KR102487092B1 - 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법 - Google Patents

지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102487092B1
KR102487092B1 KR1020210145984A KR20210145984A KR102487092B1 KR 102487092 B1 KR102487092 B1 KR 102487092B1 KR 1020210145984 A KR1020210145984 A KR 1020210145984A KR 20210145984 A KR20210145984 A KR 20210145984A KR 102487092 B1 KR102487092 B1 KR 102487092B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rubble
silica sand
volume
mixed
particle size
Prior art date
Application number
KR1020210145984A
Other languages
English (en)
Inventor
정헌욱
김규동
Original Assignee
주식회사 퍼즐기초
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 주식회사 퍼즐기초 filed Critical 주식회사 퍼즐기초
Priority to KR1020210145984A priority Critical patent/KR102487092B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102487092B1 publication Critical patent/KR102487092B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
    • C09K17/04—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only applied in a physical form other than a solution or a grout, e.g. as granules or gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use 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
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/36—Inorganic materials not provided for in groups C04B14/022 and C04B14/04 - C04B14/34
    • C04B14/361—Soil, e.g. laterite
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D3/00—Improving or preserving soil or rock, e.g. preserving permafrost soil
    • E02D3/12—Consolidating by placing solidifying or pore-filling substances in the soil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2103/00—Civil engineering use
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00—Miscellaneous
    • E02D2600/40—Miscellaneous comprising stabilising elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Revetment (AREA)

Abstract

본 발명은 잡석에 규사를 혼합한 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 지반 보강재는, 전체 부피 중 60~70 부피%로 복수개의 잡석들과 1~20 부피%로 복수개의 규사가 혼합되어 상기 규사가 상기 잡석들의 사이에 고르게 배치된다. 이러한 지반 보강재를 이용하여 연악지반의 지지력을 극대화할 수 있다.

Description

지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법{Reinforcement material for ground and method for reinforcing the ground using the same}
본 발명은 지반 보강에 관한 것으로서, 특히 잡석에 보강재를 혼합함으로써 지반의 지내력을 극대화시킬 수 있는 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법에 관한 것이다.
건물, 옹벽, 교량 등의 구조물을 지중에 축조하는 경우 기초 지반으로서 충분한 지지력을 가지고 있어야 한다.
지지력이 충분하지 않은 연약 지반의 경우에는 이를 보강 또는 개량하여야 하는데, 보강 공법으로 잡석지정 공법이 많이 사용되고 있다.
잡석지정 공법은 일반적으로 자연석, 쇄석 등의 잡석을 이용하여 다짐한 기초지정 공법이다.
종래에 다양한 지반 보강재가 제시되어 있다.
일례로, 등록특허 제10-1093673호에 국부적으로 상호 결합된 경질 시트가 상호 복합적으로 망목 구조를 형성하여 경질 시트 간 결합 부위들 사이에 내부 공간을 형성하는 연약 지반 보강재가 개시된다.
다른 예로, 등록특허 제10-1426496호에는 토사로 연약지반을 치환하는 공법에서 토사의 입경 분포를 조절하여 성토체의 강도를 증진시키는 지반 개량재가 개시된다.
그런데, 보강재는 지반이 연약할수록 큰 기초 지지력이 요구되는데, 이들 선행특허들을 비롯하여 종래의 지반 보강재는 지반 보강공법에서 기초 지지력을 향상시키는데는 한계가 있다. 특히 토사를 혼합하는 경우 물에 의해 유실 우려가 높다.
이에, 해당 기술분야에서는 지반의 안정적인 보강을 통해 기초 지지력을 향상시킬 수 있는 보강재의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
등록특허 제10-1093673호 등록특허 제10-1426496호
본 발명은 지반에 적용되어 향상된 기초 지지력을 낼 수 있는 지반 보강재를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 잡석에 규사를 혼합함으로써 잡석지정 공법시 지반의 강도를 최대한으로 증진시킬 수 있는 지반 보강재치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기 지반 보강재를 이용하여 지반의 기초 지지력을 향상시킬 수 있는 지반 보강방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재는, 전체 부피 중 60~70 부피%로 복수개의 잡석들과 1~20 부피%로 복수개의 규사가 혼합되어 상기 규사가 상기 잡석들의 사이에 고르게 배치되어 이루어진다.
