위해가 미칠 수 있다.

특히, 연약 지반이나 사질토 등에서 지하수 등 침투수가 굴착된 지반을 통하여 유입되거나 용출될 경우에는 기초 터파기 작업시 작업 환경이 습식화되어 작업자 및 사용 중장비 등의 기동성을 저해하여 작업 효율과 작업 환경을 악화시키고, 가시설 흙막이 구조물 및 시공하고자 하는 구조물의 강도와 안전성에도 악영향을 미치게 된다.

이러한 문제를 방지하기 위해, 기존의 가시설 흙막이 방법은 기초 터파기 공사 전에 굴착하고자 하는 가시설 흙막이 벽체의 배면 둘레 후면에 수직으로 그라우팅재로 차수 벽체를 선시공하여 수압 및 토압에 의한 굴착면의 붕괴를 방지하고 기초 터파기 내부로 지하수 등 침투수가 유입되는 것을 차단시킨 다음 기초 터파기 작업을 실시하는 방법을 사용하였다.

이러한 기존의 기초 가시설 공법은 전통적으로 측면에 대한 벽체 강성 및 차수 등에 집중되어 있으며 하부 저면에 대한 차수 및 개량 등에 대한 기술은 많이 개발되고 있지 않은 상황이다.

따라서 기존 공법에서 이를 극복하기 위하여 고심도의 암반층까지 가시설 흙막이 벽체를 과도하게 시공하여 차수 및 전도와 히빙 등에 대응하고 있다.

그러나, 이 공법은 가시설 흙막이 벽체의 저면 근입부를 과도하게 암반 저층까지 시공하여 공사비 증가에 주된 원인이 되고 있다.

이의 단점을 보완하기 위하여 최근에는 가시설 흙막이 벽체의 근입장 시공 물량을 감소시키고 공기 단축 등 시공성을 향상시키기 위해 시트 파일을 암반층까지 근입시키지 않고 시트 파일의 안쪽에 일정한 간격으로 H빔만 일정 간격으로 시공하여 합성화한 공법으로 암반층까지 근입시킨 상태에서 시공하는 기술이 이용되기도 한다.

특히, 5~10 m 이내의 암반층에 구조물을 직접 안착하는 저심도 지층에서는 직접 기초를 시공하지만 10 m 이상, 예를 들어 10~40 m 범위의 심도가 깊은 연약 지반에서는 직접 기초가 어려워, 이와 같이 심도가 깊은 지반에서의 가시설 공법은 일반적으로 PHC파일을 이용하여 기초지지파일을 시공함으로써 지지력을 확보하고 가시설 흙막이 벽체는 시트 파일이나 CIP(Cast-In Placed), SCW(Soil Cement Wall), 슬러리 월(Slurry Wall) 등의 지하연속벽체로 시공되고 있는 상황이다.

이들 기존 공법들은 터파기 작업시 연약 지반에서 토압을 가장 많이 받는 바닥 지점에서 벽체의 전도와 점토 히빙(heaving)의 위험이 상존하고 있으며 이는 구조물의 기초 바닥 타설전까지 가시설 흙막이 구조물의 안전에 가장 큰 악영향을 미친다.(도 1 참조)

이를 극복하기 위한 수단으로 내부 전도를 방지하기 위하여 가시설 흙막이 벽체의 내부 터파기 작업시 측압에 대한 지지 수단으로 H빔 형강을 이용한 버팀보 설치나 어스앵커, 랙커 공법 등이 사용되고 있다.

또한, 내부 점토의 히빙을 방지하기 위하여 지지 풍화토층이나 연암층까지 가시설 벽체의 근입장을 확보하는 방법이 사용되고 있으나 이 경우 흙막이 가시설 벽체가 실제로 터파기 되는 구조물의 깊이에 비해 과도하게 깊게 확보되어 근입장 확보를 위하여 과도하게 많은 비용이 소요되고 공사 기간이 증가하는 문제가 있다.(도 2 참조)

또한, 연약 지반의 특성상 물성이 연약한 점토질의 지하수까지 유입되어 터파기시 장비나 작업자가 거동하기가 용이치 않아 작업 기동성이 현저히 떨어지는 문제를 안고 있다.

