KR20050110758A

KR20050110758A - 지반 개량 강화공법 및 장치

Info

Publication number: KR20050110758A
Application number: KR1020040035572A
Authority: KR
Inventors: 김정윤
Original assignee: 주식회사 엔티에스이앤씨
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-11-23
Also published as: KR100585422B1

Abstract

본 발명은 지반 개량 강화공법 및 장치에 관한 것으로,

작업장소에 따라 절삭토가 부족하거나 강도효율을 더 높히기 위해 외부에서 토사(土沙)를 공급받아 모래탱크에 선택적으로 공급하는 별도의 토사공급장치를 모래탱크와 연계설치하여서,

해변가의 갯뻘과 같이 배토되는 절삭토가 부족하거나 사용이 부적합할때 또는 강도를 증가시키고자 할 경우에 절삭토의 부족량 및 적합한 토사로의 대체량 그리고 요구되는 강도의 증가에 부합되도록 토사공급장치를 이용하여 새로운 토사를 전부 공급하여 주거나 또는 배토된 절삭토와 혼합하여 사용할 수 있도록 일부 소정량 공급하여 주도록 한 지반 개량 강화장치 및 공법을 제공하여, 개량강화하고자 하는 지반이 어떠한 상태에 놓여 있다 하더라도 개량목적에 부합되는 균등한 개량경과 균질하고 튼튼한 개량체를 얻을 수 있도록 함에 그 목적을 둔 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

하단에 굴착비트(16)를 장착한 천공로드(10)를 이용하여 지반(100)을 소정의 깊이로 천공하는 천공공정을 수행하고,

천공공정이 완료되면 천공로드(10)를 인발하면서 천공로드(10)의 물공급통로(12)에는 고압의 물을 공급하여 물분사노즐(13)을 통하여 고압의 물을 분사하여 지반(100)의 내부를 절삭함과 동시에 에어공급통로(14)를 통하여 고압의 에어를 공급하여 물분사노즐(13)의 주위에는 에어통로가 동시에 형성되도록 함과 동시에 중앙의 콘크리트경화재주입통로(11)를 통하여 콘크리트경화재(60)를 주입하여 작업공의 하단으로부터 콘크리트경화재(60)를 충진하는 작업이 동시에 이루어지는 지반개량공정을 수행하며,

상기 지반개량공정시 지반(100)으로부터 배토되는 절삭토(101)를 진동체(21)를 이용하여 1차로 토, 수 분리하여 1차로 분리된 모래(SAND)성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내고, 나머지 슬러리(SLURRY)는 슬러리탱크(SLURRY TANK)(24)를 거쳐 원심분리기(24a)에 의해 2차로 걸러 이에 포함된 물은 물탱크(WATER TANK)(23)로 보내져 물펌프(30)에 의해 절삭수로 재공급되며, 나머지 잔여성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내져 1,2차로 걸러진 모래(SAND)성분을 스크류콘베이어(SCREW CONVEYOR)(26)로 이송하면서 수분을 적당히 제거한 상태에서 믹서기(25)로 이송한 후 시멘트고화제공급장치(27)로 부터 공급되는 시멘트고화제와 적합한 강도로 혼합하여 수분의 함유량이 적은 몰탈을 콘크리트경화재압송펌프(28)를 이용하여 천공로드(10)로 재차 공급하는 콘크리트경화재 재생산공정을 수행하되,

해변가의 갯뻘과 같이 배토되는 절삭토가 부족하거나 사용이 부적합할때 또는 강도를 증가시키고자 할 경우에 절삭토의 부족량 및 적합한 토사(土沙)로의 대체량 그리고 요구되는 강도의 증가에 부합되도록 외부에서 토사(土沙)를 공급받아 모래탱크(22)에 선택적으로 공급할 수 있도록 모래탱크(22)와 연계설치된 별도의 토사공급장치(70)를 이용하여

새로운 토사를 전부 공급하여 주거나 또는 배토된 절삭토와 혼합하여 사용할 수 있도록 일부 소정량 공급하여 절삭토의 부족량을 보충하거나 또는 전부 새로운 토사로 대체하거나 강도를 보강하는 토사공급공정을 포함하여 이루어진다.

