KR101924383B1 - 그라우팅과 고화재 혼합처리를 이용한 연약지반 친환경 배수로 조성 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그라우팅과 고화재 혼합처리를 이용한 연약지반 친환경 배수로 조성 공법에 관한 것이다.
본 발명은 연약지반 배수로 조성 공법에 있어서, 배수로를 형성하기 위한 성토 또는 굴착 단면 형성 전에 시트파일 형상으로 이루어진 그라우팅 파일(400)을 적어도 한 줄 이상으로 먼저 시공한 다음 배수로 형성을 위한 굴착 성토 작업을 수행하도록 하여 작업 중 사면 붕괴를 방지하고 아울러 배수로 단면으로 영구적 이용 가능하도록 한 것이다.

Description

그라우팅과 고화재 혼합처리를 이용한 연약지반 친환경 배수로 조성 공법{A Environment-Friendly construction method of drainage channel on softground by Grouting and Mixing of Solidifying Agent}

본 발명은 배수로 조성 공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배수로를 형성하기 위한 성토 또는 굴착 단면 형성 전에 시트파일 형상으로 이루어진 그라우팅 파일을 적어도 한 줄 이상으로 먼저 시공한 다음 배수로 형성을 위한 굴착 성토 작업을 수행하도록 하여 작업 중 및 작업 후 사면 붕괴를 방지하고 아울러 배수로를 이루는 바닥면과 경사면을 영구 구조물로 사용할 수 있도록 하는 그라우팅과 고화재 혼합처리를 이용한 연약지반 친환경 배수로 조성 공법에 관한 것이다.

일반적으로 배수로 공사, 상수도 및 하수도 공사, 관로 공사 등을 시공하고자 하는 경우 먼저 지반 조사를 통해 사면지의 지반이 약한 경우 사면지의 안정화를 위한 강도 보강 작업을 하게 된다.

상기한 연약지반 강도 보강작업에 적용되는 기술 중 하나로서 파일 공법의 경우 심어진 파일을 통해 큰 지지력을 확보하는 장점은 있지만 비용이 많이 드는 문제점이 있어왔다.

최근 파일 공법이 아닌 다양한 기술의 연약지반 안정화 공법이 제시된 바 있다.

한 예로서, 특허등록 제10-0903136호 팽이파일을 이용한 연약지반 보강부위의 침하 계측구조 및 계측방법이 제시된 바 있다.

이는, 상광하협 형태로 이루어진 몸체부와, 상기 몸체부의 저부로부터 연장형성되는 파일부로 구성된 팽이파일형틀과; 상기 팽이파일 형틀의 몸체부와 파일부에 관통되게 설치되되, 상기 몸체부의 상부로 일정길이만큼 연장되게 설치되는 관체와; 상기 관체를 통해 연약지반의 심층까지 인입되는 계측봉을 포함하여 구성된다.

하지만, 상기한 경우 계측을 위한 것이며 계측봉을 연약지반 심층까지 인입시키기 힘든 문제점이 있다.

또한, 실용등록 제20-0233322호 연약지반의 표층부용 보강재가 제시된 바 있다.

이는, 토양의 상태가 매우 연약한 자연 연약지반 또는 매립지와 같은 인공적 연약지반에 건설 중장비의 안전 통행을 위한 통행로를 확보하는 보강재의 경제성 확보, 및 건설중장비용 안전 통행로의 조기 구축에 기여할 수 있는 연약지반의 표층부용 보강재를 제공하기 위한 것으로서, 건설중장비용 통행로를 조성할 연약지반 상에 부설하는 통죽제 죽망과, 상기 죽망의 망목을 통하여 연약지반에 관입하여 죽망을 지지하며 지하수의 배수기능을 겸비한 섶말뚝으로 이루어진다.

하지만, 상기한 경우 표층부 보강을 위해 죽망을 설치하고 죽망의 망목을 통과하여 연약지반을 보강하는 것으로 보강작업이 힘든 문제점이 있다.

또한, 실용등록 제20-0219080호 연약지반 보강을 위한 약액 토출장치가 제시된 바 있다.

이는, 약액(고화제)인 혼합액과 급결제 또는 완결제의 토출 흐름을 원활함과 동시에 적절하게 혼합하여 토출시킴으로써, 토출관의 막힘없이 연약지반으로의 고화제 주입이 신속하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

하지만 상기한 경우 연약지반에 약액을 골고루 투입해야 하는 것으로 약액이 많이 소요되는 문제점 및 이에따른 시간소요로 경제적 비용에 부담이 되는 문제점이 있어왔다.