관련 기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허 제10-0719875호는 지중에 그라우트재를 고압 분사하여 차수벽을 형성하되 그라우트재의 고압 분사시에 로드를 회전시키지 않고 인발만 시키는 방법으로 고결체를 형성하고 이를 차수 대상 전 구간에 걸쳐 연속 배치하여 차수벽을 시공하는 기술에 관하여 제안한다. 그러나, 이 기술은 그라우트재를 이용하여 고결체를 형성하되 고결체들을 수직으로 형성시키고 서로 일렬로 연속 배치하여 차수벽을 형성하는 지반개량기술에 관한 것으로서 흙막이 가시설의 전도나 점토 히빙을 방지하는 기술과는 관련성이 떨어진다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1070372호는 암반층까지 근입되며 일정한 간격으로 배치되는 H파일과, 상기 H파일의 일측에 위치하도록 시트파일을 근입하여 형성된 벽체와, 상기 H파일과 시트파일 간에 그라우트재가 타설 양생된 차수벽과 , 상기 H파일의 내측면 가로방향으로 설치되는 띠장으로 구성되는 그라우트형 합성 강널말뚝에 관한 기술을 제안한다. 이 기술에서는 암반층 상부에 자갈층이 있을 경우에 구조적 취약성을 감안하여 시트 파일과 굴착 전면부 사이에 고압 그라우트재를 충전하여 구조적 안정성을 향상시킬 수 있음을 장점으로 설명하고 있다. 이는 시트파일 벽체에 한정된 기술로써 흙막이 벽체 측면에서 가해지는 측압과 차수에 관한 기술로 터파기 되는 저면에 대한 당 기술의 장점을 극복하는데 기술적인 한계가 있다.

<기타 관련 선행 기술 문헌>

대한민국 등록특허 제10-1067707호

대한민국 등록특허 제10-1066587호

대한민국 공개특허 제10-2007-0052109호

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 개발된 것으로서,

연약 지반에서 가시설 흙막이 벽체를 시공함에 있어 흙막이 벽체 내부 계획 굴착고 하부 저면을 터파기 전 그라우트재로 고결 경화토록 선행 시공하여 연약 지반을 판상 고결체로 개량함으로써 흙막이 벽체의 지중 근입부와 일체화 합성함에 의해 과도하게 암반층까지 시공되는 가시설 벽체의 근입장을 단축시키면서 측압에 의한 흙막이 벽체의 전도 및 점토의 히빙(heaving)을 방지하고 외부로부터 유입되는 지하수를 차단하여 지하수로 인한 보일링 현상 및 파이핑 현상 등을 차단하며 터파기 저면을 건식화하여 작업자 및 터파기 장비의 기동성을 향상시켜 작업 효율을 좋게 하고, 특히 연약 지반에서 구조물 지지 기초 파일로 병행 시공되는 PHC말뚝을 지지시켜 작업 진동에 의한 기초 파일의 자리이탈, 밀림, 꺽임 등으로부터 보호하고 구축 시설물 및 관로 공사 등에서 관로 시설물의 침하 등을 예방할 수 있는 가시설 흙막이 공법을 제공하고자 한다.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

(a) 시공하고자 하는 위치에 가시설 흙막이 벽체를 근입 설치하는 단계;

(b) 상기 설치되는 가시설 흙막이 벽체의 내측에 고압 분사 그라우팅 장비를 이용하여 계획 굴착 심도의 저면부터 필요 심도까지 수직 천공하고 천공된 수직공 저면에서부터 로드의 회전 인발과 동시에 그라우트재를 고압 분사하고 경화시켜 계획 굴착 심도 하부에 고결체 블록을 형성하는 단계;

(c) 상기 형성된 고결체 블록 주변에 상기 (b)와 동일한 방법으로 그라우트재를 고압 분사하고 경화시키되 상기 (b)에서 형성된 고결체 블록과 연결되도록 하는 단계;