Description

지반 개량 강화공법 및 장치{Base improvement reinforcement method of construction and device}

본 발명은 지반 개량 강화공법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지반을 개량강화 하기 위하여 천공로드로 지반을 뚫은 다음, 천공로드를 인발 시 천공로드를 통하여 지반 내부에 초고압수를 분사하여 지반을 절삭하고 이때 지반이 절삭되어 배토된 절삭토를 재활용하여 이에 포함된 불순물과 수분을 1,2차로 거르고 남은 모래(SAND)성분을 시멘트고화재와 교반하여 생성한 수분함유량이 적은 몰탈을 절삭된 지반 내부로 강제로 압입 충진하여 응고시켜서 지반 내부에 개량 경화된 콘크리트 말뚝을 조성함으로써 지반을 보강하여 강화하거나 차수를 하기 위한 본인의 선출원 발명인 특허출원 제2001-65159호를 더욱 개량하여서,

해변가의 갯뻘과 같이 절삭토가 부족하거나 강도를 보강할 필요가 있는 경우 절삭토의 부족량 및 보강하고자 하는 강도의 세기에 따라 토사공급장치를 이용하여 전부 새로운 토사를 공급하여 주거나 또는 배토된 일부 절삭토와 일부 새로운 토사를 소정량 혼합하여 공급하여 주도록 함으로써,

개량강화하고자 하는 지반이 어떠한 상태에 놓여 있다 하더라도 개량목적에 부합되는 균등한 개량경과 균질하고 튼튼한 개량체를 얻을 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 각종 건축물이나 구축물을 축조하고 공사를 하기 위해서는 이들 건축물이나 구축물을 받쳐주는 지반을 개량강화하고 차수하여 지반의 침하 및 누수로 인하여 건축물이나 구축물 등이 손상되거나 붕괴되지 않도록 연약한 지반을 강화시켜주는 개량작업을 반드시 먼저 시행하여야 한다.

이와 같이 연약한 지반을 강화시켜주는 작업은 이미 기 시공완료 된 각종 건축물이나 구축물이 지반침하로 손상되거나 붕괴되지 않도록 하여 주는 데에도 사용할 수 있음은 물론이다.

따라서 수많은 지반개량방법과 여기에 따른 시공장치들이 개발되고 있는바,

본인의 선출원 발명인 특허출원 제2001-65159호를 살펴보면 이는, 첨부도면 도1 내지 도3b에 도시된 바와같이 콘크리트경화재(60)와 절삭수와 에어를 각각의 통로를 통하여 동시에 주입이 가능하도록 중앙에는 콘크리트경화재(60)를 주입할 수 있는 경화제주입통로(11)가 형성되고 그 외부에는 독립된 물공급통로(12)와 에어공급통로(14)를 일체로 형성하여서 삼중관으로된 천공로드(10)를 구성하여 그 하단에는 굴착비트(17)를 장착하며, 상기 천공로드(10)의 중앙 하단에는 콘크리트경화재(60)가 지반(100) 내부의 바닥면을 향하여 토출되도록 구성하고, 천공로드(10)의 외주면에는 물공급통로(12)와 연결되는 물분사노즐(13)이 지반의 내벽을 향하여 원주방향으로 물을 분사하도록 구성한 지반굴착개량장비와,

상기 물공급통로(12)와 연결되어서 물분사노즐(13)에 고압의 절삭수를 공급하는 물펌프(30)와 에어공급통로(14)와 연결되어서 고압의 에어를 공급하는 콤프레샤(40)로 구비되는 보조장비 및,

이들을 이용하여 지반개량작업시 물과 시멘트고화제를 혼합하여서 된 액체상태인 콘크리트경화재를 천공로드(10)로 강제압송하는 콘크리트경화재압송펌프(28)로 구성되는 콘크리트경화재(60) 생산공급장비를 포함하여 이루어지는 공지의 지반개량강화장치에 있어서,

상기 지반굴착개량장비는, 천공로드(10)에 형성되는 물분사노즐(13)의 지반절삭력을 높혀줄 수 있도록 물분사노즐(13)의 외부에는 물분사노즐(13)을 감싸는 에어분사노즐(15)을 형성하여 절삭수의 분사시 절삭수의 유로(流路)를 돕기위한 외부 에어통로가 동시에 형성되도록 구성하되, 천공로드(10)의 맨 하단 측면에는 고압의 에어만을 분사하는 에어커팅층형성용에어분사노즐(16)을 형성하여 작업시 물분사노즐(13)에 의하여 절삭된 절삭토(101)와 지반(100) 내부의 바닥부터 적층되어 충진되는 콘크리트경화재(60)가 서로 분리 되도록 에어커팅층(50)을 형성하도록 구성하며,