본 발명에서, 바람직하게는 상기 규사가 1~10 부피%로 혼합된다.
본 발명에서, 상기 잡석들은 10~40㎜의 입경을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 잡석들은 동일한 입경을 갖는 잡석들로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 잡석들은 서로 다른 입경을 갖는 잡석들이 혼합되어 이루어질 수도 있다.
본 발명에서, 상기 규사는 0.5~4.5㎜의 입경을 갖는다.
본 발명에서, 상기 잡석들의 입경 분석을 통해 작성된 입경 가적 곡선 상에서 상기 잡석들의 최대 입경(Dmax)과 최소 입경(Dmin)의 비(Dmax/Dmin)가 2.5 이상이면 상기 규사가 5~10 부피%로 혼합되고, 2.5 미만이면 1~5 부피%로 혼합된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강방법은, 전체 부피 중 60~70 부피%의 잡석들과 1~10 부피%의 규사를 혼합하여 상기 규사가 상기 잡석들 사이에 고르게 배치되도록 하는 혼합단계와, 상기 혼합단계 이후에 전체 상면을 설정된 힘으로 눌러 다지는 다짐단계를 포함한다.
본 발명에서, 잡석들과 규사의 입경은 각각 10~40㎜ 및 0.5~4.5㎜이다.
본 발명에서, 상기 잡석들의 입경 분석을 통해 작성된 입경 가적 곡선 상에서 상기 잡석들의 최대 입경(Dmax)과 최소 입경(Dmin)의 비(Dmax/Dmin)가 2.5 이상이면 상기 규사가 5~10 부피%로 혼합되고, 2.5 미만이면 1~5 부피%로 혼합된다.
본 발명에 따른 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 의하면 연약지반에 적용될 때 연약지반의 기초 지지력을 최대화할 수 있어 연약지반에도 구조물을 안전하게 설치할 수 있다.
본 발명에 의하면 잡석에 규사를 혼합함으로써 잡석지정 공법시 기초 지지력을 최대화할 수 있으므로 지반의 강도를 증진시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재에 사용되는 잡석의 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지방 보강재에 사용되는 규사의 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재에 사용되는 잡석의 입경 가적 곡선을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재의 제조방법을 보인 흐름도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 지반 보강재의 실시예와 비교예에 대한 침하량 측정결과를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지반 보강재의 실시예에 대한 침하량 측정결과를 도시한 그래프.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재에 사용되는 잡석의 예시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재에 사용되는 규사의 예시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재(100)는 복수개의 잡석들(110)과 복수개의 규사들(120)이 적절한 비율로 혼합되어 형성될 수 있다. 바람직하게는 복수개의 잡석들(110) 사이에 형성된 공극들(130)에 복수개의 규사들(120)이 고르게 배치되도록 혼합될 수 있다.
지반을 보강하는 공법들 중 잡석지정이 있다. 잡석지정은 지정의 일종으로서 터파기밑을 충분히 다진 후 잡석들을 배치하고 틈막이로서 재료를 채워넣어 다지는 공법이다.
잡석(110)은 자연에 존재하는 것들을 이용할 수 있다. 또는 자연에 존재하는 자연석을 분쇄기로 분쇄하여 잡석(110)으로 만들 수도 있다. 자연석은 인공을 가하지 아니한 천연 그대로의 돌을 의미할 수 있다.
지반 보강재(100)에 사용되는 잡석(110)은 5~45㎜의 입경을 가질 수 있다. 입경이 5㎜ 미만이면 모래의 입경과 유사하여 물에 유실될 우려가 크고 외력에 의한 응력저감 현상이 발생하는 문제가 있고, 45㎜를 초과하면 공극의 불균질 과다로 다짐에 의한 안정성이 급격히 저하되는 문제가 있다.
본 실시예에서 잡석(110)은 바람직하게는 10~40㎜의 입경을 갖는다. 더 바람직하게는 13~25㎜의 입경을 갖는다.
