KR101881338B1 - 무압 그라우팅 차수벽이 형성된 흙막이구조 시공방법 및 이에 의해 시공되는 흙막이구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 말뚝과 복수의 말뚝을 횡방향으로 지지하는 띠장을 포함하는 흙막이벽체를 시공하는 단계(S10); 상기 흙막이벽체와 지반 사이에서 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 간에 인접하여 복수의 케이싱을 지반에 타입하고 배토한 후에 상기 케이싱 내부에 무압으로 그라우트재를 주입하고 상기 케이싱을 인발하여 차수벽체를 시공하는 단계(S20);를 포함하는 것을 특징으로 하는 무압 그라우팅 차수벽이 형성된 흙막이구조 시공방법에 관한 것이다.

Description

무압 그라우팅 차수벽이 형성된 흙막이구조 시공방법 및 이에 의해 시공되는 흙막이구조{Construction method for soil sheathing structure having zero pressure grouting cut off wall and soil sheathing structure constructed by the same}

본 발명은 그라우트재의 과다사용 없이 수밀성이 확보되고 무압에 의한 그라우팅에 의해 지반교란을 방지하며 폐토사의 배출을 제어하여 친환경적인 흙막이구조 시공방법 및 이에 의해 시공되는 흙막이구조에 관한 것이다.

흙막이 구조물은 건축물, 지하차도 및 지중구조물 등의 기초공사를 위해 지반 굴착면에 연속적으로 설치된다. 기존에는 현장타설 말뚝(지반을 굴착하여 천공 홀을 형성하고, 그 천공 홀에 철근조립체를 삽입한 뒤, 콘크리트나 몰탈 등의 충전재를 충전하여 형성된 말뚝)을 이용한 흙막이 벽체가 많이 사용되었다.

대한민국 특허등록 제10-0654973호에서는 기존기술로서 CIP(CAST IN PLACE PILE) 공법을 소개하는데 이 공법은 지반 상에 보링 머신 등을 이용하여 소정 직경으로 구멍을 천공하고, 이 천공된 구멍 내에 철근 조립체 또는 H-형강 파일 등의 보강체를 삽입한 다음, 그 나머지 부위에 자갈을 채우고 시멘트 페이스트를 주입하거나 레미콘을 타설함으로써 흙막이 벽체를 형성하도록 하는 것으로, 상기 공법의 경우 협소한 작업 공간 하에서도 흙막이 시공이 가능하고 단면 크기에 비해 강성이 크다는 장점이 있는 반면, 그 구성 형태 상 말뚝과 말뚝 간의 경계면을 통한 누수 현상의 발생이 불가피하기 때문에 이를 방지하기 위해 별도의 천공 장비 및 그라우팅 주입관을 이용하여 차수 그라우팅을 해야 한다는 점을 제시하고 있다.

그러나 이러한 주입관을 이용한 차수 그라우팅의 경우 고압에 의해 그라우팅을 하여 천공으로 그라우트재가 밀실하게 충진되도록 하는데 주입과정에서 고압에 의해 지반교란이 발생될 우려가 있으며, 고압으로 주입함에 따라 천공 외부로 폐사토가 배출되어 환경문제를 야기할 수 있는 문제가 있다. 또한 수밀성을 확보하기 위해 말뚝과 말뚝 간의 경계면 전체에 그라우팅을 하는 경우에는 그라우트의 과다사용의 문제가 있다.