또한, 특허등록 제10-1209008호 연약지반의 흡입배수 보강공법이 제시된 바 있다.

이는, 연약지반에 모래 여과층을 형성하고 모래 여과층의 내부 중앙에 내부 흡입관을 설치하고, 내부 흡입관은 진공펌프에 연결한 흡입배관에 연결하여, 진공펌프를 가동하여, 연약지반 중의 간극수를 단기간 내에 효과적으로 배출시키도록 한 것이다.

하지만, 상기한 경우 연약지반 보강시 모래 여과층을 형성시키고 이 모래 여과층으로 유입되는 간극수를 빠르게 배출하기 위한 것으로 연약지반 강도 보강을 기대하기 힘든 문제점이 있다.

다시말해, 연약지반에 배수로를 조성하는 공지의 공법은 완경사로 터파기하고 배수로 구조물을 시공한 다음 되메움 하는 공법이 적용되거나, 또는 연약지반에 강관 시트파일을 타설하고 터파기를 한 다음 콘크리트 혼합물을 통해 배수로 구조물을 시공한 후 되메움을 하고 이후 시트파일을 빼내는 공법이 주로 적용되어 연약지반 안정화를 위한 작업이 불편한 문제점이 있었다.

KR 특허등록 제10-0456610호 공고일 2004. 11. 09 KR 특허등록 제10-1178138호 공고일 2012. 08. 29 KR 특허등록 제10-0903136호 공고일 2009. 06. 16 KR 실용등록 제20-0233322호 공고일 2001. 10. 08 KR 실용등록 제20-0219080호 공고일 2001. 04. 02 KR 특허등록 제10-1209008호 공고일 2012. 12. 06

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 배수로를 형성하기 위한 성토 또는 굴착 단면 형성 전에 시트파일 형상으로 이루어진 그라우팅 파일을 시공한 다음 배수로 형성을 위한 굴착 성토 작업을 수행하도록 하여 작업 중 사면 붕괴를 방지하고 아울러 배수로를 이루는 표면이 고화재 혼합처리로 이루어지도록 하여 콘크리트 구조물과 같이 영구적으로 사용할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

연약지반 배수로 조성 공법에 있어서,

배수로를 형성하기 위한 성토 또는 굴착 단면 형성 전에 시트파일 형상으로 이루어진 그라우팅 파일을 적어도 한 줄 이상으로 먼저 시공한 다음 배수로 형성을 위한 굴착 성토 작업을 수행하도록 하여 작업 중 사면 붕괴를 방지하고 아울러 장기간 안정화를 이룰 수 있도록 한 것이다.

상기 그라우팅 파일은, 굴삭기의 붐 선단에 체결수단으로 결합된 관입봉이 연약지반에 관입되어 홀을 형성하고 이 홀에 그라우팅 약액을 채움시켜 형성되도록 한 것이다.

여기서, 상기 그라우팅 약액이 상기 관입봉의 관입후 인출과정에서 상기 홀에 채움되도록 함이 바람직 할 것이다.

또한, 상기 배수로 형성을 위한 양쪽 경사면 또는 바닥면 형성시 표면을 따라 그라우팅을 일정두께의 면상태로 형성하여 그라우팅 배수 표면을 형성하도록 한다.

상기 그라우팅 배수 표면은, 굴삭기의 붐 선단에 체결수단으로 결합된 관입봉의 선단 이동을 통해 배수로를 이루는 경사면과 바닥면이 형성되도록 함과 동시에 상기 관입봉의 선단으로 그라우팅 약액 또는 고화재가 원지반토와 혼합 처리되면서 경사면과 바닥면이 형성되도록 한 것이다.

또한, 상기 그라우팅 배수 표면이 동.식물 등이 자랄 수 있도록 지반이 외부로 노출되는 식생 공간이 형성되도록 함이 가능할 것이다.

본 발명은 배수로를 형성하기 위한 성토 또는 굴착 단면 형성 전에 시트파일 형상으로 이루어진 그라우팅 파일을 적어도 한 줄 이상으로 시공한 다음 배수로 형성을 위한 양쪽 경사면과 바닥면이 형성되도록 하여 작업 중 사면 붕괴를 방지하고 아울러 장기간 안정화를 이룰 수 있도록 한 장점이 있다.