지반 보강재(100)로 사용되는 잡석(110)은 입경이 서로 다른 잡석들이 혼합되어 사용될 수도 있다. 예컨대, 입경이 10㎜, 13㎜, 25㎜, 35㎜, 40㎜인 잡석들이 서로 혼합되어 사용될 수도 있다.
이처럼, 입경이 서로 다른 잡석(110)들을 혼합하는 경우는 큰 입경의 잡석들이 이루는 공극들 사이에 작은 입경의 잡석들이 배치될 수 있으므로 잡석들(110) 간의 맞물림에 의한 인터록킹(interlocking)이 강화되는 효과가 있다.
이때, 입경이 서로 다른 잡석(110)들은 일정 비율로 혼합됨이 바람직하다. 예컨대 입경이 13㎜ 및 25㎜의 잡석들을 혼합하는 경우 1:1~1:3의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 13㎜, 25㎜, 35㎜의 잡석들을 혼합하는 경우 1:1~3:1~3의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.
혼합비율이 위 비율 범위를 벗어나면 큰 입경의 잡석들 사이로 작은 입경의 잡석들이 고르게 배치되지 않을 수 있다. 예컨대, 13㎜와 25㎜의 잡석들을 혼합할 때 13㎜의 잡석들에 비해 25㎜의 잡석들이 너무 많으면 25㎜ 잡석들이 이루는 공극들 사이에 13㎜ 잡석들이 고르게 배치될 수 없어 공극이 상대적으로 더 많아지게 되어 인터록킹이 상대적으로 약화될 수 있다. 반대로 13㎜ 잡석들에 비해 25㎜ 잡석들이 너무 적으면 25㎜ 잡석들이 이루는 공극들 사이에 13㎜ 잡석들이 고르게 배치될 수 있지만 13㎜ 잡석들이 이루는 공극들도 많아지게 되어 역시 인터록킹이 약화될 수 있다.
규사(120)는 분자구조 SiO2이며, 모래(sand) 형태의 실리카(silica)가 될 수 있다. 이러한 규사(120)는 일반적으로 산성암의 풍화로 생기는 석영을 많이 함유하고 있는 암석이 풍화되어 생기는 모래가 될 수 있다.
통상적으로 크게 천연규사와 인조규사로 구분된다. 천연규사는 화강암이 풍화 및 분해 과정을 거쳐 석영 알갱이만 모여서 형성된 것이고, 인조규사는 페그마타이트, 규암층, 사암층에 분포된 규석을 분쇄하여 제조할 수 있다.
본 실시예에서 지반 보강재(100)의 규사(120)는 천연규사 및 인조규사 모두 사용될 수 있다.
지반 보강재(110)에 사용되는 규사(120)는 0.5~4.5㎜의 입경을 갖는 것이 바람직하다. 규사(120)의 입경이 0.5㎜ 미만이면 물에 의해 유실되는 문제가 발생될 수 있고, 4.5㎜를 초과하면 잡석들(110) 사이에 배치되지 않을 확률이 높아 인터록킹 효과가 적어질 수 있다. 본 실시예에서 규사(120)는 1~3㎜의 입경을 갖는 것이 더 바람직하다.
지반 보강재(100)에서는 잡석(110)에 규사(120)를 혼합하되, 규사(120)가 잡석들(110) 사이에 고르게 배치되도록 혼합하는 것이 매우 중요하다.
잡석(110)에 규사(120)를 혼합하여 제조된 지반 보강재(100)의 지지력을 결정짓는 것은 규사(120)를 잡석들(110) 사이에 고르게 배치되도록 하는 것과, 이후에 전체 상면에서 일정한 힘으로 아주 밀실하게 다져주는 것에 의해 결정될 수 있다. 이와 같이 고른 혼합과 다짐이 잘 될수록 지지력 및 강도가 높아지게 된다.
규사들(120)이 잡석들(110) 사이에 고르게 배치되면, 규사(120)에 의해 잡석들(110) 간 마찰력뿐만 아니라 규사(120)와 잡석(110) 간의 마찰력도 극대화될 수 있다. 즉, 잡석들(110) 간의 인커록킹뿐만 아니라 잡석(110)과 규사(120) 간의 인터록킹이 강화되는 효과가 있다. 이로써 외부 힘에 의한 잡석의 소성 변경 거동시 규사에 의한 마찰계수의 증가로 지지력이 더 증진되는 것이다.