대한민국 특허등록 제10-0654973호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그라우트재의 과다사용 없이 수밀성이 확보되고 무압에 의한 그라우팅에 의해 지반교란을 방지하며 폐토사의 배출을 제어하여 친환경적인 흙막이구조 시공방법 및 이에 의해 시공되는 흙막이구조를 제공하고자 함이다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 무압 그라우팅 차수벽이 형성된 흙막이구조 시공방법(이하 “본 발명의 시공방법”이라함)은, 복수의 말뚝과 복수의 말뚝을 횡방향으로 지지하는 띠장을 포함하는 흙막이벽체를 시공하는 단계(S10); 상기 흙막이벽체와 지반 사이에서 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 간에 인접하여 복수의 케이싱을 지반에 타입하고 배토한 후에 상기 케이싱 내부에 무압으로 그라우트재를 주입하고 상기 케이싱을 인발하여 형성되는 무압그라우팅말뚝에 의한 차수벽체를 시공하는 단계(S20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 S10단계에는, 지반에 복수로 제 1천공을 타공하고 상기 제 1천공에 중공의 기성말뚝을 타입하여 기성말뚝을 시공하는 단계(S11); 상기 제 1천공 사이에 제 2천공을 타공하고 상기 제 2천공에 H형강을 타입한 후에 상기 제 2천공과 상기 H형강 사이에 몰탈을 충진하고 경화된 몰탈 중 일부분을 제거하여 H형강의 플랜지가 노출되도록 하여 요홈을 형성하는 결합홈을 형성시켜 현장말뚝을 시공하는 단계(S12); 상기 결합홈에 연결구를 부착하고 현장말뚝 간 연결구에 띠장을 시공하는 단계(S13);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 S20단계에는, 지반에서 상기 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 사이에 제 3천공을 하는 단계(S21); 상기 제 3천공에 케이싱을 타입하는 단계(S22); 상기 케이싱 내부에 무압으로 1차 그라우트재를 주입하는 단계(S23); 상기 케이싱을 일정 높이로 인발하는 단계(S24); 상기 케이싱 내부에 무압으로 2차 그라우트재를 주입하여 2차 그라우트재의 하중에 의해 케이싱 하단의 1차 그라우트재의 퍼짐이 형성되도록 하여 1차 그라우트재와 상기 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 사이 간극을 메우는 단계(S25); 상기 단계들(S21 내지 S25)을 반복적으로 수행하여 무압그라우팅말뚝을 시공하는 단계(S26);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 S20단계에서는, 시멘트 100중량부에 대해 탄산칼슘 피막이 도포된 소성된 석회석 1 내지 10중량부, 비나파스수지 1 내지 3중량부, 탄화규소 1 내지 3중량부를 포함하는 그라우트재를 배합하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 상기 시공방법에 의해 시공되는 무압 그라우팅 차수벽이 형성된 흙막이구조(이하 “본 발명의 흙막이구조”라함)에 대해서도 개시하고 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 흙막이벽체를 구성하는 복수의 말뚝 배면에서 무압 그라우팅에 의해 차수벽을 형성하여 말뚝 간의 간극을 메움에 의해 과다 그라우트재의 사용없이도 수밀성이 확보되면서도 지반교란을 방지하여 지반교란에 의한 구조적 건전성이 저하되는 것을 방지하며 차수벽 시공과정에서 폐토사의 발생을 제어하여 친환경적인 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 시공방법을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예를 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 시공방법에 의한 흙막이 구조를 나타내는 평면도.
도 5a 내지 5e는 도 3에 도시된 블록도에 대응하는 개략도.
도 6은 본 발명의 흙막이구조의 일 예를 나타내는 사시도.
도 7은 도 6에 도시된 흙막이구조의 측단면도.

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.

본 발명의 시공방법은 도 1에서 보는 바와 같이 복수의 말뚝과 복수의 말뚝을 횡방향으로 지지하는 띠장을 포함하는 흙막이벽체를 시공하는 단계(S10); 상기 흙막이벽체와 지반 사이에서 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 간에 인접하여 복수의 케이싱을 지반에 타입하고 배토한 후에 상기 케이싱 내부에 무압으로 그라우트재를 주입하고 상기 케이싱을 인발하여 형성되는 무압그라우팅말뚝에 의한 차수벽체를 시공하는 단계(S20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명의 시공방법은 복수의 말뚝 및 띠장으로 구성된 흙막이벽체를 시공하고 흙막이벽체의 배면(지반과 접하는 면)에서 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 사이에 무압그라우팅말뚝에 의한 차수벽체를 시공하는 방법에 관한 것이다.

