KR101548519B1

KR101548519B1 - A method for compaction grouting using steel fiber

Info

Publication number: KR101548519B1
Application number: KR1020120064015A
Authority: KR
Inventors: 양정비
Original assignee: 덴버코리아이엔씨 주식회사
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2015-09-01
Also published as: KR20130140994A

Abstract

본 발명은 강섬유를 이용한 콤팩션 그라우팅 공법에 관한 것으로, 이를 더욱 상세히 설명하면 그라우트재에 강섬유를 배합하거나 단계적 그라우트재 주입 사이에 강섬유를 주입함으로써 지중에서 그라우트재에 의한 경화체의 역학적 성능의 향상에 기해 지반보강효율을 증진시키도록 하며, 주입되는 강섬유의 형상에 기해 물리적, 화학적 부착강도를 증진시킴에 따라 지반보강효율을 배가시키는 콤팩션 그라우팅 공법에 관한 것이다. The present invention relates to a compaction grouting method using a steel fiber, and more particularly, it relates to a method of forming a grouting material by mixing a steel fiber into a grout material or injecting a steel fiber into a grout material during a stepwise grout refinement, thereby improving the mechanical performance of the grout material The present invention relates to a compaction grouting method for enhancing ground reinforcement efficiency and enhancing physical and chemical bond strength due to the shape of a steel fiber to be injected, thereby doubling the ground reinforcement efficiency.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composite grouting method using a steel fiber,

일반적으로, 연약한 지반을 강화시켜서 붕괴를 예방하거나 또는 건축물이나 구조물의 지반을 강화시키기 위하여 지반에 그라우팅을 많이 실시하고 있다. 즉, 산비탈길 도로변 주변의 경사면 등이 붕괴되는 것을 예방하기 위하여 지반강화를 위한 그라우팅을 많이 실시되고 있으며, 특히 건축물이나 구조물이 장기간에 걸친 시간경과로 주변환경이 변하여 지반이 침하하거나 붕괴되는 것을 방지하기 위하여 그라우팅을 실시하고 있다. 또한, 연약한 지반 상에 건축물이나 구조물을 축조하여야 할 경우에도, 연약지반을 강화시키기 위하여 그라우팅을 많이 실시하고 있다.Generally, grouting is performed on the ground in order to prevent collapse by strengthening the weak ground or to strengthen the ground of the building or structure. In other words, grouting for strengthening the ground has been performed in order to prevent collapse of the slope around the road near the mountain road, and in particular, it is prevented that the surrounding environment changes due to the elapsed time of the building or the structure and the ground is subdued or collapsed Grouting is carried out to make In addition, even when a building or structure is to be built on a soft ground, a lot of grouting is performed to strengthen the soft ground.

종래에는 다양한 그라우팅 공법이 제공되고 있는데, 특히 본 발명 출원인이 권리를 가지고 있는 특허 제0155195호에서는 시멘트몰탈주입에 의한 콤팩션 그라우팅 공법을 제공하고 있다. 상기 특허 제0155195호에 따른 시멘트몰탈주입에 의한 콤팩션 그라우팅 공법은 비트가 삽탈자재하게 장착된, 내면이 중공으로 된 일정길이의 중공파일을 연속적으로 연결하면서 천공기 또는 착암기를 사용하여 지중으로 이 파일을 삽설함으로써, 이 중공파일이 보강충전재의 이송용 파이프라인이 되게 한 후, 시멘트몰탈(그라우트재)를 충전하고 충전이 단계적으로 이루어지게 하는 그라우팅공법에 있어서, 상기 중공파일을 통하여 지중으로 고점도의 초고압 그라우트재 충전으로 지중의 연약지반을 압박하여 지중에 공간을 형성하면서 축차적 하향충전법(상향충전법)으로 침하된 건축물, 구축물을 그라우트의 침투 고결 없이 임의의 지점에서 정확히 복원되도록 한 시멘트몰탈주입에 의핸 콤팩션 그라우팅 공법이다.In the past, various grouting methods have been provided. In particular, patent No. 0155195, in which the applicant of the present invention has a right, provides a compaction grouting method by injection of cement mortar. The compaction grouting method by injecting cement mortar according to the above-mentioned Japanese Patent No. 0155195 is a method in which a hollow file having a certain length of hollow inner surface, in which bits are removably installed, is connected continuously, (Grout material) after charging the reinforcing filler to be a pipeline for transferring the reinforcing filler, and filling the cement mortar (grout material) in a stepwise manner, characterized in that the hollow pile has a high viscosity Cement mortar injection which restores buildings and structures that were submerged by the sequential downfilling method (upward charging method) by precisely pressing the soft ground of the ground by recharging the ultra high pressure grout, Is a complex grouting method.

그러나, 종래의 콤팩션 그라우팅 공법은, 연약지반이나 침하된 지반상의 기울어진 구축물 또는 건축물을 복원시킴에 있어, 어떠한 그라우팅 공법으로도 불가능한 일을 가능하게 해주는 대단히 유용한 공법이기는 하지만, 그라우트재에 의해 형성되는 경화체가 지중에서 충분한 강도를 나타내지 못하여 지반보강효율이 다소 저하되는 문제가 있었으며, 전단력에 대한 저항성이 다소 작고 특히 단계적 충진에 의해 그라우트재 간의 경계면이 직경이 작고, 주입시점의 차이로 전단력에 취약부를 형성하는 문제가 있었다.
However, the conventional compaction grouting method is a very useful method for restoring a tilted building or structure on soft ground or subsided ground, which is impossible with any grouting method. However, The grout reinforcement efficiency is somewhat reduced due to the fact that the hardened material does not show sufficient strength in the ground. The resistance to the shear force is somewhat small and the interface between the grout materials is small in diameter due to the stepwise filling, As shown in FIG.