지반 보강재(100)의 지지력 및 강도는 규사(120)에 의한 잡석들(110) 간의 마찰력 저항과, 규사(120)와 잡석(110), 그리고 잡석들(110) 간의 맞물림에 의한 인터록킹 저항에 의해 결정되는 것이다. 특히, 지반 보강재(100)를 위에서 눌렀을 때(눌림작업시) 규사(120)와 잡석(110)간의 밀착도가 증가하면서 인터록킹이 더 강화될 수 있다.
이때, 지반 보강재(100)에서 잡석(110)과 규사(120)의 혼합비율이 매우 중요하다. 본 실시예에서는 지반 보강재(110)의 전체 부피 중 잡석(110) 60~70 부피%와 규사(120) 1~20 부피%를 혼합하도록 한다. 나머지 부피%는 공극이 될 수 있다. 바람직하게는 규사(120)를 1~10 부피%로 혼합한다. 더 바람직하게는 1~5 부피%로 혼합한다.
상기 전체 부피 중 잡석(110)의 부피는 잡석(110)이 이루는 형태에 따라 달라질 수 있다. 자연에 존재하는 잡석들은 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 자연석을 분쇄하여 잡석을 만드는 경우에도 잡석(110)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
이러한 잡석들(110)의 형상에 따라 일정공간의 전체 부피에서 잡석들(110)의 개수와 이들이 차지하는 부피가 달라질 수 있다. 잡석들(110)의 형태가 각각 다양하기 때문에 이들 잡석들(110)을 일정공간에 투입하는 경우 잡석들(110) 사이에는 공극(130)이 존재하게 된다.
자연에 존재하는 잡석들이나 자연석을 일정한 크기로 분쇄하여 제조한 잡석들을 일정한 공간에 채우게 되면, 그 공간의 전체 부피에 대하여 잡석들은 대략 50 부피% 이상을 차지하는 것으로 알려져 있다. 본 실시예에서는 잡석들을 선별하여 60~70 부피%가 되도록 함이 바람직하다.
이와 같이 본 발명에서 지반 보강재(100)는 60~70 부피%의 잡석(110)에 1~20 부피%의 규사(120)를 고르게 혼합함으로써 규사(120)가 잡석(110)들이 이루는 공극 사이에 고르게 배치되도록 하여 잡석(110)과 규사(120) 간의 인터록킹을 최대화할 수 있다.
이를 위해, 지반 보강재(110)를 제조하기 위해 잡석(110)을 투입하는 경우 잡석(110)의 형태를 변경하여 전체 부피 중 60~70 부피%가 되도록 한다. 예컨대 잡석에서 튀어나온 부분들을 제거하거나, 자연석을 분쇄할 때 튀어나온 부분들을 더 분쇄할 수도 있다. 또는 잡석의 부피가 더 큰 경우 부피를 줄이기 위해 더 작은 입경의 잡석들을 사용할 수도 있다.
본 발명의 지반 보강재(100)의 전체 부피 중 잡석(110)의 부피가 60% 미만이면 규사에 비해 잡석(110)들이 이루는 공극의 수가 적어서 규사(120)가 공극에 고르게 배치되지 못하는 문제가 있고, 70%를 초과하면 규사(120)가 상대적으로 적어서 역시 공극에 규사(120)가 고르게 배치되지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재에 사용되는 잡석의 입경 가적 곡선을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일례로 10~40㎜의 입경 분포를 갖는 잡석의 입경 가적 곡선을 나타낸 것이다. 이러한 잡석의 입경 가적 곡선에서 잡석의 최대 입경(Dmax)는 40㎜이고 최소 입경(Dmin)는 10㎜이다.
상술한 바와 같이 지반 보강재의 경우 투입되는 잡석들은 모양이 다양할 수 있고, 이에 따라 다양한 입경을 가질 수 있다.
서로 비슷한 입경을 갖는 잡석들이 투입되는 경우는 서로 각기 다른 입경을 갖는 잡석들이 투입되는 경우에 비해 누적통과율이 상대적으로 작아진다.