이를 상세히 설명하면 우선 도 2에서 보는 바와 같이 상기 S10단계에는, 지반에 복수로 제 1천공을 타공하고 상기 제 1천공에 중공의 기성말뚝을 타입하여 기성말뚝을 시공하는 단계(S11); 상기 제 1천공 사이에 제 2천공을 타공하고 상기 제 2천공에 H형강을 타입한 후에 상기 제 2천공과 상기 H형강 사이에 몰탈을 충진하고 경화된 몰탈 중 일부분을 제거하여 H형강의 플랜지가 노출되도록 하여 요홈을 형성하는 결합홈을 형성시켜 현장말뚝을 시공하는 단계(S12); 상기 결합홈에 연결구를 부착하고 현장말뚝 간 연결구에 띠장을 시공하는 단계(S13);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 S10단계에서는 우선 도 6 등에서 보는 바와 같이 지반(g)에 복수로 제 1천공(21)을 타공하고 상기 제 1천공(21)에 중공의 기성말뚝(2)을 타입하여 기성말뚝을 시공하는 단계(S11)를 갖는다.

상기 기성말뚝(2)은 중공을 형성하는 프리캐스트 화 된 제품으로 지반(g)에 제 1천공(21)을 연속적으로 천공하고 연속적인 제 1천공(21)에 상기 기성말뚝(2)을 타입하여 벽체화 하는 것이다.

그 다음으로 상기 제 1천공(21) 사이에 제 2천공(31)을 타공하고 상기 제 2천공(31)에 H형강(32)을 타입한 후에 상기 제 2천공(31)과 상기 H형강(32) 사이에 몰탈(33)을 충진하고 경화된 몰탈(33) 중 일부분을 제거하여 H형강의 플랜지가 노출되도록 하여 요홈을 형성하는 결합홈(34)을 형성시켜 현장말뚝(3)을 시공하는 단계(S12)를 갖는다.

상기 현장말뚝(3)은 상기 제 1천공(21) 사이에 타공된 제 2천공(31)에 타입되는 H형강(32)과 상기 제 2천공(31)과 상기 H형강(32) 사이에 충진되는 몰탈(33)과 상기 몰탈(33) 중 일부분이 제거되어 H형강(32)의 플랜지가 노출되도록 하여 요홈을 형성하는 결합홈(34)을 포함하는 구성으로 현장에서 타설되는 구성에 해당한다.

상기 제 2천공(31)은 바람직하게 상기 제 1천공(21)보다 큰 천공깊이를 가지도록 하여 현장말뚝(3)에 의해 연결되는 띠장(5)이 벽체를 형성하는 기성말뚝(2)을 견고하게 지지하도록 하는 것이 타당하다.

상기 결합홈(34)은 상기 제 2천공(31)에 상기 H형강(32)을 타입하고 상기 제 2천공(31)과 상기 H형강(32) 사이에 몰탈(33)을 충진한 후에 상기 기성말뚝(2)과 상기 현장말뚝(3)의 내측 지반을 굴착하고 그 다음으로 상기 H형강(32)에 있어 플랜지가 노출되도록 상기 몰탈(33)을 제거하여 형성되는 것이다. 이렇게 형성되는 결합홈(34)에 연결구(4)가 부착되도록 하는 것이다.

그 다음으로 상기 결합홈(34)에 연결구(4)를 부착하고 현장말뚝(3) 간 연결구(4)에 띠장(5)을 시공하는 단계(S13)를 갖는다.

상기 연결구(4)는 상기 결합홈(34)에 부착되도록 하여 상기 연결구(4)에 의해 띠장(5)이 체결되도록 하는 구성에 해당한다. 즉 상기 연결구(4)는 결합홈(34)에서 노출되는 H형강(32)의 플랜지에 부착이 되도록 하는 구성으로 여기서 부착은 다양한 공지기술에 의해 수행될 수 있으므로 그 상세설명은 생략한다. 상기 연결구(4)가 상기 결합홈(34)에 부착되어 상기 띠장(5)이 체결되면 상기 결합홈(34)은 되메움이 이루어짐이 바람직하다.

상기 연결구(4)는 도 7에서 보는 바와 같이 상기 띠장(5)을 지지하는 받침(41)과 상기 받침을 지지하는 지지대(42)로 구성됨을 특징으로 한다.

상기 앵커(6)는 다양한 공지기술이 적용될 수 있는 바, 일 예로 어스앵커가 적용될 수 있다.

상기 S10단계를 거쳐 상기와 같은 구성을 가진 흙막이벽체(W1)가 시공된 후에는 S20단계로 차수벽체(W2)를 시공하게 되는 것이다.

본 단계(S20)를 상세히 설명하면 도 3에서 보는 바와 같이 지반에서 상기 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 사이에 제 3천공을 하는 단계(S21); 상기 제 3천공에 케이싱을 타입하는 단계(S22); 상기 케이싱 내부에 무압으로 1차 그라우트재를 주입하는 단계(S23); 상기 케이싱을 일정 높이로 인발하는 단계(S24); 상기 케이싱 내부에 무압으로 2차 그라우트재를 주입하여 2차 그라우트재의 하중에 의해 케이싱 하단의 1차 그라우트재의 퍼짐이 형성되도록 하여 1차 그라우트재와 상기 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 사이 간극을 메우는 단계(S25); 상기 단계들(S21 내지 S25)을 반복적으로 수행하여 무압그라우팅말뚝을 시공하는 단계(S26);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

우선 도 5a에서 보는 바와 같이 지반에서 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 말뚝(2,3) 사이에 제 3천공(71)을 하는 단계(S21)를 갖는다. 상기 제 3천공(71)은 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 말뚝(2,3) 사이에서 제 3천공(71)이 각 말뚝(2,3)과 인접하도록 타공하는 것이 바람직하다.

그 다음으로 도 5b에서 보는 바와 같이 상기 제 3천공(71)에 케이싱(72)을 타입하는 단계(S22)를 갖는다. 상기 케이싱(72)은 200 내지 300mm의 대구경이 사용되도록 함으로써 이후 단계에서 무압에 의한 그라우팅이 용이하도록 하는 것이 타당하다.

그 다음으로 도 5c에서 보는 바와 같이 상기 케이싱(72) 내부에 무압으로 1차 그라우트재(73(73-1))를 주입하는 단계(S23)를 갖는다. 본 단계(S23)에서 보는 바와 같이 천공(71)과 주입된 그라우트재(73(73-1)) 사이에는 케이싱(72)이 내재함으로써 그라우트재(73(73-1))의 주입압에 의해 천공(71) 주변 지반의 교란발생을 제어하게 되는 것이다. 더욱이 그라우트재(73(73-1))는 무압으로 자유낙하에 의해 케이싱(72) 내부로 주입함에 따라 케이싱(72)에 발생되는 진동도 최소화 하여 케이싱(72)의 진동에 따른 지반교란도 제어하게 되는 것이다.

그 다음으로 도 5d에서 보는 바와 같이 상기 케이싱(72)을 일정 높이로 인발하는 단계(S24)를 갖는다. 이렇게 상기 케이싱(72)을 일정 높이로 인발하면 케이싱(72)에 내재되어 있던 1차 그라우트재(73-1)에 퍼짐이 생기면서 케이싱(72) 하단에 천공(71) 부분을 충진하게 된다. 이 경우에는 도 3d에서 보는 바와 같이 1차 그라우트재(73-1)와 말뚝(2,3) 사이에 간극(s)이 형성될 수 있다.

그 다음으로 도 5e에서 보는 바와 같이 상기 케이싱(72) 내부에 무압으로 2차 그라우트재(73-2)를 주입하는 단계(S25)를 갖는다. 본 단계(S25)에서 주입된 2차 그라우트재(73-2)의 하중에 의해 케이싱(72) 하단의 1차 그라우트재(73-1)에는 퍼짐이 형성됨에 따라 1차 그라우트재(73-1)와 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 말뚝(2,3) 사이 간극(s)은 메워지게 되는 것이다. 즉 전 단계(S24)에서 케이싱(72)이 인발된 높이만큼 자중에 의해 1차 그라우트재(73-1)에 퍼짐이 발생되나 1차 그라우트재(73-1)와 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 말뚝(2,3) 사이 간극(s)이 형성된다.

이에 2차 그라우트재(73-2)의 주입이 이루어지면 2차 그라우트재(73-2)의 하중에 의해 1차 그라우트재(73-1)에는 한번 더 퍼짐이 발생되어 이러한 퍼짐에 의해 1차 그라우트재(73-1)와 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 말뚝(2,3) 사이 간극(s)이 메워지게 되어 결국 1차 그라우트재(73-1)와 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 말뚝(2,3) 사이는 완전한 수밀성이 확보되는 것이다.

이 과정에서 1차 그라우트재(73-1)의 퍼짐은 주입압 등 어떠한 외부의 압력에 의함이 아니라 무압에 의해 주입되는 2차 그라우트재(73-2)의 하중에 의한 것으로 1차 그라우트재(73-1)에 의한 지반교란을 최소한으로 제어하게 되는 것이다.

상기와 같은 단계(S21 내지 S25)가 천공(31)의 전체 높이에 걸쳐 반복수행됨에 따라 결과적으로 무압그라우팅말뚝(7)이 시공되는 것인데 이러한 일련의 단계를 거친 무압그라우팅말뚝(7)은 주입압이 아닌 주입되는 그라우트재의 하중에 의해서만 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 각각의 말뚝(2,3) 사이를 수밀하게 차단하여 주변 지반의 교란을 제어하여 지반교란에 의해 흙막이구조 자체의 구조적 건정성의 저하를 방지하는 것이며 과다의 그라우트재의 사용없이도 수밀성이 확보되도록 하는 것이다.

즉 상기 차수벽체(W2)는 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 각각의 말뚝(2,3) 사이에만 구성되는 무압그라우팅말뚝(7)으로 이루어져 흙막이벽체(W1) 배면 전체를 그라우팅 할 필요없이 수밀성이 확보되도록 하여 그라우트재의 과다사용 없이 경제적으로 시공될 수 있는 것이다.

또한 본 발명에서는 상기 그라우트재(73)의 일 실시 예를 제시하고 있는 바, 그라우트재(73)의 팽창성을 향상시켜 천공(71)에 그라우트재(73)의 밀실한 충진에 의해 차수벽체(W2)의 수밀성을 배가시키도록 하며, 이러한 재질상의 팽창성 부여에 의해 무압으로 그라우트재(73)를 주입하더라도 그라우트재(73)의 하중과 재질상의 팽창성에 의해 그라우트재(73)가 충분히 상기 흙막이벽체(W1)를 구성하는 각각의 말뚝(2,3) 사이를 수밀하게 차단하게 되는 것이다. 또한 그라우트재(73)의 경화과정 및 시공후 균열을 제어하여 수밀성을 배가시키게 되는 것이다.

이에 본 실시 예에서는 상기 S20단계에서, 시멘트 100중량부에 대해 탄산칼슘 피막이 도포된 소성된 석회석 1 내지 10중량부, 비나파스수지 1 내지 3중량부, 탄화규소 1 내지 3중량부를 포함하는 그라우트재를 배합하는 단계가 포함되도록 하는 예를 제시하고 있다.

상기 시멘트는 일반 포틀랜드 시멘트가 사용될 수 있으며, 일정 중량부로 알루미나 시멘트가 더 첨가될 수 있는 바, 상기 알루미나 시멘트는 무기질계 초속경 재료로서 시멘트와 혼합할 때 수일 혹은 수 십일에 얻어지는 일반 포틀랜드 시멘트의 압축강도를 수 시간 내에 얻을 수 있게 한다. 즉 알루미나 시멘트가 일부 대체 첨가되도록 하여 조강성이 확보되어 공기를 단축시키는 등의 효과가 발현되도록 하는 것이다.

또한 상기에서 언급한 바와 같이 화학적 팽창성 부여에 의해 수밀성이 확보되도록 하기 위해 본 발명에서는 탄산칼슘 피막이 도포된 소성된 석회석이 첨가되도록 한다. 또한 탄산칼슘 피막이 도포된 소성된 석회석에 의해 상기 알루미나 시멘트의 첨가의 경우 조강성이 확보되나 이러한 조강성의 확보에 의해 온도균열 등 균열저항성이 저하될 수 있는 문제를 해결하게 되는 것이다.

상기 석회석은 1000 내지 1300℃로 소성시킨 석회석이 사용되는데, 소성된 석회석은 산화칼슘이 수화되면서 수산화칼슘이 생성되도록 하여 배합시 페이스트를 팽창시키도록 하는 것이다.