(d) 상기 (c)에서 형성된 고결체 블록의 주변으로 상기 (c)와 동일한 방법으로 고결체 블록을 연속적으로 형성하여 계획 굴착 심도 하부에 고결체 블록들이 서로 연결된 판상 고결체를 형성하여 하부 저면 그라우팅부를 형성하는 단계;

(e) 상기 형성된 하부 저면 그라우팅부의 상부를 터파기 작업하는 단계; 및

(f) 상기 하부 저면 그라우팅부를 바닥 정지 작업하고 버림 콘크리트 타설을 실시하는 단계;를 포함하는 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법을 제공한다.

본 발명에 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법을 이용하면, 특히 심도가 깊은 연약 지반에서 일반적으로 사용되는 가시설 흙막이 벽체의 하부 저층(터파기실 파이널이라고 불리는 터파기 종료 지점의 구조물 바닥면 하부)을 그라우팅을 이용하여 터파기 저면의 지반을 개량하여 고결화시켜 저면 수평 차수 벽체를 형성할 수 있으므로, 작업시 우려되는 측압에 의한 가시설 흙막이 벽체의 전도 및 내부 점토의 히빙을 방지할 수 있고, 하부 마무리 터파기시 연약 지반에서 습식 상태의 환경을 건식 환경으로 개선함으로써 작업자 및 터파기 장비의 효율성 및 기동성을 증대시키고, 지반 침하 방지 효과가 있어 지하 구조물 및 관로 공사 등에서 지하시설물의 침하를 예방할 수 있다.

또한, 터파기시 장비의 작업 하중에 의한 점토층 진동이나 거동 파괴로 인한 PHC파일의 두부 밀림 현상 등 위치 변동이나 휨, 꺽임 등의 손상으로부터 PHC파일을 보호할 수 있고, 지하 수압의 부력에 의한 시공 구조물의 부상을 방지하는 기능도 가질 수 있다.

이와 같이, 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 공법은 가시설 흙막이 벽체의 전도가 방지되고 안전성이 증대됨으로써 굴착 배면의 지반 침하나 이완을 방지할 수 있고 지하수가 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 최근 문제시되고 있는 건설 현장 주변의 소위 씽크홀(sink hole)의 문제도 예방될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 방법에 따라 가시설 흙막이 벽체를 설치하고 내부 터파기 작업을 할 때 지하수의 수압에 의해 히빙(heaving)이 발생하는 것을 나타낸다.
도 2는 종래 방법에 따라 설치된 가시설 흙막이 벽체에서 내부 터파기 작업시 히빙을 방지하기 위해 흙막이 벽체를 연암층까지 근입하는 것을 나타낸다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법을 순서대로 나타낸 것이다. (단, 도 3e는 도 3d의 평면도로서 가시설 흙막이 벽체 내부에 고결체 블록이 형성된 것을 나타내는 도면임)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 통상의 기술자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다"는 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

도 1은 종래 방법에 따라 가시설 흙막이 벽체를 설치하고 내부 터파기 작업을 할 때 수압에 의해 히빙(heaving)이 발생하는 것을 나타내는 것으로서, 암반층까지 가시설 흙막이 벽체의 근입장이 시공되지 않고 내부 터파기 작업을 할 때 지하수의 수압에 의해 히빙(heaving)이 발생하는 것을 나타낸다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 일반적인 지하연속벽체와 같은 가시설 흙막이 벽체(10) 만을 설치하거나(굴착 심도가 10m 이내로 비교적 얕은 경우) 또는 가시설 흙막이 벽체(10)와 시설 구조물의 침하가 우려되는 연약 지반에서 PHC파일을 설치한 경우(굴착 심도가 10m 이상으로서 비교적 깊은 경우) 내부 터파기를 실시하면 수압차가 발생하여 가시설 흙막이 벽체(10) 외부의 지하수가 내부로 침투하여 내부 토사가 모래의 경우는 보일링(boiling)이 발생하고 내부 토사가 점토질인 경우에는 히빙(heaving)이 발생한다. 이 경우 측방 토압 및 이의 영향에 따라서 가시설 흙막이 벽체(10)가 전도될 수 있고, 내부의 습식 환경으로 인해 작업 환경이 매우 열악해진다.