특허 제0155195호Patent No. 0155195

이에 본 발명자는 앞서 언급한 기존의 컴팩션 그라우팅 공법이 안고 있는 문제점을 극복하고자 연구와 실험을 거듭한 결과, 강섬유를 그라우트재에 배합함으로써 그라우트재에 의해 형성되는 경화체가 지중에서 충분한 강성을 발휘하도록 하는 것을 알 수 있었으며, 강섬유의 표면형상에 기해 타 그라우트재 조성과 부착강도를 향상시킬 수 있음에 따라 그라우트재에 의해 형성되는 경화체의 강성이 배가되는 것을 알 수 있었는 바, 이에 강섬유를 이용한 콤팩션 그라우팅 공법을 제공하고자 한다.
The inventors of the present invention conducted research and experiments to overcome the problems of the conventional compaction grouting method described above. As a result, the inventors found that a cured product formed by a grout material exhibits sufficient rigidity in a ground by mixing a steel fiber with a grout material And the rigidity of the cured product formed by the grout material is doubled as the grout reinforcement and the bond strength can be improved due to the surface shape of the steel fiber. As a result, Grouting method.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명의 강섬유를 이용한 콤팩션 그라우팅 공법은 천공단계, 주입장치 설치단계, 시멘트, 잔골재, 물, 강섬유를 배합하는 그라우트재 배합단계, 그라우트재 주입단계, 인발단계 및 그라우트재 주입단계, 인발단계를 반복수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 즉 본 발명은 그라우트재에 강섬유를 포함하도록 함으로써 지중에서 그라우트재에 의한 경화체에 압축, 휨을 포함하는 강도를 강화시키도록 하여 지반을 견고하게 강화시키도록 하는 것이다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a composite grouting method using a steel fiber, the method comprising: a punching step; a step of installing an injection device; a grout remixing step of blending cement, fine aggregate, water and a steel fiber; The grout reinjection step, and the drawing step. That is, according to the present invention, it is possible to strengthen the ground by strengthening the strength including compression and warping of the cured material by the grout material in the ground by including the steel fiber in the grout material.

한편 본 발명의 강섬유를 이용한 콤팩션 그라우팅 공법은 천공단계, 주입장치 설치단계, 시멘트, 잔골재, 물을 배합하는 그라우트재 배합단계, 그라우트재 주입단계, 강섬유 분사단계, 인발단계 및 그라우트재 주입단계, 강섬유 분사단계, 인발단계를 반복수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서는 그라우트재의 주입단계 사이에 강섬유를 분사하는 단계를 게재시킴으로써 그라우트재에 의한 경화체에 있어서 주입시간을 달리하는 경화체의 경계면(이하, "경계면"이라함)간에 강섬유에 의한 부착강도를 증진시킴으로써 전단력에 대한 보강을 강화시키는 것이다. In the meantime, the method of the present invention for forming a grout by using a steel fiber comprises the steps of: a punching step, an injecting device setting step, a grouting material mixing step for mixing cement, fine aggregate, water, a grout refining step, a steel fiber spraying step, The steel fiber injection step, and the drawing step. Here, by injecting the step of injecting the steel fiber between the injection steps of the grout material, the adhesion strength by the steel fiber is improved between the interface (hereinafter referred to as "interface surface") of the cured body with different injection times in the cured body by the grout material, To strengthen the reinforcement.

여기서 상기 잔골재는 모래질 점토, 세립질 자갈/모래인 것을 특징으로 하되, 시멘트 100중량부에 대해 모래질 점토 200 내지 300중량부, 세립질 자갈/모래 200 내지 300중량부, 물 50 내지 150중량부를 포함하여 배합되도록 함이 타당하다. Wherein the fine aggregate is sandy clay, fine granular gravel / sand, wherein 200-300 parts by weight of sandy clay, 200-300 parts by weight of fine granular gravel / sand and 50-150 parts by weight of water are added to 100 parts by weight of cement It is reasonable to make them blended.

또한, 상기 강섬유는 양 단부가 고정되어 회전되도록 하여 외부둘레가 길이방향으로 연속하여 꼬아진 형상의 비틀림 단면이 형성되도록 함으로써 타 조성과의 부착면적을 늘림에 의해 부착강도를 강화시키도록 함이 타당하다. 바람직하게 상기 강섬유는 35mm당 비틀림 횟수 2 내지 12개인 것을 특징으로 한다. In addition, the steel fiber is fixed at both ends so as to rotate so that the outer periphery is formed to have a twisted cross-section that is continuously twisted in the longitudinal direction, thereby increasing the attachment area with the other composition, Do. Preferably, the steel fiber has a twist frequency of 2 to 12 per 35 mm.

한편 상기 강섬유는 표면에 플라즈마 조사에 의해 요철이 형성되도록 함으로써 기계적 부착강도를 강화시키며 표면의 친수화에 의해 화학적 부착강도를 강화시켜 지중에서 그라우트재에 의한 경화체의 물리적 강성을 더욱 향상시키는 것이 타당하다. 즉 상기 강섬유는 플라즈마 조사에 의해 그 표면에 미세한 요철이 발생되는 바, 이러한 미세한 요철에 기해 물리적으로 타 조성물과의 부착강도가 증진되는 것이며, 미세한 요철에 의해 강섬유 표면이 친수화 되어 결국 타 조성물 특히 시멘트와 수소결합에 의한 부착력을 화학적으로 강화시킴에 따라 그라우트재에 의한 경화체가 높은 강성을 발휘하게 되거나, 그라우트재에 의한 경화체에 있어 경계면에 부착강도를 증진시켜 전단력에 대한 강성을 강화시키는 것이다. On the other hand, it is appropriate that the steel fiber is strengthened in mechanical bonding strength by forming irregularities on the surface by plasma irradiation and strengthening chemical bonding strength by hydrophilization of the surface to further improve the physical rigidity of the cured body by the grout material in the ground . That is, fine irregularities are generated on the surface of the steel fiber by plasma irradiation, and the adhesion strength to other compositions is physically enhanced due to such fine irregularities. The surface of the steel fiber is hydrophilized by fine irregularities, The adhesive strength by cement and hydrogen bonding is chemically strengthened, so that the cured product by the grout material exhibits high rigidity. In the cured product by the grout material, the adhesion strength to the interface is enhanced to strengthen the rigidity against the shear force.