또한, 배수로 형성 작업과 동시에 안정화 작업을 함에 따라 공기를 크게 단축시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 배수로를 위한 바닥면과 경사면 작업시 그라우팅 약액 또는 고화재를 원지반토와 혼합처리하는 방식으로 형성함에 따라 콘크리트와 같은 구조물을 이루게 되는 장점이 있다.

또한, 배수로 작업시 식생공간을 형성시켜 식물 등이 자랄 수 있도록 한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 그라우팅을 이용한 연약지반 친환경 배수로 조성 공법에서 관입봉을 통해 홀을 형성하는 과정을 보인 사용상태도,
도 2a는 본 발명에 따른 그라우팅을 이용한 연약지반 친환경 배수로 조성 공법을 적용하기 위한 연약지반을 도시한 요부 단면도,
도 2b는 도 2a의 연약지반에 굴삭기에 적용된 관입봉을 통해 복수의 홀을 형성시키는 과정을 보인 사용상태도,
도 2c는 도 2b에서 관입봉 인출과 동시에 그라우팅 약액을 채움시켜 그라우팅 파일이 설치된 상태를 보인 사용상태도,
도 2d는 도 2c 과정후 배수로 형성을 위해 양쪽 경사면과 바닥면에 그라우팅 약액을 통해 그라우팅 배수 표면이 형성된 상태를 보인 사용상태도,
도 3은 도 2d에서 그라우팅 배수 표면에 식생공간이 형성됨을 보인 요부 평면도,
도 4는 도 3의 단면 사용상태 구성도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 함은 물론, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝히며, 아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 도 1 및 도 2a~2d 의 도시에 의하여 연약지반(S)에 양쪽 경사면과 바닥면으로 이루어진 배수로 형성시 연약지반(S)을 안정화 시킴과 동시에 배수로 작업이 가능하도록 한 것이다.

즉, 배수로 조성에 있어 설치될 장소가 연약지반(S)으로 판단되는 경우 배수로 형성을 위한 바닥면과 양쪽 경사면의 조성전 미리 복수의 그라우팅 파일(400)을 형성시켜 지반 안정화를 이룬 상태에서 작업이 가능하도록 한 것이다.

상기 그라우팅 파일(400)은, 시멘트 등의 혼합재료로 이루어진 그라우팅 약액의 경화를 통해 얻어지는 것으로, 연약지반(S)에 관입봉(100)을 설정된 깊이까지 관입시키고 관입된 상기 관입봉(100)에 그라우팅 약액을 채움시킴과 동시에 상기 관입봉(100)을 인출시켜 상기 관입봉(100)에 의해 형성된 홀(H)에 그라우팅 약액을 채움시켜 양생에 의해 얻어진 것을 말한다.

상기 관입봉(100)은, 굴삭기 등의 붐(B) 선단에 체결수단(200)을 통해 선택적으로 결합시켜 붐(B)의 관절운동을 통해 연약지반(S)에 관입되도록 한 것으로 관입은 물론 외부에서 공급되는 그라우팅 약액을 선단을 통해 토출시키는 역할을 수행하게 된다.

상기 그라우팅 약액은, 공지와 같이 시멘트 포함된 약액으로 별도의 저장조에 저장된 상태에서 펌핑력을 통해 상기 관입봉(100)으로 공급된다.

여기서, 상기 붐(B)의 선단에 결합되는 상기 관입봉(100)은 하나 또는 복수개가 체결수단(200)을 통해 결합된 것을 적용할 수 있다.

이에따라 도 2a의 연약지반(S)에 배수로를 조성하는 과정을 살펴보면, 먼저 배수로 장소가 연약지반(S)으로 판단하는 경우, 도 1에 도시된 바와같이 굴삭기의 붐(B) 선단에 체결수단(200)을 통해 관입봉(100)을 결합시킨다. 그런다음 도 1 및 도 2b에 도시된 바와같이 상기 관입봉(100)을 연약지반(S)에 관입시키고 관입되는 상기 관입봉(100)의 선단이 적정 깊이에 도달하게 되면 상기 관입봉(100)을 인출시킴과 동시에 도 2c에 도시된 바와같이 상기 관입봉(100)의 내부로 그라우팅 약액을 공급하여 상기 관입봉(100)의 인출에 의해 형성된 홀(H)에 그라우팅 약액이 채움되도록 한다. 그러면 일정 시간후 그라우팅 약액이 경화되게 되면 그라우팅 파일(400)이 형성되게 되고, 이를 통해 지반 안정화가 가능하게 된다.

