KR101746031B1 - 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템 - Google Patents

강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101746031B1
KR101746031B1 KR1020160002032A KR20160002032A KR101746031B1 KR 101746031 B1 KR101746031 B1 KR 101746031B1 KR 1020160002032 A KR1020160002032 A KR 1020160002032A KR 20160002032 A KR20160002032 A KR 20160002032A KR 101746031 B1 KR101746031 B1 KR 101746031B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steel pipe
contaminated soil
grout
soil
press
Prior art date
Application number
KR1020160002032A
Other languages
English (en)
Inventor
허자홍
박장석
공준
김희연
정경태
김형우
이용수
김정훈
Original Assignee
에이치플러스에코 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치플러스에코 주식회사 filed Critical 에이치플러스에코 주식회사
Priority to KR1020160002032A priority Critical patent/KR101746031B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101746031B1 publication Critical patent/KR101746031B1/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/042Magnesium silicates, e.g. talc, sepiolite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/10Clay
    • C04B14/104Bentonite, e.g. montmorillonite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/28Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/282Polyurethanes; Polyisocyanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D29/00Independent underground or underwater structures; Retaining walls
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/001Improving soil or rock, e.g. by freezing; Injections
    • E21D9/002Injection methods characterised by the chemical composition used
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/0607Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/12Devices for removing or hauling away excavated material or spoil; Working or loading platforms
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2300/00Materials
    • E02D2300/0004Synthetics
    • E02D2300/0018Cement used as binder

Abstract

본 발명은 구조물 하부 오염토양의 측면을 굴착하여 설치된 작업구; 상기 작업구 내부에 설치되는 추진구; 상기 추진구에 의해 구조물 하부 오염토양으로 압입되는 강관; 압입된 강관 외주연에 그라우팅 되는 그라우트재; 강관 내부에 인입된 오염토양을 굴착하고 강관 내부를 충진하는 충진제; 강관 내부로부터 굴착된 오염토양을 정화하는 정화처리장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템에 관한 것이다.

Description

강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템{A TREATING SYSTEM OF CONTAMINATED SOIL IN STRUCTURE LOWER PART USING PUSHING STEEL PIPE}
본 발명은 건물 등 구조물 하부의 오염토양으로 특히 지중정화가 불가능한 풍화토층, 풍화암층 등에서도 강관압입에 의해 오염토양의 정화가 가능한 오염토양 처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 강관압입공법은 기계식 장비를 통해 비개착식으로 터널을 굴착하는 공법으로 구체적으로는, 계도심도까지 지반을 수직 굴착한 후에 수평의 관로를 형성하기 위한 작업구간 내의 전방에 강관을 배치하고, 강관을 원압장치에 설치된 유압잭으로부터 순차적으로 추진하는 공법으로서, 인력굴착식 추진공법과 기계식 병용 추진공법(세미실드공법)으로 나눌 수 있다. 그 중에서, 인력굴착식 추진공법은 비교적 굴착거리가 짧은 공사현장에 주로 적용되는 공법으로서, 관의 선단에 커터를 부착한 후 지중의 굴착작업은 인력으로 행하는 개방식 추진공법이다. 인력굴착식 추진공법은 강관의 선단에 커터를 부착하고 작업자가 관 내에서 인력으로 지중의 토사를 굴착하면서 유압잭에 의해 강관을 지속적인 압입하므로 관 본체를 지중에 매설하는 공법이다. 현재 이러한 추진공법은 상기에서 언급한 바와 같이 지중에 터널 등의 굴착을 위한 공법으로 사용되고 있으며 이러한 추진공법이 오염토양의 정화에 전용된 사례는 없는 것으로 알려지고 있다.
한편 건물 등 구조물 하부의 오염토양으로 풍화토층, 풍화암층 등의 경우는 지중정화가 불가능한 문제가 있었다.
