KR20170074114A - 지반개량장치 및 이를 이용한 지반개량공법 - Google Patents

Abstract

지반개량장치를 제공한다.
본 발명은 상부단에 외부동력원과 연결되는 연결체를 갖추고, 하부단이 개방된 일정길이의 중공 원통체를 외부동력원에 의해서 원주방향으로 회전시키고 길이방향으로 왕복이동시키는 회전부 ; 상기 중공 회전체의 외부면으로부터 외측으로 연장되는 복수개의 교반날개를 갖추어 상기 중공 회전체의 회전 및 상하이동시 굴착되는 원지반 토양과 주입제를 교반시키면서 개량층을 형성하는 교반부 ; 및 상기 중공 회전체의 개방된 하부단에 일체로 조립되어 상기 중공 회전체를 따라 연장되는 유체공급라인과 연결되는 분사체를 갖추고, 유체가 내부공간에 채워지는 분사체의 내부면 또는 외부면에 선택적으로 개방되는 복수개의 분사홀을 갖추어 상기 중공 회전체의 내측 또는 외측으로 유체를 분사하는 유체분사부 ; 를 포함한다.

Description

지반개량장치 및 이를 이용한 지반개량공법{Ground Improving Device and Ground Improving Method Using The Same}

본 발명은 지반을 개량하는 장치 및 이를 이용하여 지반을 개량하는 공법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 지표면과 인접하는 상부영역의 원지반을 개량하면서 지지력을 확보할 수 있는 지반개량장치 및 이를 이용한 지반개량공법에 관한 것이다.

일반적으로 지반을 개량하는 장치는 오거설비의 회전로드에 굴삭비트를 갖는 굴착헤드를 장착하고, 상기 굴착헤드의 회전력에 의해서 지중을 일정깊이로 하향 굴착하여 일정깊이의 천공홀을 형성한 다음, 상기 천공홀의 최하부로부터 물과 시멘트가 혼합된 그라우트를 채워 충전하여 상기 천공홀에 삽입배치되는 파일과 더불어 경화되는 그라우트에 의해서 지반강도를 보강하도록 개량하는 것이다.

상기 굴착헤드를 이용하여 일정깊이의 천공홀을 형성하는 공법에서는 로드의 굴착헤드에 의해서 천공되는 천공홀의 하단부 내경을 확장시키는 확대굴착을 위한 확대비트를 추가로 설치함으로써 구근을 확대하여 지지 및 보강력을 향상시키고 있다.

(특허문헌 1) KR10-2011-0024145 A

특허문헌 1에는 굴착파이프의 하단에 십자형으로 형성된 굴착비트와, 굴착파이프의 내부와 연통된 에어라인 파이프와, 제1,2스위블장치와, 리더와 결합되는 파워헤드와, 온도감지날개 및 콘넥터로 이루어지는 지반개량용 천공장치를 게시하고 있다.

그러나 이러한 종래의 지반개량장치는 굴착비트와 연결된 중공 회전체를 회전시켜 굴착하면서 천공홀의 내부면 전체를 확대하는 확경작업을 수행하기 때문에 천공홀의 상단에 해당하는 특정부위만 확경하여 지반을 개량하는 작업이 곤란하였다.

또한, 기초파일을 선 시공한 다음 지반개량 작업을 수행하는 경우, 지면 아래에 일정길이의 기초파일을 근입하여 고정해야만 하기 때문에 기초파일 선시공에 따른 시공비용이 증가하고, 공사기간이 길어지게 되는 문제점이 있었다.

그리고, 기초파일을 선시공하는 경우, 지면 아래에 일정깊이 형성된 천공홀에 하부단이 근입되거나 항타된 기초파일의 시공상태에서는 천공홀의 내경을 확대한 다음, 그라우팅과 같은 주입제를 주입하여 지반을 개량하는 작업이 불가능할 뿐 만 아니라 전체적인 시공시간이 길어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 지표면과 인접하는 상부영역의 원지반을 개량하면서 기초파일을 대체할 수 있는 원지반 기둥체를 시공할 수 있고, 지지력을 충분히 확보할 수 있는 지반개량장치 및 이를 이용한 지반개량공법을 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명의 바람직한 실시예는 상부단에 외부동력원과 연결되는 연결체를 갖추고, 하부단이 개방된 일정길이의 중공 원통체를 외부동력원에 의해서 원주방향으로 회전시키고 길이방향으로 왕복이동시키는 회전부 ; 상기 중공 회전체의 외부면으로부터 외측으로 연장되는 복수개의 교반날개를 갖추어 상기 중공 회전체의 회전 및 상하이동시 굴착되는 원지반 토양과 주입제를 교반시키면서 개량층을 형성하는 교반부 ; 및 상기 중공 회전체의 개방된 하부단에 일체로 조립되어 상기 중공 회전체를 따라 연장되는 유체공급라인과 연결되는 분사체를 갖추고, 유체가 내부공간에 채워지는 분사체의 내부면 또는 외부면에 선택적으로 개방되는 복수개의 분사홀을 갖추어 상기 중공 회전체의 내측 또는 외측으로 유체를 분사하는 유체분사부 ; 를 포함하는 지반개량장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 분사체는 내부공간에 채워진 유체 또는 주입제를 외측으로 분사하도록 선택적으로 개폐되는 복수개의 제1분사홀을 외부면에 구비하거나 내부공간에 채워진 유체 또는 주입제를 내측으로 분사하도록 선택적으로 개폐되는 복수개의 제2분사홀을 내부면에 구비할 수 있다.

바람직하게, 상기 분사체는 내부공간에 잔류하는 유체를 외부로 배출할 수 있도록 선택적으로 개폐되는 적어도 하나의 드레인 배출홀을 구비할 수 있다.

바람직하게, 상기 분사체는 몸체 중앙에 관통형성되는 원형공에 상기 중공 원통체의 하부단이 일체로 끼움 연결되도록 형성되는 단차부를 구비할 수 있다.

바람직하게, 상기 분사체는 하부면에 굴착비트를 구비할 수 있다.

바람직하게, 상기 중공 회전체는 지표면 아래에 상기 중공 회전체의 내부에 잔류하게 되는 원지반 기둥을 따라 회전관입되고, 상기 원지반 기둥의 외측에 개량층을 형성할 수 있다.