도 2는 종래 방법에 따라 설치된 가시설 흙막이 벽체에서 내부 터파기 작업시 히빙을 방지하기 위해 흙막이 벽체를 연암층까지 근입하는 것을 나타낸다.

도 2에 도시된 바와 같이, 가시설 흙막이 벽체(10) 내부의 보일링 또는 히빙을 방지하기 위해 가시설 흙막이 벽체(10)를 풍화토층이나 연암층까지 깊게 근입하여 수압차를 극복하는 방법도 사용된다. 그러나, 이 경우 가시설 흙막이 벽체(10)를 연암층까지 근입하는 것이 쉽지 않고 시간과 비용이 과다하게 발생하는 문제가 있어 공기 연장과 공사비 증가의 주된 요인이 된다.

본 발명은 이와 같은 연약 지반 굴착을 위하여 터파기 내부 저면을 그라우팅 을 이용하여 지반을 계량하여 가시설 흙막이 벽체와 합성 일체화함에 의해 가시설 흙막이 벽체의 전도와 내부 점토질의 히빙을 방지하여 안전성을 향상시키고, 내부 터파기 작업시 작업 환경을 건식으로 조성함으로써 작업자 및 장비의 효율성과 기동성을 향상시키며 지반 침하를 방지하여 관로 공사 등에서 지하 매설물의 침하를 예방하기 위한 기술이다.

도 3a 내지 도 3g는 본 발명에 따른 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법을 순서대로 나타낸 것이다.

도 3a 내지 도 3g를 참조하면, 본 발명에 따른 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법은 하기의 순서로 진행된다. 즉,

(a) 시공하고자 하는 위치에 가시설 흙막이 벽체(10)를 근입 설치하는 단계 (도 3a);

(b) 상기 설치되는 가시설 흙막이 벽체(10)의 내측에 고압 분사 그라우팅 장비(20)를 이용하여 계획 굴착 심도의 저면부터 필요 심도까지(토질의 물성에 따라 구조 검토 후 그라우팅 심도 결정) 수직 천공하고 천공된 수직공 저면에서부터 로드(21)의 회전 인발과 동시에 그라우트재를 고압 분사하고 경화시켜 계획 굴착 심도 하부에 고결체 블록(22)을 형성하는 단계(도 3b~도 3c);

(c) 상기 형성된 고결체 블록(22) 주변에 상기 (b)와 동일한 방법으로 그라우트재를 고압 분사하고 경화시키되 상기 (b)에서 형성된 고결체 블록(22)과 연결되도록 하는 단계(도 3d~도 3e);

(d) 상기 (c)에서 형성된 고결체 블록(22)의 주변으로 상기 (c)와 동일한 방법으로 고결체 블록을 연속적으로 형성하여 계획 굴착 심도 하부에 고결체 블록들이 서로 연결된 판상 고결체(23)를 형성하여 하부 저면 그라우팅부를 형성하는 단계(도 3f);

(e) 상기 형성된 하부 저면 그라우팅부의 상부를 터파기 작업하는 단계(도 3g); 및

(f) 상기 하부 저면 그라우팅부를 바닥 정지 작업하고 버림 콘크리트 타설을 실시하는 단계;를 포함하여 구성된다.

도 3a 내지 도 3g를 참조하면, 본 발명에서 계획 굴착 심도보다 하부에 고결체 블록(22)의 집합체인 판상 고결체를 형성하고 상기 판상 고결체가 하부로부터의 수압으로 인해 점토질이 히빙되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 본 발명에서 상기 가시설 흙막이 벽체(10)는 토류판 공법, 시트 파일(Sheet Pile) 공법, C.I.P.(Cast-In-Placed Concrete Pile) 공법, SCW(Soil Cement Wall) 공법 또는 슬러리월(Slurry Wall) 공법 등으로 시공되는 가시설 흙막이 벽체를 제한 없이 포함한다.