대한민국 특허등록 제1072564호
본 발명은 앞에서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 구조물 하부 등 지중에서 오염토양의 정화가 어려운 지역의 경우 강관압입을 이용하여 오염토양을 정화하기 위한 처리시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템은 구조물 하부 오염토양의 측면을 굴착하여 설치된 작업구; 상기 작업구 내부에 설치되는 추진구; 상기 추진구에 의해 구조물 하부 오염토양으로 압입되는 강관; 압입된 강관 외주연에 그라우팅 되는 그라우트재; 강관 내부에 인입된 오염토양을 굴착하고 강관 내부를 충진하는 충진제; 강관 내부로부터 굴착된 오염토양을 정화하는 정화처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 강관에는 선단부의 내주연에 절개단이 복수로 돌출되어 내부로 압입되는 오염토양이 강관 선단부에서 절개가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게 상기 절개단에는 약품홈이 형성되고 상기 약품홈에는 약품이 충진된 상태로 상기 강관이 압입되어 상기 강관 내부로 압입되는 오염토양은 상기 절개단에 의해 절개가 되면서 약품이 투입되는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 강관에는 압입방향 반대방향으로 경사구배가 형성되며 하단부가 마개에 의해 폐쇄된 상태의 토출홀이 형성되도록 하고, 토출홀에 있어 마개 상부에는 그라우트재를 주입한 상태로 오염토양으로 압입되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게 상기 강관에서 마개를 제거하고 그라우트재 주입라인을 상기 토출홀에 연결하여 강관 외부를 그라우트재에 의해 그라우팅 하는 것을 특징으로 한다.
하나의 예로 상기 그라우트재는, 초미립자 시멘트 100중량부에 대해 벤토나이트 20 내지 40중량부, 마그네슘-알루미노실리케이트 5 내지 15중량부, 우레탄계 증점제 및 아크릴계 증점제 혼합물 1 내지 5중량부, 수산화알루미늄 및 바이오차 혼합물 1 내지 5중량부, 파포형 소포제 0.1 내지 1중량부, 디부틸히드록시톨루엔 0.1 내지 1중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템은 건물 등 구조물 하부의 오염토양으로 특히 지중정화가 불가능한 풍화토층, 풍화암층 등에서도 오염토양의 정화가 가능한 장점이 있다.
또한 본 발명의 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템은 압입되는 강관에 의한 지반교란을 최소화 하면서 압입과 동시에 오염토양의 정화가 이루어지도록 하여 후공정을 간소화 할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템은 오염토양의 굴착후에 강관에 의한 지반보강이 가능하도록 하여 구조적 건전성을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 시스템을 나타내는 개략도이고,
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 시스템의 작동상태도이고,
도 3은 본 발명의 일 구성인 강관의 일 실시 예를 나타내는 개략도이고,
도 4는 도 3에 도시된 절개단의 다른 실시 예를 나타내는 작동상태도이고,
도 5는 본 발명의 일 구성인 강관의 다른 실시 예를 나타내는 개략도이고,
도 6a 및 도 6b는 도 5에 도시된 실시 예의 작동상태도이다.
아래에서는 본 발명에 따른 양호한 실시 예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템(1)은 도 1에서 보는 바와 같이 구조물(a) 하부 오염토양(b)의 측면을 굴착하여 설치된 작업구(2); 상기 작업구(2) 내부에 설치되는 추진구(3); 상기 추진구(3)에 의해 구조물(a) 하부 오염토양(b)으로 압입되는 강관(4); 압입된 강관(4) 외주연에 그라우팅 되는 그라우트재(5); 강관(4) 내부에 인입된 오염토양을 굴착하고 강관(4) 내부를 충진하는 충진제(6); 강관 내부로부터 굴착된 오염토양을 정화하는 정화처리장치(7);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 도 2a 등에서 보는 바와 같이 건물 등 구조물(a) 하부의 오염토양(b)으로 특히 지중정화가 불가능한 풍화토층, 풍화암층 등에서도 오염토양의 정화가 가능하도록 하는 것이다.
이하 본 발명의 작동상태를 도 2a 내지 도 2f에 의해 설명한다.
도 2a에서 보는 바와 같이 구조물(a) 하부 오염토양(b) 측면을 굴착하여 굴착된 부분에 작업구를 설치하는 것으로 상기 작업구는 흙막이 가시설(2)로서 상기 흙막이 가시설(2)을 굴착면에 설치하도록 하는 것이다. 상기 흙막이 가시설(2)의 경우도 다양한 공지기술이 존재하므로 그 설명은 생략한다.
그 다음으로 상기 작업구(2) 내부에 추진구(3)를 설치한다. 상기 추진구(3)는 강관(4)을 오염토양으로 압입토록 하기 위한 구성으로서 도 2b에서는 추진구(3)로서 흙막이 가시설(2)에 고정되는 반력벽(31)과 강관을 추진시키기 위한 유압잭(32) 및 강관에 레일로서 기능을 하는 압입대(33)가 제시되고 있다.