한편, 상기 그라우트재에는 규산나트륨, 규산칼륨 중 1 또는 2이상의 혼합물이 더 10 내지 50중량부 더 배합됨이 타당하다. 이렇게 상기 그라우트재에 규산나트륨, 규산칼륨 중 1 또는 2이상의 혼합물이 배합되도록 함으로써 그라우트재에 있어 시멘트 수화반응시 생성되는 수산화칼슘과 반응을 통하여 규산칼슘수화물을 생성시키며, 생성된 규산칼슘수화물은 그라우트재에 의한 경화체의 미세기공에 충진되어 결국 밀실한 구조를 제공함으로써 경화체의 강도를 강화시키게 되는 것이다. On the other hand, it is proper that the grout material further contains 10 to 50 parts by weight of one or more of a mixture of sodium silicate and potassium silicate. The calcium silicate hydrate is produced by reacting with the calcium hydroxide produced in the cement hydration reaction in the grout material by mixing the grout material with one or more of the sodium silicate and the potassium silicate to form the calcium silicate hydrate, Is filled in the micropores of the cured product to thereby provide a closed structure, thereby strengthening the strength of the cured product.

이에 더하여 상기 그라우트재에는 규불화구리, 규불화아연, 규불화마그네슘, 규불화리튬, 규불화철 중 1 또는 2이상의 혼합물이 10 내지 50중량부 더 배합됨이 타당한 바, 이는 상기 규산칼슘수화물의 생성반응에서는 수산화나트륨(NaOH)이 생성되는데 이렇게 생성되는 수산화나트륨은 물에 대한 용해도가 높기 때문에 수분이 존재하면 재용해되어 용출되는 문제점이 있다. 따라서 수산화나트륨과 반응을 하여 불용화하고, 규산나트륨과 같이 경화체 성분과 화학반응하여 미세공극을 충진시키는 규불화구리 등을 첨가함으로써 경화체에 완전히 밀실한 구조가 제공되는 것이다. 즉 규불화구리, 규불화아연, 규불화마그네슘, 규불화리튬, 규불화철 중 1 또는 2이상의 혼합물은 경화체에서 시멘트 수화반응시 생성되는 수산화칼슘과 반응하여 불용성의 미세한 입자를 생성시켜 경화체의 미세기공을 충진시킴으로써 강도를 더욱 강화시키는 것이다. In addition, it is preferable that the grout material further contains 10 to 50 parts by weight of one or more of a mixture of one or more of copper sulfide, zinc sulfite, magnesium diisobutylsulfate, lithium sulfite, and iron silicofluoride. Sodium hydroxide (NaOH) is generated in the reaction of formation. The sodium hydroxide thus produced has a high solubility in water, and therefore, when water is present, it is redissolved and eluted. Therefore, it is insolubilized by reacting with sodium hydroxide and added with silicofluoride or the like which chemically reacts with the curing component such as sodium silicate to fill the microvoids, thereby providing a completely closed structure to the cured product. That is, a mixture of one or more of copper sulfide, zinc sulfide, magnesium sulfide, lithium fluoride, and iron silicide reacts with the calcium hydroxide produced in the cement hydration reaction in the cured product to form insoluble fine particles, To further strengthen the strength.

또한, 상기와 같이 배합되는 규산나트륨 등 및 규불화구리 등에 있어 배합비는 중량비로 3:7 내지 7:3인 것이 바람직하다. In addition, the compounding ratio in sodium silicate, copper sulfite or the like combined as described above is preferably 3: 7 to 7: 3 by weight.

상기에서 언급한 규산나트륨 등 및 규불화구리 등이 경화체에서 균일한 분산이 이루어지기 위해서는 계면활성제가 더 첨가되는 것이 바람직하다. 계면활성제로는 음이온계로 도데실벤젠술폰산나트륨, 고급알코올황산나트륨, 올레핀산나트륨, 비이온계로 폴리옥시에틸렌노닐페놀에테르, 폴리옥시에틸렌고급알코올에테르 중 1 또는 2이상의 혼합물이 사용됨이 타당하다.
In order to uniformly disperse the above-mentioned sodium silicate, copper sulfite, etc. in the cured product, it is preferable to further add a surfactant. As the surfactant, it is appropriate to use anion system such as sodium dodecylbenzenesulfonate, higher alcohol sodium sulfate, sodium oleate, nonionic polyoxyethylene nonylphenol ether and polyoxyethylene higher alcohol ether.

본 발명의 강섬유를 이용한 콤팩션 그라우팅 공법은 그라우트재에 강섬유를 배합하거나 단계적 그라우트 주입 사이에 강섬유를 분사함으로써 지중에서 그라우트재에 의한 경화체의 역학적 성능의 향상에 기해 지반보강효율을 증진시키는 장점이 있다.The compaction grouting method using the steel fiber of the present invention is advantageous in enhancing the ground reinforcement efficiency due to improvement of the mechanical performance of the cured material by the grout material in the ground by mixing the steel fiber into the grout material or spraying the steel fiber between the step grout injection .

