KR20110108652A

KR20110108652A - 부마찰력 저감약액 및 이에 의한 말뚝의 부마찰력 저감 약액주입공법

Info

Publication number: KR20110108652A
Application number: KR1020100027968A
Authority: KR
Inventors: 최용규; 이민희
Original assignee: 경성대학교 산학협력단; (주)지 텍크
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-06

Abstract

본 발명은 말뚝 주변에 미끄럼층(Slip layer)을 형성시켜 말뚝의 부마찰력을 저감시킬 수 있는 약액주입공법에 효과적으로 이용할 수 있는 부마찰력 저감약액과 그 공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부마찰력 저감약액은, 부마찰력이 작용하는 지반에 설치되는 말뚝 주변을 코팅하는 코팅재로서, 물 1L에 벤토나이트 80~100g과 시멘트 10~40g을 혼합한 것을 특징으로 하는 한다.
본 발명에 따른 부마찰력 저감약액의 바람직한 이용방법은, 말뚝 외경보다 큰 내경을 가지는 관형상의 튜브본체;와 상기 튜브본체 길이방향을 따라 마련되면서 하부의 배출구가 튜브본체 하부에서 노출되도록 마련된 주입관;을 포함하여 구성된 주입관 일체형 케이싱을 준비하는 제1단계; 지중에서 말뚝이 상기 주입관 일체형 케이싱 내부에 위치하도록 말뚝과 상기 주입관 일체형 케이싱을 각각 시공하는 제2단계; 상기 주입관 일체형 케이싱을 인발하면서 주입관 일체형 케이싱의 주입관(120)을 통해 상기한 부마찰력 저감약액을 주입하는 제3단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

부마찰력 저감약액 및 이에 의한 말뚝의 부마찰력 저감 약액주입공법{Grouting Material to Decrease Negative Skin Fricton and Using Method Thereof}

본 발명은 말뚝 주변에 미끄럼층(Slip layer)을 형성시켜 말뚝의 부마찰력을 저감시킬 수 있는 약액주입공법에 효과적으로 이용할 수 있는 부마찰력 저감약액과 그 공법에 관한 것이다.

일반적으로 구조물의 기초를 안전하게 지탱하기 위하여 기초를 보강하거나 지반의 내력을 보강하는 말뚝공사가 행해진다. 지중에 매설된 말뚝은 말뚝에 가해지는 하중과 반대방향으로 말뚝 선단의 선단지지력과 말뚝 측면의 주면마찰력(정마찰력)을 발휘함으로써 구조물을 지지한다. 그런데, 점토층이나 성토된 매립층 또는 압축성이 큰 지반에서는 주변지반이 말뚝보다 상대적으로 많이 침하하게 되는데, 이러한 지반 침하에 의해 말뚝 측면에는 부가적인 하중이 작용하게 된다. 이때 말뚝 측면에 작용하는 부가적인 하중은 하향력(downdrag force)으로 주면마찰력과는 반대방향이며, 이를 일반적인 주면마찰력의 상대개념으로서 부주면마찰력(Nagative skin friction, 부마찰력)이라 일컫는다. 말뚝의 부마찰력을 유발하는 지반 침하의 원인으로는 압축성 토층 위의 상재하중, 지반자체의 무게로 인한 자중압밀, 지하수위의 하강, 동결된 흙의 해빙 등이 있으며, 이 밖에도 항타로 인하여 주변 흙의 교란, 말뚝 주위에 유발된 과잉간극수압 등도 지반 침하의 원인이 될 수 있다.

부마찰력이 작용하는 말뚝은 정마찰력이 작용하는 경우보다 침하량이 크게 나타나는데, 이는 구조물의 부등침하를 일으키는 중요한 요인이 된다. 이에, 부마찰력이 작용하는 지반에서는 부마찰력을 고려하여 말뚝의 지지능력을 감소시켜 말뚝 설계를 하거나 부마찰력을 저감시키기 위한 대책을 마련하면서 말뚝을 시공할 필요가 있다. 하지만, 말뚝의 지지능력을 감소시켜 말뚝 설계를 하는 방법은 말뚝 수를 증가시키는 방법이어서 경제적이지 못하므로, 일반적으로 부마찰력을 저감시키기 위한 대책을 마련하는 방법이 선호된다.