예컨대, 동일한 부피일 경우 입경이 20㎜와 25㎜인 2종류를 잡석을 혼합한 경우에 비해 10㎜와 30㎜인 2종류의 잡석을 혼합한 경우가 누적통과율이 더 크다.
이는 최대 입경(Dmax)과 최소 입경(Dmin)의 비율(Dmax/Dmin)이 클수록 공극율이 더 커지게 되어 누적통과율이 커짐을 의미한다.
따라서, 누적통과율이 더 큰 경우에 규사(120)를 더 많이 투입하도록 한다. 이는 많은 공극에 더 많은 규사를 혼합하여 공극 사이, 즉 잡석들 사이에 더 많은 규사가 배치되도록 하기 위한 것이다.
이에, 상기 비율(Dmax/Dmin)가 설정된 기준치 이상이면 상대적으로 더 많은 규사가 혼합되도록 하고, 반대로 상기 기준치 미만이면 상대적으로 더 적은 규사를 혼합하도록 한다.
본 실시예에서는 잡석(110)의 입경이 10~40㎜인 경우 상기 비율(Dmax/Dmin)이 2.5 이상이면 규사(120)를 5~10 부피%로 혼합하고, 2.5 미만이면 1~5 부피%로 혼합하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지반 보강재 제조방법을 보인 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 지방 보강재 제조방법에서는 자연석을 복수개의 잡석들로 분쇄한다(S101).
일정공간 내에 잡석(110)과 규사(120)를 고르게 혼합하되, 일정공간의 전체 부피 중 잡석(110) 60~70 부피%와 규사(120) 1~10 부피%를 혼합하여 규사(120)가 잡석들(110) 사이에 고르게 배치되도록 한다(S103).
이후에, 상기 혼합된 상태에서 전체 상면을 설정된 힘으로 눌러 다져서 지반 보강재를 제조한다(S105).
이때, 잡석들(110)은 10~40㎜의 입경을 갖고, 규사(120)는 0.5~4.5㎜의 입경을 갖는다. 그리고, 잡석들(110)의 입경 분석을 통해 작성된 입경 가적 곡선 상에서 잡석들(110)의 최대 입경(Dmax)과 최소 입경(Dmin)의 비(Dmax/Dmin)가 2.5 이상이면 규사(120)를 5~10 부피%로 혼합되고, 2.5 미만이면 1~5 부피%로 혼합된다.
실시예 1
실시예 1에서는, (ⅰ)입경 10~15㎜의 잡석들 65 부피%와 규사 5 부피%의 혼합 재료(M1), (ⅱ)입경 15~25㎜의 잡석들 65 부피%와 규사 5 부피%의 혼합 재료(M2), (ⅲ)입경 25~35㎜의 잡석들 65 부피%와 규사 5 부피%의 혼합 재료(M3), (ⅳ)입경 10~40㎜ 중 서로 다른 입경의 잡석들 혼합 65 부피%와 규사 5 부피%의 혼합 재료(M4)로 된 지반 보강재에 대하여 각각 침하량(단위:㎜)을 측정하였다. 침하량 측정을 위해 상부에서 누르는 힘(P)을 7단계(P1~P7)로 구분하였고, 각 단계별 힘에 따른 침하량 측정결과는 하기 표 1과 같다. 이때, M1은 대부분 13㎜의 잡석들이고, M2는 대부분 25㎜의 잡석들, M3는 대부분 30㎜의 잡석들, M4는 대부분 13㎜와 25㎜를 혼합한 잡석들이다.
구분 P1
(15000psi)		 P2
(20000psi)		 P3
(25000psi)		 P4
(30000psi)		 P5
(35000psi)		 P6
(40000psi)		 P7
(45000psi)
M1 18.3 20.9 22.9 24.6 26.1 27.2 24.9
M2 15.5 18.3 20.7 22.2 23.5 24.4 24.9
M3 16.5 19.77 22.48 23.01 24.61 25.02 26.09
M4 12.1 13.9 15.2 16.4 17.6 18.3 18.8
비교예 1
비교예 1에서는 규사를 혼합하지 않고 잡석들만으로 지반 보강재를 제조하였을 경우에 대한 침하량을 측정하였다. 비교예 1은 상기 실시예 1에 대응하도록 동일한 잡석들에 대해 침하량을 측정한 것이다. 즉, 비교예 1은, (ⅰ)입경 10~15㎜의 잡석들 65 부피%의 재료(m1), (ⅱ)입경 15~25㎜의 잡석들 65 부피%의 재료(m2), (ⅲ)입경 25~35㎜의 잡석들 65 부피%의 재료(m3), (ⅳ)입경 10~40㎜ 중 서로 다른 입경의 잡석들의 혼합 65 부피%의 재료(m4)로 된 지반 보강재에 대하여 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 각각 침하량(단위:㎜)을 측정하였다. 침하량 측정결과는 하기 표 2와 같다.