상기 콘크리트경화재(60) 생산공급장비는, 지반굴착 및 개량작업시,

배토되는 절삭토(101)를 진동체(21)를 이용하여 1차로 토, 수 분리하여 1차로 분리된 모래(SAND)성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내고, 나머지 슬러리(SLURRY)는 슬러리탱크(SLURRY TANK)(24)를 거쳐 원심분리기(24a)에 의해 2차로 걸러 이에 포함된 물은 물탱크(WATER TANK)(23)로 보내져 물펌프(30)에 의해 절삭수로 재공급되며, 나머지 잔여성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내져 1,2차로 걸러진 모래(SAND)성분을 스크류콘베이어(SCREW CONVEYOR)(26)로 이송하면서 수분을 적당히 제거한 상태에서 믹서기(25)로 이송한 후 시멘트고화제공급장치(27)로 부터 공급되는 시멘트고화제와 적합한 강도로 혼합하여 수분의 함유량이 적은 몰탈을 콘크리트경화재압송펌프(28)를 이용하여 천공로드(10)로 재차 공급되도록 설치구성하여서,

당초주입되는 콘크리트경화재(60)와는 달리 지반굴착 및 개량작업시 배토되는 절삭토(101)를 재활용하여 이에 포함된 불순물과 수분을 1,2차로 거르고 남은 모래(SAND)성분과 시멘트고화제를 혼합하여서된 몰탈을 재투입하도록 이루어진 지반 개량 강화장치 및 이를 이용한 개량강화방법에 관한 것이다.

이와같은 본인의 선출원 발명인 특허출원 제2001-65159호는,

상기 천공로드(10)의 외벽에 물공급통로(12)와 연결되도록 형성되는 불분사노즐(13)을 도4a 내지 도4b 에서와 같이 상, 하 서로 대응하도록 형성하여, 물 분사시 상, 하 물분사노즐(13)에서 분사되는 분출수가 소정위치에서 서로 부딪혀서 일정한 반경으로 정확하게 절삭되도록 구성하거나, 도5a 내지 도5b 에서와 같이 물분사노즐을(13) 상, 하 서로 반대 방향에서 서로 대향하도록 하여서 물이 서로 대향경사지게 분사되면서 암반절리 및 풍화심한 암반층 내부등을 절삭함과 동시에 교반하도록 구성할 수도 있는 것이다.

그러나, 본인의 선출원 발명인 특허출원 제2001-65159호는, 해변가의 갯뻘과 같이 절삭토가 부족하거나 또는 강도를 보강할 필요가 있는 경우 절삭토의 부족량 및 보강하고자 하는 강도의 세기에 따라 외부에서 토사(土沙)를 공급받아 모래탱크에 선택적으로 공급할 수 있도록 구성된 장치가 없어서 사용상의 문제점으로 대두 되었다.

본 발명은 상기와 같은 본인의 선출원 발명인 특허출원 제2001-65159호의 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명을 본인의 선출원 발명인 특허출원 제2001-65159호와 연계하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 도1 내지 도3b에 도시된 바와같이 콘크리트경화재(60)와 절삭수와 에어를 각각의 통로를 통하여 동시에 주입이 가능하도록 삼중관으로 구성하되, 콘크리트경화재(60)는 가장 중심의 콘크리트경화재주입통로(11)를 통하여 지반(100)의 내부하단으로 충진되고 그 외측의 중간 물공급통로(12)를 통하여 절삭수가 공급되어서 지반(100)의 내부의 측벽을 향하여 절삭수가 분사되도록 구성하며 고압의 에어는 가장 외측의 에어공급통로(14)를 통하여 하단 측면으로 분사되도록 함과 동시에 절삭수의 절삭효율을 높이도록 물분사노즐(13)의 주변에 분사되어 에어통로를 형성하도록 구성하고, 그 하단에는 굴착비트(17)가 장착된 천공로드(10)가 모터(도시하지않음)에 의하여 회동하도록 구성한 지반굴착개량장비와;

상기 물공급통로(12)와 연결되어서 물분사노즐(13)에 고압의 절삭수를 공급하는 물펌프(30)와 에어공급통로(14)와 연결되어서 고압의 에어를 공급하는 콤프레샤(40)로 구비되는 보조장비 및;