상기 반력벽(31)은 상기 흙막이 가시설(2)에 견고하게 고정되어 상기 유압잭(32)에 의한 강관으로의 압입력에 의해서도 뒤로 밀리지 않도록 하여야 하며 상기 유압잭(32)은 다양한 공지기술로서 강관에 추진력을 인가하는 구성에 해당하며 압입대(33)는 도면에 도시된 바는 없으나 한쌍의 레일로 구성되어 강관의 슬라이드가 용이하도록 하는 것이다.
그 다음으로 도 2c 및 도 2d에서 보는 바와 같이 강관(4)을 상기 작업구(2) 내부에서 상기 압입대(33) 상부에 안치하도록 하는 것이며 이렇게 안치된 강관(4)은 상기 유압잭(32)의 작동에 의해 오염토양으로 압입되는 것이다. 오염토양(b)의 구간너비에 따라 강관(4)은 복수로 구성되어 상호 연결시키면서 오염토양(b)으로 압입되도록 할 수 있다.
이러한 압입에 의해 설계길이까지 강관(4) 압입이 완료되면 추진구(3)를 제거토록 한다. 이후 단계에서 오염토양 굴착의 용이성 등 작업의 용이성을 위한 것이다.
한편 오염토양의 점착력이 큰 경우 강관(4)으로 유입되는 오염토양이 압착되어 강관(4)의 압입에 에너지가 많이 소요될 수 있으며 이후 강관(4)에 내재된 오염토양의 굴착이 용이하지 않고 이후 굴착된 오염토양의 처리가 압착에 의해 용이하지 않아 별도로 교반 공정이 수행되어야 하는 문제가 있을 수 있다.
이에 본 발명의 시스템에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 강관(4)의 실시 예가 도 3에서 제시되고 있다. 본 실시 예에서 상기 강관(4)에는 선단부의 내주연에 절개단(41)이 복수로 돌출되어 내부로 압입되는 오염토양이 강관(4) 선단부에서 절개가 되도록 하는 예를 제시한다.
예로 도 3에서는 상기 강관(4) 선단부에서 내주연의 테두리를 따라 복수의 선절개단(41-1)이 형성되며 상기 선절개단(41-1)은 도면에서 90도에 걸쳐 4개가 구성되도록 하며 상기 선절개단(41-1)에서 일정 유격이 형성된 위치에 상기 선절개단(41-1)과 각각 다른 방향에서 후절개단(41-2)이 돌출되는 예를 제시한다.
이러한 구성에 의해 강관(4)의 선단부에서 강관(4) 내부로 유입되는 오염토양은 선절개단(41-1) 및 후절개단(41-2)에 의해 각각 다른 방향에서 절개가 되도록 하여 강관(4) 내부로 유입되는 오염토양의 압착을 방지하도록 하는 것이며 교반이 되도록 하는 효과가 있어 압입에 에너지의 소모를 줄이면서 강관(4)에 내재된 오염토양의 굴착이 용이하도록 하고 이후 굴착된 오염토양의 처리에 있어 별도의 교반이 필요없거나 적은 교반으로 충분한 효과가 발현되도록 할 수 있는 것이다.
이러한 절개단(41)을 강관(4) 선단부에만 배치토록 하는 이유는 절개단(41)이 전체에 걸쳐 형성되는 경우 큰 압착방지 등의 효과는 발현되나 압입에 마찰에 의한 에너지가 더 소요되어 본 실시 예에서는 선단부에만 절개단(41)이 복수로 배치되도록 하는 예를 제시하는 것이다.
이에 더하여 도 4에서 보는 바와 같이 상기 절개단(41)에는 약품홈(411)이 형성되도록 하는 예를 더 제시하고 있는데 상기 약품홈(411)에는 약품이 충진된 상태로 상기 강관(4)이 압입되어 상기 강관 내부로 압입되는 오염토양은 상기 절개단(41)에 의해 절개가 되면서 약품(412)이 투입되도록 하는 것이다.
바람직하게는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 약품홈(411)은 상기 절개단(41)의 선단에서 후단방향으로 하향의 경사구배가 형성되도록 구성되어 상기 약품홈(411)에 충진된 약품(412)이 상기 절개단(41)에 의한 오염토양의 절개와 동시에 마찰력 등으로 도면상 하방향으로 약품(412)이 토출되도록 하여 토출된 약품(412)이 강관(4) 내부 오염토양의 중앙부까지 투입되도록 하는 것이다.