구분 P1
(15000psi)		 P2
(20000psi)		 P3
(25000psi)		 P4
(30000psi)		 P5
(35000psi)		 P6
(40000psi)		 P7
(45000psi)
m1 21.14 25.28 29.21 31.60 33.94 34.63 35.07
m2 20.14 24.39 27.6 30.55 32.4 33.49 33.56
m3 22.04 26.72 29.68 32.04 34.04 34.94 35.4
m4 17.52 20.89 23.85 25.26 26.39 26.99 27.05
상기 실시예 1과 비교예 1에 대한 침하량 측정결과를 도 6에 모두 나타내고 있다. 이를 살펴보면, 규사를 혼합한 경우가 규사를 혼합하지 않은 경우 대비 침하량이 작음을 알 수 있다. 침하량이 작다는 것은 지반 보강재의 지지력이 크다는 것을 의미한다.
따라서, 잡석에 규사를 혼합한 경우가 혼합하지 않은 경우보다 지지력이 크다는 것을 알 수 있다. 예컨대, P3(25,000psi)의 힘으로 다짐한 경우, 지반 보강재의 침하량 측정결과를 대비해보면, M1/m1은 22.9,29.21, M2/m2는 20.7/27.6, M3/m3는 22.48/29.68, M4/m4는 23.85/23.85로서 규사를 혼합한 경우가 지지력이 더 좋다는 것을 알 수 있다.
이는, 잡석들이 이루는 공극들 사이에 규사가 고르게 배치되어 잡석들간의 인터록킹뿐만 아니라 잡석과 규사 간의 인터록킹에 의해 지지력을 더 크게 하기 때문이다.
여기서, 규사를 혼합한 경우라도, 서로 다른 입경의 잡석들을 혼합한 경우가 그렇지 않은 잡석들의 경우보다 침하량이 더 적음을 알 수 있다. 즉, M1,M2,M3보다 M4의 침하량이 더 적음을 알 수 있다.
이는, 서로 다른 입경을 갖는 잡석들을 혼합한 경우 큰 입경의 잡석들이 이루는 공극들 사이에 작은 입경의 잡석들이 고르게 배치되어 입경이 서로 다른 잡석들 간의 인터록킹이 더 발생되어 지지력이 더 강화되는 것이다.
실시예 2
실시예 2에서는 잡석에 대하여 규사의 혼합비율을 다르게 하여 침하량을 측정하였다. 구체적으로, 실시예 2에서는 상기 M4에 대하여 (ⅰ)규사를 혼합하지 않은 경우(M4+0%), (ⅱ)규사를 5 부피% 혼합한 경우(M4+5%), (ⅲ)규사를 10 부피% 혼합한 경우(M4+10%), (ⅳ)규사를 15 부피% 혼합한 경우(M4+15%), (ⅴ)규사를 20 부피% 혼합한 경우(M4+20%)에 대하여 각각 침하량을 측정하였다. 침하량 측정 결과는 표 3과 같다.
구분 P1
(15000psi)		 P2
(20000psi)		 P3
(25000psi)		 P4
(30000psi)		 P5
(35000psi)		 P6
(40000psi)		 P7
(45000psi)
M4+0% 17.52 20.89 23.85 25.26 26.39 26.99 27.05
M4+5% 12.1 13.9 15.2 16.4 17.6 18.3 18.8
M4+10% 13.2 15.6 17.4 18.8 20.0 20.6 21.1
M4+15% 13.3 15.7 17.5 18.9 20.0 21.0 21.5
M4+20% 13.7 16.2 17.6 19.1 20.2 21.3 22.2
상기 표 3에서 알 수 있듯이, 규사를 사용하지 않은 경우(M4+0%)에 비해, 규사를 사용한 경우가 침하량이 훨씬 적은 것으로 나타났다. 이는, 규사를 혼합한 경우가 혼합하지 않은 경우보다 보강재의 지지력이 훨씬 크다는 것을 의미한다.