본 발명에서 상기 계획 굴착 심도는 10m 이하의 얕은 심도이거나, 10m 이상, 구체적으로는 10~40 m 범위의 깊은 심도일 수 있다.

이 때 굴착 심도가 10m 이내인 경우에는 별도의 지지파일이 필요 없으나, 10m를 넘어서는 경우, 즉 약 10이상의 고심도인 경우에는 시설구조물의 침하를 방지하기 위해 PHC파일 등 별도의 지지 파일이 선시공되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용되는 상기 고압 분사 그라우팅 장비는 로드를 이용하여 지반의 수직 천공이 가능하면서 로드의 분사 노즐을 통해 그라우트재 또는 모르타르재를 일정 심도 이상에서 고압으로 분사할 수 있는 공지의 고압 분사 그라우팅 장비(20)를 그대로 이용할 수 있으며, 이와 같은 장비의 예로서는 JSP 장비, 컴팩션 그라우팅 장비 등의 장비를 들 수 있다.

상기 사용 장비는 그라우트재를 목적지 층에 삽입할 수 있는 기능의 것이면 되고 지반 개량 및 일정 강도를 달성하면 그 방법을 특정 장비로 한정치 않는다.

상기 고압 분사 그라우팅 장비(20)는 천공 후에 로드를 인발함과 동시에 그라우트재를 회전 분사하면서 지중에 원형의 그라우트재 블록을 형성하고, 상기 그라우트재 블록은 급결되어 지중에 고결체 블록을 형성한다.

이어서, 상기 1차 고결체 블록의 형성이 완료된 후, 또는 그라우트재 투입 후에 곧바로 상기 고결체 블록의 주변으로, 바람직하게는 바둑판 형태로 고압 분사 그라우팅 장비를 이용하여 같은 심도로 수직 천공하고 로드의 인발과 동시에 그라우트재를 고압 분사하여 경화(고결화)시킴으로써 상기 기 형성된 고결체 블록에 후속 고결체 블록이 연결되도록 한다.

이와 같은 작업을 연속적으로 행하면 도 3d 및 도 3e에 도시된 것과 같이, 원형 고결체 블록을 중심으로 그 주변에 다수의 후속 고결체 블록이 연속으로 연결되어 도 3f에 도시된 것과 같은 판상 고결체 블록을 지중에 형성한다.

상기 판상 고결체 블록의 최외곽부는 가시설 흙막이 벽체(10)에 연결되도록 하는 것이 바람직하다.

이어서, 내부 터파기 작업하고 바닥 정지 작업 및 버림 콘크리트 타설을 실시하면 가시설 작업이 완료된다.

본 발명에서 상기 고결체 블록을 형성하는 그라우트재는 시멘트 이상의 강도를 나타내며 속경성과 유동성이 확보되는 것이 바람직하고, 수중 불분리성까지 확보될 수 있으면 더욱 좋다.

이러한 그라우트재의 예를 들면, C₁₂-C₁₈알킬암모늄토실레이트, 유화보조제, 물, 소포제 및 pH 조절제로 이루어진 그라우트 개질제 1~10 중량%, 시멘트에 흙, 슬래그, 플라이애쉬, 점토, 암반가루, 폐콘크리트 중 적어도 하나가 혼합된 시멘트혼합물 40~90 중량% 및 물 5~50%로 이루어진 그라우트재를 들 수 있다. 그러나, 상기 재료에 한정되지 않고, 속경성(급결성), 유동성, 수중 불분리성이 확보될 수 있는 재료는 제한없이 사용될 수 있다.