이러한 팽창은 공극을 남긴 채로 외관상의 용적팽창을 한다고 알려져 있으며 그 팽창은 2단계의 팽창에 의한다고 알려져 있는데 최초로 미세한 콜로이드상의 수산화칼슘을 생성할 때 처음 팽창을 하고 이것이 완전히 종료한 후에도 계속하여 장대한 이방성의 육각판상 결정으로 성장한다고 알려져 있다. 따라서 페이스트를 팽창시킴으로써 균열저항성을 향상시키도록 하는 것이다.

그런데 소성된 석회석은 수화활성이 매우 높아 배합시 물과 반응하여 단시간에 수화반응을 완결해, 시멘트가 대부분 응결 하고 있지 않는 상태에서 팽창 발현이 종료되어 페이스트에서 팽창성 즉 케미컬(chemical) 프리스트레스의 도입은 실질적으로 하지 못하고, 또 자기수축에 대한 억제 효과도 얻기 어려운 문제가 있다. 이에 지연제 등을 병용해 소성된 석회석의 수화반응시기를 늦추는 것도 가능하지만, 공존하는 시멘트에도 지연작용이 일어나 모르타르, 콘크리트 등의 물성에 영향을 주는 문제가 있다.

이에 본 실시 예에서는 소성된 석회석을 사용하되, 석회석은 소성후 이산화탄소 포함가스와 반응시켜 입자 표면에 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하여 사용되도록 하는 예를 제시한다. 바람직하게는 소성이 완료된 석회석을 소성과정에서 발생되는 이산화탄소 포함가스와 반응시켜 입자 표면에 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하는 것이 타당하다.

이와 같이 소성이 완료된 석회석에 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하는 이유는 소성된 석회석의 수화활성을 지연시켜 시멘트의 수화반응이 충분히 진행된 후에 팽창효능이 발현되어 팽창재의 팽창성능이 효율적으로 발현되도록 하기 위한 것이다.

또한 보관과정에서 특히 습도가 높은 여름철 등에는 소성된 석회석 등에 수분이 흡수되어 보관과정에서 수분과의 반응이 이루어져 실제 시멘트와 배합시 제 기능의 발현을 기대할 수 없는 바, 본 실시 예와 같이 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하여 보관과정에서 수분의 흡수를 제어하도록 하는 것이다.

이를 위해 소성이 완료된 석회석을 소성과정에서 발생되는 이산화탄소 포함가스와 반응시켜 석회석 입자 표면에 탄산칼슘 피막이 도포되도록 하는 것이다.

즉 소성이 완료된 석회석에 150 내지 400℃ 온도하에서 10 내지 50중량%로 이산화탄소가 함유된 가스를 공급하여 확산에 의해 표면에 탄산칼슘 피막이 형성되도록 하는 것이다.

이와 같이 피막이 형성되도록 하여 소성된 석회석 내부는 활성이 매우 높은 CaO가 존재하게 되며, 표면에는 탄산칼슘(CaCO3)을 생성시켜 수분과의 반응을 지연시키는 것이다. 즉 이산화탄소를 포함한 가스가 확산되면서 소성된 석회석의 미세한 공극으로 전달되며, 이산화탄소가 소성된 석회석의 전 표면에서 반응하여 미세한 CaCO3 피막을 계속 형성시키도록 하는 것이다.

또한 이러한 피막의 형성에 의해 석회석간 응집을 제어하여 팽창효율의 저하도 방지하게 되는 것이다.

바람직하게 이산화탄소가 포함된 가스는 전체대비 이산화탄소의 농도가 10 내지 50중량%로 함유되는 것이 타당한데 이는 너무 농도가 큰 경우 피막의 두께가 커져서 수화반응을 지연시키는 것이 아니라 수화반응을 차단하여 적정의 시기에 팽창성능의 발현을 기대할 수 없는 바 상기와 같이 한정하는 것이다.

상기 비나파스수지는 액상수지를 스프레이 건조하여 제조한 분산 물질로서 물에 분산시키면 안정한 액상수지가 되고 물에 분산된 수지는 건조 후 물에 녹지 않는 비가역적인 폴리머 필름을 형성하고 액상수지와 같이 시멘트와 혼합 사용되어 인장, 휨강도 등을 향상시키며 접착력을 증가시키는 역할을 한다. 특히 상기 비나파스수지가 첨가되어 경화후 페이스트의 탄성이 발현되도록 하여 취성파괴에 대한 저항성을 향상시키게 되는 것이다.

이러한 비나파스수지의 첨가에 의해 시공후 외압에 의해 무압그라우팅말뚝(7)에 작용하는 하중을 완화시켜 외압에 의한 균열이 방지되도록 하는 것이다.

상기 탄화규소는 매우 단단하고 깨끗하며, 규소와 탄소의 결정성 화합물로 2500℃ 이상에서 분해된다. 고온강도가 높고, 내마모성, 내산화성, 내식성, 크랙 저항성 등의 특성이 우수하여 탄화규소는 소성된 석회석에 형성되는 공극이 냉각과정에서 수축되거나 변형되지 않고 그대로 유지시켜주도록 함으로써 페이스트의 팽창후 수축을 제어하도록 하는 것이다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

1 : 본 발명 2 : 기성말뚝
3 : 현장말뚝 4 : 연결구
5 : 띠장 6 : 앵커
7 : 무압그라우팅말뚝

Claims (5)

1. 복수의 말뚝과 복수의 말뚝을 횡방향으로 지지하는 띠장을 포함하는 흙막이벽체를 시공하는 단계(S10); 및 상기 흙막이벽체와 지반 사이에서 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 간에 인접하여 복수의 케이싱을 지반에 타입하고 배토한 후에 상기 케이싱 내부에 무압으로 그라우트재를 주입하고 상기 케이싱을 인발하여 차수벽체를 시공하는 단계(S20);를 포함하되,
   상기 S10단계에는, 지반에 복수로 제 1천공을 타공하고 상기 제 1천공에 중공의 기성말뚝을 타입하여 기성말뚝을 시공하는 단계(S11); 상기 제 1천공 사이에 제 2천공을 타공하고 상기 제 2천공에 H형강을 타입한후에 상기 제 2천공과 상기 H형강 사이에 몰탈을 충진하고 경화된 몰탈 중 일부분을 제거하여 H형강의 플랜지가 노출되도록 하여 요홈을 형성하는 결합홈을 형성시켜 현장말뚝을 시공하는 단계(S12); 상기 결합홈에 연결구를 부착하고 현장말뚝 간 연결구에 띠장을 시공하는 단계(S13);가 포함되고,
   상기 S20단계에는, 지반에서 상기 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 사이에 제 3천공을 하는 단계(S21); 상기 제 3천공에 케이싱을 타입하는 단계(S22); 상기 케이싱 내부에 무압으로 1차 그라우트재를 주입하는 단계(S23); 상기 케이싱을 일정 높이로 인발하는 단계(S24); 상기 케이싱 내부에 무압으로 2차 그라우트재를 주입하여 2차 그라우트재의 하중에 의해 케이싱 하단의 1차 그라우트재의 퍼짐이 형성되도록 하여 1차 그라우트재와 상기 흙막이벽체를 구성하는 말뚝 사이 간극을 메우는 단계(S25); 상기 단계들(S21 내지 S25)을 반복적으로 수행하는 단계(S26);가 포함되며,
   상기 S20단계에서 상기 그라우트재는, 시멘트 100중량부에 대해 탄산칼슘 피막이 도포된 소성된 석회석 1 내지 10중량부, 비나파스수지 1 내지 3중량부, 탄화규소 1 내지 3중량부를 포함하되, 상기 탄산칼슘 피막이 도포된 소성된 석회석은 소성이 완료된 석회석에 150 내지 400℃ 온도하에서 10 내지 50중량%로 이산화탄소가 함유된 가스를 공급하여 확산에 의해 그 표면에 탄산칼슘 피막이 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무압 그라우팅 차수벽이 형성된 흙막이구조 시공방법.
   
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항의 시공방법에 의해 시공되는 무압 그라우팅 차수벽이 형성된 흙막이구조.

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