이들을 이용하여 지반개량작업시 지반(100)으로부터 배토되는 죽 상태의 절삭토(101)를 1차로 토, 수 분리하는 진동체(21)와, 상기 진동체(21)에서 흙물과 분리된 모래성분을 저장하는 모래탱크(SAND TANK)(22)와, 모래성분과 분리된 나머지 슬러리(SLURRY)를 저장하는 슬러리탱크(SLURRY TANK)와, 이에 저장된 슬러리(SLURRY)를 2차로 다시 모래성분과 물로 분리하여 모래성분은 다시 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내고 물은 물탱크(WATER TANK)(23)로 보내는 원심분리기(24a)와, 상기 모래탱크(SAND TANK)(22)에 저장된 모래(SAND)성분을 믹서기(25)로 이송하는 스크류콘베이어(SCREW CONVEYOR)(26)와,

상기 스크류콘베이어(26)에 의해 이송된 모래성분에 시멘트고화제를 공급하는 시멘트고화제공급장치(27)와,

상기 시멘트고화제공급장치(27)에 의해 공급되는 시멘트고화제와 절삭토를 1,2차로 거르고 남은 모래(SAND)성분을 적합한 강도로 혼합하는 믹서기(25)와,

시멘트고화제와 절삭토를 1,2차로 거르고 남은 모래(SAND)성분을 혼합한 몰탈을 천공로드(10)로 강제압송하는 콘크리트경화재압송펌프(28)로 구성되는 콘크리트경화재(60) 생산공급장비를 구비하여 환경오염을 방지하는 지반개량강화시스템을 구성하되,

도7에 도시된 바와같이 작업장소에 따라 절삭토가 부족하거나 강도효율을 더 높히기 위해 외부에서 토사(土沙)를 공급받아 모래탱크(22)에 선택적으로 공급하는 별도의 토사공급장치(70)를 모래탱크(22)와 연계설치하여서,

해변가의 갯뻘과 같이 배토되는 절삭토가 부족하거나 사용이 부적합할때 또는 강도를 증가시키고자 할 경우에 절삭토의 부족량 및 적합한 토사로의 대체량 그리고 요구되는 강도의 증가에 부합되도록 토사공급장치(70)를 이용하여 새로운 토사를 전부 공급하여 주거나 또는 배토된 절삭토와 혼합하여 사용할 수 있도록 일부 소정량 공급하여 주도록 이루어진 것이다.

이와 같이 구성된 시스템은, 도8과 같이 하단에 굴착비트(17)를 장착한 천공로드(10)를 이용하여 지반(100)을 소정깊이로 천공하는 천공공정을 수행하고,

천공공정이 완료되면 천공로드(10)를 인발하면서 콘크리트경화재(60)와 절삭수와 에어를 각각의 독립된 통로를 통하여 동시에 주입하면, 콘크리트경화재(60)는 가장 중심의 콘크리트경화재주입통로(11)를 통하여 지반(100)의 내부하단으로 충진되고 그 외측의 물공급통로(12)를 통하여 공급된 고압의 절삭수는 물분사노즐(13)을 통하여 지반(100)의 내부 측벽을 향하여 분사되면서 지반(100)내부를 절삭함과 동시에 절삭된 내부 공간에 콘크리트경화재(60)를 충진하여서 지반(100)을 강화하는 지반개량공정을 수행하며,

지반개량공정시 지반으로부터 배토되는 절삭토(101)를 재활용하여 이에 포함된 불순물과 수분을 1,2차로 걸러 이중 물은 물탱크(23)로 보내져 물펌프(30)에 의해 절삭수로 재활용되고 나머지 모래성분은 시멘트고화제와 교반하여서 콘크리트경화재(60)에 보강재로 혼합되는 몰탈로 재생산하여 천공로드(100)를 통해 지반 내부로 재주입토록 함으로써, 절삭토와 물을 재활용하므로 매우 경제적이며 친환경적으로 작업을 수행하되,

새로운 토사를 전부 공급하여 주거나 또는 배토된 절삭토와 혼합하여 사용할 수 있도록 일부 소정량 공급하여주는 토사공급공정을 수행함으로써,

필요에 따라 선택적으로 절삭토의 부족량을 보충하여 주거나 또는 사용이 부적합한 절삭토대신에 사용이 적합한 새로운 토사로 대체하여 주는 것은 물론 요구되는 강도를 효율적으로 증가시킬 수 있다.

