KR102051579B1 - 연약 지반 개량 장치 및 그 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반 개량하는 장치 및 공법에 관한 것으로, 연약지반의 지중에 고결체를 형성하기 위한 약액을 A/B약액으로 나누어 A약액을 주입하는 제1공급부와, B약액을 주입하는 제2공급부를 갖는 주입수단과; 연약지반에 관 삽입되는 양수관의 바깥쪽 둘레에 이중관으로 지중까지 연장 형성되어 상단에 연결된 주입수단의 주입압력으로 약액을 지중에 토출하는 주입관을 포함하여 구성되며, 상기 주입관은 원주 방향을 따라 반복적으로 형성된 격벽을 통해 A/B약액이 각각 이동하는 다수의 주입통로가 형성되고, 이 주입관의 하단에는 외주연을 따라 A약액 및 B약액을 토출하는 A/B토출구가 반복적으로 형성된 연약지반 개량 장치를 제공하고, 이 연약지반 개량 장치를 이용하여 연약지반의 지중에 형성되는 고결체의 넓이만큼 소정의 거리를 두고 이중관으로 주입관을 갖는 다수의 양수관을 연속적으로 관 삽입하는 설치단계와; 상기 주입관에 A/B약액을 각각 공급 주입하는 주입수단을 연결하여 상기 주입관을 통해 지중에 토출하여 고결체를 형성하는 고결단계와; 상기 다수의 양수관을 통해 동시다발로 양수하여 압밀침하를 수행하고자 하는 해당 연약지반의 지하수의 수위 저하시키는 양수단계와; 상기 고결체의 고결을 통해 접합된 상부모래층 및 점토층이 지하수의 수위 저하 량만큼 자중에 의해 해당되는 전체 면적이 부등침하 없이 균일하게 지반침하 되는 침하단계를 포함하는 연약지반 개량 공법을 제공함으로써, 별도의 약액 주입용 로드를 설치할 필요 없이 그라우트 공법을 통해 상부모래층과 점토층의 사이에 고결체를 포진 형성하여 부등침하를 예방하고, 넓은 연약지반의 지하수를 동시다발로 저하시켜 압밀침하에 따른 지반침하의 시공기간 및 시공비용을 최소화하는 효과를 기대한다.

Description

연약 지반 개량 장치 및 그 공법{Soft ground improvement device and that method}

본 발명은 연약지반 개량하는 장치 및 공법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 압밀침하(consolidation settlement, 壓密沈下 - 압축하중에 의해 간극수가 배수되면서 일어나는 토양 침하 또는 압밀에 의하여 지반이나 성토가 침하하는 현상.)에 대상이 되는 넓은 연약지반의 지하수위(ground water level, 地下水位 - 샘을 파서 어떤 깊이에 이르면 물이 침출하여 고이게 되는데 이 물이 고이는 최상부의 수면)를 동시다발로 저하시켜 시공기간 및 시공비용을 최소화하고, 그라우트 공법을 통해 상부모래층과 점토층의 사이에 고결체를 넓게 형성하여 부등침하(differential settlement, 不同沈下 - 구조물의 기초지반이 침하함에 따라, 구조물의 여러 부분에서 불균등하게 침하를 일으키는 현상)를 미리 예방하는 연약지반 개량 장치 및 그 공법에 관한 것이다.

일반적으로, 우리나라는 생활용수를 거의 대부분 지표수에 의존하고 있으나 지표수는 가뭄 등의 기상변화나 수질사고 등에 그대로 노출되어 물 공급의 안정성에 취약하다. 그래서 물부족국가인 우리나라도 이상강우 또는 건기 시 지하에 있는 지하수를 활용하는 빈도가 증가하고 있는데, 대부분 지하수를 양수하는 지층은 사질토이다.

일례로, 외국의 지하철 건설 현장에서는 지중의 석회암 지역에서 지하수를 양수하게 되면 석회암 공동 내 지하수가 빠져나가 공동이 붕락하게 되므로 일정 면적만큼 굴착할 때 저하되는 지하수위를 제한하기도 한다.

한편, 종래의 성토압이나 진공압밀을 이용하는 점성토의 압밀촉진공법에 있어서는 다수의 원형 수직드레인을 시공 설치한 다음 상부로 성토층을 적층 형성하여 탈수에 의한 압밀촉진 작용이 성토압에 의하여 이루어지도록 하였다.

통상적으로 각종 건축 토목공사에서의 기초공사 등을 함에 있어서 지중에 차수벽을 구축하거나 연약 지반이 있을 때 이 연약 지반을 개량하기 위하여 행하는 연약 지반 개량 공법 및 장치가 제공된다.

종래의 시공법은 상부에 적층되는 많은 양의 성토흙의 하중으로 인한 전단 파괴를 방지하기 위하여 소량의 성토(盛土 - 흙을 쌓음.)작업을 단계적으로 시행함으로써 시공이 번거롭고 오랜 압밀(壓密 - 눌려서 빽빽하여지거나 눌러서 빽빽하게 함.) 시간을 필요로 하여 시공기간이 길어지게 되며, 점토층이 진공밀폐된 상태에서 진공펌프를 가동하여 탈수를 촉진시키는 진공압밀 공법에 있어서는 시공비용이 많은 단점이 있다.

또한, 종래의 시공법은 개량대상인 고함수비 상태의 연약지반에 연직방향으로 복수의 연직 홀을 형성하되, 삼각, 사각, 다각, 원형 중 선택된 어느 하나의 형태로 배치하는 제 1공정과; 상기 연직홀에 석탄회를 투입하여 연직방향으로 석탄회 배수기둥을 형성시켜 상기 연약지반의 상부에 재하중이 가해지면 상기 석탄회 배수기둥을 통해 상 방향으로 간극수를 배수시키되, 상기 석탄회는 화력발전소 회처리장에 투기되어 있고 별도의 분리선별과정을 거치지 않은 매립석탄회 또는 화력발전소 회처리장에 투기되어 있는 매립 석탄회를 준설한 후 이질 입경이 혼합된 매립석탄회를 수중 낙하시킨 후 분리 침강 특성을 이용하여 입경별로 선별하는 입경분리장치에 투과시킨 후 개량대상인 고함수비 상태의 연약지반을 구성하는 토사의 투수특성에 따라 연약지반보다 2배 이상 투수성을 갖는 크기의 입경을 갖는 매립석탄회를 이용하는 제 2공정; 및 상기 석탄회 배수기둥의 상면인 연약지반에 석탄회를 포설하여 수평포집층을 형성하여 상기 석탄회 배수기둥을 통해 상향으로 배출된 간극수가 상기 수평포집층을 통해 수평방향으로 흘러 집수정에 유입되도록 유도하는 제 3공정으로 이루어지고 있으나, 상기와 같은 단점을 역시 갖고 있을 뿐만 아니라 지하수 활용 및 그에 따른 영향은 전혀 고려되고 있지 않다.

이러한, 공법으로는 도 1에 도시된 바와 같이, 약액 주입 공법(JCM 공법, CGM 공법, JS-CGM 공법) 및 그에 따르는 장치에 관한 것으로 종래의 지반 개량 또는 차수벽의 조성을 위한 지중 주입공법으로서 보오링기 등으로 지중을 일정깊이로 하향굴착한 다음 이 굴착공에 그라우트(grout - 시멘트와 물, 또는 시멘트와 모래, 물을 섞어서 만든 것 또는 돌 축대나 건축물의 갈라진 틈에 묽게 갠 시멘트나 모르타르 따위를 밀어 넣어서 메우는 일.)가 토출되는 노즐이 선단에 장착된 약액 주입용 로드(Rod)를 장입하여 굴착공 최하부로부터 그라우팅하면서 로드를 상측으로 상승하면서 순차적으로 그라우팅을 하도록 하는 공법이 있다.

상기와 같은, 종래의 공법은 지반이 투수성이 균일하지 않으므로 그라우트의 침투범위가 불균일하게 되는 문제가 있었다.

그리고, 상기와 같은 종래의 공법은 그라우트의 경화속도를 임의로 조정하는 수단이 없이 단순히 작업자의 경험에 의하여 일률적인 그라우팅 작업을 하여 왔다.

이에 대하여, 특허문헌 1에 경우 지중에 차수벽을 구축하거나 연약지반을 개량하기 위한 연약지반 개량 공법 및 장치에 관한 것으로 그 중에서도 약액주입공법(TCM 공법, CGM 공법, JS-CGM 공법) 및 그에 따르는 장치에 대한 것으로 통상 종래의 지반 개량 또는 차수벽의 조성을 위한 지중 그라우트 주입공법으로서 지중에 일정깊이로 굴착하여 그라우트 주입용 로드를 굴착공에 장입하여 굴착공 최하부로부터 로드를 상승시키며 지중을 압밀 그라우팅하게 되는 바 본 발명은 로드에 방사상으로 다수개의 토출구가 구비된 약액 토출노즐유니트를 공사현장 사정에 따라 선택적으로 노즐유니트 수를 가감하여 장착하고 지중을 침투주입 그라우트를 시행함과 아울러 A약액 토출량과 B약액 토출량을 임의로 조정하여 그라우트의 강도 및 경화속도를 조정하면서 그라우팅할 수 있게 한 약액공급 개폐장치를 장착하였다.

KR 10-0256843 B1

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 연약지반의 양수정(pumping well, 揚水井 - 침사지를 통과한 하수를 펌프로 퍼올리기 위해 흡입관을 배치해 두는 곳.)에 관 삽입된 양수관을 이중관으로 형성하여 별도의 약액 주입용 로드를 설치할 필요 없이 그라우트 공법을 통해 상부모래층과 점토층의 사이에 고결체를 포진 형성하여 부등침하를 예방하는 연약지반 개량 장치를 제공하는데 첫 번째 목적이 있다.

상기 연약지반 개량 장치의 사용과 함께, 연약지반에 적절한 거리를 두어 양수관을 관 삽입하여 넓은 연약지반의 지하수를 동시다발로 저하시켜 압밀침하에 따른 지반침하(地盤沈下, settlement of ground, subsidence of ground - 지반이 서서히 내려 앉는 현상. 지진이나 지각 변동에 의한 자연 침하와 지하수의 과잉 양수 등에 의한 인위적 침하가 있음.)의 시공기간 및 시공비용을 최소화하는 연약지반 개량 공법을 제공하는데 두 번째 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 연약지반의 지중에 고결체를 형성하기 위한 약액을 A/B약액으로 나누어 A약액을 주입하는 제1공급부와, B약액을 주입하는 제2공급부를 갖는 주입수단과; 연약지반에 관 삽입되는 양수관의 바깥쪽 둘레에 이중관으로 지중까지 연장 형성되어 상단에 연결된 주입수단의 주입압력으로 약액을 지중에 토출하는 주입관을 포함하여 구성되며, 상기 주입관은 원주 방향을 따라 반복적으로 형성된 격벽을 통해 A/B약액이 각각 이동하는 다수의 주입통로가 형성되고, 이 주입관의 하단에는 외주연을 따라 A약액 및 B약액을 토출하는 A/B토출구가 반복적으로 형성된 것을 특징으로 하는 연약지반 개량 장치를 제공한다.

상기한, 구성을 통해 제작되는 연약지반 개량 장치를 이용하여 연약지반을 개량하는 공법에 있어서, 연약지반의 지중에 형성되는 고결체의 넓이만큼 적절한 거리를 두고 이중관으로 주입관을 갖는 다수의 양수관을 연속적으로 관 삽입하는 설치단계와; 상기 주입관에 A/B약액을 각각 공급 주입하는 주입수단을 연결하여 상기 주입관을 통해 지중에 토출하여 고결체를 형성하는 고결단계와; 상기 다수의 양수관을 통해 동시다발로 양수하여 압밀침하를 수행하고자 하는 해당 연약지반의 지하수의 수위 저하시키는 양수단계와; 상기 고결체의 고결(consolidation, 固結 - 암석에서 떨어져 나온 쇄설물이나 액체상태의 물질이 단단하고 굳은 암석으로 변해 가는 일. 특히 마그마가 화성암으로 굳어지는 것을 고화작용(solidification), 퇴적물이 퇴적암으로 굳는 것을 석화(lithification)작용이라고 한다.)을 통해 접합된 상부모래층 및 점토층이 지하수의 수위 저하 량만큼 자중에 의해 해당되는 전체 면적이 부등침하 없이 균일하게 지반침하 되는 침하단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 개량 공법을 제공한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 별도의 약액 주입용 로드를 설치할 필요 없이 그라우트 공법을 통해 상부모래층과 점토층의 사이에 고결체를 포진 형성하여 부등침하를 예방하는 효과가 있다.

그리고, 넓은 연약지반의 지하수를 동시다발로 저하시켜 압밀침하에 따른 지반침하의 시공기간 및 시공비용을 최소화하는 효과가 있다.

도 1은 종래 그라우트 공법에 따른 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 연약 지반 개량 장치를 나타내는 구성도.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 연약 지반 개량 장치의 설치상태를 나타내는 예시도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 연약 지반 개량 장치의 사용상태를 나타내는 단면예시도.
도 7은 본 발명에 따른 연약 지반 개량 공법을 나타내는 흐름도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 연약지반 개량 장치(100)는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 기존에 주입용 로드를 통해 두가지 약액을 동시에 주입하는 그라우트 공법과 달리 양수관(110)을 따라 이중관 형상의 주입관(120)을 일체로 형성하여 상기 양수관(110)을 통해 하부모래층(230)의 지하수를 양수함과 동시에 상기 주입관(120)을 따라 주입수단(130)의 주입압력에 의해 A/B약액으로 주입/토출하여 지중(240)에 고결체(140)의 형성을 수행할 수 있도록 일부 변경된 구조를 채택하고 있다.

우선, 연약지반(200)의 지중(240)에 고결체(140)를 형성하기 위한 약액을 A/B약액으로 나누어 A약액을 주입하는 제1공급부(131)와, B약액을 주입하는 제2공급부(133)를 갖는 주입수단(130)을 갖는다.

여기서, 상기 주입수단(130)은 특허문헌 1에서 제안된 바와 같이, 동일한 구성으로 제공되고, 상기 약액은 시멘트 또는 몰타르 등의 실질적으로 지중(240)에 형성되는 고결체(140)의 주재료로 이루는 물질을 A약액으로 구성하고, 상기 A약액을 단시간에 고결시키는 순간 고결재 또는 이에 해당하는 첨가물질을 B약액을 구성한다.

그리고, 상기 주입수단(130)의 제1공급부(131)와 제2공급부(133)를 통해 각각 A약액 및 B약액을 분리 공급하여 최종적으로 A토출구(123) 및 B토출구(125)를 통해 각각 토출됨과 동시에 혼합되며, 빠른 시간 안에 고결 작용하여 고결체(140)를 형성한다.

또한, 연약지반(200)에 관 삽입되는 양수관(110)의 바깥쪽 둘레에 이중관으로 지중(240)까지 연장 형성되어 상단에 연결된 주입수단(130)의 주입압력으로 약액을 지중(240)에 토출하는 주입관(120)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 주입관(120)의 하단에 A/B토출구(125)는 상기 주입관(120)의 외주연을 따라 번을 갈아 A/B약액이 토출되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 주입관(120)은 원주 방향을 따라 반복적으로 형성된 격벽(127)을 통해 A/B약액이 각각 이동하는 다수의 주입통로(121)가 형성되고, 이 주입관(120)의 하단에는 외주연을 따라 A약액 및 B약액을 토출하는 A/B토출구(123,125)가 반복적으로 형성된다.

한편, 상기 주입수단(130)의 제1공급부(131) 및 제2공급부(133)는 상기 주입관(120)의 상단에 형성된 주입연결부(129)에 각각 번갈아 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 지하수가 포함되어 있는 지층이 사질토인 경우 지하수를 양수하게 되면 지하수(250)가 우물함수 형태로 떨어지게 되면서 부력을 받고 있던 구간에 부력이 소실되어 지반이 침하되어야 한다.

즉, 상부모래층(210) - 점토층(220) - 하부모래층(230)인 연약지반은 상부모래층(210)의 지하수(250)는 등락이 심하므로, 지하수를 안정적으로 양수하려면 수위보다 20 ~ 30m 아래인 하부모래층(230)에 양수관(100)을 설치해 양수하면 지하수(250)가 떨어진다 하더라도 물을 주입하는 등의 방법으로 지하수(250)를 회복시켜 지반침하를 감소시킬 수 있다.

여기서, 하부모래층(230)은 대수층(帶水層, aquifer - 물을 함유하고 있으며 관정이나 샘을 통해서 대량의 물을 공급할 수 있을 정도로 투수성과 저류성이 커서 다량의 지하수를 배출할 수 있는 지층)으로 관정으로 일정량 이상의 충분한 지하수를 공급할 수 있는 투수율을 가지고 포화된 지층이고, 상기 대수층은 지질학적 환경에 따라 자유면대수층, 피압대수층 등으로 구분될 수 있으며, 지하수가 부존될 수 있는 충분한 공간이나 틈이 발달되어 투수성이 양호하다.

단일층인 경우 양수정의 관입에 의해 지하수를 양수하게 되면 양수정을 중심으로 표층으로부터 지하수(250)가 우물함수 형태로 저하되고 즉시침하가 발생한다.

한편, 상부모래층(210) - 점토층(220) - 하부모래층(230)에서 하부모래층(230)까지 양수정 단부를 관 삽입하여 지하수를 양수하면 양수정을 중심으로 점토층(220)과 하부모래층(230) 사이의 경계로부터 지하수(250)가 우물함수 형태로 저하되어 점토층(220) 경계와 하부모래층(230) 내의 저하된 지하수(250) 사이의 토층은 부력이 소실된다.

따라서, 지하수(250)가 저하된 구간에서 하부모래층(230)의 상층인 점토층(220)과 모래층에서의 부력도 소실되어 점토층(220)과 상부모래층(210)에서는 정수압(靜水壓, hydrostatic pressure - 흐름이 멈추어 있는 물속에서 생기는 압력. 물속의 한 점에 작용하는 압력은 방향에 관계없이 같은 크기이며, 그 크기는 물의 밀도ㆍ중력 가속도ㆍ깊이의 곱과 같다.)이 소산된다.

이에 따라, 상부모래층(210)과 하부모래층(230)에는 탄성변형에 의한 즉시침하가 발생하고 점토층(220)에는 간극수의 배수로 인해 체적변화로 인한 압밀침하가 장시간에 의해 시간의존적으로 발생하게 된다. 따라서, 상술한 바와 같이, 지하수(250)가 저하된 하부모래층(230)과 그 상층인 점토층(220)과 모래층에서의 부력은 소실되어 상기 즉시침하와 압밀침하가 포함된 자중에 의한 침하가 발생하게 되는데 이러한 전체 자중은 지하수(250)가 저하되기 전보다 더 크다.

따라서, 본 발명은 하부모래층(230)에서의 지속적인 양수로 하부모래층(230)의 지하수(250)를 계속 저하시킨 상태로 유지하게 되면, 별도의 추가적인 표층의 성토작업 없이 상부모래층(210)과 점토층(220)의 자중 증가로 압밀이 발생하게 되고, 또한 점토층(220)의 별도의 개량 없이 표층에서의 구조물 설치 전 미리 압밀침하를 발생시킬 수 있는 것이다.

더불어, 상기 다층지반 각각의 지층두께가 다르고 하부모래층(230)에서 양수에 의해 우물함수 형태로 지하수(250)가 저하되어 부등침하가 발생하여 표층에 구조물을 설치할 수 없거나 기존의 구조물에 심각한 영향을 미칠 수 있게 된다.

이러한, 부등침하에 대응하기 위해 기존의 양수정에 인접한 위치의 정수압이 소산되지 않은 부분에 추가적으로 복수의 양수정을 하부모래층(230)까지 관입하여 지하수를 양수함으로써 추가적으로 관입한 양수정 주변의 지반 압밀침하를 유도하여 부등침하를 최소화하거나, 양수정에 의한 지하수의 양수에 의해 지하수를 활용하되 기존 양수정에 인접한 위치에 주입정을 관입하여 하부모래층(230)에 물을 주입하여 인공함양(人工涵養, artifical recharge - 지하수는 귀중한 수자원으로 그 부존량이 크지만 순환속도가 느려 함양과 양수 사이에 불균형이 생겨 수위저하, 염수침입, 지반침하 등의 재해를 유발시킨다. 이런 대책으로 지하수를 인공적으로 땅 속에 침투 보급시켜 지하수의 증량을 시도하는 것.)시킴으로써 하부모래층(230)의 지하수(250)가 저하되는 것을 방지하고 우물함수 영향에 따른 지반의 압밀침하를 억제시킬 수 있다.

먼저, 다층지반인 상부모래층(210) - 점토층(220) - 하부모래층(230)에서 하부모래층(230)까지 양수정 단부를 관 삽입한다.

다음으로, 지상에서 펌프(미도시)를 가동하여 하부모래층(230)으로부터 지하수를 양수하여 양수정을 중심으로 점토층(220)과 하부모래층(230) 사이의 경계로부터 지하수(250)가 우물함수 형태로 저하되도록 한다.

본 발명의 연약지반 개량 장치를 이용하여 연약지반을 개량하는 공법으로는 연약지반(200)의 지중(240)에 형성되는 고결체(140)의 넓이만큼 소정의 거리를 두고 이중관으로 주입관(120)을 갖는 다수의 양수관(110)을 연속적으로 관 삽입하는 설치한다(S100).

그리고, 상기 주입관(120)에 A/B약액을 각각 공급 주입하는 주입수단(130)을 연결하여 상기 주입관(120)을 통해 지중(240)에 토출하여 고결체(140)를 형성하는 고결한다(S200).

이는 지중(240)에 약액이 넓게 퍼지면 고결체(140)를 순간 고결을 통해 빠른 시간 안에 경화된다.

그리고, 상기 다수의 양수관(110)을 통해 동시다발로 양수하여 압밀침하를 수행하고자 하는 해당 연약지반(200)의 지하수(250)를 저하시키는 양수한다(S300).

마지막으로, 상기 고결체(140)의 고결을 통해 접합된 상부모래층(210) 및 점토층(220)이 지하수(250)의 저하 량만큼 자중에 의해 해당되는 전체 면적이 부등침하 없이 균일하게 지반침하 되는 침하한다(S400).

여기서, 점토층(220)과 하부모래층(230)은 서로 투수계수가 다르므로 하부모래층(230)에서만 지하수(250)가 저하되는 것이다.

즉, 하부모래층(230)에서의 지하수(250)의 저하에 의해 점토층(220) 경계와 하부모래층(230) 내의 저하된 지하수(250) 사이의 토층은 부력이 소실되고, 더불어 지하수(250)가 저하된 구간에서 하부모래층(230)의 상층인 점토층(220)과 모래층에서의 부력도 소실되어 하부모래층(230)과 점토층(220) 및 상부모래층(210)에서는 정수압이 소산된다.

결국, 하부모래층(230)에서의 지속적인 양수로 하부모래층(230)의 지하수(250)를 계속 저하시킨 상태로 유지하게 되면, 상부모래층(210)과 점토층(220)의 더 커진 자중이 상재하중(surface load, overburden load, 上載荷重 - 일반적으로는 지반이나 바닥 위에 적재되는 하중. 흙막이벽의 측압 산정을 할 때 지표면상의 각종 하중을 예상해 두는 하중. 또는, 흙의 자중에 의한 하중을 제외한 지반 위에 가해지는 모든 형태의 하중.)으로 작용하여 즉시침하와 점토층(220)에서의 압밀침하가 발생되도록 한다.

따라서, 표층 상부에 성토를 별도로 할 필요가 없을 뿐만 아니라 성토에 비해 자중이 더 커서 시공에 따른 기간 및 비용을 최소화하는 것이다.

추가적으로, 하부모래층(230)에서 양수에 의해 우물함수 형태로 지하수(250)가 저하되어 부등침하가 발생하여 표층에 구조물을 설치할 수 없거나 기존의 구조물에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로, 이러한 부등침하에 대응하기 위해 기존의 양수정에 인접한 위치의 정수압이 소산되지 않은 부분에 추가적으로 복수의 양수정을 하부모래층(230)까지 관입하여 지하수를 양수함으로써 추가적으로 관입한 양수정 주변의 지반 압밀침하를 유도하여 부등침하를 최소화하거나, 양수정에 의한 지하수의 양수에 의해 지하수를 활용하되 기존 양수정에 인접한 위치에 주입정을 관입하여 하부모래층(230)에 물을 주입하여 인공함양시킴으로써 하부모래층(230)의 지하수(250)가 저하되는 것을 방지하고 우물함수 영향에 따른 지반의 압밀침하를 억제시킬 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 별도의 약액 주입용 로드를 설치할 필요 없이 그라우트 공법을 통해 상부모래층(210)과 점토층(220)의 사이에 고결체를 포진 형성하여 부등침하를 예방하는 효과가 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 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.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 연약지반 개량 장치
110: 양수관
120: 주입관
121: 주입통로
123: A토출구
125: B토출구
127: 격벽
129: 주입연결부
130: 주입수단
131: 제1공급부
133: 제2공급부
140: 고결체
141: 약액
143: A약액
145: B약액
200: 연약지반
210: 상부모래층
220: 점토층
230: 하부모래층
240: 지중
250: 지하수
S100: 설치단계
S200: 고결단계
S300: 양수단계
S400: 침하단계

Claims (3)

1. 연약지반(200)에 관 삽입되는 양수관(110)과;
   상기 양수관(110)의 바깥쪽 둘레에 이중관으로 지중(240)까지 연장 형성되어 상부에 연결되는 주입수단(130)의 주입압력으로 인해 약액을 지중(240)에 토출하는 주입관(120)과;
   상기 주입관(120)의 상부에 연결되며, 연약지반(200)의 지중(240)에 고결체(140)를 형성하기 위한 약액을 A/B약액으로 나누어 A약액을 주입하는 제1공급부(131)와, B약액을 주입하는 제2공급부(133)를 갖는 주입수단(130)을 포함하며,
   상기 주입관(120)은 원주 방향을 따라 반복적으로 형성된 격벽(127)을 통해 A/B약액이 각각 이동하는 다수의 주입통로(121)가 형성되고, 이 주입관(120)의 하단에는 외주연을 따라 A약액 및 B약액을 토출하는 A/B토출구(123,125)가 반복적으로 형성된 것을 특징으로 하는 연약지반 개량 장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1의 구성을 통해 제작되는 연약지반 개량 장치(100)를 이용하여 연약지반을 개량하는 공법에 있어서,
   연약지반(200)의 지중(240)에 형성되는 고결체(140)의 넓이만큼 소정의 거리를 두고 이중관으로 주입관(120)을 갖는 다수의 양수관(110)을 연속적으로 관 삽입하되, 주입관(120)의 A/B토출관(123,125)이 상부모래층(210)과 점토층(220)의 사이 지중(240)에 위치되도록 설치하는 설치단계(S100)와;
   상기 주입관(120)에 A/B약액을 각각 공급 주입하는 주입수단(130)을 연결하여 상기 주입관(120)을 통해 지중(240)에 토출하여 고결체(140)를 형성하는 고결단계(S200)와;
   상기 다수의 양수관(110)을 통해 동시다발로 양수하여 압밀침하를 수행하고자 하는 해당 연약지반(200)의 지하수(250)를 저하시키는 양수단계(S300)와;
   상기 고결체(140)의 고결을 통해 접합된 상부모래층(210) 및 점토층(220)이 지하수(250)의 저하 량만큼 자중에 의해 해당되는 전체 면적이 부등침하 없이 균일하게 지반침하 되는 침하단계(S400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연약지반 개량 공법.
   

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