바람직하게, 상기 중공 회전체는 지표면 아래에 일정깊이 선시공된 기초파일을 따라 회전관입되고, 상기 기초파일의 외측에 개량층을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시 예는 외부면에 복수개의 교반날개를 구비하고 하부단에 유체공급라인과 연결되는 분사체를 구비하는 중공 회전체를 지표면의 직상부에 배치하는 단계 ; 상기 중공 회전체의 상부단에 구비된 연결체를 매개로 연결된 외부동력원에 의해 상기 중공 회전체를 회전시키면서 하강시켜 상기 중공 회전체의 내부에 일정높이의 원지반 기둥을 형성하도록 상기 중공회전체를 지표면 아래로 회전관입시키는 단계 ; 상기 교반날개에 의해서 상기 중공 회전체의 외측에서 굴착된 토양과 상기 분사체로부터 토출되는 유체를 교반하여 상기 중공회전체의 외측에 개량영역을 형성하는 단계 ; 및 상기 중공 회전체를 상부로 상승 복귀시킨 다음, 상기 원지반 기둥의 외측에 형성된 개량영역을 고화시켜 지반개량을 시공완성하는 단계 ;를 포함하는 지반개량공법을 제공한다.

그리고, 본 발명의 바람직한 실시예는, 지표면 아래에 일정길이의 기초파일을 시공하는 단계 ; 외부면에 복수개의 교반날개를 구비하고 하부단에 분사체를 구비하는 중공 회전체를 상기 기초파일의 직상부에 배치하는 단계; 상기 중공회전체의 상단에 구비된 연결체를 매개로 연결된 외부동력원에 의해 상기 중공회전체를 일방향 회전시키면서 상기 중공 회전체의 개방된 입구를 상기 기초파일의 상부단으로 진입시켜 상기 중공회전체를 지표면 아래로 회전관입시키는 단계 ; 상기 교반날개에 의해서 상기 중공 회전체의 외측에서 굴착된 토양과 상기 분사체로부터 토출되는 유체를 교반하여 상기 중공회전체의 외측에 개량영역을 형성하는 단계 ; 상기 중공 회전체를 상부로 상승 복귀시킨 다음, 상기 기초파일의 외측에 형성된 개량영역을 고화시켜 지반개량을 시공완성하는 단계 ;를 포함하는 지반개량공법을 제공한다.

바람직하게, 상기 개량영역을 형성하는 단계는 상기 중공 회전체를 상하왕복 반복이동시키는 상하반복교반과, 상기 중공 회전체와 교반날개를 회전시키는 회전교반을 동시에 수행할 수 있다.

바람직하게, 상기 개량영역을 형성하는 단계는 상기 분사체의 외부면에 형성된 제1분사홀을 통하여 물과 공기가 혼합된 유체 또는 주입제를 외측으로 토출하여 원지반 토양과 혼합될 수 있다.

바람직하게, 상기 개량영역을 형성하는 단계는 상기 원지반 기둥과 대응하는 분사체의 내부면에 형성된 제2분사홀을 통하여 고화제를 상기 원지반 기둥의 외부면으로 토출하여 상기 고화제의 고화에 의해서 원지반 기둥의 외면에 보강층을 형성하는 단계를 추가 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 중공 회전체를 상부로 복귀하여 개량층으로부터 분리한 다음, 상기 원지반 기둥에 흡수된 주입제와 상기 개량영역의 주입제가 완전 고화되기 전에 상기 원지반 기둥에 중공원통형 보강외피를 삽입배치하는 단계를 추가 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 개량영역을 형성하는 단계는 상기 기초파일과 대응하는 상기 분사체의 내부면에 형성된 제2분사홀을 통하여 물과 공기가 혼합된 유체를 기초파일측으로 토출하여 상기 기초파일의 외부면에 잔류하는 이물을 제거할 수 있다.

바람직하게, 상기 회전관입시키는 단계는 상기 중공 회전체의 길이방향으로 구비되는 교반날개의 길이를 하부로 갈수록 작은 크기로 구비하여 상기 교반날개에 의해서 형성되는 개량층의 외경이 하부로 갈수록 점차 작아지는 단면상으로 형성할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 회전관입되는 중공 회전체의 내부에 잔류하는 원지반 토양에 의해서 원지반 토양과 주입제가 혼합 교반된 개량영역의 중심에 원지반 기둥을 형성함으로써 기초파일을 대체하는 원지반 기둥에 의해서 원자재 사용량을 줄일 수 있고, 지반개량 시공기간을 단축할 수 있다.

(2) 원지반 기둥 또는 기초파일을 회전중심으로 하여 중공 회전체를 회전시킴으로써, 중공 회전체와 더불어 회전되는 교반날개에 의해서 굴착된 원지반 토양과 주입제가 교반된 개량영역인 개량층을 간편하게 형성할 수 있다.

(3) 확경부내에 토양과 교반된 주입제를 고화시킴으로써 기초파일과 원지반 기둥의 주변지반에 대한 지지력을 증대시킬 수 있기 때문에 기초파일 및 지반을 충분히 보강하여 지반개량에 대한 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량장치를 도시한 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량장치에 구비되는 분사체를 도시한 것으로서,
a)는 분사체의 단면 사시도이고,
b)는 제2분사홀이 개방되어 내측으로 유체가 분사되는 단면 사시도이고
c)는 제1분사홀이 개방되어 외측으로 유체가 분사되는 단면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법을 도시한 것으로서,
a)는 기초파일을 이용하지 않는 경우,
b)는 기초파일을 이용하는 경우이다.
도 5a 내지 도 5e 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서 기초파일을 이용하지 않는 경우의 시공 순서도이다.
도 6a 와 도 6b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서 기초파일을 이용하여 시공하는 상태도이다.
도 7a 와 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서 기초파일의 직상부에 중공 회전체를 배치하는 상태도이다.
도 8a 와 도 8b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서 중공 회전체를 회전시키면서 하강시킨 상태도이다.
도 9a 와 도 9b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서 중공 회전체를 회전시키면서 기초파일의 상부단과 접하도록 하강시킨 상태도이다.
도 10a 와 도 10b 는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서 주입제를 주입하는 상태도이다.
도 11a 와 도 11b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서 중공 회전체를 상하반복 교반시키는 상태도이다.
도 12a 와 도 12b는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서 기초파일의 상부에 중공 회전체를 분리한 상태도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량장치에서 중공 회전체에 개구부를 형성한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량공법에서의 시공 사이클을 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 지반개량장치(100)는 도 1a 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 지표면으로부터 원지반을 일정깊이 굴착하고 굴착되는 지반을 개량 및 보강하여 건축물과 연결되는 기초파일의 지지력을 증대시킬 수 있도록 회전부(110), 교반부(120) 및 분사체(130)를 포함한다.

상기 회전부(110)는 중공 원통형상의 중공 회전체(111)와, 오거와 같은 외부동력원(10)과 연결되는 연결체(112)를 포함할 수 있다.

상기 중공 회전체(111)는 지표면으로부터 일정깊이 항타되거나 매입되는 기초파일(P)의 외경보다 상대적으로 큰 크기의 내경을 갖는 대략 중공원통형 금속관체로 이루어질 수 있다.

이러한 중공 회전체(111)는 상기 기초파일(P)의 외경보다는 큰 내경을 갖는 대략 중공원통형 금속관체로 이루어짐으로써, 상기 기초파일의 외측으로 삽입되거나 원지반에 그대로 회전삽입되는 중공 회전체(111)는 오거설비와 같은 외부동력원에 의해서 상기 기초파일의 외주면에 접하지 않고 수직하게 고정된 기초파일(P)을 회전중심으로 하여 일방향으로 회전되거나 기초파일을 따라 상하이동하거나 지면과 직교하는 수직방향으로 회전관입된다.

이때, 상기 기초파일을 사용하지 않는 경우에는 오거설비와 같은 외부동력원에 의한 중공 회전체(111)의 회전 및 상하이동은 상기 원지반에서 이루어짐으로써 상기 중공 회전체의 회전 및 하강에 의해서 지표면 아래에 상기 기초파일을 대체할 수 있도록 상기 중공 회전체의 내경크기와 대략 동일한 크기의 외경을 갖는 원지반 기둥(A1)을 형성할 수 있다.

이러한 원지반 기둥(A1)의 외측에는 굴착된 원지반 토양과 주입제가 교반날개(123)에 의해서 교반된 개량층을 도우넛 형태로 형성하게 된다.

그리고 상기 중공 회전체(111)의 내부면에는 상기 원지반 기둥(A1)이나 지표면 선시공된 기초파일(P)에 대한 중공 회전체의 회전시 축틀어짐에 의한 기초파일이나 원지반 기둥과의 접촉시 회전체와 파일체의 표면손상을 방지할 수 있도록 고무소재나 수지재로 이루어지는 내부보호층을 추가로 구비하는 것이 바람직하다.

상기 연결체(112)는 오거설비와 같은 외부동력원(10)에 의한 중공 회전체(111)의 일방향 회전과 기초파일의 길이방항으로 상하이동이 가능하도록 상기 중공 회전체(111)의 상단에 구비되어 외부동력원(10)과 선택적으로 연결되는 것이다.

이러한 연결체(112)는 오거설비와 같은 외부동력원(10)에 구비된 연결부의 다각공(13)에 삽입연결되도록 밀폐된 상부면에 대략 육각단면과 같은 다각봉(113)을 돌출형성하고, 상기 중공 회전체(111)의 상단과 연통연결되는 중공체로 이루어질 수 있다.

이에 따라, 상기 중공 회전체(111)는 상기 다각공(13)에 대응결합되는 다각봉에 의해서 오거설비와 같이 회전 및 상하이동이 가능한 외부동력원(10)의 연결부와 연결체(112)를 매개로 하여 연결될 수 있다.

이러한 중공 회전체(111)는 지표면 아래에 수직하게 선시공된 기초파일의 직상부에서 상기 기초파일(P)을 회전축으로 하여 일방향으로 회전하면서 상기 기초파일(P)의 길이방향을 따라 상하이동되면서 상기 기초파일의 외측에 개량층을 형성하게 된다.

또한, 상기 중공 회전체(111)는 지표면 아래에 일정깊이 회전관입되면서 상기 중공 회전체의 내부에 잔류하게 되는 원지반 토양에 의해서 원지반 기둥(A1)을 형성하면서 그 외측에 개량층을 형성하게 된다.

여기서, 지표면 아래에 하부단이 근입고정되도록 매입시공되거나 지표면 아래에 일정깊이 항타시공되는 기초파일(P)은 PHC 파일이거나 강관파일로 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 기초파일을 선택적으로 사용할 수 있다.

또한, 상기 중공 회전체(111)는 상기 중공 회전체의 상단내부에 구비되는 밀폐판에 의해서 형성되는 채움공간에 시멘트 고화제를 포함하는 주입제나 물과 공기가 혼합된 유체를 충진하고, 상기 채움공간과 연결되는 유체공급라인(135)을 통하여 상기 분사체(130)에 주입제나 유체를 공급할 수 있도록 스웨벨 연결부(115)를 포함할 수 있다.

상기 스웨벨 연결부(115)는 상기 연결체(112)에 일정크기로 개구형성된 주입구(114)와 연통되도록 상기 연결체의 외부면에 습동가능하게 구비되고, 주입라인(116)과 연결되어 주입제가 주입되는 주입용 원형블럭(115a)과, 상기 주입용 원형블럭의 상,하단과 접하여 회전가능하게 지지하도록 상기 연결체에 고정설치되는 원형 지지링(115b)을 포함한다.

이에 따라, 상기 주입용 원형블럭(115a)과 연결된 주입라인(116)을 통하여 주입되는 주입제나 유체는 상기 주입용 원형블럭(115a)의 내측에 조립된 연결체의 주입구(114)를 통하여 중공 회전체의 상단 내부로 공급됨으로써 공급된 주입제나 유체는 상기 중공 회전체(111)의 상단내부면에 형성된 밀폐판과 상기 연결체사이에 형성되는 일정크기의 채움공간에 채워지게 된다.

이때, 상기 주입라인(116)과 연결된 주입용 원형블럭(115a)은 상기 연결체의 에 설치된 상,하단의 원형지지링(115b)과 접하여 분리이탈없이 상기 연결체의 외부면에 상대적인 회전이 가능하게 조립되어 있기 때문에, 상기 중공 회전체의 회전과 더불어 연결체가 회전되는 동안에도 주입제의 공급을 원활하게 수행할 수 있는 것이다.

그리고 상기 중공 회전체(111) 내부에 구비되는 밀폐판과 상기 중공 회전체 상단 밀폐면사이에 형성되는 채움공간은 상기 분사체(131)와 하단이 연통연결되는 유체공급라인(135)의 상단과 연통연결됨으로써 상기 채움공간에 1차로 채워지는 주입제 또는 유체는 상기 중공회전체의 외부면을 따라 연장되는 유체공급라인(135)을 통하여 분사체(131)측으로 하향공급되어 상기 분사체의 내부공간에 2차로 채워진 다음 분사홀을 통해 토출될 수 있다.

상기 교반부(120)는 상기 중공 회전체(111)의 회전 및 하강시 원지반 토양을 굴착하면서 분사체(131)로부터 토출되는 주입제나 유체를 굴착되는 토양과 더불어 교반시킬 수 있도록 상기 중공 회전체(111)의 외부면으로부터 외측으로 일정길이 연장되는 복수개의 교반날개(123)를 포함한다.

이러한 교반날개(123)는 상기 중공 회전체의 외부면에 일단이 고정되는 일정길의 판체(121)와, 상기 판체(121)의 하부면에 상단테두리가 일체로 연결되어 상기 중공 회전체의 외부면에 일단이 고정되어 판체를 지지하는 지지브라켓(122)을 포함한다.

여기서, 상기 판체(121)는 일방향 회전되는 교반날개(123)에 의한 지반을 굴착하는 작업이나 지표면 아래에서 주입제와 원지반 토양간의 교반작업이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 중공 회전체(111)의 중심을 통과하는 가상의 수직축과 직교하는 수평축에 대하여 일정각도 경사지게 구비되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 중공 회전체(111)가 일방향으로 회전됨과 동시에 직하부로 하강하게 되어 회전관입되면서 상기 교반날개(123)가 회전하게 됨으로써 상기 기초파일이 설치되지 않은 지표면에서는 중공 회전체의 내부형상과 대응하는 원지반 기둥을 형성하면서 교반날개의 회전반경과 대응하는 크기의 개량영역을 형성하게 된다.

또한, 지표면 아래에 매입되거나 항타되는 기초파일이 선시공된 지표면에서는 기초파일을 따라 중공회전체가 회전관입되면서 상기 기초파일의 외측에 원지반 토양을 굴착하여 교반날개의 회전반경과 대응하고, 외경크기가 일정한 개량층을 형성하게 된다.

이때, 상기 중공 회전체의 외면에 길이방향으로 일정간격을 두고 구비되는 복수개의 교반날개는 상기 판체(121)의 길이가 하부로 갈수록 작은 크기로 이루어짐으로써 상기 원지반 기둥이나 기초파일의 외측에 형성되는 개량층을 하부로 갈수록 외경이 작아지는 단면상을 갖는 형태로 형성할 수 있다.

그리고 상기 중공원통체의 하부단에 구비되는 분사체(131)를 통하여 유체 또는 주입제가 토출되면, 굴착되는 원지반 토양과 주입제가 교반날개(123)에 의해서 서로 교반되면서 혼합되어 상기 원지반 기둥의 외측이나 기초파일의 외측에 개량층을 형성하게 되는 것이다.

한편, 상기 유체분사부(130)는 상기 중공 회전체(110)의 내측방향이나 외측방향으로 물이나 공기와 같은 유체 또는 주입제를 분사하는 분사체(131)를 포함한다.

이러한 분사체(131)는 상기 중공 회전체의 개방된 하부 단에 일체로 조립되고, 상기 중공 회전체의 상단내부에 형성되는 채움공간과 상단이 연결된 유체공급라인(135)의 하단과 연통연결되어 상기 채움공간의 물과 공기가 혼합된 유체 또는 주입제가 상기 유체공급라인을 통하여 공급되어 채워지는 내부공간을 형성하며, 상기 중공 회전체(111)의 내경과 대략 동일한 크기의 원형공을 갖는 중공형 링형상으로 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 유체공급라인(135)은 상기 중공회전체의 외부면에 밀착고정되거나 상기 중공회전체의 외부면에 함몰형성되는 배치홈에 밀착고정될 수 있다.

상기 분사체(131)의 외부면에는 도 3a 내지 도 3c 에 도시한 바와 같이, 내부공간으로 외부압에 의해서 가압방식으로 채워지는 유체를 외측으로 분사하도록 관통형성되고 볼트형 마감부재(133)에 의해서 선택적으로 개폐되는 복수개의 제1분사홀(133a)을 구비하고, 상기 분사체(131)의 내부면에는 내부공간에 채워지는 유체를 내측으로 분사하도록 관통형성되고 다른 볼트형 마감부재(133)에 의해서 선택적으로 개폐되는 복수개의 제2분사홀(133b)을 구비할 수 있다.

상기 분사체(131)의 바닥면에는 내부공간에 잔류하는 유체를 외부로 전량 배출할 수 있도록 관통형성되고 다른 볼트형 마감부재(133)에 의해서 선택적으로 개폐되는 적어도 하나의 드레인 배출홀(133c)을 구비한다.

이러한 분사체(131)는 몸체 중앙에 관통형성되는 원형공(132)에 상기 중공 원통체(111)의 하부단이 일체로 끼움 연결되도록 형성되는 단차결합부(132a)를 구비하는 것이 바람직하며, 상기 원형공(32)의 내경은 상기 중공 원통체(111)의 내경과 서로 동일한 크기로 구비되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 단차결합부(132a)에는 상기 중공 원통체와 분사체간의 결합력을 높이면서 굴착시 회전되는 중공 원통체에 대한 분사체의 회전을 방지할 수 있도록 상기 중공 원통체(111)의 하부단 외주면에 함몰형성되는 결합용 요홈과 대응결합되는 돌출턱을 구비할 수 있다.

이에 따라, 상기 제1,2분사홀(133a,133b)과 더불어 드레인 배출홀(133c)을 구비하는 분사체(131)의 상부면은 상기 유체공급라인(135)의 하부단과 연통연결되어 상기 유체공급라인을 통해 물과 공기가 혼합된 유체나 주입제를 공급받아 내부공간에 가압방식으로 분사홀을 통한 토출량보다 많은 공급량으로 채우게 되며, 상기 분사체(131)의 내부공간에 채워지게 되는 유체 또는 주입제는 볼트형 마감부재에 의해서 선택적으로 개방되는 제1분사홀(133a)이나 제2분사홀(133b)을 통하여 외측이나 내측으로 독립적으로 각각 분사되거나 동시에 분사될 수 있는 것이다.

상기 분사체(131)의 내부공간에 잔류하는 유체는 선택적으로 개폐되는 드레인 배출홀(133c)을 통하여 외부로 배출처리될 수 있다.

여기서, 상기 분사체(131)의 내부공간에 채워지는 유체는 물과 공기가 혼합된 유체이거나 고화제가 포함된 액상의 주입제일 수 있으며, 상기 제1,2분사홀(133a,133b)에는 상기 유체를 고르게 확산시켜 분사할 수 있도록 토출측으로 외경이 점차 커지는 단면상을 갖는 분사노즐공 형태로 구비되거나 별도의 분사노즐을 장착하여 구비될 수 있다.

또한, 상기 분사체(131)의 하부에는 지표면에 대한 중공회전체의 회전관입시 원지반 토양에 대한 굴착력을 발생시킬 수 있도록 굴착비트(137)를 일체로 구비하거나 교체형으로 구비할 수 있다.

한편, 상기한 구성을 갖는 지반개량장치(100)를 이용하여 지표면으로부터 일정깊이의 지반영역을 개량하는 방법은 도 4a 와 도 4b 에 도시한 바와 같이, 기초파일의 시공없이 수행하거나 기시공된 기초파일을 이용하여 수행할 수 있다.

먼저, 기초파일의 시공없이 지반을 개량하는 방법은 도 4a 및 도 5a 내지 도 5e에 도시한 바와 같이, 외부면에 복수개의 교반날개(123)를 구비하는 중공 회전체(111)를 준비하고, 상기 중공 회전체(111)의 개방된 하부단에는 제1,2분사홀(133a,133b)을 갖추어 유체공급라인과 연결되는 분사체(131)를 구비한다.

상기 중공 회전체(111)는 도 5a 도시한 바와 같이, 지반을 개량하고자 하는 지표면의 직상부에 수직하게 배치하여 대기한다.

이어서, 상기 중공 회전체(111)의 상부단에 구비된 연결체(113)는 오거설비와 같은 외부동력원(10)에 구비된 연결부의 다각공(13)과 다각봉(113)을 매개로 하여 연결된 상태에서 도 5b 와 도 5c에 도시한 바와 같이, 외부동력원에 의해 상기 중공 회전체(111)를 일방향 회전시키면서 지표면 아래로 일정깊이 하강시킨다.

이때, 상기 분사체(131)의 하부면에 구비되는 굴착비트(137)에 의해서 원지반의 토양에 대한 굴착력을 높여 상기 지표면 아래로 중공회전체를 회전관입하는 작업을 보다 용이하게 수행할 수 있다.

상기 교반날개(123)를 갖는 중공 회전체(111)의 회전관입에 의해서 상기 중공 회전체(111)의 외측에는 토양이 굴착되어 유체와 혼합되는 개량층인 개량영역(A)을 형성하는 반면에, 상기 중공 회전체(111)의 내부에는 원지반 토앙이 채워져 잔류되면서 상기 중공 회전체의 길이와 대응하는 일정높이를 갖는 원지반 기둥(A1)을 형성할 수 있는 것이다.

이때, 상기 원지반 기둥(A1)의 형성높이는 상기 중공 회전체의 길이와 회전관입되는 깊이에 따라 시공조건에 따라 변경될 수 있다.

그리고 상기 회전관입되는 중공회전체(111)의 하강시 상기 중공 회전체(111)를 따라 연장되는 유체공급라인(135)과 연결되는 분사체(131)의 제1,2분사홀(133a,133b)중 외측방향으로 공기와 물이 혼합된 유체 또는 주입제를 분사하는 제1분사홀(133a)을 통해 유체를 토출함으로써 상기 제1분사홀(133a)을 통하여 분사되는 유체와 원지반 토양간의 교반에 의해서 개량영역인 개량층을 연화시킬 수 있다.

이때, 상기 제1분사홀(133a)을 통해 분사되는 유체는 공기와 물이 혼합된 유체이거나 고화제가 일정량 포함된 액상의 주입제일 수 있다.

이러한 중공 회전체의 회전관입에 의해서 상기 중공 회전체(111)의 외측에는 상기 분사체의 제1분사홀(133a)을 통해 토출되는 유체 또는 주입제가 토양과 더불어 교반된 개량영역(A)을 형성하게 되고, 상기 중공 회전체(111)의 내부에는 상기 개량영역(A)의 중심에 잔류되고, 상기 중공 회전체(111)의 길이와 대응하는 높이를 갖는 원지반 기둥(A1)을 형성하게 된다.

또한, 상기 중공 회전체(111)가 회전관입된 상태에서 도 5d 에 도시한 바와 같이, 상기 중공 회전체의 회전과 더불어 상기 중공회전체를 원지반 기둥(A1)을 따라 상하반복 교반운동을 병행하면서 상기 분사체의 제1분사홀(133)을 통하여 물과 공기가 혼합된 유체를 토출하거나 교반된 토양을 고화시키는 고화제를 포함하는 주입제를 토출하게 되면, 상기 교반날개(123)에 의한 개량영역에서의 교반작업을 더욱 효율적으로 수행할 수 있다.

이때, 상기 중공 회전체(111)의 반복적인 상하반복 교반운동시 상기 원지반 기둥의 외부면과 대응하는 분사체(131)의 제2분사홀(133b)을 통하여 상기 원지반 기둥의 외부면측으로 주입제를 분사하게 되면, 상기 원지반 기둥(A1)의 외부면에 잔류하게 되어 코팅층을 형성하게 되는 주입제의 고화에 의해서 상기 원지반 기둥(A1)의 표면강도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

이러한 분사체(131)의 제2분사홀(133b)의 개방은 상기 중공 회전체를 외부로 인출한 상태에서 이루어지거나 상기 분사체(131)의 제2분사홀을 선택적으로 개방하도록 상기 분사체에 구비되는 밸브부재의 개폐작동에 의해서 이루어질 수 있다.

여기서, 상기 중공회전체(111)의 상하반복 교반운동 및 회전운동은 상기 분사체의 제1,2분사홀을 통한 유체 또는 주입제의 분사가 중단된 상태에서 상기 교반날개에 의한 회전 교반작업만으로 이루어질 수 있다.

최종적으로, 도 5e 에 도시한 바와 같이, 그리고 상기 중공 회전체(111)의 상하반복운동 및 회전운동에 개량층의 교반작업 및 상기 분사체의 제1분사홀(133a)을 통한 유체 또는 주입제의 분사작업을 종료한 상태에서, 상기 중공 회전체(111)를 지표면으로부터 상부로 상승 복귀하게 되면, 개량층인 개량영역(A)에 기초파일을 대체할 수 있는 일정높이의 원지반 기둥(A1)을 형성하고, 상기 원지반 기둥(A1)은 개량영역의 중심에 위치하게 된다.

그리고 상기 원지반 기둥(A1)의 외측에 형성된 개량영역(A)을 고화시킴으로써 기초파일의 시공없이 지반개량을 시공하는 작업을 종료하게 된다.

한편, 상기 중공 원통체(111)를 원지반 기둥(A)로부터 분리되도록 외부로 인출하고, 상기 분사체(131)를 통한 유체 또는 주입제를 분사하는 것을 중단한 상태에서 상기 개량층에 포함된 주입제가 고화되기 전에 상기 원지반 기둥을 따라 회전관입되는 중공원통체를 상하왕복 반복이동시키는 상하반복교반과, 상기 교반날개를 회전시키는 회전교반을 동시에 수행함으로써 상기 개량층에서의 토양과 주입제간의 혼합교반이 원활하게 이루어지면서 고화제의 분포가 고르게 이루어져 개량층의 고화를 촉진시킬 수 있다.

이와 더불어 상기 중공 회전체(111)를 상승복귀하여 개량층으로부터 분리한 다음, 상기 원지반 기둥(A1)에 흡수된 주입제와 상기 개량영역(A)의 주입제가 완전 고화되기 전에 상기 원지반 기둥(A1)에 중공원통형 보강파일을 추가로 삽입배치하여 상기 원지반 기둥의 외부면을 덮음으로써 상기 원지반 기둥의 외부면에 구비되는 중공원통형 보강파일과 상기 원지반 기둥의 외부면에 흡수되어 고화되는 주입제에 의해서 상기 개량영역의 중심에 위치하는 원지반 기둥의 강도 및 내구력을 높일 수 있기 때문에 시공후 개량층의 지지력을 확보할 수 있다.

또한, 상기 원지반 기둥(A1)에 흡수된 주입제와 상기 개량영역(A)의 주입제가 완전 고화되기 전에, 상기 원지반 기둥을 따라 중공원통체를 상승시키거나 하강시키면서 상기 원지반 기둥(A1)과 대응하는 분사체의 내부면에 형성된 제2분사홀을 통하여 고화제만으로 상기 원지반 기둥의 외부면으로 토출함으로써 상기 원지반 기둥의 외부면에 집중되어 묻게 되는 고화제의 고화에 의해서 원지반 기둥의 외면에 보강층을 형성할 수 있기 때문에 상기 원지반 기둥의 내구성 및 강도를 높일 수 있다.

	지반범위		시멘트 사용량비교(W/C 60%)		비고
	개량직경	개량심도	시멘트 사용량	증감	시멘트 사용량 및 산업폐기물 발생량 감소
종래	개량영역(A) : 1m	10m	75포	-
본발명	개량영역(A) : 1m 원지반기둥(A1) : 0.5m	10m	56포	25.3% 감소

	원지반과의 마찰성능	비고
종래	π*D1*L	종래 마찰면적< 본 발명 마찰면적
본발명	((π*D2)+(π*d2))*L

여기서, 도 4a 에 도시한 바와 같이, D1 은 종래의 개량영역(A)의 내경이고, D2 는 본 발명의 개량영역의 내경이며, d2 는 원지반 기둥(A1)의 외경이며, L 는 개량심도 깊이이다.

상기 표 1과 같이, 중공 회전체와 대응하는 개량영역(A)의 중심에 원지반 기둥(A1)을 형성하는 경우, 지반개량을 위해서 공급되는 전체적인 시멘트 사용량을 줄일 수 있기 때문에 시공 후 산업폐기물의 발생량도 줄일 수 있고, 시공비용을 절감할 수 있다.

상기 표 2와 같이, 지반개량 작업시 교반날개와 교반되는 원지반과 접촉면적을 근거로 하는 마찰저항을 서로 비교해 보면, 원지반 기둥(A1)을 형성하는 경우, 개량영역(A)의 내주와 원지반 기둥(A1)의 외면에 의하여 개량층이 원지반과 접하여 마찰을 발생시키는 면적을 증대시킬 수 있어 교반날개에 의해서 토양을 교반하는 작업을 보다 원활하게 수행할 수 있는 것이다.

한편, 상기 지표면 아래에 일정길이의 기초파일(P)을 수직하게 선 시공한 다음, 상기 기초파일의 상단에 기초파일의 외경보다 큰 내경을 갖는 확경부를 형성하면서 지반을 개량하는 작업은 도 4b 에 도시한 바와 같이, 상기 기초파일(P)을 회전중심으로 하여 일방향으로 회전되고, 기초파일을 따라 하강되면서 회전관입되는 중공 회전체의 교반날개(123)에 의해서 이루어질 수 있다.

상기 기초파일(P)은 도 6a 에 도시한 바와 같이, 지표면 아래에 일정깊이 함몰형성되는 천공홀에 삽입배치한 다음, 상기 천공홀과 기초파일사이에 채워지는 몰탈에 의해서 고정되도록 매입되거나 도 6b 에 도시한 바와 같이, 지표면 아래에 일정깊이로 삽입되어 수직하게 고정되도록 기초파일(P)의 상부단을 해머와 같은 타격부재에 의해 타격하는 항타에 의해서 설치할 수 있다.

상기 천공홀은 하부단에 굴착비트를 갖는 스크류축의 회전에 의해서 형성되고, 상기 기초파일은 천공홀의 내부중심에 수직하게 위치되도록 하부단이 천공홀의 바닥면에 근입고정되도록 시공될 수 있다.

이때, 지표면 아래에 일정깊이 근입고정되는 기초파일(P)의 상부단은 지면보다 상대적으로 높은 위치에 있도록 노출되는 것이 바람직하다.

그리고 복수개의 교반날개(123)를 외부면에 구비하고 하부단에 분사체(131)를 구비하는 중공 회전체(111)는 도 7a 와 도 7b 에 도시한 바와 같이, 상기 기초파일의 직상부에 배치한다.

이어서, 상기 중공 회전체(111)의 상부단에 구비된 연결체(113)는 오거설비와 같은 외부동력원(10)에 구비된 연결부의 다각공(13)과 다각봉(113)을 매개로 하여 연결된 상태에서 도 8a 내지 9b에 도시한 바와 같이, 외부동력원에 의해 상기 중공 회전체(111)를 일방향 회전시키면서 상기 중공회전체(111)가 기초파일을 따라 지표면 아래로 하강시키면, 상기 중공 회전체(111)의 개방된 입구를 통하여 상기 기초파일(P)의 상단이 진입되면서 상기 중공 회전체는 지표면 아래로 서서히 회전관입된다.

상기 중공원통체(111)와 더불어 회전되는 분사체(131)의 하부에는 굴착비트를 갖추어 원지반의 토양에 대한 굴착력을 높일 수 있도다.

이에 따라, 상기 기초파일(P)을 회전중심으로 회전되면서 하강되는 중공 회전체(111)에 구비된 교반날개(123)에 의해서 지반 토양이 굴착되면서 상기 기초파일의 상단부에는 확경부(H1)를 형성하게 된다.

이러한 확경부(H1)에서는 상기 분사체(131)의 제1,2분사홀로부터 토출되는 유체 또는 주입제가 상기 교반날개에 의해서 굴착된 토양과 서로 혼합되면서 교반되어 개량층을 형성하게 된다.

이때, 상기 분사체(131)의 제1,2분사홀(133a,133b)을 통해 분사되는 유체는 공기와 물이 혼합된 유체이거나 고화제가 일정량 포함된 액상의 주입제일 수 있다.

상기 분사체(131)의 제2분사홀(133b)을 통하여 물과 공기가 혼합된 유체가 분사되면, 상기 기초파일(P)측으로 분사되는 유체에 의해서 상기 기초파일의 외부면에 부착된 이물을 제거할 수 있다.

그리고, 상기 기초파일의 외측에 개량영역인 개량층을 형성하는 과정에서 도 10a 와 도 10b에 도시한 바와 같이, 상기 중공 회전체(111)를 상하왕복 반복교반시키는 상하반복교반과, 상기 중공 회전체(111)와 교반날개(123)를 회전시키는 회전교반을 동시에 수행함으로써 굴착된 토양과 주입제간의 혼합에 의한 교반작업을 기초파일의 외측에서 보다 효율적으로 수행할 수 있는 것이다.

상기 기초파일의 외측에 형성되는 개량층에 고화제를 포함하는 주입제를 주입하는 작업은 상기 분사체의 제1,2분사홀을 통한 유체의 토출을 일시 중단한 다음, 도 10a 와 도 10b 에 도시한 바와 같이, 상기 분사체와 연결된 유체공급라인이 공급유로를 변경하여 상기 분사체의 내부공간으로 주입제를 공급하여 채우게 되면, 개방된 제1,2분사홀(133a,133b)을 통하여 토출되는 주입제가 개량층에 공급되고, 회전되는 교반날개(123)에 의해서 교반되는 원지반 토양과 주입제를 혼합하여 교반할 수 있는 것이다.

또한, 상기 개량층에 주입제나 유체를 공급하는 작업은 상기 채움공간과 일단이 연결된 유체공급라인과 타단이 연결통연결되는 분사체의 제1,2분사홀을 통하여 이루어질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 스웨벨 연결부(115)의 주입라인(116)을 통하여 상기 중공 원통체의 내부로 주입제를 주입하여 수행될 수 있다.

즉 교반날개(123)에 의해서 교반되는 개량층에서 원지반 토앙과 혼합되는 것이다.

최종적으로, 상기 주입제와 토양간의 교반작업이 종료되면, 도 11a 와 도 11b에 도시한 바와 같이, 상기 기초파일을 따라 중공 원통체(111)를 상승복귀시켜 상기 중공 회전체(111)를 기초파일로부터 분리하여 외부로 인출한 다음, 개량층에 토양과 더불어 교반된 주입제를 고화시킴으로써 지표면에서의 지지력을 증대시키는 지반개량을 시공종료하게 된다.

한편, 상기 중공 원통체(111)를 기초파일로부터 분리되도록 외부로 인출하고, 상기 분사체(131)의 제1,2분사홀을 통한 유체 또는 주입제를 분사하는 것을 중단한 상태에서 도 12a 내지 도 12b 에 도시한 바와 같이, 상기 개량층에 포함된 주입제가 고화되기 전에 상기 기초파일을 따라 회전관입되는 중공원통체를 상하왕복 반복교반시키는 상하반복교반과, 상기 교반날개를 회전시키는 회전교반을 동시에 수행함으로써 상기 개량층에서의 토양과 주입제간의 혼합교반이 원활하게 이루어지면서 고화제의 분포가 고르게 이루어져 개량층의 고화를 촉진시킬 수 있다.

또한, 상기 중공 회전체(111)는 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 기초파일(P)의 외부면과 상기 중공 회전체(111)의 내부면사이로 개량층의 혼합물이 내부유입되어 윤활작용할 수 있도록 개구 형성된 일정크기의 개구부(117)를 구비할 수 있다.

여기서 개구부(117)는 상기 중공 회전체(111)의 외부면에 고정설치되는 덮개판에 의해서 덮어져 밀폐처리될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 회전부
111 : 중공 회전체
112 : 연결체
113 : 다각봉
114 : 주입구
115 : 스웨벨 연결부
116 : 주입라인
117 : 개구부
120 : 교반부
121 : 판체
122 : 지지브라켓
123 : 교반날개
130 : 유체분사부
131 : 분사체
132 : 단차결합부
133a : 제1분사홀
133b : 제2분사홀
133c : 드레인배출홀
P : 기초파일
A : 개량영역
A1 : 원지반 기둥
10 : 외부동력원
13 : 다각공

Claims (15)

1. 상부단에 외부동력원과 연결되는 연결체를 갖추고, 하부단이 개방된 일정길이의 중공 원통체를 외부동력원에 의해서 원주방향으로 회전시키고 길이방향으로 왕복이동시키는 회전부 ;
   상기 중공 회전체의 외부면으로부터 외측으로 연장되는 복수개의 교반날개를 갖추어 상기 중공 회전체의 회전 및 상하이동시 굴착되는 원지반 토양과 주입제를 교반시키면서 개량층을 형성하는 교반부 ; 및
   상기 중공 회전체의 개방된 하부단에 일체로 조립되어 상기 중공 회전체를 따라 연장되는 유체공급라인과 연결되는 분사체를 갖추고, 유체가 내부공간에 채워지는 분사체의 내부면 또는 외부면에 선택적으로 개방되는 복수개의 분사홀을 갖추어 상기 중공 회전체의 내측 또는 외측으로 유체를 분사하는 유체분사부 ; 를 포함하는 지반개량장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분사체는 내부공간에 채워진 유체 또는 주입제를 외측으로 분사하도록 선택적으로 개폐되는 복수개의 제1분사홀을 외부면에 구비하거나 내부공간에 채워진 유체 또는 주입제를 내측으로 분사하도록 선택적으로 개폐되는 복수개의 제2분사홀을 내부면에 구비하는 것을 특징으로 하는 지반개량장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 분사체는 내부공간에 잔류하는 유체를 외부로 배출할 수 있도록 선택적으로 개폐되는 적어도 하나의 드레인 배출홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 지반개량장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 분사체는 몸체 중앙에 관통형성되는 원형공에 상기 중공 원통체의 하부단이 일체로 끼움 연결되도록 형성되는 단차부를 구비하는 것을 특징으로 하는 지반개량장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 분사체는 하부면에 굴착비트를 구비하는 것을 특징으로 하는 지반개량장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 중공 회전체는 지표면 아래에 상기 중공 회전체의 내부에 잔류하게 되는 원지반 기둥을 따라 회전관입되고, 상기 원지반 기둥의 외측에 개량층을 형성하는 것을 특징으로 하는 지반개량장치.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 중공 회전체는 지표면 아래에 일정깊이 선시공된 기초파일을 따라 회전관입되고, 상기 기초파일의 외측에 개량층을 형성하는 것을 특징으로 하는 지반개량장치.
8. 외부면에 복수개의 교반날개를 구비하고 하부단에 유체공급라인과 연결되는 분사체를 구비하는 중공 회전체를 지표면의 직상부에 배치하는 단계 ;
   상기 중공 회전체의 상부단에 구비된 연결체를 매개로 연결된 외부동력원에 의해 상기 중공 회전체를 회전시키면서 하강시켜 상기 중공 회전체의 내부에 일정높이의 원지반 기둥을 형성하도록 상기 중공회전체를 지표면 아래로 회전관입시키는 단계 ;
   상기 교반날개에 의해서 상기 중공 회전체의 외측에서 굴착된 토양과 상기 분사체로부터 토출되는 유체를 교반하여 상기 중공회전체의 외측에 개량영역을 형성하는 단계 ;
   상기 중공 회전체를 상부로 상승 복귀시킨 다음, 상기 원지반 기둥의 외측에 형성된 개량영역을 고화시켜 지반개량을 시공완성하는 단계 ;를 포함하는 지반개량공법.
9. 지표면 아래에 일정길이의 기초파일을 시공하는 단계 ;
   외부면에 복수개의 교반날개를 구비하고 하부단에 분사체를 구비하는 중공 회전체를 상기 기초파일의 직상부에 배치하는 단계;
   상기 중공회전체의 상단에 구비된 연결체를 매개로 연결된 외부동력원에 의해 상기 중공회전체를 일방향 회전시키면서 상기 중공 회전체의 개방된 입구를 상기 기초파일의 상부단으로 진입시켜 상기 중공회전체를 지표면 아래로 회전관입시키는 단계 ;
   상기 교반날개에 의해서 상기 중공 회전체의 외측에서 굴착된 토양과 상기 분사체로부터 토출되는 유체를 교반하여 상기 중공회전체의 외측에 개량영역을 형성하는 단계 ;
   상기 중공 회전체를 상부로 상승 복귀시킨 다음, 상기 기초파일의 외측에 형성된 개량영역을 고화시켜 지반개량을 시공완성하는 단계 ;를 포함하는 지반개량공법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 개량영역을 형성하는 단계는 상기 중공 회전체를 상하왕복 반복이동시키는 상하반복교반과, 상기 중공 회전체와 교반날개를 회전시키는 회전교반을 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 지반개량공법.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 개량영역을 형성하는 단계는 상기 분사체의 외부면에 형성된 제1분사홀을 통하여 물과 공기가 혼합된 유체 또는 주입제를 외측으로 토출하여 원지반 토양과 혼합되는 것을 특징으로 하는 지반개량공법.
12. 제8항에 있어서,
    상기 개량영역을 형성하는 단계는 상기 원지반 기둥과 대응하는 분사체의 내부면에 형성된 제2분사홀을 통하여 고화제를 상기 원지반 기둥의 외부면으로 토출하여 상기 고화제의 고화에 의해서 원지반 기둥의 외면에 보강층을 형성하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 지반개량방법.
13. 제8항에 있어서,
    상기 중공 회전체를 상부로 복귀하여 개량층으로부터 분리한 다음, 상기 원지반 기둥에 흡수된 주입제와 상기 개량영역의 주입제가 완전 고화되기 전에 상기 원지반 기둥에 중공원통형 보강파일을 삽입배치하는 단계를 추가 포함하는 것을 특징으로 하는 지반개량공법.
14. 제9항에 있어서,
    상기 개량영역을 형성하는 단계는 상기 기초파일과 대응하는 상기 분사체의 내부면에 형성된 제2분사홀을 통하여 물과 공기가 혼합된 유체를 기초파일측으로 토출하여 상기 기초파일의 외부면에 잔류하는 이물을 제거하는 것을 특징으로 하는 지반개량공법.
15. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 회전관입시키는 단계는 상기 중공 회전체의 길이방향으로 구비되는 교반날개의 길이를 하부로 갈수록 작은 크기로 구비하여 상기 교반날개에 의해서 형성되는 개량층의 외경이 하부로 갈수록 점차 작아지는 단면상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 지반개량공법.

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