또한, 본 발명의 강섬유를 이용한 콤팩션 그라우팅 공법은 그라우트재에 강섬유를 배합하거나 단계적 그라우트 주입 사이에 강섬유를 분사함에 있어 강섬유의 형상에 기해 물리적, 화학적 부착강도를 증진시킴에 따라 지반보강효율을 배가시키는 장점이 있다
In addition, the method of the present invention for improving the physical and chemical bonding strength due to the shape of the steel fiber in mixing the steel fiber into the grouting material or spraying the steel fiber between the grouting material and the grouting material, It has the advantage of

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 예를 나타내는 개략도이고,
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 비틀림 단면이 형성된 강섬유를 나타내는 사진이다. 1A to 1D are schematic views showing an example of the present invention,
2A to 2D are schematic views showing another example of the present invention.
3 is a photograph showing a steel fiber formed with a torsion section used in the present invention.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the structure and operation of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, terms and words used in the present specification and claims are to be construed in accordance with the principles of the present invention, on the basis that the inventor can properly define the concept of a term in order to best explain his invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of.

본 발명은 강섬유를 이용한 콤팩션 그라우팅 공법에 관한 것으로, 도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 예를 나타내는 개략도이고, 도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 다른 예를 나타내는 개략도이다. The present invention relates to a compaction grouting method using a steel fiber. FIGS. 1A to 1D are schematic views showing an example of the present invention, and FIGS. 2A to 2D are schematic views showing another example of the present invention.

우선 도 1a 내지 도 1d에 도시된 본 발명의 일 예에 대해 설명한다. 우선 도 1a에서 보는 바와 같이 지중의 다양한 구조에 대응하여 단부에 착탈이 자유로운 공지의 비트(도면에 도시된 바 없음)가 장착된 일정길이의 중공파일(20)을 삽설하기 위하여 천공기(10)로 지면을 항타하여 천공한다. 그리고, 도 1b에서 보는 바와 같이 보강을 소정의 지중위치에 위치될 때까지 중공파일(20)을 계속 연결하면서 지중을 항타한다. 원하는 지중위치는 구조물의 기초, 구조 또는 지질이나 토질시험을 하여 보강부위 및 위치를 미리 선정해야함은 선결조건이다. 그 다음으로 그라우트재(40)를 충전할 위치까지 내려간 비트가 견고한 지층에 도달한 뒤 중공파일(20)을 약간 상승시키면 중공파일(20)의 미단에 삽탈자재하게 장착된 비트가 지중에 삽입된 상태에서 중공파일 미단과 분리되고 중공파일(20)은 이때부터 그라우트재(40)를 주입이송 하는 파이프 라인역할을 하게 된다.First, an example of the present invention shown in Figs. 1A to 1D will be described. As shown in FIG. 1A, in order to insert a hollow fiber 20 of a predetermined length equipped with a known bit (not shown in the figure) that is freely attachable and detachable at the end portion corresponding to various structures of the ground, a perforator 10 It pierces the ground. Then, as shown in FIG. 1B, the reinforcement is continuously connected to the hollow fiber 20 until it is positioned at a predetermined ground position. It is a prerequisite that the desired underground location should be selected in advance for the foundation, structure or geological or soil quality of the structure, and the location and location of reinforcement. Then, when the bit that has been lowered to the position where the grout material 40 is to be charged reaches a solid layer and then the hollow file 20 is slightly raised, the bit inserted and detached in the hollow of the hollow file 20 is inserted into the ground The hollow pile 20 is separated from the hollow pile of the hollow pile 20 and serves as a pipeline for transferring the grout material 40 from there.

여기서 그라우트재(40)는 시멘트, 잔골재, 물, 강섬유를 포함하도록 배합하는 것을 특징으로 한다. 이렇게 그라우트재(40)에 강섬유를 포함하도록 함으로써 지중에서 그라우트재(40)에 의한 경화체에 압축, 휨을 포함하는 강도를 강화시키도록 하여 결국 지반을 견고하게 강화시키도록 하는 것이다. Here, the grout material 40 is characterized in that the grout material 40 is blended to include cement, fine aggregate, water, and steel fiber. By including the steel fiber in the grout material 40, the strength of the cured material by the grout material 40 including the compression and the warping is strengthened so that the ground is firmly strengthened.

상기 잔골재는 모래질 점토, 세립질 자갈 또는 모래인 것이 타당하다. 상기 모래질 점토는 점성토마사를 사용하는 것이 바람직하며, 그 입경은 4mm이하를 사용하는 것이 타당하다. 4mm를 초과하는 경우 재료분리 등에 의해 오히려 강도가 저감되므로 이와 같이 한정하는 것이 타당하다. The fine aggregate is preferably sandy clay, fine-grained gravel or sand. Preferably, the sandy clay is made of viscous clay and the grain size is 4 mm or less. If it exceeds 4 mm, the strength is rather reduced due to material separation or the like.

또한 상기 세립질 자갈 또는 모래는 8mm이하를 사용하는 것이 바람직한 바, 이또한 8mm를 초과하는 경우 재료분리 등에 의해 오히려 강도가 저감되므로 이와 같이 한정하는 것이다. The finely divided gravel or sand is preferably 8 mm or less, and if it exceeds 8 mm, the strength is reduced due to material separation or the like.