특히, 표 3에 대한 결과를 도시한 도 7의 그래프를 참조하면, 규사를 전혀 혼합하지 않은 경우보다 조금이라도 사용한 경우가 침하량이 훨씬 적음을 알 수 있다. 즉, 도 7에서 M4+0%와 M4+5%간의 침하량 차이(d1)와, M4+5%와 다른 M4+10%, M4+15%, M4+20% 간의 침하량 차이(d2)를 비교해보면, d1이 훨씬 크다는 것을 알 수 있다. 이를 통해 잡석에 규사가 1 부피%라도 혼합되는 것이 전혀 혼합되지 않은 것에 비해 지지력이 훨씬 좋다는 것을 알 수 있다.
또한, 규사를 사용하는 경우라도, 규사를 5 부피%로 혼합하는 경우(M4+5%)가 10, 15, 20 부피%로 혼합하는 경우보다 침하량이 더 적음을 알 수 있다. 따라서, 규사의 혼합비율이 10 부피%를 넘어가는 것보다 10 부피% 이하가 더 좋을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 지반 보강재는 잡석지정용으로 사용되는 잡석에 규사를 고르게 혼합함으로써 잡석들 사이에 고르게 배치된 규사에 의해 잡석들의 소성 변형 거동시 잡석들 간의 마찰력이 증대되어 지지력이 증진되는 효과가 발생하게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110 : 잡석 120 : 규사
130 : 공극

Claims (10)

  1. 전체 부피 중 60~70 부피%로 복수개의 잡석들과 1~10 부피%로 복수개의 규사들이 혼합되어 상기 규사들이 상기 잡석들의 사이에 고르게 배치되고, 상기 잡석들은 10~40㎜의 입경을 가지고 상기 규사들은 0.5~4.5㎜의 입경을 가지며, 상기 잡석들은 서로 다른 입경의 잡석들이 혼합된 것이고, 상기 잡석들의 입경 분석을 통해 작성된 입경 가적 곡선 상에서 상기 잡석들의 최대 입경(Dmax)과 최소 입경(Dmin)의 비(Dmax/Dmin)가 2.5 이상이면 상기 규사들이 6~10 부피%로 혼합되고, 2.5 미만이면 1~5 부피%로 혼합되되, 13㎜와 25㎜ 입경의 잡석들을 혼합하는 경우에는 13㎜와 25㎜를 1:1의 비율로 혼합하고 상기 13㎜와 25㎜이 1:1 비율로 혼합된 잡석들은 상기 전체 부피 중 65 부피%이고, 이때 상기 규사들은 1~3㎜ 입경의 규사들이 5 부피%로 혼합되는 지반 보강재..