이상의 특징을 갖는 본 발명에 따른 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법을 이용하면, 연약 지반에서 사용되는 가시설 흙막이 벽체의 하부 저층을 그라우팅을 이용하여 고결화시킴으로써 지반의 침하를 방지하고 작업시 우려되는 측압에 의한 가시설 흙막이 벽체의 전도 및 내부 점토의 히빙을 방지할 수 있고, 하부 마무리 터파기시 연약 지반에서 습식 상태의 환경을 건식 환경으로 개선함으로써 작업자 및 터파기 장비의 효율성 및 기동성을 증대시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게 있어 명백할 것이다.

10: 가시설 흙막이 벽체 20: 고압 분사 그라우팅 장비
21: 로드 22: 고결체 블록
23: 판상 고결체

Claims (5)

1. (a) 시공하고자 하는 위치에 가시설 흙막이 벽체를 근입 설치하는 단계;
   (b) 상기 설치되는 가시설 흙막이 벽체의 내측에 고압 분사 그라우팅 장비를 이용하여 계획 굴착 심도의 저면부터 필요 심도까지 수직 천공하고 천공된 수직공 저면에서부터 로드의 회전 인발과 동시에 그라우트재를 고압 분사하고 경화시켜 계획 굴착 심도 하부에 고결체 블록을 형성하는 단계;
   (c) 상기 형성된 고결체 블록 주변에 상기 (b)와 동일한 방법으로 그라우트재를 고압 분사하고 경화시키되 상기 (b)에서 형성된 고결체 블록과 연결되도록 하는 단계;
   (d) 상기 (c)에서 형성된 고결체 블록의 주변으로 상기 (c)와 동일한 방법으로 고결체 블록을 연속적으로 형성하여 계획 굴착 심도 하부에 고결체 블록들이 서로 연결된 판상 고결체를 형성하여 하부 저면 그라우팅부를 형성하는 단계;
   (e) 상기 형성된 하부 저면 그라우팅부의 상부를 터파기 작업하는 단계; 및
   (f) 상기 하부 저면 그라우팅부를 바닥 정지 작업하고 버림 콘크리트 타설을 실시하는 단계;를 포함하며,
   상기 가시설 흙막이 벽체는 토류판 공법, 시트 파일(Sheet Pile) 공법, C.I.P.(Cast-In-Placed Concrete Pile) 공법, SCW(Soil Cement Wall) 공법 또는 슬러리월(Slurry Wall) 공법으로 시공되는 가시설 흙막이 벽체이고,
   상기 계획 굴착 심도는 10~40 m 범위이며, PHC 지지파일이 선시공되어 상기 가시설 흙막이 벽체를 지지하고,
   상기 고압 분사 그라우팅 장비는 그라우트재 또는 모르타르재를 일정 심도 이상에서 고압으로 분사할 수 있는 JSP 장비 또는 컴팩션 그라우팅 장비이며,
   상기 그라우트재는 C₁₂-C₁₈알킬암모늄토실레이트, 유화보조제, 물, 소포제 및 pH 조절제로 이루어진 그라우트 개질제 1~10 중량%, 시멘트에 흙, 슬래그, 플라이애쉬, 점토, 암반가루, 폐콘크리트 중 적어도 하나가 혼합된 시멘트혼합물 40~90 중량% 및 물 5~50%로 이루어진 그라우트재가 사용되고,
   상기 (d)에 있어서, 상기 (c)에서 형성된 고결체 블록의 주변으로 상기 (c)와 동일한 방법으로 고결체 블록을 연속적으로 형성하는 것은 바둑판 형태로 고압 분사 그라우팅 장비를 이용하여 같은 심도로 수직 천공하고 그라우트재를 고압 분사하여 경화시킴으로써 기 형성된 고결체 블록에 후속 고결체 블록이 연결되도록 하며,
   상기 고결체 블록의 최외곽부는 상기 가시설 흙막이 벽체에 연결되도록 하여 저면 수평 차수 벽체를 형성함으로써 터파기 저면을 건식화하고 PHC 지지파일을 보호하며 지하 수압의 부력에 의한 시공 구조물의 부상을 방지하는 것을 특징으로 하는 연약 지반용 저면 그라우팅 합성 가시설 흙막이 공법.
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