즉 절개단(41)에 의해 오염토양이 절개가 되는 것이며 이렇게 절개된 오염토양으로 약품(412)이 동시에 투입되도록 하는 것이다. 결과적으로 본 실시 예의 경우는 강관(4)으로 오염토양의 유입에 따라 절개단(41)에 의해 교반이 되도록 하는 것이며 상기 약품홈(411)에 충진된 약품(412)이 교반된 오염토양으로 투입되도록 하여 압입과정에서 1차적으로 오염토양의 정화공정이 이루어지도록 하는 것이다.
이와 같이 구성되어 굴착된 오염토양의 정화공정이 간소화 되는 것이다. 여기서 약품(412)은 다양한 공지의 산화제, 계면활성제 등이 사용될 수 있고 약품(412)의 약품홈(411)으로의 충진은 강관(4) 삽입전에 상기 절개단(41)의 외주연에 약품(412)을 도포시켜 약품홈(411)에 장력 등에 의해 약품(412)이 충진되도록 하는 것이며 절개단(41)이 오염토양의 절개과정에서 마찰력에 의해 약품홈(411)에 충진된 약품이 오염토양으로 토출이 되도록 하는 것이다.
또한 본 발명의 시스템에서는 강관(4)의 압입에 의해 강관(4) 외주연에 위치하는 토양에 교란발생을 제어하며 압입에 소요되는 에너지를 줄이도록 하는 또 하나의 실시 예를 도 5에서 제시하고 있다.
본 실시 예에서 강관(4)에는 압입방향 반대방향으로 경사구배가 형성되며 하단부가 마개(43)에 의해 폐쇄된 상태의 토출홀(42)이 형성되도록 하는 예를 제시한다. 이러한 강관(4)의 구성에 의해 토출홀(42)에 있어 마개(43) 상부에는 그라우트재(5)를 주입한 상태로 오염토양으로 압입이 되도록 하는 것이다.
이렇게 구성하는 이유는 강관(4) 압입과정에서 장력에 의해 토출홀(42)에 충진된 그라우트재(5)가 강관(4) 외주연과 토양의 마찰력에 의해 토출홀(42)에서 토출되는 것이며 이렇게 토출된 그라우트재(5)는 윤활제로서 기능을 하여 강관(4)의 압입이 용이하도록 하는 것이다.
또한 토출홀(42)에 그라우트재(5)가 충진되도록 하여 상기와 같이 압입과정에서 충진된 그라우트재(5)가 외부로 토출되도록 하는 이유는 이후 공정에서 강관(4) 외주연에서 그라우트재(5)를 토출하여 교란된 토양을 안정화 시킴에 있어 동질의 재질에 의해 부착력 저하요인을 제거토록 하는 것이다.
상기 그라우트재(5)는 본 단계(S40)에서 강관(4)을 압입하기 전에 토출홀(42)에 충진되도록 하여 경화전에 강관(4)을 압입하여 윤활제로서 기능을 하도록 하는 것이다.
이렇게 원활한 압입을 위해 그라우트재(5)를 강관(4) 길이방향으로 형성된 토출홀(42)에 충진하도록 하여 압입과정에서 토출되도록 하는 이유는 강관(4) 외주연에 그대로 그라우트재(5)를 도포하여 압입하는 경우 원활한 압입은 가능할 것이나 압입과정에서 그라우트재(5)가 압입반대방향으로 밀려 그라우트재(5)가 일측에 집중되는 경우가 발생되어 결국 토양교란 등의 구조적 건전성 저하를 야기할 수 있기 때문이다.
이렇게 하여 압입이 완료되며 상기 강관(4)에서 마개(43)를 제거하고 그라우트재 주입라인(51)을 상기 토출홀(42)에 연결하여 강관(4) 외부를 그라우트재(5)에 의해 그라우팅 하도록 하는 것이다.
그 다음으로 도 2e에서 보는 바와 같이 강관으로부터 오염토양을 굴착하게 되는 것이다. 강관(4)으로부터 오염토양을 굴착하여 도 1에서 보는 바와 같이 굴착된 오염토양을 정화처리장치(7)를 이용하여 정화하도록 하는 것이다. 즉 Ex-situ에 의한 오염토양의 정화가 이루어지도록 하는 것이다. 상기 정화처리장치(7)는 다양한 공지기술이 존재하므로 그 설명은 생략한다.
그 다음으로 도 2f에서 보는 바와 같이 강관 외부를 그라우트재(5)를 이용하여 그라우팅하는 것이다. 이렇게 강관(4) 외부로서 토양 사이를 그라우팅 하는 이유는 압입에 의해 토양에 교란이 발생되므로 그라우팅에 의해 토양을 안정화시키기 위한 것이다.
상기 그라우트재는 초미립자 시멘트 100중량부에 대해 벤토나이트 20 내지 40중량부, 마그네슘-알루미노실리케이트 5 내지 15중량부, 우레탄계 증점제 아크릴계 증점제의 혼합물 1 내지 5중량부, 수산화알루미늄 및 바이오차 혼합물 1 내지 5중량부, 파포형 소포제 0.1 내지 1중량부, 디부틸히드록시톨루엔 0.1 내지 1중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 초미립자 시멘트는 분말도가 8,000 ㎠/g 이상의 것을 사용하는 것이 타당한 바, 이렇게 초미립자 시멘트를 사용하는 이유는 토양 간극으로의 충진성을 높이는 것과 동시에 속경성을 확보하기 위한 것이다. 그런데 이렇게 초미립자 시멘트를 사용하여 속경성은 확보되나 경화과정에서 균열이 발생되어 구조적인 건전성의 저하포인트로 작용될 수 있다.
이에 벤토나이트가 첨가되도록 하여 수분에 의한 팽창성에 의해 속경성에 따른 수축을 보완하도록 하는 것이다.
또한 그라우팅에 의한 페이스트의 강도를 강화하기 위해 마그네슘-알루미노실리케이트가 배합되는데 이는 페이스트 내부에서 필러로서 기능을 하는 것으로 면상태를 개선하고 강도를 증진시키기 위한 것이다. 상기 마그네슘-알루미노실리케이트는 물과 접촉할 때 순식간에 물과 반응하여 에트린자이트(Ettringite) 수화물을 생성함으로써 시멘트와 혼합할 때 단시간 내에 우수한 압축 강도를 얻을 수 있게 하는 것이다.
또한 증점제로 우레탄계 증점제 및 아크릴계 증점제를 혼합하여 사용하는데 이는 우레탄계 증점제는 항복응력이 낮고 소성점도가 높아 배합 및 그라우팅시 분산성을 향상시키면서도 펌프압송이 용이하도록 함과 동시에 아크릴계 증점제는 항복응력이 높고 소성점도가 높아 토출후 타설면(토양)과 부착성능이 우수하도록 하기 위한 것이다.
즉 재료분리에 대한 저항성을 향상시키기 위해 증점제를 사용하되, 그라우팅까지는 우레탄계 증점제에 의해 유동성을 확보하도록 하고 그라우팅후에는 아크릴계 증점제에 의해 부착력을 향상시키도록 하는 것이다. 우레탄계 증점제 및 아크릴계 증점제는 출원인의 경험상 중량비로 50:50으로 배합하는 것이 타당하다.
상기 수산화알루미늄은 시멘트 수화반응과정 등에서 발생되는 열을 흡수하여 삼산화알루미늄과 물로 분해가 되는 것이다. 즉 수화열을 저감시켜 온도균열을 제어하도록 하는 것이다. 그런데 수산화알루미늄만을 첨가하는 경우 상기에서 본 바와 같이 흡열반응과정에서 삼산화알루미늄과 물로 분해가 되는 바, 이러한 부산물로서 물은 페이스트의 강도를 저하시키는 원인이 될 수 있으며 모세관현상을 촉진시켜 표면에 균열 등을 야기시킬 수 있는 원인이 된다.
이에 수산화알루미늄에 바이오차를 혼합하여 사용하도록 하는데 바이오차(Biochar)는 바이오매스, 폐자원들을 무산소 또는 저산소 조건에서 열분해함으로서 얻어지는 다공성 고탄소물질로서 이러한 다공성에 기인하여 상기에서 본 바와 같은 작용기작에 의해 생성된 물을 흡수하여 부산물로서 물을 제거하도록 하는 것이다. 여기서 수산화알루미늄과 바이오차는 중량비로 7:3인 것이 바람직한다.
특히 상기 바이오차의 첨가에 의해 토양에 존재하는 탄소를 고정시키게 되어 중성화의 원인이 되는 탄산의 발생을 제어하게 되는 것이다. 특히 오염토양과 접하여 페이스트에서 발생하기 쉬운 중성화의 원인을 제거하여 내구성을 기할 수 있게 되는 것이다. 이에 더하여 바이오차의 높은 pH에 의해 페이스트에서의 pH를 상승시켜 중성화 환경자체를 제어하도록 한다.
또한 본 실시예에서는 연행된 공기를 제거하기 위한 소포제가 더 배합되도록 하는 바, 특히 소포제로 파포형 소포제가 사용되도록 한다. 이렇게 파포형 소포제가 사용되도록 하는 이유는 적정의 공기를 연행시킴으로써 그라우팅의 용이성 및 토양으로 충진성이 확보되도록 하는데 억포형 소포제가 사용되는 경우 공기연행 자체를 제어함으로써 이러한 기능이 발현되지 못하므로 본 실시 예에서는 소포제로 파포형 소포제가 사용되어 공기를 연행시키되 연행된 공기가 제거되도록 하는 것이다. 바람직하게는 파포형 소포제로 에틸알코올이 사용되는 것이 타당하다.
또한 본 실시 예의 그라우트재에서는 파포형 소포제를 사용하는 경우라도 기포의 완전한 제거가 이루어지지 않아 시공후 기포가 잔존하게 된다. 그런데 잔존하는 기포는 시공후 기포가 터지면서 가스에 의해 페이스트 내부의 산화를 유발하게 되고 이러한 산화는 페이스트 전체 내구성 저하의 문제를 유발할 수 있는데 이에 본 실시 예에서는 디부틸히드록시톨루엔이 첨가되도록 하는 예를 제시하고 있다. 이와 같이 디부틸히드록시톨루엔이 첨가되어 시공후 잔존하는 기포에 의해 페이스트 내부의 부식, 산화 등 내구성 저하를 방지토록 하는 것이다.
마지막으로 도 2f에서 보는 바와 같이 강관(4) 내부를 충진제(6)로 메우게 되는 것이다. 강관(4) 내부를 충진제(6)로 메움으로써 시공후 강관(4)이 지지보로서 기능을 강화하여 구조물(a)의 구조적 건전성을 도모하기 위함이다. 상기 충진제(6)는 다양한 재질이 사용될 수 있으므로 그 설명은 생략한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.
1 : 본 발명의 시스템 2 : 흙막이가시설
3 : 추진구 4 : 강관
5 : 그라우트재 6 : 충진제
7 : 정화처리장치

Claims (6)

  1. 건물을 포함하는 구조물 하부 오염토양의 측면을 굴착하여 설치되고 작업공간을 확보하는 작업구;
    상기 작업구에 의해 확보되는 작업 공간 내부에 설치되고 상기 오염토양을 향하는 압입력을 부여하는 추진구;
    상기 작업 공간에서 상기 추진구에 연결되고 추진구으로부터 부여되는 압입력에 의해 상기 구조물 하부 오염토양으로 압입되며, 상기 오염토양과 대면하는 선단부의 내주연에는 그 테두리를 따라 중심을 향하는 방향으로 복수의 절개단이 돌출 형성되어 압입 과정에서 상기 선단부를 통해 내부로 유입되는 오염토양이 절개되도록 하는 강관;
    상기 오염토양으로 강관이 압입되는 과정 및 압입이 완료된 이후 상기 강관의 외부에 그라우팅 되는 그라우트재;
    상기 강관 내부에 인입된 오염토양을 굴착한 이후 상기 강관 내부에 충진되는 충진제; 및
    상기 강관 내부로부터 굴착된 오염토양을 정화하는 정화처리장치;를 포함하며,
    상기 절개단은,
    오염토양을 정화하기 위한 약품이 충진되고 절개단의 선단부에서 후단부 방향으로 하향의 경사구배가 형성되어 상기 약품을 토출하는 약품홈이 형성되어, 상기 강관이 오염토양으로 압입되는 과정에서 강관 내부로 유입되는 오염토양이 상기 절개단에 의해 절개가 되면서 토출되는 약품이 투입되도록 하며,
    상기 강관은,
    내주연과 연통하면서 상기 오염토양을 향하는 압입방향의 반대방향으로 경사구배가 형성되고 그 길이방향을 따라 복수로 구성되는 토출홀과, 상기 강관의 내주연을 향하는 토출홀의 하단부를 개폐하는 마개를 포함하고, 상기 토출홀에 그라우트재가 주입 및 충진된 상태에서 오염토양으로 압입되어, 압입 과정에서 상기 토출홀을 통해 상기 그라우트재가 토출되는 것을 특징으로 하는 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 강관에서 마개를 제거하고 그라우트재 주입라인을 상기 토출홀에 연결하여 강관 외부를 그라우트재에 의해 그라우팅 하는 것을 특징으로 하는 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 그라우트재는,
    초미립자 시멘트 100중량부에 대해 벤토나이트 20 내지 40중량부, 마그네슘-알루미노실리케이트 5 내지 15중량부, 우레탄계 증점제 아크릴계 증점제의 혼합물 1 내지 5중량부, 수산화알루미늄 및 바이오차 혼합물 1 내지 5중량부, 파포형 소포제 0.1 내지 1중량부, 디부틸히드록시톨루엔 0.1 내지 1중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템.
KR1020160002032A 2016-01-07 2016-01-07 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템 KR101746031B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160002032A KR101746031B1 (ko) 2016-01-07 2016-01-07 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160002032A KR101746031B1 (ko) 2016-01-07 2016-01-07 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101746031B1 true KR101746031B1 (ko) 2017-06-12

Family

ID=59219521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160002032A KR101746031B1 (ko) 2016-01-07 2016-01-07 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101746031B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100906459B1 (ko) * 2008-07-15 2009-07-08 쌍용양회공업(주) 수화 속도를 조절한 시멘트 그라우트재 및 그의 제조방법
JP2009183854A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Yuji Kaneko 汚染土壌の洗浄方法
KR100959342B1 (ko) * 2010-02-09 2010-05-20 극동엔지니어링(주) 지중 추진관용 매입식 분사 노즐
JP2011167685A (ja) * 1999-12-06 2011-09-01 Battelle Energy Alliance Llc 高度化封じ込めシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011167685A (ja) * 1999-12-06 2011-09-01 Battelle Energy Alliance Llc 高度化封じ込めシステム
JP2009183854A (ja) * 2008-02-06 2009-08-20 Yuji Kaneko 汚染土壌の洗浄方法
KR100906459B1 (ko) * 2008-07-15 2009-07-08 쌍용양회공업(주) 수화 속도를 조절한 시멘트 그라우트재 및 그의 제조방법
KR100959342B1 (ko) * 2010-02-09 2010-05-20 극동엔지니어링(주) 지중 추진관용 매입식 분사 노즐

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080008534A1 (en) Method of rehabilitating soil and/or underground water, and equipment for implementing the method
KR100639789B1 (ko) 터널 형성용 터널구조물을 설치하기 위한 메인관 시공방법및 그 시공구조
KR101746031B1 (ko) 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리시스템
KR101741623B1 (ko) 강관압입을 이용한 구조물 하부 오염토양 처리방법
JP2005120622A (ja) 地下構造物の施工法
JP2008121186A (ja) 鋼管ソイルセメント杭の施工方法および合成杭のの施工方法
KR101507598B1 (ko) 유압추진식 굴착장치
JP2005344404A (ja) 地下構造物の施工法
CN109322699B (zh) 一种矿井下污染隔离封堵技术
CN207567755U (zh) 超深地连墙刚性接头综合止水系统
JP4221674B2 (ja) グランドアンカー工に於ける再生補修工法
CN105421460B (zh) 一种管桩底部注浆装置及方法
JP2010037874A (ja) 鋼管矢板の遮水工法
JP2005188253A (ja) トンネルの先受け工法
JP4669538B2 (ja) 障害物撤去工法および装置
FR3023856A1 (fr) Procede de fabrication d'un element dans un sol par melange in situ du sol en place avec un geopolymere
CN205444177U (zh) 深层搅拌桩机
NL1030049C1 (nl) Repareren van betonschade.
Yahiro et al. DEVELOPMENT AND APPLICATION OF A JAPANESE GROUTING SYSTEM
CN211524178U (zh) 一种串联分段式建筑缝隙封堵装置
JP2004049988A (ja) 化学汚染地帯の土壌改良工法及びこれに使用する混合装置
CN202117707U (zh) 便携式快速封孔袋
KR20120017839A (ko) 이중 추진 유압잭을 사용한 유압식 지하터널구축장치 및 이를 이용한 공법
CN208533543U (zh) 改善基坑侧壁防水性能的结构和基坑smw支护结构
KR101908992B1 (ko) 선도관체 및 이를 이용한 지중압입공법

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant