KR102185405B1 - SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지표하부 5m 내외의 원지반 불량 토사와 친환경 고화재 지오리드를 원위치 혼합, 교반 하여 수화작용 및 양이온 교환 등 화학적 반응을 통해 연약지반을 강화시켜 구조물 기초, 장비 주행성 확보, 도로공사, 성토, 공장부지 기초공사의 소요 지지력과 안정성을 확보할 수 있도록 구현한 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법에 관한 것으로, 연약지반의 원 지반토를 굴착하는 굴착 단계; 상기 굴착 단계에 의해 굴착된 원 지반토와 순수 무기질을 주성분으로 하는 환경친화적 고기능성 고화재인 지오리드(Soil Geolead)를 교반 장치를 이용하여 혼합시켜 혼합 개량토를 생산하는 개량토 생산 단계; 상기 개량토 생산 단계에 의해 생산된 혼합 개량토를 포설하는 개량토 포설 단계; 및 상기 개량토 포설 단계에서 포설된 혼합 개량토의 지내력을 확보할 수 있도록 전압장비를 이용하여 다지는 다짐 단계;를 포함한다.

Description

SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법{SGM(Soil Geolead Mixed) METHOD FOR SOLIDIFYING GROUND FOR SURFACE LAYER}

본 발명은 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지표하부 5m 내외의 원지반 불량 토사와 친환경 고화재 지오리드를 원위치 혼합, 교반 하여 수화작용 및 양이온 교환 등 화학적 반응을 통해 연약지반을 강화시켜 구조물 기초, 장비 주행성 확보, 도로공사, 성토, 공장부지 기초공사의 소요 지지력과 안정성을 확보할 수 있도록 구현한 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법에 관한 것이다.

일반적으로 연약지반의 개량 공법은 연약지반 속에 시멘트계 등의 고화재를 주입 혼합한 후 굳힘으로써 연약지반 속에 지반개량체를 시공하여 개량하는 것으로, 고화재 처리 대상 심도를 기준으로 할 때 표층 혼합 처리 공법, 중층(5~15m) 혼합 처리 공법 및 심층 혼합 처리 공법(고압 분사 시스템 포함)으로 구분된다. 표층 혼합 처리 공법은 지표면에서 1~5m 정도이고 심층 혼합 처리 공법은 15m 이상의 심도에 대한 처리이다.

특허문헌 1(등록특허 제10-0834923호)은 압축공기, 절삭수, 경화재 및 고점도 고강도 몰탈 주입구가 상단에 형성되고, 상기 압축공기, 절삭수 및 경화재 주입구와 연통하는 압축공기, 절삭수 및 경화재 토출구가 측면에 형성되며, 상기 고점도 고강도 몰탈 주입구와 연통하는 고점도 고강도 몰탈 토출구가 하부 종단 중앙에 형성되는 로드를 포함하되, 상기 주입구와 토출구 사이는 압축공기, 절삭수, 경화재 및 고점도 고강도 몰탈이 서로 혼합되지 아니하고 이송 가능하도록 4중관으로 형성되고, 상기 압축공기 및 절삭수 토출구는 수평방향에서 약 5°정도 상향으로 압축공기 및 절삭수를 분사할 수 있도록 형성되고, 상기 경화재 토출구는 경화재를 수평방향으로 분사할 수 있도록 형성되며, 상기 경화재 토출구가 상기 압축공기 및 절삭수 토출구로부터 하향으로 소정 거리 이격된 위치에 형성된 연약지반 개량장치에 관한 것이며, 연약지반 속에 경화재에 의한 지반개량체를 시공하는 것일 뿐 심층의 연약지반을 개량하기 위한 것이다.

종래 표층심도의 연약지반을 개량하기 위해서 일반적으로 백호의 버켓을 통해 혼합하기 때문에 혼합률이 불량하고, 지내력 확보에 불리하며, 공기지연 및 공사비과다의 문제가 발생한다.

한편, 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

한국 등록특허 제10-0834923호 한국 등록특허 제10-0587842호

본 발명의 일측면은 지표하부 5m 내외의 원지반 불량 토사와 친환경 고화재 지오리드를 원위치 혼합, 교반 하여 수화작용 및 양이온 교환 등 화학적 반응을 통해 연약지반을 강화시켜 구조물 기초, 장비 주행성 확보, 도로공사, 성토, 공장부지 기초공사의 소요 지지력과 안정성을 확보할 수 있도록 구현한 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법을 제공한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법은, 연약지반의 원 지반토를 굴착하는 굴착 단계; 상기 굴착 단계에 의해 굴착된 원 지반토와 순수 무기질을 주성분으로 하는 환경친화적 고기능성 고화재인 지오리드(Soil Geolead)를 교반 장치를 이용하여 혼합시켜 혼합 개량토를 생산하는 개량토 생산 단계; 상기 개량토 생산 단계에 의해 생산된 혼합 개량토를 포설하는 개량토 포설 단계; 및 상기 개량토 포설 단계에서 포설된 혼합 개량토의 지내력을 확보할 수 있도록 전압장비를 이용하여 다지는 다짐 단계;를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 지오리드는,

10~80중량%의 포졸란물질과; 10~50중량%의 포틀랜트 시멘트; 무수석고, 반수석고, 이수석고 중의 적어도 하나를 포함하는 1~30중량%의 석고; 1~5중량%의 알카리 금속염; 1~10중량%의 생석회 또는 소석회; 그리고 3~10중량%의 산화철을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 교반 장치는, 상기 지오리드를 공급하는 고화재 공급부; 원 지반토를 공급하는 지반토 공급부; 상기 고화재 공급부로부터 전달되는 상기 지오리드와 상기 지반토 공급부로부터 전달되는 원 지반토를 교반시켜 혼합 개량토를 생산하는 교반부; 및 상기 교반부의 하측에 연결 설치되어 상기 교반부로부터 낙하하는 혼합 개량토를 컨베이어 시스템을 이용하여 전달하는 이송부;를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 교반부는, 수평 방향으로 연장 형성되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 교반축; 및 상기 교반축의 외주면을 따라서 다수 개가 설치되며, 상기 교반축이 회전함에 따라 함께 회전하면서 상기 교반축의 상측으로부터 동시에 공급되는 상기 지오리드와 원 지반토를 교반하는 다수 개의 교반날개;를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 교반날개는, 상기 교반축의 일측에 설치되는 제1 블레이드; 상기 제1 블레이드의 전단에 연결 설치되는 제2 블레이드; 및 상기 제2 블레이드의 전단에 연결 설치되는 제3 블레이드;를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 블레이드는, 상기 제1 블레이드의 전단에 연결 설치되는 슬라이딩 바디; "T" 형태로 형성되어 상기 슬라이딩 바디의 후단면을 따라 상하 방향으로 연장 형성되며, 상기 제1 블레이드의 후단에 연결 설치되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동하는 제2 슬라이딩 바아; 및 상기 제2 슬라이딩 바아의 형태에 대응하는 형상으로 상기 슬라이딩 바디의 전단을 따라 상하 방향으로 연장 형성되며, 상기 제3 블레이드의 후단이 연결 설치되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 하는 제2 슬라이딩 홈;을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 블레이드는, 전단을 따라 상기 제2 슬라이딩 홈의 형태에 대응하는 형상의 제1 슬라이딩 홈이 형성되어 상기 제2 슬라이딩 바아가 안착되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 슬라이딩 홈은, 내부 공간에 안착된 상기 제2 슬라이딩 바아를 지지할 수 있도록 홈의 상측 및 하측에 각각 탄성 수단을 구비할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제3 블레이드는, 후단을 따라 상기 제2 슬라이딩 바아의 형태에 대응하는 형상의 제3 슬라이딩 바아가 형성되어 상기 제2 슬라이딩 홈에 안착되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 슬라이딩 홈은, 내부 공간에 안착된 상기 제3 슬라이딩 바아를 지지할 수 있도록 홈의 상측 및 하측에 각각 탄성 수단을 구비할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 블레이드는, 상기 제1 블레이드의 전단을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 전단에 연결 설치되어 있는 상기 제3 블레이드를 상하 방향으로 이동시켜 주는 슬라이딩 구동부;를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 슬라이딩 바아는, 상기 제1 슬라이딩 홈에 안착될 수 있도록 상기 제1 슬라이딩 홈의 형상에 대응하는 형상으로 상하 방향으로 연장 형성되는 안착 프레임; 및 상기 안착 프레임의 전단으로부터 상기 슬라이딩 바디의 후단으로 연장 형성되어 상기 안착 프레임을 지지하는 연장 프레임;을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 슬라이딩 구동부는, 상기 연장 프레임의 외부로 기어 일부가 노출되도록 상기 연장 프레임의 일측에 연결 설치되며, 상기 연장 프레임의 일측과 대향하는 상기 제1 슬라이딩 홈의 입구 일측을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 제1 전단 렉기어에 맞물려 연결 설치되어 상기 제2 슬라이딩 바아가 상기 제1 슬라이딩 홈을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 회전되는 제1 피니언 기어; 상기 연장 프레임의 외부로 기어 일부가 노출되도록 상기 연장 프레임의 다른 일측에 연결 설치되며, 상기 연장 프레임의 다른 일측과 대향하는 상기 제1 슬라이딩 홈의 입구 다른 일측을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 제1 후단 렉기어에 맞물려 연결 설치되어 상기 제2 슬라이딩 바아가 상기 제1 슬라이딩 홈을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 회전되는 제2 피니언 기어; 전후 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 연장 프레임과 상기 슬라이딩 바디의 내측에 안착되며, 후단에 상기 제1 피니언 기어가 설치되어 상기 제1 피니언 기어가 회전함에 따라 회전되는 제1 구동축; 전후 길이 방향으로 연장 형성되어 상기 연장 프레임과 상기 슬라이딩 바디의 내측에서 상기 제1 구동축과 대향하여 안착되며, 후단에 상기 제2 피니언 기어가 설치되어 상기 제2 피니언 기어가 회전함에 따라 회전되는 제2 구동축; 상기 제1 구동축의 전단에 설치되어 상기 제1 구동축이 회전함에 따라 함께 회전하며, 전단 방향으로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 경사면을 따라 기어산을 형성하는 제1 베벨 기어; 상기 제2 구동축의 전단에 설치되어 상기 제2 구동축이 회전함에 따라 함께 회전하며, 전단 방향으로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 경사면을 따라 기어산을 형성하는 제2 베벨 기어; 및 일측 및 다른 일측에 상기 제1 베벨 기어 및 상기 제2 베벨 기어의 형상에 대응하는 경사면 및 기어산을 형성하고, 전단 일부가 상기 슬라이딩 바디의 전단으로 노출되어 상기 제3 슬라이딩 바아의 후단을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 제3 렉기어에 외주면을 따라 형성되는 기어산이 맞물려 연결 설치되어 상기 제1 베벨 기어 및 상기 제2 베벨 기어가 회전함에 따라 함께 회전하면서 상기 제3 렉기어를 승강 또는 하강시켜 주는 구동 기어;를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 지표하부 5m 내외의 원지반 불량 토사와 친환경 고화재 지오리드를 원위치 혼합, 교반 하여 수화작용 및 양이온 교환 등 화학적 반응을 통해 연약지반을 강화시켜 구조물 기초, 장비 주행성 확보, 도로공사, 성토, 공장부지 기초공사의 소요 지지력과 안정성을 확보함으로써, 연약지반의 고함수비 유기질토 및 점.사질토 개량에 우수한 효과를 나타내며 굴착 및 집토, 잔토처리 비용을 절감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 교반 장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 제1 교반날을 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 제2 블레이드의 일 실시예를 보여주는 도면들이다.
도 7 내지 도 9는 도 3의 제2 블레이드의 다른 실시예를 보여주는 도면들이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법을 설명하는 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법은, 우선 연약지반의 원 지반토를 지표 하부 5m 내외를 굴착한다(S110).

상술한 굴착 단계(S110)에 의해 굴착된 원 지반토와 순수 무기질을 주성분으로 하는 환경친화적 고기능성 고화재인 지오리드(Soil Geolead)를 교반 장치(10)를 이용하여 혼합시켜 혼합 개량토를 생산한다(S120).

여기서, 지오리드라 함은, 10~80중량%의 포졸란물질과; 10~50중량%의 포틀랜트 시멘트; 무수석고, 반수석고, 이수석고 중의 적어도 하나를 포함하는 1~30중량%의 석고; 1~5중량%의 알카리 금속염; 1~10중량%의 생석회 또는 소석회; 그리고 3~10중량%의 산화철을 포함할 수 있다.

즉, 토양 고화재인 지오리드는, 10~80중량%의 포졸란 물질 및 10~50중량% 의 포틀랜트 시멘트를 포함하고 있다. 여기서 포졸란 물질과 포틀랜트 시멘트는 토양 고화재로서 기본적으로 사용되는 것이다. 본 발명에서 포졸란 물질은 본 발명이 속하는 기술분야에서 알려진 것이면 어떠한 것을 사용하는 것도 가능하다. 그리고 이러한 포졸란 물질은 예를 들면 고로수쇄플래그 미분말, 플라이애쉬, 제지에쉬 및 실리카흄으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다. 그리고 포졸란 물질은 주로 장기 강도의 보강을 위하여 사용되는 것이고, 포틀랜트 시멘트는 상기 포졸란 물질이 시멘트와 혼합된 후 물과 반응하여 수화 반응을 일으킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 포졸란 물질이 상술한 조성 범위 보다 많이 투입되면 장기 강도의 측면에서는 유리할 수 있으나 조기 강도의 측면에서는 악영향을 미치게 된다. 그리고 포틀랜트 시멘트가 상기 조성비 보다 많이 투입되면 상대적으로 초기 강도의 측면에서는 유리하지만, 포졸란 물질과 관련된 장기 강도가 저하되기 때문에 바람직하지 않게 된다.

그리고 본 발명에 의한 토양 고화재에는, 무수석고, 반수석고, 이수석고 중의 적어도 하나를 포함하는 1~30중량%의 석고가 첨가되어 있다. 이러한 석고는 토양 고화재로써 강도를 더욱 확보하기 위하여 사용되는 것이다. 그러나 이와 같은 석고가 30중량%를 초과하게 되면 오히려 강도 및 내구성이 저하되는 단점이 있고, 1중량% 미만으로 되면 비록 내구성에는 큰 영향을 미치지 않지만 강도가 확보되지 않게 되기 때문에 의미가 없다.

본 발명에서 포졸란 물질이 상술한 바와 같은 조성비의 범위 내에서 첨가되어 장기 강도는 충분히 확보될 수 있음을 알 수 있다. 포졸란 물질에 의한 장기 강도 이외에, 본 발명의 토양 고화재의 조기 강도의 보강을 위하여 생석회 또는 소석회를 1~10중량% 첨가한다. 생석회 또는 소석회의 첨가 비율이 이보다 적게 투입되면 조기 강도 보강의 측면에서 충분하지 못한 단점이 있고, 이보다 많이 투입되면 조기 강도의 보강에서는 도움이 될 수 있으나 장기강도가 현저하게 저하되는 단점이 나타나게 된다.

본 발명에서는 이와 같이 조기 강도를 충분하게 확보하기 위하여 생석회 또는 소석회를 1~10중량% 투입하고 있음을 알 수 있다. 여기서 상술한 바와 같이 포졸란 물질은 장기강도 보강을 위하여 주로 사용되는 것이기 때문에, 토양 고화재로써 사용될 경우 초기 강도를 충분하게 확보할 필요가 있다. 본 발명에서는 이와 같이 초기 강도의 보강을 위하여 생석회 또는 소석회가 투입되는 것이다.

그리고 생석회 또는 소석회의 사용에 의하여 초기 강도를 충분하게 확보할 수 있는데, 여기서 이들의 사용에 의한 장기 강도의 저하를 더욱 확실하게 보강하기 위하여 1~10중량%의 산화철 또는 황산제1철이 사용된다. 본 발명에서 투입되는 산화철 또는 황산제1철은 1중량% 미만으로 되면 강도, 특히 장기강도 측면에서 충분한 효과를 얻을 수 없으며, 10중량%를 초과하게 되면 오히려 강도의 손실을 가져오게 된다. 이와 같이 본 발명에 서는 초기강도의 확보를 위하여 투입되는 생석회 또는 소석회와 더불어, 산화철 또는 황산제1철을 투입함으로써 장기강도를 더욱 확보하는 것이 가능하게 되어 실질적으로 토양 고화재의 내구성을 증가시킬 수 있게 되는 것이다. 또한 산화철 또는 황산제1철의 투입에 의하면, 6가크롬도 고정화시켜서 중금속 저감효과도 기대할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의한 구성을 가지는 토양 고화재에는 다른 구성요소가 첨가될 수 있음은 당연한데, 예를 들면 포졸란 물질의 점성에 대하여 유동성을 향상시키기 위한 유동제가 소량 투입될 수 있을 것이다. 예를 들면 이러한 유동제는 상술한 바와 같은 본 발명의 토양 고화재의 기본적인 성질이 변하지 않는 범위 내에서 소량 투입되는 것이 바람직하고, 예를 들면 나프탈린설폰산계 화합물 중에서 선택될 수 있을 것이다. 또한 조기 강도 보강을 위한 보조제로 K2SO4, Na2SO4 등과 같은 알카리 금속염의 사용도 가능할 것이다.

그리고 상기와 같은 조성을 가지는 본 발명에 의한 토양 고화재는 여러 형태의 연약지반 처리 공법에 사용될 수 있음은 당연하다. 예를 들면 연약 지반의 표층에 고화재를 혼합하여 안정화 처리를 하고 중장비의 트래피커빌리터의 확보, 성토 기초, 도로 노상부의 개량 등을 수행하는 표층 혼합 처리 공법에도 적용될 수 있을 것이다. 그리고 상기와 같은 본 발명의 고화재를 지반에 원위치 혼합하여 연약 지반을 주상, 망상 또는 전면적으로 개량하는 심층 혼합 처리 공법 등에도 적용될 수 있다. 상기와 같은 공법 자체는 현재 널리 시행되고 있는 것이어서 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하고, 그 이외에도 쏘일 시멘트 월 공법 등과 같이 토양의 고화를 위한 어떠한 공법에도 적용될 수 있음은 당연하다.

상술한 개량토 생산 단계(S120)에 의해 생산된 혼합 개량토를 포설한다(S130).

상술한 개량토 포설 단계(S130)에서 포설된 혼합 개량토의 지내력을 확보할 수 있도록 전압장비를 이용하여 다진다(S140).

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법은, 지표하부 5m 내외의 원지반 불량 토사와 친환경 고화재 지오리드를 원위치 혼합, 교반 하여 수화작용 및 양이온 교환 등 화학적 반응을 통해 연약지반을 강화시켜 구조물 기초, 장비 주행성 확보, 도로공사, 성토, 공장부지 기초공사의 소요 지지력과 안정성을 확보함으로써, 연약지반의 고함수비 유기질토 및 점.사질토 개량에 우수한 효과를 나타내며 굴착 및 집토, 잔토처리 비용을 절감시킬 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 교반 장치를 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 교반 장치(10)는, 교반 장치(10)는, 고화재 공급부(11), 지반토 공급부(12), 교반부(13) 및 이송부(14)를 포함한다.

고화재 공급부(11)는, 지오리드를 교반부(13)로 공급한다.

지반토 공급부(12)는, 원 지반토를 교반부(13)로 공급한다.

교반부(13)는, 고화재 공급부(11)로부터 전달되는 지오리드와 지반토 공급부(12)로부터 전달되는 원 지반토를 교반시켜 혼합 개량토를 생산한 뒤 하측에 위치하는 이송부(14)로 전달한다.

이송부(14)는, 교반부(13)의 하측에 연결 설치되어 교반부(13)로부터 낙하하는 혼합 개량토를 컨베이어 시스템을 이용하여 전달한다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 교반 장치(10)는, 지오리드와 원 지반토의 균일한 교반을 통해 고 품질의 혼합 개량토를 생상함으로써, 표층용 지반 고화가 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

도 3은 도 2의 교반부를 보여주는 도면이다.

도 3을 참조하면, 교반부(13)는, 교반축(131) 및 다수 개의 교반날개(132)를 포함한다.

교반축(131)은, 수평 방향으로 연장 형성되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전한다.

교반날개(132)는, 교반축(131)의 외주면을 따라서 다수 개가 설치되며, 교반축(131)이 회전함에 따라 함께 회전하면서 교반축(131)의 상측으로부터 동시에 공급되는 지오리드와 원 지반토를 교반한다.

일 실시예에서, 교반날개(132)는, 제1 블레이드(400), 제2 블레이드(500) 및 제3 블레이드(600)를 포함한다.

제1 블레이드(400)는, 교반축(131)의 일측에 설치되고, 다른 일측, 즉 전단에 제2 블레이드(500)가 연결 설치된다.

제2 블레이드(500)는, 제1 블레이드(400)의 전단에 연결 설치되고, 전단에 제3 블레이드(600)가 연결 설치된다.

제3 블레이드(600)는, 제2 블레이드(500)의 전단에 연결 설치된다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 교반날개(132)는, 기존의 교반 날개에 의한 교반 효율은 그대로 유지하면서도, 바위 등과 같은 물체와의 충돌이 발생되는 경우 도 6에 도시된 바와 같이 각 블레이드 간의 유연한 슬라이딩을 통한 변형 구조를 통해 교반 날개가 부러지는 등의 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 4 내지 도 6은 도 3의 제2 블레이드의 일 실시예를 보여주는 도면들이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 블레이드(500)는, 슬라이딩 바디(510), 제2 슬라이딩 바아(520) 및 제2 슬라이딩 홈(530)을 포함한다.

슬라이딩 바디(510)는, 제1 블레이드(400)의 전단에 연결 설치되며, 후단면을 따라 제2 슬라이딩 바아(520)가 형성되고, 전단면을 따라 제2 슬라이딩 홈(530)이 형성된다.

제2 슬라이딩 바아(520)는, "T" 형태로 형성되어 슬라이딩 바디(510)의 후단면을 따라 상하 방향으로 연장 형성되며, 제1 블레이드(400)의 전단, 즉 제1 슬라이딩 홈(410)에 연결 설치되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동하며, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 슬라이딩 홈(410)에서 상측 및 하측이 탄성 수단(S1, S2)에 의해 지지된다.

일 실시예에서, 제2 슬라이딩 바아(520)는, 안착 프레임(521) 및 연장 프레임(522)을 포함할 수 있다.

안착 프레임(521)은, 제1 슬라이딩 홈(410)에 안착될 수 있도록 제1 슬라이딩 홈(410)의 형상에 대응하는 형상으로 상하 방향으로 연장 형성된다.

연장 프레임(522)은, 안착 프레임(521)의 전단으로부터 슬라이딩 바디(510)의 후단으로 연장 형성되어 안착 프레임(521)을 지지한다.

제2 슬라이딩 홈(530)은, 제2 슬라이딩 바아(520)의 형태에 대응하는 형상으로 슬라이딩 바디(510)의 전단을 따라 상하 방향으로 연장 형성되며, 제3 블레이드(600)의 후단, 즉 제3 슬라이딩 바아(610)가 연결 설치되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 한다.

일 실시예에서, 제1 블레이드(400)는, 전단을 따라 제2 슬라이딩 홈(530)의 형태에 대응하는 형상의 제1 슬라이딩 홈(410)이 형성되어 제2 슬라이딩 바아(520)가 안착되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다.

일 실시예에서, 제3 블레이드(600)는, 후단을 따라 제2 슬라이딩 바아(520)의 형태에 대응하는 형상의 제3 슬라이딩 바아(610)가 형성되어 제2 슬라이딩 홈(530)에 안착되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있다.

이때, 제3 슬라이딩 바아(610)은, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 슬라이딩 홈(530)에서 상측 및 하측이 탄성 수단(S1, S2)에 의해 지지된다.

도 7 내지 도 9는 도 3의 제2 블레이드의 다른 실시예를 보여주는 도면들이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 다른 실시예에 따른 제2 블레이드(500a)는, 슬라이딩 바디(510), 제2 슬라이딩 바아(520), 제2 슬라이딩 홈(530) 및 슬라이딩 구동부(700)를 포함한다.

여기서, 슬라이딩 바디(510), 제2 슬라이딩 바아(520) 및 제2 슬라이딩 홈(530)은, 도 4의 구성요소와 동일하므로 그 설명을 생략한다.

슬라이딩 구동부(700)는, 제1 블레이드(400)의 전단을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 전단에 연결 설치되어 있는 제3 블레이드(600)를 상하 방향으로 이동시켜 준다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 다른 실시예에 따른 제2 블레이드(500a)는, 제1 블레이드(400)와 제2 블레이드(500) 간의 슬라이딩 이동시 발생되는 운동 에너지를 이용하여 제2 블레이드(500)와 제3 블레이드(600) 간의 슬라이딩 이동을 구동시킴으로써, 별도의 외부 전기의 공급이 없이 교반 날개의 움직임을 발생시켜 교반 날개에 의한 교반 효율을 향상시킬 수 있다.

일 실시예에서, 슬라이딩 구동부(700)는, 제1 피니언 기어(710), 제2 피니언 기어(720), 제1 구동축(730), 제2 구동축(740), 제1 베벨 기어(750), 제2 베벨 기어(760) 및 구동 기어(770)를 포함할 수 있다.

제1 피니언 기어(710)는, 연장 프레임(522)의 외부로 기어 일부가 노출되도록 연장 프레임(522)의 일측에 연결 설치되며, 연장 프레임(522)의 일측과 대향하는 제1 슬라이딩 홈(410)의 입구 일측을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 제1 전단 렉기어(R1)에 맞물려 연결 설치되어 제2 슬라이딩 바아(520)가 제1 슬라이딩 홈(410)을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 회전하면서 제1 구동축(730)을 회전시켜 준다.

제2 피니언 기어(720)는, 연장 프레임(522)의 외부로 기어 일부가 노출되도록 연장 프레임(522)의 다른 일측에 연결 설치되며, 연장 프레임(522)의 다른 일측과 대향하는 제1 슬라이딩 홈(410)의 입구 다른 일측을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 제1 후단 렉기어(R2)에 맞물려 연결 설치되어 제2 슬라이딩 바아(520)가 제1 슬라이딩 홈(410)을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 회전하면서 제2 구동축(740)을 회전시켜 준다.

제1 구동축(730)은, 전후 길이 방향으로 연장 형성되어 연장 프레임(522)과 슬라이딩 바디(510)의 내측에 안착되며, 후단에 제1 피니언 기어(710)가 설치되어 제1 피니언 기어(710)가 회전함에 따라 회전하면서 제1 베벨 기어(750)를 회전시켜 준다.

제2 구동축(740)은, 전후 길이 방향으로 연장 형성되어 연장 프레임(522)과 슬라이딩 바디(510)의 내측에서 제1 구동축(730)과 대향하여 안착되며, 후단에 제2 피니언 기어(720)가 설치되어 제2 피니언 기어(720)가 회전함에 따라 회전하면서 제2 베벨 기어(760)를 회전시켜 준다.

제1 베벨 기어(750)는, 제1 구동축(730)의 전단에 설치되어 제1 구동축(730)이 회전함에 따라 함께 회전하며, 전단 방향으로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 경사면을 따라 기어산을 형성한다.

제2 베벨 기어(760)는, 제2 구동축(740)의 전단에 설치되어 제2 구동축(740)이 회전함에 따라 함께 회전하며, 전단 방향으로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성되는 경사면을 따라 기어산을 형성한다.

구동 기어(770)는, 일측 및 다른 일측에 제1 베벨 기어(750) 및 제2 베벨 기어(760)의 형상에 대응하는 경사면 및 기어산을 형성하고, 외주면을 따라 제3 렉기어(R3)에 맞물리기 위한 기어산을 형성하며, 전단 일부가 슬라이딩 바디(510)의 전단으로 노출되어 제3 슬라이딩 바아(610)의 후단을 따라 상하 방향으로 연장 형성되는 제3 렉기어(R3) 맞물려 연결 설치되어 제1 베벨 기어(750) 및 제2 베벨 기어(760)가 회전함에 따라 함께 회전하면서 제3 렉기어를 승강 또는 하강시켜 준다.

일 실시예에서, 제3 슬라이딩 바아(610)는, 제2 슬라이딩 홈(530)의 입구 내측에 설치되는 슬라이딩 유도 기어(B1, B2)에 맞물려 연결 설치될 수 있도록 일측 및 다른 일측에 제4 렉기어(R4) 및 제5 렉기어(R5)가 구비될 수 있다.

상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 교반 장치
11: 고화재 공급부
12: 지반토 공급부
13: 교반부
131: 교반축
132: 교반날개
14: 이송부
400: 제1 블레이드
500: 제2 블레이드
600: 제3 블레이드
700: 슬라이딩 구동부

Claims (2)

1. 연약지반의 원 지반토를 굴착하는 굴착 단계;
   상기 굴착 단계에 의해 굴착된 원 지반토와 순수 무기질을 주성분으로 하는 환경친화적 고기능성 고화재인 지오리드(Soil Geolead)를 교반 장치를 이용하여 혼합시켜 혼합 개량토를 생산하는 개량토 생산 단계;
   상기 개량토 생산 단계에 의해 생산된 혼합 개량토를 포설하는 개량토 포설 단계; 및
   상기 개량토 포설 단계에서 포설된 혼합 개량토의 지내력을 확보할 수 있도록 전압장비를 이용하여 다지는 다짐 단계;를 포함하며,
   상기 지오리드는, 10~80중량%의 포졸란물질과; 10~50중량%의 포틀랜트 시멘트; 무수석고, 반수석고, 이수석고 중의 적어도 하나를 포함하는 1~30중량%의 석고; 1~5중량%의 알카리 금속염; 1~10중량%의 생석회 또는 소석회; 그리고 3~10중량%의 산화철을 포함하며,
   상기 교반 장치는, 상기 지오리드를 공급하는 고화재 공급부; 원 지반토를 공급하는 지반토 공급부; 상기 고화재 공급부로부터 전달되는 상기 지오리드와 상기 지반토 공급부로부터 전달되는 원 지반토를 교반시켜 혼합 개량토를 생산하는 교반부; 및 상기 교반부의 하측에 연결 설치되어 상기 교반부로부터 낙하하는 혼합 개량토를 컨베이어 시스템을 이용하여 전달하는 이송부;를 포함하며,
   상기 교반부는, 수평 방향으로 연장 형성되어 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 교반축; 및 상기 교반축의 외주면을 따라서 다수 개가 설치되며, 상기 교반축이 회전함에 따라 함께 회전하면서 상기 교반축의 상측으로부터 동시에 공급되는 상기 지오리드와 원 지반토를 교반하는 다수 개의 교반날개;를 포함하며,
   상기 교반날개는, 상기 교반축의 일측에 설치되는 제1 블레이드; 상기 제1 블레이드의 전단에 연결 설치되는 제2 블레이드; 및 상기 제2 블레이드의 전단에 연결 설치되는 제3 블레이드;를 포함하며,
   상기 제2 블레이드는, 상기 제1 블레이드의 전단에 연결 설치되는 슬라이딩 바디; "T" 형태로 형성되어 상기 슬라이딩 바디의 후단면을 따라 상하 방향으로 연장 형성되며, 상기 제1 블레이드의 후단에 연결 설치되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동하는 제2 슬라이딩 바아; 및 상기 제2 슬라이딩 바아의 형태에 대응하는 형상으로 상기 슬라이딩 바디의 전단을 따라 상하 방향으로 연장 형성되며, 상기 제3 블레이드의 후단이 연결 설치되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동하도록 하는 제2 슬라이딩 홈;을 포함하며,
   상기 제1 블레이드는, 전단을 따라 상기 제2 슬라이딩 홈의 형태에 대응하는 형상의 제1 슬라이딩 홈이 형성되어 상기 제2 슬라이딩 바아가 안착되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동하며,
   상기 제1 슬라이딩 홈은, 내부 공간에 안착된 상기 제2 슬라이딩 바아를 지지할 수 있도록 홈의 상측 및 하측에 각각 탄성 수단을 구비하며,
   상기 제3 블레이드는, 후단을 따라 상기 제2 슬라이딩 바아의 형태에 대응하는 형상의 제3 슬라이딩 바아가 형성되어 상기 제2 슬라이딩 홈에 안착되어 상하 방향으로 슬라이딩 이동하며,
   상기 제2 슬라이딩 홈은, 내부 공간에 안착된 상기 제3 슬라이딩 바아를 지지할 수 있도록 홈의 상측 및 하측에 각각 탄성 수단을 구비하며,
   상기 제2 블레이드는, 상기 제1 블레이드의 전단을 따라 상하 방향으로 슬라이딩 이동함에 따라 전단에 연결 설치되어 있는 상기 제3 블레이드를 상하 방향으로 이동시켜 주는 슬라이딩 구동부;를 더 포함하며,
   상기 제2 슬라이딩 바아는, 상기 제1 슬라이딩 홈에 안착될 수 있도록 상기 제1 슬라이딩 홈의 형상에 대응하는 형상으로 상하 방향으로 연장 형성되는 안착 프레임; 및 상기 안착 프레임의 전단으로부터 상기 슬라이딩 바디의 후단으로 연장 형성되어 상기 안착 프레임을 지지하는 연장 프레임;을 포함하는, SGM(Soil Geolead Mixed)을 이용한 표층용 지반 고화 공법.
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