KR102600771B1 - 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법에 관한 것으로, 더욱상세하게는 점토, 미사, 이탄, 슬러지 및 퇴적물에서부터 준설물질 및 오염된 토양 등 다양한 연약지반을 고화제의 경화반응을 이용하여 원지반 내에 개량체를 조성함으로써 압밀촉진이나 프리로딩 공법이 필요없이 단기간에 소요 강도를 얻을 수 있게 하여 차수공, 토류공, 기초공 등에 다양하게 적용될 수 있도록 한 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법에 관한 것이다.

Description

연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법{Method of surface solidification construction for soft ground stabilization of soft ground}

본 발명은 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 점토, 미사, 이탄, 슬러지 및 퇴적물에서부터 준설물질 및 오염된 토양 등 다양한 연약지반을 고화제의 경화반응을 이용하여 원지반 내에 개량체를 조성함으로서 압밀촉진이나 프리로딩 공법이 필요없이 단기간에 소요 강도를 얻을 수 있게 하여 차수공, 토류공, 기초공 등에 다양하게 적용될 수 있으며 특히, 지반 안정화를 위한 시멘트의 투입량을 대폭 감소시켜 연약지반의 안정화를 도모할 수 있게 한 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 해안이나 하천 및 호수 등을 간척이나 준설 및 매립 등의 방법으로 형성시킨 지반에는 그 지표면이 물이나 점성토 및 갯벌이 혼합된 습지를 형성하고 있을 뿐만 아니라 그 내부에 간극수가 내재하여 지반의 전체적인 강도가 매우 약함에 따라 상기 지역을 공업지역이나 상업지역으로 활용하기 위해서는 지반을 부지활용도에 적합하도록 개량하여 안정화하는 작업이 선행되어야 한다.

또한, 공장부지나 농업용지를 확보하기 위한 해안은 대체로 지반이 낮기 때문에 지반을 높이기 위한 성토작업은 필수적이다. 해안 매립은 매립지 인근 야산에 개설된 토석채취장에서 채취한 토석으로 성토하는 것이 보편적이고, 토석채취장 개발이 여의치 않은 경우에는 인근 해역을 준설한 준설토로 충당한다.

준설시 준설토(해성 점성토)의 함수비는 500∼1000%에 달할 정도로 아주 높다. 이러한 해성 점성토로 조성된 매립지반의 성토 후 표층부는 연약하기 때문에 농지나 공장부지 등으로 조성하는 데 필요한 자재운반 차량, 중장비 등을 조기 투입하기가 사실상 불가능하다. 이러한 점에서 공기단축과 매립공사의 경제성을 고려할 때 해성 점성토로 매립된 해안 매립지의 기층 성토층은 물론 표층부는 조기에 안정시킬 필요가 있다.

준설토로 조성된 해안 매립지반의 표층부를 고결시키는 공법으로는 진공압밀공법, 고화제 혼합처리 공법, 표층 보강재료 포설공법, 표층 모래 포설공법, PTM공법 등이 제안되어 있지만, 표층부가 중장비를 투입할 수 있을 정도로 고결되기까지는 상당히 오랜 시간이 소요되고 공사비도 막대한 문제점이 있다.
<선행기술 문헌>
특허공고번호 제90-006384호

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 원지반을 원위치에서 고화시켜 이용함으로써 연약토의 준설, 제거, 투기량이 적고 오염의 우려가 없으며 저진동 저소음 공법으로서 주변지역에 미치는 영향이 적을 뿐 아니라 단기간에 소요강도를 얻을 수 있는 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로, 연약지반을 안정화함에 있어서, 연약지반 주위의 지면에 굴삭기를 비치하여 굴삭기의 포크 대신에 다수개의 분사공이 뚫린 분사관을 장착하고 연약지반의 연질토의 내부를 분사관으로 굴착하면서 믹싱탱크로부터 공급되는 분말시멘트를 연질토의 내부에 넓은 범위에 걸쳐 분사하여 연질토의 내부에 시멘트가 고루고루 침투되게 하는 제1단계와;

1단계의 공정이 완료되고 일정시간 경과 후 믹싱탱크에서 시멘트와 물 및 경화제를 혼합하여 제조한 안정처리제를 굴삭기에 장착한 교반장치를 통해 저압으로 주입하면서 연질토와 안정처리제를 교반 혼합하고 일정시간 경화시키는 제2단계를 거쳐 구성됨을 특징으로 하는 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법을 제공한다.

삭제

이와 같은 본 발명에 의하면, 연약지반을 개량함에 있어 1차적으로 분말시멘트를 연질토의 내부에 넓은 범위에 걸쳐 분사함으로써 연약지반을 1차적으로 고화시킨 상태에서 2차적으로 원지반을 원위치에서 고화제로서 2차에 걸쳐 주입시켜 연질토와 혼합시킴으로써 고화시키는 것이므로 시멘트의 소요량이 대폭 감소되는 효과가 있고, 또 단기간에 소요강도를 얻을 수 있어 공기가 대폭 단축되고, 연약토의 준설, 제거, 투기량이 적고 오염의 우려가 적으며 저진동, 저소음 공법으로 주변지역에 미치는 영향이 적으며 재하에 따른 개량지반의 변형이 극히 적어 상부공에 변형의 영향을 주지 않는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 1단계 시공 예시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2단계 시공 예시도
도 3의 (a)(b)(c)는 고화제의 투입에 따른 토양 안정화과정을 순서적으로 도시한 예시도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 1단계 시공 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 2단계 시공 예시도이며, 도 3의 (a)(b)(c)는 고화제의 투입에 따른 토양 안정화과정을 순서적으로 도시한 예시도이다.