부마찰력을 저감시키기 위한 대책으로 가장 통상적인 방법은 말뚝 외주면을 미끄러운 코팅재를 코팅하여 미끄럼층(Silp layer)을 형성시키는 방법이 있으며, 코팅재로 아스팔트 계열의 재료나 벤토나이트 슬러리를 주로 사용했다. 그러나 아스팔트 계열의 코팅재는 지반 오염을 일으킬 우려가 있고, 벤토나이트 슬러리는 과도하게 두껍게 코팅되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 부마찰력 저감약액으로 사용하던 아스팔트 계열이나 벤토나이트 슬러리의 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 지반 오염을 일으키지 않는 안전한 재료이면서 적용성과 안정성이 우수한 부마찰력 저감약액과 이의 바람직한 이용방법을 제공하고자 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 부마찰력 저감약액과 이의 바람직한 이용방법을 제공한다.

본 발명에 따른 부마찰력 저감약액은, 부마찰력이 작용하는 지반에 설치되는 말뚝 주변을 코팅하는 코팅재로서, 물 1L에 벤토나이트 80~100g과 시멘트 10~40g을 혼합한 것을 특징으로 하는 한다.

본 발명에 따른 부마찰력 저감약액의 바람직한 이용방법은, 말뚝 외경보다 큰 내경을 가지는 관형상의 튜브본체;와 상기 튜브본체 길이방향을 따라 마련되면서 하부의 배출구가 튜브본체 하부에서 노출되도록 마련된 주입관;을 포함하여 구성된 주입관 일체형 케이싱을 준비하는 제1단계; 지중에서 말뚝이 상기 주입관 일체형 케이싱 내부에 위치하도록 말뚝과 상기 주입관 일체형 케이싱을 각각 시공하는 제2단계; 상기 주입관 일체형 케이싱을 인발하면서 주입관 일체형 케이싱의 주입관(120)을 통해 상기한 부마찰력 저감약액을 주입하는 제3단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 지반 오염을 일으키지 않는 안전한 재료이면서 적용성과 안정성이 우수한 부마찰력 저감약액을 제공할 수 있다.

둘째, 종래에 비해 부마찰력 저감효과를 향상시킬 수 있는 약액을 제공할 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 부마찰력 저감약액은 케이싱을 인발하면서 부마찰력 저감약액을 주입하는 공법에 바람직하게 적용할 수 있으며, 이에 따라 부마찰력 저감 말뚝공법을 실현할 수 있다.

도 1은 [실험예1]의 수직 및 수평 변위량 측정실험을 촬영한 사진이다.
도 2는 [실험예2]의 부마찰력 저감실험에서 이용한 실험장치를 보여준다.
도 3은 [실험예3]의 실내 베인전단시험을 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 말뚝의 부마찰력 저감을 위한 약액주입공법에 대한 시공순서도이다.
도 5는 주입관 일체형 케이싱의 제1실시예와 이에 의한 약액주입과정을 보여주고, 도 6은 주입관 일체형 케이싱의 제2실시예와 이에 의한 약액주입과정을 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른 약액주입공법에서 약액주입과정을 보여준다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명은 부마찰력 저감약액과 이의 바람직한 이용방법을 제안하며, 이하 이 둘을 구분하여 설명한다.

1. 부마찰력 저감약액

본 발명에 따른 부마찰력 저감약액은 부마찰력이 작용하는 지반에 설치되는 말뚝 주변을 코팅하는 코팅재로서, 물 1L에 벤토나이트 80~100g과 시멘트 10~40g을 혼합 조성된다는데 특징이 있다. 이와 같은 조성비는 하기 실험예를 통해 도출된 것이다. 벤토나이트는 80g 이하이면 공벽의 안정성을 유지하는데 어려움이 있는 것으로 확인되었으며, 100g 이상이면 약액의 점성이 지나치게 증대하게 되어 교반기, 주입관, 펌프 등의 작동 무리로 작업이 곤란해진다. 시멘트는 벤토나이트의 겔화를 촉진하여 공벽의 안정성을 강화하는 역할을 하는데 10g 이하이면 그 효과가 미미하고, 40g 이상이면 시멘트의 접착력이 약액의 점도 및 점착력에 지나치게 영향을 미쳐 작업성이 떨어지고 부마찰력 저감효과가 저하된다.

[실험예1] 벤토나이트 함량에 따른 변위량 측정

(1)실험배경

물과 혼합시 벤토나이트는 배합량에 따라 슬러리 상태의 점성이 달라진다. 그러나, 말뚝의 시공과정에서 케이싱을 인발하면서 저감약액을 주입하게 되는 데 이 때 지반이 느슨한 경우 케이싱 인발에 의하여 공벽이 붕괴되어 저감약액이 채워진 공간으로 흙이 흘러내릴 우려가 있다. 따라서, 느슨한 상태의 지반의 공벽이 무너지지 않을 적정의 배합비를 찾는 것을 우선으로 하였다. 그래서, 물 1L에 벤토나이트의 함량을 최소 50g에서 10g씩 증가시켰으며, 교반기에서 2000rpm으로 10분을 교반하여 저감약액을 제작하였다. 벤토나이트의 함량이 70g이상의 경우 교반 후 겔 상태가 바로 나타났으나, 50g과 60g의 경우 교반 직후에는 다소 점성이 부족하여 액체상태를 나타내었으나, 5시간 정도 경과 후에는 겔상태를 나타내었다.

(2)실험방법

느슨한 모래지반에서 공벽의 유지상태를 확인하기 위하여 1000ml의 비이커의 중앙을 아크릴판으로 막고 반쪽에는 포화된 모래를, 다른 반쪽에는 저감약액을 넣은 후 칸막이를 제거하였다. 이때, 모래가 저감재 쪽으로 무너지는 것을 볼 수 있었는데 이때 침하된 높이와 바닥면에서 모래가 이동한 거리를 측정하였다(도 1 참조).

(3)실험결과

각 배합비에서 측정한 결과를 하기 [표 1]에 나타냈다.

벤토나이트 함량에 따른 수직 및 수평 변위량

시료명 (벤토나이트함량(g)/물(1L))	A(50g)	B(60g)	C(70g)	D(80g)	E(90g)	F(100g)
수직변위량(mm)	50	45	22	10	10	10
수평변위량(mm)	50	20	14	4	4	3

상기 [표 1]에서와 같이 벤토나이트 80g 이상 혼합할 때 수직 변위량과 수평 변위량이 수렴하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과에 따라 벤토나이트의 함량을 최소 80g으로 하면 저감약액에 의한 공벽의 안정성을 유지할 수 있을 것으로 기대된다.

[실험예2] 시멘트 함량에 따른 부마찰력 저감율 조사

(1)실험장비

도 2에서와 같이 실험장치는 원형토조, 모형말뚝, 로드셀, 수조로 구성된다. 모형토조는 내경 38cm, 외경 40cm, 높이 100cm로 제작하였으며, 모형말뚝은 선단을 원추형 선단으로 폐색시켰으며 말뚝의 외경은 40mm이었다. 저감약액 주입 케이싱의 외경은 46mm, 58mm를 이용하여 말뚝외부 저감재의 두께를 3mm, 9mm로 변화시켰다. 변위계는 0.01mm의 정도를 가진 줄변위계를 사용하여 말뚝두부와 상당거리 이격되게 설치하였다. 하중재하는 수조에 물을 지속적으로 공급함으로서 작은 하중으로 부터 지속적으로 증가할 수 있도록 하였다. 유압잭이나 추를 이용할 경우 임의 재하단계에서 급작스러운 파괴가 발생할 수 있으므로 파괴상태의 하중을 찾기가 어상태를 비교적 정확하게 알아낼 수 있다. 그리고 최대용량 100kgf을 최소 20g 단위로 측정할 수 있는 로드셀을 이용하였으며 변위와 하중을 매초단위로 측정하였다.

(2)실험방법

원형 토조 내에 포화된 모래를 이용하여 바닥면에서부터 30cm 높이까지 지반을 조성하고 토조의 중앙에서 모형말뚝을 지반속으로 10cm만큼 근입시키고 하부케이싱을 설치하였다. 그리고, 하부케이싱의 상단 높이까지 다시 지반을 형성하고 저감재를 일차 주입하였다. 그리고, 상부케이싱을 연결하고 나머지 지반을 형성하고 저감재를 주입하였다. 케이싱의 인발이 완료된 후 케이싱 두께의 공간을 채우면서 침하된 저감재의 높이를 보충하기 위하여 저감재를 2차로 주입하였다. 이후 말뚝의 상부에 로드셀이 연결된 케이블과 변위측정용 줄변위계를 설치하였다. 하중재하속도는 분당 1kgf의 속도로 하중을 재하하였다. 이때 말뚝에 발생되는 부마찰력을 측정하였으며, 부마찰력은 말뚝두부의 변위와 하중을 측정하여 최대 인발하중으로 측정하고, 아울러 저감약액의 주입에 따른 인발하중 저감율을 확인하였다.

한편 저감약액은 앞서 [실험예1]의 결과를 토대로 최소 벤토나이트의 배합량을 80g으로 결정하고, 하기 [표 2]에서와 같이 시멘트 함량을 변화시켜 준비하였다.

저감약액의 배합

시료명	D	G	H
물(L)	1	1	1
벤토나이트(g)	80	80	80
시멘트(g)	-	10	40

(3)실험결과

저감약액의 배합비에 따라 인발하중을 측정한 결과 하기 [표 2]와 같이 나타냈다.

저감약액의 배합비에 따른 인발저항력 저감율

시료명		D		G		H	저감약액 미사용	9mm 케이싱만 사용시
시료두께		3mm	9mm	3mm	9mm	9mm
최대 인발력 (N)	1	12.76	13.30	9.16	9.35	13.65	112.14	24.07
	2	19.23	15.45	12.93	9.88	17.96	113.22	-
	3	-	-	15.99	16.35	-	132.45	-
	4	-	-	-	-	-	136.22	-
	평균	15.99	14.38	12.70	11.86	15.81	123.51	-
저감율		87.1	88.4	89.7	90.4	87.2	-	-

상기 [표 3]에서와 같이 포화된 모래지반에서의 저감약액을 사용하지 않은 경우 인발하중은 112.14～136.22N으로 나타냈으며, 시험말뚝보다 직경이 큰 케이싱을 설치하였다가 인발한 경우 인발하중은 24.07N으로 저감약액 미사용시보다 작은 인발하중을 나타냈다. 한편 저감약액을 사용한 경우에서는 시멘트를 10g 혼합한 G시료의 최대 인발하중이 가장 작게 나타냈는바, 시멘트 혼합에 의해 저감효과가 향상된 것을 알 수 있다. 다만 시멘트를 40g 혼합한 H시료에서는 시멘트를 혼합하지 아니한 D시료와 거의 대등하게 나타냈는바, 시멘트는 40g 혼합하지 않는 것이 바람직한 것으로 평가된다.

[실험예3] 시멘트 함량에 따른 점착력 조사

(1)실험방법

배합비에 따른 저감약액의 점착력 또는 경화 정도를 확인하기 위하여 도 3에서와 같이 실내 베인전단시험을 수행하였다. 저감약액의 배합비는 상기 [실험예2]의 [표 2]와 동일한 조건으로 설정하였다.

(2)실험결과

저감약액의 배합비에 따라 베인전단시험을 실시한 결과 하기 [표 4]와 같이 나타냈다.

베인전단시험 결과(deg)

깊이 (cm)	시료명			깊이 (cm)	모래
깊이 (cm)	D	G	H	깊이 (cm)	자연 건조상태	포화상태
0	11	15	16	0	36	54
3	10	18	25	10	29	109
6	27	13	23	20	51	150
9	18	8	32
12	13	24	21
15	35	17	11

상기와 같은 베인전단시험 결과로부터 시험장치의 스프링에 대한 토크와 점착력의 환산관계를 통하여 환산하였으며, 그 결과를 하기 [표 5]에서 나타냈다.

토크(Torque, kgf·cm)와 점착력(c_u, tonf/㎡)

깊이 (cm)	D		G		H		깊이 (cm)	자연 건조상태		포화상태
깊이 (cm)	토크	점착력	토크	점착력	토크	점착력	깊이 (cm)	토크	점착력	토크	점착력
0	0.29	0.10	0.39	0.13	0.41	0.14	0	0.9	0.31	1.4	0.47
3	0.26	0.09	0.46	0.16	0.64	0.22	10	0.7	0.24	2.7	0.93
6	0.69	0.24	0.34	0.12	0.59	0.20	20	1.3	0.44	3.7	1.28
9	0.46	0.16	0.20	0.07	0.81	0.28
12	0.34	0.12	0.61	0.21	0.54	0.19
15	0.89	0.31	0.44	0.15	0.29	0.10
평균		0.17		0.14		0.19	평균		0.33		0.89

상기 [표 5]에서와 같이 시멘트 10g 혼합한 시료G에서 점착력이 가장 작게 나타낸 것을 확인할 수 있는바, 시멘트를 10g 정도 사용할 경우 저감약액의 점착력을 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

2. 약액주입공법

도 4는 본 발명에 따른 말뚝의 부마찰력 저감을 위한 약액주입공법에 대한 시공순서도를 도시하며, 이를 참고하여 본 발명을 단계적으로 설명한다.

(1)제1단계-주입관 일체형 케이싱 준비

구조계산된 말뚝(200) 외경보다 큰 내경을 가지는 관형상의 튜브본체(110)와, 상기 튜브본체(110) 길이방향을 따라 마련되면서 하부의 배출구가 튜브본체(110) 하부에서 노출되도록 마련된 주입관(120)을 포함하여 구성된 주입관 일체형 케이싱(100)을 준비하는 단계이다.

일반적으로 말뚝공사에 이용되는 케이싱은 단순한 튜브형태로만 형성되는데 반해, 주입관 일체형 케이싱(100)의 제1실시예는 부마찰력 저감약액(300)의 주입통로가 되는 주입관(120)이 튜브본체(110)에 일체로 마련된 것이다. 주입관 일체형 케이싱(100)은 지중에 관입 시공된 후 제거되어 재사용될 수 있는 자재이므로 소요 강도를 가지는 강관으로 제작함이 바람직하며, 나아가 관입 시공을 용이하게 하면서 관입 시공시의 하단부 파손을 억제하기 위해 하단부를 비트가 부착된 슈(115)로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 부마찰력의 저감약액이 주입관(120) 하부 배출구에서 원활하게 배출되도록 하기 위해 배출구에는 분출노즐(125)을 장착하도록 함이 바람직하며, 이 경우에는 분출노즐(125)이 노출되도록 마련한다.

(2)제2단계-말뚝 및 주입관 일체형 케이싱 시공(도 4(a) 참조)

지중에서 말뚝(200)이 상기 주입관 일체형 케이싱(100) 내부에 위치하도록 말뚝(200)과 상기 주입관 일체형 케이싱(100)을 각각 시공하는 단계이다. 본 단계는 말뚝(200)과 주입관 일체형 케이싱(100)이 거의 접촉한 상태(말뚝과 주입관 일체형 케이싱 사이에 틈(지반)이 거의 없는 상태)가 되도록 진행하는 것도 가능하고, 또는 말뚝(200)과 주입관 일체형 케이싱(100)이 일정거리 떨어져 있는 상태(말뚝과 주입과 일체형 케이싱 사이에 일정두께의 지반(soil)이 존재한 상태)가 되도록 진행하는 것도 가능하다.

본 단계는 말뚝 선시공방법은 물론 말뚝 후시공방법으로 수행할 수 있다. 말뚝 선시공방법은 굴착한 후 말뚝(200)을 시공완료한 다음 주입관 일체형 케이싱(100)을 관입 시공하는 방법을 의미하며, 말뚝 후시공방법은 주입관 일체형 케이싱(100)을 관입 시공한 후 그 내부의 굴착한 다음 말뚝(200)을 시공하는 방법을 의미한다. 다만, 말뚝 선시공방법에 따라 본 단계가 진행된다면 주입관 일체형 케이싱(100)은 중립점(Neutral point, 지반침하량과 말뚝의 침하량이 같아서 상대적 변위가 없는 지점)까지만 관입되도록 시공한다. 도 4에서는 말뚝 선시공방법으로 본 단계를 수행한 예를 보여준다.

본 단계에서 주입관 일체형 케이싱(100)의 시공은 주입관(120)을 통해 물을 분출하면서 수행하는 것이 바람직한데, 이는 물의 분출압에 의해 지반이 약해져 주입관 일체형 케이싱(100)을 용이하게 관입시킬 수 있게 되기 때문이다. 특히, 말뚝 선시공방법에 따라 본 단계를 진행하는 경우로서 에는 물을 수평으로도 분출시키면서 주입관 일체형 케이싱(100)을 관입 시공한다면 동시에 선시공된 말뚝(200) 외주면을 청소하는 것이 가능해지기 때문에 후속하는 부마찰력 저감약액(300) 주입단계를 수행할 때 부마찰력 저감약액(300)에 의한 미끄럼층이 말뚝(200) 외주면에 코팅되도록 형성시킬 수 있다. 또한, 본 단계에서 주입관 일체형 케이싱(100)은 통상의 항타장비인 바이브로해머(진동항타기)를 이용하여 항타하면서 관입 시공한다면 그 시공작업은 더욱 수월하게 진행된다.

(3)제3단계-부마찰력 저감약액 주입(도 4(b) 참조)

주입관 일체형 케이싱(100)을 인발하면서 주입관 일체형 케이싱의 주입관(120)을 통해 앞서 살펴본 부마찰력 저감약액(300)을 주입하는 단계이다. 부마찰력 저감약액(300)의 주입은 주입관 일체형 케이싱(100) 하단부가 중립점(Neutral point, 지반침하량과 말뚝의 침하량이 같아서 상대적 변위가 없는 지점)에 위치한 상태에서 시작하도록 하는 것이 말뚝 하부의 정마찰력에 의한 말뚝 지지력을 극대화하기 위해 바람직하다. 상기 제2단계가 말뚝 후시공방법에 따라 진행된 경우라면 말뚝 시공을 위해 주입관 일체형 케이싱(100)이 중립점 아래로까지 관입될 수 있을 것인데, 이 경우에는 주입관 일체형 케이싱(100)을 중립점까지 인발하고 난 후에 부마찰력 저감약액(300)을 주입하면 된다.

본 단계의 진행으로 말뚝(200) 주변에는 부마찰력 저감약액(300)에 의한 미끄럼층이 형성되며, 이로써 미끄럼층 바깥에서 침하하중이 작용하여도 말뚝(200)에는 부마찰력이 작용하지 않는 구조로 완성된다. 다만, 부마찰력 저감약액(300)은 주입관 일체형 케이싱(100)의 인발과 동시 주입되기 때문에 부마찰력 저감약액(300)에 의한 미끄럼층은 말뚝(200) 주변으로 주입관 일체형 케이싱(100)이 관입 설치되었던 위치에 형성되며, 그 결과 미끄럼층은 말뚝(200) 외주면에 접하거나 말뚝(200)에서 일정거리 떨어진 위치에서 말뚝(200)을 둘러싸는 형태로 형성된다. 특히, 본 단계를 주입관 일체형 케이싱(100)을 회전시키면서 진행한다면 주입관 일체형 케이싱(100)의 인발 제거가 원활하게 이루어지면서 동시에 부마찰력 저감약액(300)이 회전하면서 주입되어 미끄럼층이 말뚝(200) 주변으로 균일하게 형성될 것이다.

도 5는 주입관 일체형 케이싱(100)의 제1실시예와 이에 의한 약액주입과정을 보여준다. 제1실시예에 따른 주입관(120) 일체형 케이싱(100)은 관형상의 튜브본체(110) 단면 내부에 주입관이 매입되도록 제작된 예이다. 도 5(a)는 전체적으로 동일한 단면을 가지는 동일 단면의 주입관(120) 일체형 케이싱(100)을 보여주며, 도 5(b)와 도 5(c)는 튜브본체(110) 하부가 내경이 커지거나 외경이 작아지도록 단턱으로 형성되면서 상기 주입관(120)의 배출구가 단턱 형성부분에서 노출되도록 마련된 이형 단면의 주입관 일체형 케이싱(100)을 보여준다.

도 6은 주입관 일체형 케이싱(100)의 제2실시예와 이에 의한 약액주입과정을 보여준다. 제2실시예에 따른 주입관 일체형 케이싱(100)은 주입관(120)이 튜브본체(110) 내주면 또는 외주면에 배치되면서 상기 주입관(120)을 감싸 주입관(120)의 위치를 고정함과 동시에 상기 튜브본체(110)와 일체화되는 보호커버(130)를 더 포함하도록 제작된 예이다. 도 6(a)는 전체적으로 동일한 단면을 가지는 동일 단면의 주입관 일체형 케이싱(100)을 보여주며, 도 6(b)와 도 6(c)는 보호커버(130)가 튜브본체(110) 아래로 더 길게 연장되도록 마련되어 튜브본체(110)와 보호커버(130) 사이에 단턱이 형성되면서 상기 주입관의 분출노즐(125)이 단턱 형성부분에서 노출되도록 마련된 이형 단면의 주입관 일체형 케이싱(100)을 보여준다.

어떠한 방식으로 제작되든 이형 단면의 주입관 일체형 케이싱(100)을 이용하여 본 발명의 약액주입 보강공법을 수행한다면, 부마찰력 저감약액(300)에 의한 미끄럼층의 두께를 단턱 두께만큼으로 줄일 수 있게 되며, 아울러 부마찰력 저감약액(300)이 튜브본체(110) 하단부의 면을 따라 주입되는 관계로 튜브본체(110) 하단부가 미끄럼층 형성을 위한 가이드 역할을 하게 되어 미끄럼층을 균일하게 형성시킬 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 약액주입공법에서 약액주입과정을 보여준다. 도 7(a)는 동일 단면의 주입관 일체형 케이싱(100)을 가지고 말뚝(200) 외주면에 접하도록 미끄럼층을 형성시키면 부마찰력 저감약액(300)을 주입하는 과정을 보여준다. 도 7(b)는 이형 단면의 주입관 일체형 케이싱(100)을 가지고 말뚝(200)에서 일정거리 떨어져 미끄럼층을 형성시키면 부마찰력 저감약액(300)을 주입하는 과정을 보여준다.

이상에서 본 발명은 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이므로, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 부가 및 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

100: 주입관 일체형 케이싱
110: 튜브본체
115: 슈
120: 주입관
125: 분출노즐
130: 보호커버
200: 말뚝
300: 부마찰력 저감약액

Claims

부마찰력이 작용하는 지반에 설치되는 말뚝 주변을 코팅하는 코팅재로서,
물 1L에 벤토나이트 80~100g과 시멘트 10~40g을 혼합한 것을 특징으로 하는 부마찰력 저감약액.
말뚝(200) 외경보다 큰 내경을 가지는 관형상의 튜브본체(110);와 상기 튜브본체(110) 길이방향을 따라 마련되면서 하부의 배출구가 튜브본체(110) 하부에서 노출되도록 마련된 주입관(120);을 포함하여 구성된 주입관 일체형 케이싱(100)을 준비하는 제1단계;
지중에서 말뚝(200)이 상기 주입관 일체형 케이싱(100) 내부에 위치하도록 말뚝(200)과 상기 주입관 일체형 케이싱(100)을 각각 시공하는 제2단계;
상기 주입관 일체형 케이싱(100)을 인발하면서 주입관 일체형 케이싱의 주입관(120)을 통해 제1항에 따른 부마찰력 저감약액(300)을 주입하는 제3단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 말뚝의 부마찰력 저감을 위한 약액주입공법.
제2항에서, 상기 제1단계는,
튜브본체(110) 단면 내부에 주입관(120)이 매입되도록 제작된 주입관 일체형 케이싱(100)을 이용하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 말뚝의 부마찰력 저감을 위한 약액주입공법.
제2항에서, 상기 제1단계는,
주입관(120)이 튜브본체(110) 내주면 또는 외주면에 배치되면서 상기 주입관(120)을 감싸 주입관(120)의 위치를 고정함과 동시에 상기 튜브본체(110)와 일체화되는 보호커버(130)를 더 포함하도록 제작된 주입관 일체형 케이싱(100)을 이용하면서 이루어지는 것을 특징으로 하는 말뚝의 부마찰력 저감을 위한 약액주입공법.