이렇게 배합되는 그라우트재(40)는 시멘트 100중량부에 대해 모래질 점토 200 내지 300중량부, 세립질 자갈/모래 200 내지 300중량부, 물 50 내지 150중량부를 포함도록 배합됨이 타당하고, 특히 강섬유는 1 내지 3중량부로 배합되어야 한다. 이렇게 강섬유 배합비를 한정하는 이유는 1중량부 미만이면 배합효과가 미미하고, 3중량부를 초과하면 강섬유 간의 뭉침 현상 등으로 오히려 강도가 저하되기 때문이다. It is proper that the grout material 40 to be blended includes 200-300 parts by weight of sandy clay, 200-300 parts by weight of fine granular gravel / sand and 50-150 parts by weight of water relative to 100 parts by weight of cement, Should be formulated in 1 to 3 parts by weight. The reason for limiting the compounding ratio of the steel fiber is that the compounding effect is insufficient if the amount is less than 1 part by weight, and the strength is lowered due to aggregation between the steel fibers when the amount is more than 3 parts by weight.

한편 상기 강섬유는 도 3에서 보는 바와 같이 양 단부가 고정되어 회전되도록 하여 외부둘레가 길이방향으로 연속하여 꼬아진 형상의 비틀림 단면이 구성되도록 함이 타당하다. 이러한 강섬유의 형상비(Aspect Ratio, 단면수치에 대한 길이의 비)는 30~100 정도의 것이 사용될 수 있다. 바람직하게는 본 발명에 의한 강섬유는 그 직경이 0.16~0.30mm, 길이가 20 내지 150mm, 비틀림 단면의 보강섬유는 비틀림 횟수 35mm 당 2 내지 12개인 것이 타당하다. 이러한 직경, 길이 및 꼬인 상태로 제조될 때, 강섬유의 인장강도가 1300 ~ 3800 MPa로 정해지도록 할 수 있어 그라우트재에 의한 경화체가 지중에서 충분히 강도를 발휘하도록 할 수 있는 것이다. As shown in FIG. 3, it is proper that the steel fiber has both end portions fixed and rotated so that the outer circumference is formed into a twisted shape having a continuous twist in the longitudinal direction. The aspect ratio of the steel fiber (ratio of the length to the cross-sectional value) may be about 30 to 100. Preferably, the steel fiber according to the present invention has a diameter of 0.16 to 0.30 mm, a length of 20 to 150 mm, and a reinforcing fiber having a twisted section of 2 to 12 per 35 mm of twist frequency. When manufactured in such a diameter, length and twisted state, the tensile strength of the steel fiber can be set to 1300 to 3800 MPa, so that the cured body by the grout material can exhibit sufficient strength in the ground.

한편 상기 강섬유는 그 길이가 20 내지 150mm로 한정하는 것이 바람직한 바, 20mm미만의 경우는 그라우트재 내에서 강도발현에 효과를 발현하는 것이 미미하고, 150mm를 초과하는 경우 각각의 섬유 간에 뭉침이 발생하여 분산성이 저하될 수 있으며, 비중의 증가에 의해 분산성이 저하될 수 있기 때문이다. On the other hand, it is preferable that the length of the steel fiber is limited to 20 to 150 mm. When it is less than 20 mm, the effect on strength development is small in the grout material. When it exceeds 150 mm, The dispersibility may be lowered, and the dispersibility may be lowered due to the increase of the specific gravity.

한편 도면에 도시된 바는 없으나, 상기 강섬유는 비틀림 단면을 구성함에 있어 단면에 복수의 산이 형성되도록 길이방향으로 복수의 볼록테두리가 형성된 직선형 섬유를 양 단부가 고정되어 회전되도록 하여 비틀림 단면이 형성되도록 할 수 있다. 즉 비틀림 단면이 구성된 강섬유를 제조시에 단면에 복수의 산이 형성되도록 길이방향으로 복수의 볼록테두리가 형성된 직선형 섬유를 사용함으로써 원형단면을 사용하는 경우보다 외주연의 둘레길이가 증가되도록 하여 결국 비틀림 단면을 형성하도록 하는 것이다. 이렇게 비틀림 단면으로 구성하는 것은 증가된 둘레길이 만큼 강섬유와 그라우트재를 구성하는 타 조성과 부착성능이 향상시키기 위한 것이다. 즉 강섬유에 있어 형상비에는 영향이 없도록 하면서 그라우트재를 조성하는 타 조성과의 부착성능을 높이는 기술적 특징이 도입된 것이다.On the other hand, although the steel fiber is not shown in the drawing, the steel fiber has a structure in which a straight fiber having a plurality of convex rims formed in a longitudinal direction so as to form a plurality of mountains in a cross section is fixedly rotated at both ends so that a twisted section is formed can do. That is, by using a straight fiber having a plurality of convex rims in the longitudinal direction so that a plurality of mountains are formed on a cross section in manufacturing a steel fiber having a twisted cross section, the circumferential length of the outer rim is increased, . This twisted section is intended to improve the other composition and adhesion performance of the steel fiber and grout material by the increased circumferential length. That is, a technical feature is introduced that improves the adhesion performance with the other composition for forming the grout material without affecting the aspect ratio in the steel fiber.

결국 본 발명에 사용되는 강섬유는 소정의 길이를 가진 단면에 복수의 산이 형성되도록 길이방향으로 복수의 볼록테두리가 형성된 직선형 강섬유를 양 단부가 고정된 채 서로 반대방향으로 회전시키는 방식으로 강섬유에 비틀림이 발생하도록 하여 그라우트재를 조성하는 타 조성과 접촉면적을 극대화 할 수 있는 비틀림 단면이 제조되는 것이다. As a result, the steel fiber used in the present invention has a structure in which a straight steel fiber having a plurality of convex rims formed in a longitudinal direction so as to form a plurality of mountains on a cross section having a predetermined length is twisted in a steel fiber So that a twisted section capable of maximizing the contact area and the other composition for forming the grout material is produced.