도 1은 연약지반의 내부에 굴삭기의 포크 대신 결합한 분사관을 이용하여 시멘트를 분사하는 실시예이고, 도 2는 1차 단계가 완성된 후 굴삭기의 포크 대신 장착한 교반장치를 이용하여 시멘트와 물을 혼합한 안정처리제를 저압으로 주입하면서 교반기로서 교반 혼합하는 실시예이다.

본 발명의 실시예에 따른 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법은 굴삭기(10), 분사관(20), 교반장치(30), 믹서기(40)를 포함하여 이루어진다.

굴삭기(10)에는 분사관(20)과 교반장치(30)가 순서적으로 장착된다.

분사관(20)은 1차 단계에서 분말시멘트(100)를 분사 공급하며, 교반장치(30)는 2차 단계에서 시멘트와 물을 혼합한 안정처리제를 저압으로 주입하면서 교반하는 장치이다.

본 발명을 단계적으로 기술하면,

제1단계 (분말시멘트 분사단계)

연약지반 주위의 지면에 굴삭기(10)를 비치하여 굴삭기(10)의 포크 대신에 다수개의 분사공이 뚫린 분사관(20)을 장착하고 연약지반의 연질토의 내부를 분사관(20)으로 굴착하면서 믹싱탱크로부터 공급되는 분말시멘트(100)를 연질토의 내부에 넓은 범위에 걸쳐 분사하여 연질토의 내부에 시멘트가 고루고루 침투되게 하는 단계

제2단계 (안정처리제 주입 교반단계)

1단계의 공정이 완료되고 일정시간 경과 후 믹싱탱크에서 시멘트와 물 및 경화제를 혼합하여 제조한 안정처리제를 굴삭기(10)에 장착한 교반장치(30)를 통해 저압으로 주입하면서 연질토와 안정처리제를 교반 혼합하고 일정시간 경화시키는 단계

로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1을 참조하면, 연약지반 주위의 지반에 굴삭기(10)를 비치하고 굴삭기(10)의 포크 대신에 장착한 다수개의 분사공이 뚫린 분사관(20)을 연약지반의 연질토의 내부에 깊숙히 굴착하여 믹싱탱크로부터 분말시멘트(100)를 고압으로 분사시키게 되면 분말시멘트(100)는 다수개의 분사공으로 토출 분사되어 도 1에 도시된 바와 같이 연질토의 내부에 넓은 범위에 걸쳐 고루게 침투되어 연질토의 토층에 도 3의 (b)와 같이 부분적으로 혼합된다.

이와 같이 분말시멘트(100)가 연질토의 내부에 침투한 상태에서 일정시간이 경과하게 되면 분말시멘트(100)가 경화되면서 연질토를 강도있는 토질로 변화시키게 된다.

도 2는 1단계의 공정이 완료된 후 2단계의 공정을 시행하는 단계를 도시한 것으로 1단계의 공정에 의해 연질토의 내부에 분말시멘트(100)가 고루고루 침투하여 보다 강한 강질의 토양으로 변화되는 상태에서 굴착기에 장착한 교반장치(30)를 통해 믹싱탱크에서 혼합시킨 시멘트와 물 그리고 경화제의 안정처리제를 공급호스를 통해 굴삭기(10)를 거쳐 교반장치(30)에 저압으로 공급하면서 교반하게 되면 연질토와 안정처리제는 고루고루 교반되어 연질토는 안정처리제와 함께 강질토로서 안정화가 이루어지게 된다.

도 3의 (c)는 상기 1단계와 2단계의 공정을 거쳐 소요강도를 갖춰 안정화된 연약지반을 도시하고 있다.

본 발명은 연질토에 2단계의 공정으로 바로 거치지 않고 1단계를 사전 작업으로 거치게 됨으로써 2단계의 작업시 교반작업을 용이하게 하고 교반효율을 높이게 되는 게 핵심적 특징이라 할 수 있다.

환언하면 1단계에서 대량의 시멘트를 공급하면서 교반 시키면 시멘트의 경화로 인해 연질토와의 교반이 힘들어질 뿐 아니라 시멘트의 사용량이 대폭 증가하여 시공비가 과다하게 소요되는 단점이 있는 반면에 본 발명은 1단계에서 시멘트 분말가루를 고르게 분사하여 1차 경화를 시킨 다음에 2단계의 공정에 들어가게 되므로 교반이 용이하고 시멘트의 사용량도 대폭 줄일 수 있는 점에서 매우 경제적이고 효율적이다.

따라서, 본 발명은 공정의 효율화로 인해 단기간에 소요강도를 얻을 수 있고 교반효율이 높을 뿐 아니라 시멘트의 사용량도 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.

삭제

10 : 굴삭기 20 : 분사관 30 : 교반장치 40 : 믹서기 100 : 분말시멘트

Claims (1)

1. 연약지반을 안정화함에 있어서,
   연약지반 주위의 지면에 굴삭기(10)를 비치하여 굴삭기(10)의 포크 대신에 다수개의 분사공이 뚫린 분사관(20)을 장착하고 연약지반의 연질토의 내부를 분사관(20)으로 굴착하면서 믹싱탱크로부터 공급되는 분말시멘트(100)를 연질토의 내부에 넓은 범위에 걸쳐 분사하여 연질토의 내부에 시멘트가 고루고루 침투되게 하는 제1단계와;
   제1단계의 공정이 완료되고 일정시간 경과 후 믹싱탱크에서 시멘트와 물 및 경화제를 혼합하여 제조한 안정처리제를 굴삭기(10)에 장착한 교반장치(30)를 통해 저압으로 주입하면서 연질토와 안정처리제를 교반 혼합하고 일정시간 경화시키는 제2단계를 거쳐 구성됨을 특징으로 하는 연약지반 안정화를 위한 표층고화 시공방법.