KR20070078525A - 연약지반 보강공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해안이나 하천 및 호수 등을 간척이나 준설 또는 매립하여 형성된 연약지반을 보강하는 공법에 관한 것으로서, 연약지반의 상부에 고장력의 매트를 깔고 그 위에 중장비의 진입이 가능하도록 모래를 포설하는 과정에서 모래를 고르게 포설하면서도 다짐효과를 함께 얻을 수 있을 뿐만 아니라 분사기의 이동이 자유로워 용이하게 모래를 포설할 수 있도록 함으로서 공사시간의 현저한 단축과 함께 공사비용의 절감을 도모할 수 있도록 한 연약지반 보강공법을 제공한다.

Description

연약지반 보강공법{Improvement method for soft ground}

도 1은 종래 연약지반 보강공법의 일예를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 종래 연약지반 보강공법에서 모래의 습식살포를 위해 사용되는 포설기를 개략적으로 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연약지반 보강공법을 개략적으로 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 연약지반 보강공법에서 모래의 습식살포를 위해 사용되는 모래포설장치의 일예를 개략적으로 나타낸 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반 보강공법을 개략적으로 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 연약지반

20 : 매트

30 : 모래층

40 : 물

본 발명은 해안이나 하천 및 호수 등을 간척이나 준설 또는 매립하여 형성된 연약지반을 보강하는 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연약지반의 지표면에 고장력의 매트를 깔고 그 위에 중장비의 진입이 가능하도록 모래를 포설하는 과정에서 표면이 고르면서도 다짐효과를 함께 얻을 수 있을 뿐만 아니라 용이하게 모래를 포설할 수 있어 공사시간의 현저한 단축과 함께 공사비용의 절감을 도모할 수 있도록 한 연약지반 보강공법에 관한 것이다.

일반적으로 해안이나 하천, 호수, 항만 등을 간척이나 준설 또는 매립에 의하여 형성시킨 지역은 그 지표면이 물과 점성토 또는 물과 뻘이 혼합된 슬러리 상태를 형성하고 있을 뿐만 아니라, 지반의 내부에는 간극수가 내재하여 지반의 전체적인 강도가 매우 약한 연약지반을 형성하게 된다. 그에 따라 이러한 연약지반을 공업지역이나 상업지역으로 활용하기 위해서는 부지활용도에 적합하게 개량하는 작업이 선행되어져야 한다.

널리 연약지반의 개량 공법에는 샌드 드레인(Sand drain)공법이나 페이퍼 드레인(Paper darin)공법과 같이 모래기둥이나 드레인 페이퍼보드(Paper board)를 케이싱에 의하여 지반에 삽입시켜 지중의 간극수를 지표면으로 배출시킴으로서 연약지반의 압밀을 촉진시키도록 한 수직배수공법과, 모래다짐말뚝을 지반에 형성시켜 지중 간극수의 배출과 함께 지반의 지지력을 보강시키도록 한 샌드 컴팩션 파일(Sand compaction pile)공법, 산토(山土)매립 등에 의한 강제치환공법, 또는 석회기둥을 이용한 림컬럼(Lime column)공법과 같은 여러 가지의 공법들이 현장여건에 따라 다양하게 채택되어 사용되고 있으며, 특히 넓은 지역의 개량공법에는 상기한 수직배수공법이 매우 널리 사용되고 있다.

상기와 같은 연약지반의 개량공법을 시행하기 위해서는 각종 중장비와 많은 량의 기자재들이 연약지반 상에 반입되어야 하기 때문에 일차적으로 연약지반의 지표면을 먼저 보강하는 작업이 선행되어야 한다. 이러한 보강방법으로는 연약지반의 지표면에 트랜치(Trench: 도랑)를 형성시켜 지표면의 수분을 자연건조시키는 방법과, 연약지반의 지표면상에 고장력 특수매트(Gio-grid, Gio-mat, Polyester mat 등)를 깔고 그 위에 모래를 살포하여 모래층을 형성하는 방법 등이 사용되고 있다.

이중에서 자연건조시키는 방법은 장시간을 요함에 따라 근래에는 도 1에 도시된 바와 같이 연약지반(110)의 지표면상에 고장력 매트(120)를 깔고, 이송관(152)과 연결된 분사기(153)를 통해 매트(120) 위에 모래를 살포하여 모래층(130)을 형성하는 방법이 널리 사용되고 있다.