여기서, 본 발명은 상기 천공로드(10)의 외벽에 물공급통로(12)와 연결되도록 형성되는 불분사노즐(13)을 본인의 선출원 발명인 도4a 내지 도4b에 도시된 바와같이 상, 하 서로 대응하도록 형성하여, 물 분사시 상, 하 물분사노즐(13)에서 분사되는 분출수가 소정위치에서 서로 부딪혀서 일정한 반경으로 정확하게 절삭되도록 구성하거나, 도5a 내지 도5b에 도시된 바와같이 물분사노즐을(13) 상, 하 서로 반대 방향에서 서로 대향하도록 하여서 물이 서로 대향경사지게 분사되면서 암반절리 및 지반내부를 절삭함과 동시에 교반하도록 구성한 천공로드를 사용할 수 도 있다.

한편, 상기 토사공급장치(70)는 콘베어시설등이 구비된 별도의 고정식장치로 구성될 수 도 있으며, 토사공급용차량과 같이 이동식장치로 구성될 수 도 있는등 다양한 형태로 설치구성할 수 있다.

또한, 상기 본 발명에서 사용되는 천공로드(10)는, 최하단 외주면에 에어커팅층형성용에어분사노즐(16)을 형성하여 지반개량시 에어커팅층(50)이 형성되도록 한 천공로드(10)를 사용하는 것도 가능하며, 에어커팅층형성용분사노즐(16)이 형성되어 있지 않은 천공로드(10)의 사용도 물론 가능한 것으로, 에어커팅층형성용분사노즐(16)이 형성되어 있는지의 여부와 관계없이 선택적으로 새로운 토사를 전부 또는 일부를 공급할 수 있는 토사공급장치(70)를 설치구성한 경우라면 모두 본 발명의 기술범주내에 속한다 할 것이다.

이와 같은 본 발명의 시스템을 이용한 작업 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저 개량하여 강화하고자 하는 연약지반에 지반굴착개량장비와, 콘크리트경화재 생산장비와, 보조장비를 서로 유기적으로 설치하여 지반개량강화시스템을 구축한다.

이와같이 지반개량강화시스템을 구축하면, 굴착비트(17)를 장착한 천공로드(10)를 이용하여 지반(100)을 개량하는데 필요한 깊이로 굴착한다(천공 공정 단계).

이와 같이 지반 굴착작업이 완료되면, 물공급통로(12)에 고압의 절삭수를 공급하여 물분사노즐(13)을 통하여 분사되도록 함과 동시에, 에어공급통로(14)에 고압의 에어를 공급하여 물분사노즐(13)의 주변에 에어통로가 형성되도록 한 상태에서, 천공로드(10)를 회전하면서 천천히 인발한다.

그러면 천공로드(10)에 형성된 물공급통로(12)를 통하여 고압의 절삭수가 공급되어서 지반(100) 내부의 측벽을 향하여 분사됨과 동시에 에어공급통로(14)를 통하여 공급된 고압의 에어가 물분사노즐(13)에서 분사되는 물줄기 외부에 원통형으로 분사됨과 동시에 강한 에어가 측벽으로 분사되면서 물줄기의 절삭효율을 높아져 지반(100)내부의 측벽을 신속하고 정확하게 절삭하면서 천공된 내경을 확대시킨다.

한편, 이와같은 작업을 수행시 배토되는 절삭토(101)를 진동체(21)를 이용하여 1차로 토, 수 분리하여 1차로 분리된 모래(SAND)성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내고, 나머지 슬러리(SLURRY)는 슬러리탱크(SLURRY TANK)(24)를 거쳐 원심분리기(24a)에 의해 2차로 걸러 이에 포함된 물은 물탱크(WATER TANK)(23)로 보내져 물펌프(30)에 의해 절삭수로 재공급되며,

나머지 잔여성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내져 1,2차로 걸러진 모래(SAND)성분을 스크류콘베이어(SCREW CONVEYOR)(26)로 이송하면서 수분을 적당히 제거한 상태에서 믹서기(25)로 이송한 후 시멘트고화제공급장치(27)로 부터 공급되는 시멘트고화제와 적합한 강도로 혼합하여 수분의 함유량이 적은 몰탈을 생산하게 되고 이와같이 생산된 몰탈은 콘크리트경화재압송펌프(28)를 이용하여 천공로드(10)로 재차 공급함으로써, 물과 절삭토를 재활용하는 것은 물론 균등한 개량체를 조성한다(지반개량 공정단계).

여기서 시공을 하기 위한 장소가 해변가의 갯뻘과 같이 배토되는 절삭토가 부족하거나 사용이 부적합할때 또는 강도를 증가시키고자 할 경우에는 외부에서 토사(土沙)를 공급받아 모래탱크(22)에 선택적으로 공급할 수 있도록 모래탱크(22)와 연계설치된 별도의 토사공급장치(70)를 이용하여 모래탱크(22)내로 외부토사를 적정량 공급하여 준다

그러면 모래탱크내로 공급된 외부 토사는 믹서기(25)로 이송한 후 시멘트고화제공급장치(27)로 부터 공급되는 시멘트고화제와 적합한 강도로 혼합하여 수분의 함유량이 적은 몰탈을 생산하게 되고 이와같이 생산된 몰탈은 콘크리트경화재압송펌프(28)에 의해 천공로드(10)로 재차 공급되므로 결국 지반내부에 필요에 따라 선택적으로 새로운 토사를 전부 공급하여 주거나 또는 배토된 절삭토와 혼합하여 사용할 수 있도록 일부 소정량 공급하여 줌으로써, 절삭토의 부족량을 보충하여 주거나 또는 전부 새로운 토사로 교체하여 주는 것은 물론 강도를 손쉽고도 빠르게 증가시켜 줄 수 있는 것이다(토사공급 공정 단계).

따라서, 굴삭작업 및 교반작업이 정확할 뿐 만 아니라 콘크리트경화재(60)가 균질하여 훨씬 더 강도 및 밀도가 높은 콘크리트경화층을 얻을 수 있게 된다.

그러는 한편, 상기 천공로드의 외벽에 물공급관(12)과 연결되도록 형성되는 물분사노즐(13)을 도4에서와 같이 상, 하 서로 대응하도록 형성하면, 상, 하 물분사노즐(13)에서 분사되는 분출수가 소정위치에서 서로 부딪혀서 일정한 반경으로 목적에 상응하게 절삭되어 충진되며, 만약 물분사노즐(13)을 상, 하 서로 반대 방향에서 서로 대향하도록 구성하면, 물이 서로 대향경사지게 분사되면서 암반절리 및 풍화심한 암반층 내부를 절삭함과 동시에 충진하게 된다.

따라서, 콘크리트경화재(60)를 강제주입하고 굳히면 직경이 목적에 의한 양질의 콘크리트경화층을 얻을 수 있다.

상기와 같은 본 발명은 천공로드의 구성을 특수하게 구성하여 종래보다 훨씬 증진된 지반 개량 강화시스템 및 장치를 사용함으로써, 이를 이용하여 지반의 개량 강화 작업을 하면, 지반의 절삭이 용이하고 보다 양호한 상태의 개량층을 얻을 수 있으며,

당초주입되는 콘크리트경화재와는 달리 지반굴착 및 개량작업시 배토되는 절삭토를 재활용하여 이에 포함된 불순물과 수분을 1,2차로 거르고 남은 모래(SAND)성분과 시멘트고화제를 혼합하여서된 몰탈을 재투입함으로써, 콘크리트경화재의 소요량을 현저히 줄일 수 있으며, 물과 절삭토를 재활용할 수 있는 것은 기본이고,

여기에 외부에서 토사(土沙)를 공급받아 모래탱크에 선택적으로 공급할 수 있도록 모래탱크와 연계설치된 별도의 토사공급장치를 설치구성하여서,

해변가의 갯뻘과 같이 배토되는 절삭토가 부족하거나 사용이 부적합할때 또는 강도를 증가시키고자 할 경우에 절삭토의 부족량 및 적합한 토사로의 대체량 그리고 요구되는 강도의 증가에 부합되도록 토사공급장치를 이용하여

새로운 토사를 전부 공급하여 주거나 또는 배토된 절삭토와 혼합하여 사용할 수 있도록 일부 소정량 공급하여 주도록 함으로써, 개량강화하고자 하는 지반이 어떠한 상태에 놓여 있다 하더라도 개량목적에 부합되는 균등한 개량경과 균질하고 튼튼한 개량체를 얻을 수 있는 매우 획기적인 발명이다.

도1은 본인의 선출원 발명을 실시하는데 따른 전체시스템의 구성상태 예시도.

도2는 본인의 선출원 발명을 실시하는 데 따른 공정상태 예시도.

도3a,도3b는 본인의 선출원 발명의 요부인 천공로드의 구성상태 및 작업상태 예시도.

도4a,도4b는 본인의 선출원 발명의 요부인 노즐의 구성상태 및 작업상태 예시도.

도5a,도5b는 본인의 선출원 발명의 요부인 노즐의 또 다른 구성상태 및 작업상태 예시도.

도6은 본인의 선출원 발명의 다른 실시상태 예시도.

도7은 본 발명을 실시하는데 따른 전체시스템의 일 구성상태 예시도.

도8은 본 발명을 실시하는데 따른 공정상태 예시도.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣

10: 천공로드 11: 콘크리트경화재주입통로

12: 물공급통로 13: 물분사노즐

14: 에어공급통로 15: 에어분사노즐

17: 굴착비트 21: 진동체

22: 모래탱크 23: 물탱크

24: 슬러리탱크 25: 믹서기

26: 스크류콘베이어 27: 시멘트고화제공급장치

28: 콘크리트경화제압송펌프 30: 물펌프

40: 콤프레샤 60: 콘크리트경화재

70:토사공급장치 100: 지반

101: 절삭토

Claims

콘크리트경화재(60)와 절삭수와 에어를 각각의 통로를 통하여 동시에 주입이 가능하도록 중앙에는 콘크리트경화재(60)를 주입할 수 있는 경화제주입통로(11)가 형성되고 그 외부에는 독립된 물공급통로(12)와 에어공급통로(14)를 일체로 형성하여서 삼중관으로된 천공로드(10)를 구성하여 그 하단에는 굴착비트(17)를 장착하며, 상기 천공로드(10)의 중앙 하단에는 콘크리트경화재(60)가 지반(100) 내부의 바닥면을 향하여 토출되도록 구성하고, 천공로드(10)의 외주면에는 물공급통로(12)와 연결되는 물분사노즐(13)이 지반의 내벽을 향하여 원주방향으로 물을 분사하도록 구성한 지반굴착개량장비와,

상기 물공급통로(12)와 연결되어서 물분사노즐(13)에 고압의 절삭수를 공급하는 물펌프(30)와 에어공급통로(14)와 연결되어서 고압의 에어를 공급하는 콤프레샤(40)로 구비되는 보조장비 및,

이들을 이용하여 지반개량작업시 물과 시멘트고화제를 혼합하여서 된 액체상태인 콘크리트경화재를 천공로드(10)로 강제압송하는 콘크리트경화재압송펌프(28)로 구성되는 콘크리트경화재(60) 생산공급장비를 포함하여 이루어지는 공지의 지반개량강화장치에 있어서,

상기 지반굴착개량장비는, 천공로드(10)에 형성되는 물분사노즐(13)의 지반절삭력을 높혀줄 수 있도록 물분사노즐(13)의 외부에는 물분사노즐(13)을 감싸는 에어분사노즐(15)을 형성하여 절삭수의 분사시 절삭수의 유로(流路)를 돕기위한 외부 에어통로가 동시에 형성되도록 하며,

상기 콘크리트경화재(60) 생산공급장비는,

지반굴착 및 개량작업시 배토되는 절삭토(101)를 진동체(21)를 이용하여 1차로 토,수 분리하여 1차로 분리된 모래(SAND)성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내고, 나머지 슬러리(SLURRY)는 슬러리탱크(SLURRY TANK)(24)를 거쳐 원심분리기(24a)에 의해 2차로 걸러 이에 포함된 물은 물탱크(WATER TANK)(23)로 보내져 물펌프(30)에 의해 절삭수로 재공급되며, 나머지 잔여성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내져 1,2차로 걸러진 모래(SAND)성분을 스크류콘베이어(SCREW CONVEYOR)(26)로 이송하면서 수분을 적당히 제거한 상태에서 믹서기(25)로 이송한 후 시멘트고화제공급장치(27)로 부터 공급되는 시멘트고화제와 적합한 강도로 혼합하여, 수분의 함유량이 적은 몰탈을 콘크리트경화재압송펌프(28)를 이용하여 천공로드(10)로 재차 공급되도록 설치구성하여서, 당초 주입되는 콘크리트경화재(60)와는 달리 지반굴착 및 개량작업시 배토되는 절삭토(101)를 재활용하여 이에 포함된 불순물과 수분을 1,2차로 거르고 남은 모래(SAND)성분과 시멘트고화제를 혼합하여서된 몰탈을 재투입하도록 하되,

작업장소에 따라 절삭토가 부족하거나 강도효율을 더 높히기 위해 외부에서 토사(土沙)를 공급받아 모래탱크(22)에 선택적으로 공급하는 별도의 토사공급장치(70)를 모래탱크(22)와 연계설치하여서,

해변가의 갯뻘과 같이 배토되는 절삭토가 부족하거나 사용이 부적합할때 또는 강도를 증가시키고자 할 경우에 절삭토의 부족량 및 적합한 토사로의 대체량 그리고 요구되는 강도의 증가에 부합되도록 토사공급장치(70)를 이용하여 새로운 토사를 전부 공급하여 주거나 또는 배토된 절삭토와 혼합하여 사용할 수 있도록 일부 소정량 공급하여 주도록 이루어짐을 포함함을 특징으로 하는 지반 개량 강화장치.
하단에 굴착비트(16)를 장착한 천공로드(10)를 이용하여 지반(100)을 소정의 깊이로 천공하는 천공공정을 수행하고,

천공공정이 완료되면 천공로드(10)를 인발하면서 천공로드(10)의 물공급통로(12)에는 고압의 물을 공급하여 물분사노즐(13)을 통하여 고압의 물을 분사하여 지반(100)의 내부를 절삭함과 동시에 에어공급통로(14)를 통하여 고압의 에어를 공급하여 물분사노즐(13)의 주위에는 에어통로가 동시에 형성되도록 함과 동시에 중앙의 콘크리트경화재주입통로(11)를 통하여 콘크리트경화재(60)를 주입하여 작업공의 하단으로부터 콘크리트경화재(60)를 충진하는 작업이 동시에 이루어지는 지반개량공정을 수행하며,

상기 지반개량공정시 지반(100)으로부터 배토되는 절삭토(101)를 진동체(21)를 이용하여 1차로 토, 수 분리하여 1차로 분리된 모래(SAND)성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내고, 나머지 슬러리(SLURRY)는 슬러리탱크(SLURRY TANK)(24)를 거쳐 원심분리기(24a)에 의해 2차로 걸러 이에 포함된 물은 물탱크(WATER TANK)(23)로 보내져 물펌프(30)에 의해 절삭수로 재공급되며, 나머지 잔여성분은 모래탱크(SAND TANK)(22)로 보내져 1,2차로 걸러진 모래(SAND)성분을 스크류콘베이어(SCREW CONVEYOR)(26)로 이송하면서 수분을 적당히 제거한 상태에서 믹서기(25)로 이송한 후 시멘트고화제공급장치(27)로 부터 공급되는 시멘트고화제와 적합한 강도로 혼합하여 수분의 함유량이 적은 몰탈을 콘크리트경화재압송펌프(28)를 이용하여 천공로드(10)로 재차 공급하는 콘크리트경화재 재생산공정을 수행하되,

해변가의 갯뻘과 같이 배토되는 절삭토가 부족하거나 사용이 부적합할때 또는 강도를 증가시키고자 할 경우에 절삭토의 부족량 및 적합한 토사(土沙)로의 대체량 그리고 요구되는 강도의 증가에 부합되도록 외부에서 토사(土沙)를 공급받아 모래탱크(22)에 선택적으로 공급할 수 있도록 모래탱크(22)와 연계설치된 별도의 토사공급장치(70)를 이용하여

새로운 토사를 전부 공급하여 주거나 또는 배토된 절삭토와 혼합하여 사용할 수 있도록 일부 소정량 공급하여 절삭토의 부족량을 보충하거나 또는 전부 새로운 토사로 대체하거나 강도를 보강하는 토사공급공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 지반 개량 강화공법.
제1항에 있어서,

상기 천공로드(10)의 외벽에 물공급통로(12)와 연결되도록 형성되는 물분사노즐(13)을 상, 하 서로 대응하도록 형성하여, 물 분사시 상, 하 물분사노즐(13)에서 분사되는 분출수가 소정위치에서 서로 만나게 하여 소정목적에 부합되어 일정한 반경으로 정확하게 절삭되도록 구성한 것을 더 포함함을 특징으로 하는 지반 개량 강화장치.
제1항에 있어서,

상기 천공로드(10)의 외벽에 물공급통로(12)와 연결되도록 형성되는 물분사노즐(13)을 상, 하 서로 반대 방향에서 서로 대향하도록 형성하여, 물 분사시 물이 서로 대향경사지게 분사되면서 암반절리 및 풍화가 심한 암반층 내부를 절삭함과 동시에 충진하도록 구성한 것을 더 포함함을 특징으로 하는 지반 개량 강화장치.