또한, 상기에서 언급한 바와 같이 상기 강섬유는 비틀림 단면을 형성함에 있어 2회 이상 원하는 횟수만큼 용도 등에 따라 비틀림 단면을 형성하는 것이 가능할 것이다. 단 35mm에서 12회를 초과하여 비틀림 단면을 형성하는 경우에는 과도한 비틀림에 의해 강섬유 자체의 인장강도가 저하되고, 시멘트 등 타 조성이 강섬유의 구석구석까지 충전되기 어려우며, 또한 기포가 발생하기 쉽기 때문에 강섬유가 그라우트재(40)에서 제기능을 수행하지 못하는 바, 이와 같이 한정한다. 여기서 형상비가 100 이하로 형성된다고 했을 때 단면치수 및 길이에는 그 최대치가 있으므로 그 최대치(형상비 100)를 기준으로 했을 때 보강섬유의 꼰 횟수는 12회 이하가 바람직함을 알 수 있다. In addition, as described above, the steel fiber can form a twisted section in a desired number of times more than two times in order to form a twisted section. In the case of forming a twisted section exceeding 12 times at a length of 35 mm, the tensile strength of the steel fiber itself is lowered due to excessive twisting, and it is difficult for the other composition such as cement to fill all the corners of the steel fiber, The grout material 40 can not perform its function. Here, when the aspect ratio is defined as 100 or less, it is preferable that the number of times of reinforcing fiber is twelve times or less with respect to the maximum value (aspect ratio 100) as the cross-sectional dimension and length are maximum.

이렇게 다수 회 비틀림 단면을 형성하도록 강섬유를 꼬게 되면 그 둘레면적은 자연스럽게 더 증가될 수 있도록 하면서 굳지 않은 그라우트재에 있어 각각의 배합조성 간에 가교효과를 통해 종국적으로 지중에서 그라우트재를 이용한 경화체가 충분한 강도를 발현하도록 하는 것이다. When the steel fiber is twisted so as to form a plurality of twisted sections, the circumferential area of the grout material can be increased more naturally. In the unsettled grout material, the cross- . &Lt; / RTI >

한편 상기 강섬유는 표면에 플라즈마 조사에 의해 요철이 형성되도록 함으로써 기계적 부착강도를 강화시키며 표면의 친수화에 의해 화학적 부착강도를 강화시킴으로써 지중에서 그라우트재에 의한 경화체의 물리적 강성을 더욱 향상시키는 것이 타당하다. 즉 상기 강섬유는 프라즈마 조사에 의해 그 표면에 미세한 요철이 발생하는 바, 이러한 미세한 요철에 기해 물리적으로 타 조성물과의 부착강도가 증진되는 것이며, 미세한 요철에 의해 강섬유 표면이 친수화 되어 결국 타 조성물 특히 시멘트와 수소결합에 의한 부착력을 화학적으로 강화시킴에 따라 그라우트재에 의한 경화체가 높은 강성을 발휘하게 되는 것이다. On the other hand, it is appropriate to further improve the physical stiffness of the cured body by the grout material in the paper by strengthening the mechanical adhesion strength by allowing the surface of the steel fiber to have irregularities formed by plasma irradiation and strengthening the chemical adhesion strength by hydrophilization of the surface . That is, fine irregularities are generated on the surface of the steel fiber by plasma irradiation, and the adhesion strength to other compositions is physically enhanced due to such fine irregularities. The surface of the steel fiber is hydrophilized by fine irregularities, As the adhesive force by cement and hydrogen bonding is chemically reinforced, the cured body by the grout material exhibits high rigidity.

이렇게 강섬유 표면에 플라즈마를 조사하여 미세 요철이 형성되도록 하는 것이며, 이러한 미세 요철은 1㎛ 이상 1000㎛ 미만의 범위에 속하는 크기를 의미하는 것이다. 강섬유에 플라즈마를 조사하는 장치는 공지의 장치로서 일 예로 공정챔버, 공정챔버의 내부에 설치되는 기판전극, 공정챔버의 외주면에 설치되는 방전코일, 방전 코일에 연결되는 고주파 전원소스, 기판전극에 연결되는 고주파 전원소스를 이용하여 공정챔버 내부에 Ar 등의 혼합물로 이루어진 소스가스를 주입하고, 공정챔버의 내부를 일정 압력을 유지시키면서 전력을 인가하여 공정챔버 내부에 플라즈마가 생성되도록 하여 공정챔버 내부의 강섬유 표면에 요철이 생기도록 하는 것이다. 이러한 장치를 이용하여 강섬유 표면에 미세요철이 형성되도록 하는 바, 미세요철의 크기, 즉 철부의 높이나 요부의 깊이 또는 철부 사이의 간격 등은 소스가스의 종류, 공정챔버의 압력, 방전코일에 인가되는 전력의 세기 등에 따라 조절될 수 있는 것이다. 이렇게 플라즈마를 조사하여 강섬유 표면에 요철이 형성되면 시멘트 등 타 조성과 물리적으로 부착강도가 증진되어 결국 지중에서 그라우트재에 의한 경화체가 높은 강성을 발휘하게 되는 것이다. The surface of the steel fiber is irradiated with a plasma to form fine irregularities. The fine irregularities mean a size within a range of 1 μm or more and less than 1000 μm. As a known apparatus for irradiating a steel fiber with plasma, for example, there are a process chamber, a substrate electrode provided inside the process chamber, a discharge coil provided on the outer circumferential surface of the process chamber, a high frequency power source connected to the discharge coil, A source gas composed of a mixture of Ar or the like is injected into the process chamber using a high frequency power source and a power is applied while maintaining a predetermined pressure inside the process chamber to generate plasma in the process chamber, So that irregularities are formed on the surface of the steel fiber. The size of the fine irregularities, that is, the height of the convex portion, the depth of the concave portion, the interval between the convex portions, and the like are determined by the kind of the source gas, the pressure of the process chamber, And the strength of the power. When the irregularities are formed on the surface of the steel fiber by irradiating the plasma, the adhesion strength is increased physically with the other composition such as cement, and as a result, the hardened material by the grout material in the paper exhibits high rigidity.

또한 이렇게 플라즈마를 조사하여 강섬유 표면에 요철이 형성되면 강섬유 표면은 물과의 접촉각이 90도 보다 작게 되어 친수화가 된다. 즉 플라즈마가 조사된 강섬유 표면은 물과의 접촉각이 작아지고 친수성이 강해지게 되며, 이러한 친수성은 결국 시멘트와 수화반응을 통해 화학적으로도 부착강도를 증진시키게 되는 것이다. In addition, when the irregularities are formed on the surface of the steel fiber by irradiating the plasma, the surface of the steel fiber becomes hydrophilic because the contact angle with water is less than 90 degrees. That is, the surface of a steel fiber irradiated with plasma has a small contact angle with water and a high hydrophilicity, and the hydrophilicity of the plasma increases chemically bond strength through hydration reaction with cement.

한편, 상기 그라우트재에는 규산나트륨, 규산칼륨 중 1 또는 2이상의 혼합물이 10 내지 50중량부 더 배합됨이 타당하다. 이렇게 상기 그라우트재에 규산나트륨, 규산칼륨 중 1 또는 2이상의 혼합물이 배합되도록 함으로써 그라우트재에 있어 시멘트 수화반응시 생성되는 수산화칼슘과 반응을 통하여 규산칼슘수화물을 생성시키며, 생성된 규산칼슘수화물은 그라우트재에 의한 경화체의 미세기공에 충진되어 결국 밀실한 구조를 제공함으로써 경화체의 강도를 강화시키게 되는 것이다. On the other hand, it is proper that the grout material further contains 10 to 50 parts by weight of a mixture of one or more of sodium silicate and potassium silicate. The calcium silicate hydrate is produced by reacting with the calcium hydroxide produced in the cement hydration reaction in the grout material by mixing the grout material with one or more of the sodium silicate and the potassium silicate to form the calcium silicate hydrate, Is filled in the micropores of the cured product to thereby provide a closed structure, thereby strengthening the strength of the cured product.

상기에서 언급한 배합에 의해 배합되는 그라우트재(40)는 그 배합범위에서 연약지반 등 보강할 지반, 주변환경 등을 고려하여 배합하되, 경우에 따라 플라이애쉬(Fly Ash), 벤토나이트(Bentonite), 에폭시(Epoxy) 등과 같은 급결제를 선택적으로 배합할 수 있다. The grout material 40 blended in accordance with the above-mentioned blend is blended in consideration of the ground to be reinforced such as soft ground, the surrounding environment, and the like, and the fly ash, bentonite, Epoxy resin and the like can be optionally compounded.

상기와 같이 배합되는 그라우트재는 슬럼프(Slump)가 5cm이하로 점성이 강하여 물리적 비유동성상태로 교반되므로 이러한 그라우트재(40)가 연약지반 등에 펌프를 이용하여 주입되는 경우 연약지반 등에서 맥상으로 고결되거나 침투고결되지 않고 연약지반 등을 강하게 압박하면서 주위로 밀어내므로 연약지반내에 공간을 형성하여 그라우트재(40)가 충전된다. 이 점은 일반적인 약액그라우트에 의한 지반보강공법과 상이한 점이다. When the grout material is injected into a soft ground or the like by means of a pump, the grout material is agglomerated in a physical non-fluid state because the slump has a viscosity of 5 cm or less and is viscous. And the grout material 40 is filled up by forming a space in the soft ground by pushing the soft ground and the like without pressing hard. This point is different from the ground reinforcement method by general chemical grout grout.

상기와 같은 그라우트재(40)를 도 1c에서 보는 바와 같이 연약지반 등의 지중에 고압펌프(도면번호 도시되지 않음)를 이용하여 주입하는 단계를 갖는다. 그 다음으로 인발잭키(30)를 이용하여 중공강관(20)을 일정 높이까지 인발한다. 인발높이는 33cm정도를 인발하는 것이 타당하다. 그 다음으로 도 1d에서 보는 바와 같이 고결중이거나 고결된 그라우트재(40)의 상부로 그라우트재(40)를 주입한다. 이렇게 단계적으로 주입, 인발을 반복하여 보강해야할 대상지반에 대해 그라우트재에 의한 경화체가 지중에 매입되도록 하는 것이다. 상기 설명은 상향식 주입에 대해 설명하고 있으나, 하향식 주입의 경우도 동일하다. The grout material 40 may be injected into the ground of soft ground or the like using a high-pressure pump (not shown) as shown in FIG. 1C. Next, the hollow steel pipe 20 is pulled up to a predetermined height by using the pull-out jacks 30. It is reasonable to draw a height of about 33cm. The grout material 40 is then injected into the upper portion of the solidified or solidified grout material 40, as shown in FIG. 1d. In this step, the grout material is embedded in the ground for the target ground to be reinforced by repeating the injection and drawing. While the description above describes top-down infusion, the same is true for top-down infusion.