연속된 작업으로 양쪽 경사면과 바닥면이 형성되도록 하고 동시에 표면에 그라우팅 약액을 토출시켜 적정 두께의 그라우팅 배수 표면(500)이 형성되도록 한 후 이를 경화시키면 배수로 작업이 완료되게 된다.

다시말해, 상기 그라우팅 파일은 굴삭기의 붐(B) 선단에 체결수단(200)으로 결합된 관입봉(100)이 연약지반에 관입되어 홀(H)을 형성하고 이 홀(H)에 그라우팅 약액을 채움시켜 형성되도록 하면 되며, 상기 그라우팅 약액은 상기 관입봉(100)의 관입후 인출과정에서 상기 홀(H)에 채움되도록 하면 된다.

연속해서, 상기 그라우팅 파일(400) 작업이 완료되면 상기 그라우팅 파일(400)의 안정화를 판단한 후 양쪽 경사면과 바닥면으로 이루어진 배수로의 표면이 그라우팅 배수 표면(500)으로 조성되도록 상기 관입봉(100)을 통해 그라우팅 약액을 적정 두께로 포설하면 된다.

이때, 굴삭기의 붐(B) 선단에 체결수단(200)으로 결합된 관입봉(100)의 선단을 양쪽 경사면과 바닥면 표면을 따라 이동시킴과 동시에 상기 관입봉(100)의 선단으로 그라우팅 약액을 토출시켜 경사면과 바닥면의 표면으로 토출되도록 하여 적정 두께로 포설되도록 하면 된다.

여기서, 배수로의 내구성 증대를 위해 그라우팅 약액과 함께 고화재를 원지반토와 혼합 처리하면서 배수로를 이루는 바닥면과 양쪽 경사면에 적정 두께로 포설되도록 함이 바람직하다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 다른 예로서, 배수로의 양쪽 경사면과 바닥면에 식물이 자랄 수 있도록 식생공간(600)이 형성됨을 보인 것이다.

상기 식생공간(600)은, 상기 배수로 형성을 위한 양쪽 경사면 또는 바닥면 형성시 임의 구역을 그라우팅 하지 않고 외부로 노출되도록 하여 상기 배수로 표면에 동.식물이 자랄 수 있도록 한 것이다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백하다. 그러므로 본 발명의 기술적 특징에 대한 변형과, 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

B: 붐
H: 홀
S: 연약지반
100: 관입봉
200: 체결수단
400: 그라우팅 파일
500: 그라우팅 배수 표면
600: 식생공간

Claims (6)

1. 배수로를 형성하기 위한 성토 또는 굴착 단면 형성 전에 그라우팅 파일을 시공한 다음 배수로 형성을 위한 굴착 성토 작업을 수행하도록 하여 연약지반에 배수로를 형성하기 위한 연약지반 배수로 조성 공법에 있어서,
   굴삭기의 붐 선단에 체결수단으로 결합된 관입봉을 연약지반에 관입시켜 홀을 형성시킨 후 연속된 상기 관입봉의 인출과정에서 상기 홀에 그라우팅 약액이 홀에 채움되도록 하고,
   상기 배수로 형성을 위한 양쪽 경사면과 바닥면 형성시 상기 그라우팅 파일 형성과 함께 일정두께의 단단한 면상태로 배수로 표면을 형성시켜 그라우팅 배수 표면을 형성하도록 하되, 굴삭기의 붐 선단에 체결수단으로 결합된 관입봉의 선단 이동을 통해 배수로를 이루는 경사면과 바닥면이 형성되도록 함과 동시에 상기 관입봉의 선단으로 그라우팅 약액 또는 고화재를 토출시켜 원지반토와 함께 혼합 시키면서 경사면과 바닥면의 표면을 이루도록 함을 특징으로 하는 그라우팅과 고화재 혼합처리를 이용한 연약지반 친환경 배수로 조성 공법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 그라우팅 배수 표면이 동.식물 등이 자랄 수 있도록 지반이 외부로 노출되는 식생 공간이 형성되도록 함을 특징으로 하는 그라우팅과 고화재 혼합처리를 이용한 연약지반 친환경 배수로 조성 공법.

Images