이때 모래를 포설하는 방법으로는 다양한 방법이 사용되고 있는데, 주로 연약지반(110)의 외곽지역에 위치하는 공압을 이용한 모래 이송장치와 연결된 이송관(152)을 작업자가 연약지반(110)의 상부에서 이동시키면서 포설하는 방법을 포함하여 다양한 방법이 널리 사용되고 있다.

그러나, 상기한 공법은 모래를 포설하는 과정에서 모래가 바람에 날려 작업 환경이 열악해지고, 모래층(130)의 표면이 고르지 못한 단점이 있다. 그에 따라 공기를 모래의 이송매체로 사용하는 대신 물을 모래의 이송매체로 사용하는 습식모래 포설방법이 알려져 있다.

이와 관련하여 국내 공개특허 제2001-106360호의 종래기술에는 고압펌프를 사용하여 모래를 물과 함께 살포하는 습식모래살포 방법에 대하여 언급하고 있다. 좀더 구체적으로 도면을 참조하여 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 모래가 투입되는 호퍼(150)를 이송관(152)의 측면에 연결하고, 고압펌프의 구동에 의해 흡입관(151)으로부터 물을 이송관(152)으로 이송시키는 과정에서 호퍼(150)에 담겨진 모래가 이송관(152) 내부로 혼입되어 배출되면서 분사기(153)를 통해 모래와 물의 혼합물이 살포되도록 한 구조를 갖는 모래포설장치를 사용하여 모래와 물을 함께 살포하게 된다.

그러나, 이와 같은 방법으로 모래를 살포하게 되면 모래를 고르게 분사하는 것이 어려워 포설된 모래의 표면이 불규칙하므로 표면을 고르게 하는 추가적인 작업을 실시해야 하므로 작업기간이 장시간 소요되는 단점이 있다. 또한 매우 넓은 연약지반 보강공사 현장에서 일일이 작업자가 분사기를 끌거나 들고 다니면서 모래를 포설하여야 하므로 불편하다는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 연약지반의 상부에 고장력의 매트를 깔고 그 위에 중장비의 진입이 가능하도록 모래를 포설 하는 과정에서 모래를 고르게 포설하면서도 다짐효과를 함께 얻을 수 있는 연약지반 보강공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 분사기의 이동이 자유로워 용이하게 모래를 포설할 수 있도록 함으로서 공사시간의 현저한 단축과 함께 공사비용의 절감을 도모할 수 있도록 한 연약지반 보강공법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 연약지반의 개량을 위하여 연약지반으로 각종 장비의 진입이 가능하도록 하기 위해 연약지반의 지표면상에 고장력의 매트를 깔고, 상기 매트위에 모래와 물의 혼합물을 분사기로 살포한 후 배수시켜 매트위에 모래층을 형성하는 연약지반 보강공법에 있어서, 상기 연약지반의 매트 위에 물을 채워 넣은 상태에서 모래와 물의 혼합물을 분사기로 살포한 후 배수시키는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강공법을 제공한다.

또한 본 발명은 분사기를 선박에 설치하여, 물 위에서 이동되는 선박에 설치된 분사기를 통해 모래와 물의 혼합물을 살포하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강공법을 제공한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연약지반 보강공법을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 연약지반 보강공법에서 모래의 습식살포를 위해 사용되는 포설기의 일예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 연약지반(10)의 개량을 위하여 연약지반(10)으로 각종 장비의 진입이 가능하도록 하기 위하여 먼저 연약지반(10)의 지표면상에 고장력의 매트(20)를 깔고, 상기 매트(20) 위에 물(40)을 채워 넣은 후 여기에 모래와 물의 혼합물을 분사기(53)로 살포한 후 배수시켜 매트(20) 위에 모래층(30)을 형성하게 된다.

즉, 본 발명에서는 연약지반(10)에 고장력의 매트(20)를 깔고 그 위에 물(40)을 채워 넣고, 이 상태에서 모래와 물의 혼합물을 분사기(53)로 살포한 후 배수시켜매트(20)위에 모래층(30)을 형성한 것에 그 특징이 있다. 이와 같이 매트(20) 위에 먼저 물(40)을 채워 넣고 모래를 습식포설하게 되면 모래가 가라앉는 과정에서 넓게 분산되면서 가라앉게 되어 포설된 모래층(30)의 표면이 고르게 되며, 모래의 포설이 완료된 후 채워진 물을 배수하게 되면 물이 빠지면서 모래층(30)을 다져주는 효과를 함께 얻을 수 있게 된다.

여기서, 연약지반(10)의 상부에 덮여지는 고장력 매트(20)는 연약지반(10) 보강공법에서 일반적으로 사용되는 것에서 선택하여 사용할 수 있는데, 그 중에서도 널리 사용되고 있는 폴리에스테르나 천연펄프로 된 부직포 등을 사용하는 것이 좋으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

연약지반(10)의 상부에 고장력의 매트(20)가 덮여지면 그 위에 모래와 물의 혼합물을 살포하여 매트(20)위에 모래를 포설하게 되는데, 본 발명에 따르면 모래 와 물의 혼합물을 살포하기 직전에 물(40)을 채워 넣는 과정을 실시하게 된다. 이와 같이 물(40)을 채워 넣은 상태에서 모래를 습식포설하게 되면 모래가 물(40)에서 분산되면서 매트(20)위에 쌓이게 되어 고른 포설이 가능하게 된다. 연약지반(10) 내에 물(40)을 채워 넣는 것이 곤란한 경우에는 연약지반(10)의 외측에 둑을 세워 내부에 물(40)이 채워질 수 있도록 한다.

물(40)이 채워지면 모래를 포설하는 과정을 거치게 되는데, 모래의 포설은 모래와 물의 혼합물을 살포하는 습식포설을 하게 되며, 모래의 습식포설은 모래의 건식포설에 비하여 작업환경을 양호하게 만들어 주는 이점이 있다. 모래와 물의 혼합물을 분사기(53)로 살포하는 습식포설은 공지된 기술을 접목하면 용이하게 실시할 수 있다.

예를 들어 모래와 물의 혼합물 살포를 위해 연약지반(10)의 외측에 혼합기를 설치하여 상기 혼합기에서 모래와 물을 혼합한 후 이송관(52)으로 이송시키고, 상기 이송관(52) 끝단에 분사기(53)를 설치하여, 상기 분사기(53)로 모래와 물의 혼합물이 살포되도록 할 수 있다. 여기서 분사기(53)는 작업자가 이동을 하거나 별도로 외곽에 설치된 크레인 등으로 이동시키면서 모래와 물의 혼합물을 살포할 수 있다.

이때 분사기를 통해 살포되는 모래와 물의 혼합물은 모래 20∼40중량%와 물 60∼80중량%로 이루어질 때 이송관(52)을 통해 분사기(53)로 이동하는 것이 자연스럽게 이루어져 포설작업이 용이하게 진행되므로 이 범위내로 모래와 물을 혼합하여 사용하는 것이 좋다.

분사기(53)로 분사되는 모래와 물의 혼합물을 만드는 혼합기는 다양한 장치가 접목될 수 있다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 교반이 가능한 혼합조(50)에 물과 모래를 공급하면서 혼합하고, 이렇게 얻어진 모래와 물과의 혼합물이 이송관(52)을 통해 분사기(53)로 이송되도록 할 수 있다.

이외에도 분사기로 분사되는 모래와 물의 혼합물을 만드는 혼합기는 종래 도 2에 도시된 장치를 활용할 수 있 수도 있는데, 즉, 모래가 투입되는 호퍼를 이송관의 측면에 연결하고, 고압펌프의 구동에 의해 흡입관으로부터 물을 이송관으로 이송시키는 과정에서 호퍼에 담겨진 모래가 이송관 내부로 혼입되면서 분사기를 통해 분사되도록 할 수 있는데 이는 선택적으로 이루어질 수 있는 것이다.

모래의 습식포설을 통해 모래층(30)의 형성이 완료되면 물(40)을 제거하는 배수작업을 하게 되는데, 이러한 배수작업은 공지의 기술을 적용하면 용이하게 실시할 수 있다. 예를 들어 연약지반(10)의 가장자리에 사전에 밸브를 갖는 배수관을 설치하고 펌프를 구동시켜 배수할 수 있으며, 이외에도 다양한 방법을 접목하여 배수시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연약지반(10) 보강공법을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이 연약지반(10)에 매트(20)를 깔고 그 위에 물(40)을 채워 넣은 상태에서, 분사기(53)를 선박(200)에 설치하여 물(40)위에서 이동되는 선박(200)에 설치된 분사기(53)를 통해 모래와 물의 혼합물을 살포하여 모래층(30)을 형성하게 된다. 여기서 선박(200)이라 함은 물 위로 이동할 수 있는 구조물을 총칭하는 것으로서 배나 보트, 뗏목 등을 포함하며, 이는 필요에 따라서 선택적으로 이어질 수 있다.

이와 같이 분사기(53)를 선박(200)에 설치하게 되면 분사기(53)를 작업자가 일일이 들고 다니면서 이동을 시키지 않아도 되어 편리하며 분사기(53)의 이동이 자유로워져 모래 포설이 용이하게 됨에 따라 공사시간의 현저한 단축과 함께 공사비용의 절감을 도모할 수 있게 된다. 이때, 분사기(53)는 전술한 바와 같이 이송관(52)의 끝단에 형성되는데, 이송관(52)에는 연약지반(10)의 외측에 설치된 혼합기에서 혼합된 모래와 물의 혼합물이 이송되게 되며, 이송관(52)을 통해 이송된 모래와 물의 혼합물은 분사기를 통해 매트(20) 위로 살포되게 된다. 모래층(30)의 형성이 완료되면 선박(200)을 연약지반(10)에서 치우고 배수시키면 된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 연약지반의 상부에 고장력의 매트를 깔고 그 위에 중장비의 진입이 가능하도록 모래를 포설하는 과정에서 매트위에 물을 채워 넣고 모래를 습식 살포함으로서 고르게 모래를 포설할 수 있을 뿐만 아니라 배수효과에 의해 다짐효과를 함께 얻을 수 있는 연약지반 보강공법을 제공하는 유용한 효과가 있다.

또한 본 발명은 분사기를 배위에 설치한 상태에서 모래를 습식포설함으로서 분사기의 이동이 자유로워 용이하게 모래를 포설할 수 있어 공사시간의 현저한 단축과 함께 공사비용의 절감을 도모할 수 있는 연약지반 보강공법을 제공하는 유용 한 효과가 있다.

상기에서 본 발명은 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 따라서 본 발명은 당해 기술분야의 통상의 지식을 지닌 자라면 자명하게 도출 가능한 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예를 포괄하도록 의도된 청구범위에 의하여 해석되어져야 할 것이다.

Claims (7)

1. 연약지반의 개량을 위하여 연약지반으로 각종 장비의 진입이 가능하도록 하기 위해 연약지반의 지표면상에 고장력의 매트를 깔고, 상기 매트위에 모래와 물의 혼합물을 분사기로 살포한 후 배수시켜 매트위에 모래를 포설하는 연약지반 보강공법에 있어서,

   상기 연약지반의 매트 위에 물을 채워 넣은 상태에서 모래와 물의 혼합물을 분사기로 살포한 후 배수시키는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강공법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 분사기를 선박에 설치하여 물 위에서 이동되는 선박에 설치된 분사기를 통해 모래와 물의 혼합물을 살포하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강공법.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 모래와 물의 혼합물 살포를 위해 연약지반의 외측에 혼합기를 설치하여 모래와 물을 혼합하고, 상기 혼합된 모래와 물을 이송관의 끝단에 설치된 분사기를 통해 살포하는 것을 특징으로 하는 연약지반 보강공법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 혼합기는 교반이 가능한 혼합조 내에 물과 모래를 각각 투입하여 혼합 하면서 펌프를 통해 모래와 물의 혼합물이 이송관을 거쳐 분사기로 분사되도록 한 것임을 특징으로 하는 연약지반 보강공법.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 혼합기는 모래가 투입되는 호퍼를 이송관의 측면에 연결하고, 펌프의 구동에 의해 흡입관에서 흡입된 물이 이송관으로 이송되는 과정에서 호퍼에 담겨진 모래가 이송관 내부로 혼입되어 분사기로 모래와 물의 혼합물이 분사되도록 한 것임을 특징으로 하는 연약지반 보강공법.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 분사기를 통해 살포되는 모래와 물의 혼합물은 모래 20∼40중량%와 물 60∼80중량%로 이루어지는 것을 특징으로 연약지반 보강공법.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 분사기를 통해 살포되는 모래와 물의 혼합물은 모래 20∼40중량%와 물 60∼80중량%로 이루어지는 것을 특징으로 연약지반 보강공법.

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