한편 본 발명의 강섬유를 이용한 콤팩션 그라우팅 공법은 도 2a 내지 도 2d에서 보는 바와 같은 실시 예도 제시한다. 본 실시 예는 도 2a에서 보는 바와 같이 천공단계를 거치고, 도 2b에서 보는 바와 같이 주입장치 설치단계를 거치는 것은 도 1a 내지 도 1d에 도시된 실시 예와 동일하다. Meanwhile, the method of the present invention for a compaction grouting method using a steel fiber also provides an embodiment as shown in FIGS. 2A to 2D. As shown in FIG. 2A, the present embodiment is similar to the embodiment shown in FIGS. 1A to 1D after passing through the piercing step and the injecting apparatus installing step as shown in FIG. 2B.

본 실시 예에서 그라우트재 배합단계는 시멘트, 잔골재, 물을 포함하여 배합하되, 강섬유는 배합하지 않는다. 그 외에 배합조성 및 배합비는 상기에서 설명한 도 1a 내지 도 1d의 실시 예와 동일하므로 그 설명은 생략한다. In the present embodiment, the grout remodeling step is carried out by mixing cement, fine aggregate and water, but not steel fiber. In addition, the mixing composition and the blending ratio are the same as those of the embodiment of Figs. 1A to 1D described above, and thus the description thereof is omitted.

이렇게 배합되는 그라우트재(40)를 도 2c에서 보는 바와 같이 주입하는 단계를 갖는다. 특히 본 실시 예는 도 2d와 같이 그라우트재(40)를 주입한 후에 강섬유(41)를 분사하여 단계적으로 충진되는 그라우트재(40) 간의 경계면에 강섬유(41)가 게재되도록 한다. 이를 더욱 상세히 설명하면 중공강관(20)에 강섬유주입라인(50)이 밸브(51)에 의해 구성되고 강섬유주입라인(50)에는 강섬유저장챔버(52)가 구성되어 일정 그라우트재(40)를 주입한 후에 강섬유주입라인(50)이 밸브(51)를 열어 강섬유저장챔버(52)로부터 강섬유(41)를 주입된 그라우트재(40)의 상부에 분사되도록 하는 것이다. 이렇게 1차적으로 주입된 그라우트재(40)에 강섬유(41)를 분사하고, 인발단계를 거쳐 2차적으로 그라우트재(40)를 주입하는 것이다. 결국 본 실시 예는 그라우트재 주입, 강섬유 분사, 인발을 반복함으로써 그라우트재에 의한 경화체가 지중에 형성되도록 하는 것이다. 이러한 공정에 의해 도 2d에서 보는 바와 같이 단계적으로 주입되는 그라우트재(40) 사이에는 강섬유(41)가 게재되어 전단력에 취약할 수 있는 경계층의 부착강도를 향상시킴으로써 그라우트재에 의한 경화체가 지중에서 전단력에 대한 저항성능을 향상시키게 되는 것이다. 본 실시 예의 경우도 강섬유(41)는 상기에서 언급한 강섬유(41)를 사용함으로써 형상에 의해 물리적, 화학적으로 경계면의 부착강도를 증진시킬 수 있게 되는 것이다.
The grout material 40 thus blended is injected as shown in Fig. 2C. Particularly, in this embodiment, as shown in FIG. 2D, the grout material 40 is injected and then the steel fiber 41 is injected so that the steel fiber 41 is placed on the interface between the grout materials 40 filled in the grout. The steel fiber injection line 50 is constituted by a valve 51 and the steel fiber injection line 50 is constituted by a steel fiber storage chamber 52 to inject a certain grout material 40 The steel fiber injection line 50 opens the valve 51 so that the steel fiber 41 is injected from the steel fiber storage chamber 52 onto the upper portion of the grout material 40 injected. The steel fiber 41 is injected into the grout material 40 primarily injected, and the grout material 40 is secondarily injected through the drawing step. As a result, in this embodiment, the grout re-injection, the steel fiber injection, and the drawing are repeated so that the cured material by the grout material is formed in the ground. By this process, a steel fiber 41 is placed between the grout materials 40 injected step by step as shown in FIG. 2D, thereby improving the adhesion strength of the boundary layer, which may be vulnerable to the shearing force, Thereby improving the resistance performance of the semiconductor device. Also in the case of this embodiment, the steel fiber 41 can be physically and chemically improved in adhesion strength at the interface by using the above-mentioned steel fiber 41 by the shape.

10 : 천공기 20 : 중공파일
30 : 인발잭키 40 : 그라우트재
50 : 강섬유주입라인10: perforator 20: hollow file
30: Drawing Jacket 40: Grout material
50: Steel fiber injection line

Claims

Perforation phase; A hollow steel pipe for injecting grout material and a steel fiber injection line configured to be opened and closed by a valve in the hollow steel pipe; Grout remelting step; Grout reinjection step; Steel fiber injection phase; Drawing step; And repeatedly performing the grout reinjection step, the steel fiber injection step, and the drawing step, wherein the steel fiber is disposed between the grout materials injected step by step, thereby improving the shear resistance of the boundary layer of the grout material,
The steel fiber is characterized in that irregularities of 1 탆 or more and less than 1000 탆 are formed on the surface by plasma irradiation to hydrophilize the surface,
In the grout remelting step,
200 to 300 parts by weight of sandy clay, 200 to 300 parts by weight of fine-grained gravel / sand and 50 to 150 parts by weight of water are added to 100 parts by weight of cement
10 to 50 parts by weight of a mixture of one or more of sodium silicate and potassium silicate is mixed and reacted with the calcium hydroxide produced in the cement hydration reaction to form calcium silicate hydrate which is filled in the micropores of the cured body to form a closed structure However,
10 to 50 parts by weight of one or more of a mixture of one or more of copper fluoride, zinc sulfite, magnesium fluoride, lithium fluoride, and iron silicide is mixed and reacted with sodium hydroxide (NaOH) involved in the formation reaction of the calcium silicate hydrate And the mixture grouting method is characterized in that it is made insoluble.

delete