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 전체 부피 중 60~70 부피%의 잡석들과 1~10 부피%의 규사를 혼합하여 상기 규사가 상기 잡석들 사이에 고르게 배치되도록 하는 혼합단계; 및
    상기 혼합단계 이후에 전체 상면을 설정된 힘으로 눌러 다지는 다짐단계를 포함하고,
    상기 잡석들은 10~40㎜의 입경을 가지고 상기 규사들은 0.5~4.5㎜의 입경을 가지며, 상기 잡석들은 서로 다른 입경의 잡석들이 혼합된 것이고, 상기 잡석들의 입경 분석을 통해 작성된 입경 가적 곡선 상에서 상기 잡석들의 최대 입경(Dmax)과 최소 입경(Dmin)의 비(Dmax/Dmin)가 2.5 이상이면 상기 규사들이 6~10 부피%로 혼합되고, 2.5 미만이면 1~5 부피%로 혼합되되, 13㎜와 25㎜ 입경의 잡석들을 혼합하는 경우에는 13㎜와 25㎜를 1:1의 비율로 혼합하고 상기 13㎜와 25㎜이 1:1 비율로 혼합된 잡석들은 상기 전체 부피 중 65 부피%이고, 이때 상기 규사들은 1~3㎜ 입경의 규사들이 5 부피%로 혼합되는 지반 보강방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020210145984A 2021-10-28 2021-10-28 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법 KR102487092B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210145984A KR102487092B1 (ko) 2021-10-28 2021-10-28 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210145984A KR102487092B1 (ko) 2021-10-28 2021-10-28 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102487092B1 true KR102487092B1 (ko) 2023-01-18

Family

ID=85106531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210145984A KR102487092B1 (ko) 2021-10-28 2021-10-28 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102487092B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040096911A (ko) * 2004-10-07 2004-11-17 이효식 표면에 자연석이 매입된 판블록을 이용한 조립식 옹벽블록 및 그 제조 방법
KR101014880B1 (ko) * 2010-08-13 2011-02-15 김지훈 놀이터 바닥 시공방법 및 놀이터 바닥구조
KR101093673B1 (ko) 2009-02-06 2011-12-15 주식회사 대한아이엠 연약 지반 보강재
KR101426496B1 (ko) 2013-11-08 2014-08-06 김갑부 지반 개량재, 아스팔트 콘크리트용 골재 및 그 제조 방법
KR102049813B1 (ko) * 2019-07-29 2020-01-08 이종환 도로 확포장 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040096911A (ko) * 2004-10-07 2004-11-17 이효식 표면에 자연석이 매입된 판블록을 이용한 조립식 옹벽블록 및 그 제조 방법
KR101093673B1 (ko) 2009-02-06 2011-12-15 주식회사 대한아이엠 연약 지반 보강재
KR101014880B1 (ko) * 2010-08-13 2011-02-15 김지훈 놀이터 바닥 시공방법 및 놀이터 바닥구조
KR101426496B1 (ko) 2013-11-08 2014-08-06 김갑부 지반 개량재, 아스팔트 콘크리트용 골재 및 그 제조 방법
KR102049813B1 (ko) * 2019-07-29 2020-01-08 이종환 도로 확포장 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kwon et al. Influence of soil grading on properties of compressed cement-soil
KR101587460B1 (ko) 카운터 웨이트
Sangma et al. Experimental study on shrinkage behaviour of earth walling materials with fibers and stabilizer for cob building
CN106522456A (zh) 一种绿色环保混凝土空心砌块及其制备方法
CN106844937A (zh) 与结构一体化的水泥稳定破碎砾石基层或底基层设计方法
KR102487092B1 (ko) 지반 보강재 및 이를 이용한 지반 보강방법
Mohammad et al. Laboratory performance evaluation of cement-stabilized soil base mixtures
US2937581A (en) Road building method
EP3307687B1 (en) Lightweight fine ceramic particulates
CN104074113B (zh) 矿粉稳定级配碎石垫层
CN112679156A (zh) 一种用于库岸边坡临时防护工程的胶凝砂砾石混凝土
JP2009167651A (ja) 地盤改良工法
CN113121183B (zh) 一种利用矿山剥离土制备的免烧环保砖及其制备方法
CN110952412A (zh) 一种混凝土路面施工方法
CN109020415A (zh) 一种再生集料透水混凝土的制备方法
CN214885156U (zh) 一种具有良好耐磨性能的抗静电聚氨酯地坪
KR101214788B1 (ko) 다양한 색상 및 무늬를 나타내는 합성목재의 제조방법
JP4030574B1 (ja) 土系舗装材
KR102665788B1 (ko) 환경친화형 보강토 옹벽구축용 블록
JP3995087B2 (ja) 鋼板コンクリート構造物の施工法
JP4633825B2 (ja) ソイルセメントコラム及びソイルセメントコラムの製造方法
CN103043960A (zh) 一种高强度含钢化玻璃颗粒混凝土
DE19856640C2 (de) Bergbau-Formstein zur Herstellung langzeitstabiler untertägiger Verschlußelemente für untertägige Hohlräume
CN219793488U (zh) 普通沥青路面养护用大粒径碎石柔性路面结构
CN113529514B (zh) 一种尾矿固废形成的道路路面基层结构

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant