KR890004540B1 - 연약지반용 지하구조물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연약지반용 지하구조물

제1도는 연약지반에 수직방향으로 보오링공을 삭공한 상태도.

제2도는 상기 제1도에 도시된 삭공된 보오링공에 팩커(packer)를 삽입하고, 그라우트를 고압 주입하여 팩커를 팽창시킨 상태를 각각 도시한 종단면도.

제3도는 전열(前列)의 파일(pile)군을 따라 지반을 상굴하고, 상기 파일 사이에 수평방향으로 삭공한 것을 일실예로서 도시한 상태도.

제4도는 상기 삭공된 보오링공에 팩커를 삽입하고, 그라우트를 고압 주입하여 팩커를 팽창시킨 상태를 각각 도시한 종단면도.

제5도는 격자상의 연약지반용 지하구조물의 교차부에 있어서의 종단면도.

제6도는 상기 교차부의 전부(前部) 및 후부에 있어서의 종단면도.

제7도는 상기 교차부에 있어서의 횡단면도로서, 2방향의 파일이 교차부에 있어서 파고 들어간 언더컷트 (

)상태를 나타낸 것임.

제8도는 상기 팩커에 인장재(또는 철근)를 삽통하고 하단을 결속하고 상단에 그라우트 주입부재를 취부한 상태를 나타낸 설명도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 팩커(packer) 2 : 그라우트 주입부재

3 : 그라우트재(시멘트몰탈계 그라우트) 4A : 종혈(縱穴)

4B : 횡혈(橫穴) 10A : 수직방향의 팩커-콤팩션 파일

10B : 수평방향의 팩커 -콤팩션 파일 12 : 주열식(柱列式 pile)

13 : 격자식 파일 13A : 교차부

14 : 철근(또는 어스앙카용 인장재)

본 발명은 연약지반용 지하구조물, 보다 상세히는 연약지반에 구조물을 설치할때의 대책으로서 행해지는 것으로, 중량구조물의 기초로 이용됨과 동시에 연약지반 자체를 개량하기 위한 연약지반용 지하구조물에 관한 것이다.

항(巷)기초와 케-손 기초는 전형적인 연약지반의 기초이나, 이들은 상재하중(上裁荷重)을 하부의 강고한 층에 전달하는 역할을 가진 것이긴 해도 고가이고 중량이 그만큼 크지 않은 경우에는 지반개량으로 끝내는 쪽이 경제적이다.

지반이 특히 연약한 경우에는 네거티브프릭션과 횡저항이라는 문제가 따르게 되고, 이 경우 이들 기초단독으로는 대치할 수 없다. 연약지반을 개량하는 방법으로서는, 간격비가 큰 연약토를 제거하고 간격비가 작은 양질의 모래로 바꾸어 넣는 치환공법과, 토립자의 골조를 그대로 하여 간격에 경화성을 가진 약액을 충전하여 간격비의 감소를 도모한 약액주입공법, 석회와 시멘트 등의 화학적 안정제에 의한 혼합처리공법, 충격 또는 진동을 이용하여 헐거운 사질(砂質)의 지반중에 모래를 압입하여 사항(砂枕)을 조성하고, 또한, 연한 점토층의 경우에도 모래를 압입하여 지반을 압밀(

密)하며 압입된 모래와 치환하는 샌드콤션파일공법 등이 있다. 그러나, 근년에 이르러 구조물은 대규모화에 중랑화가 되고 있으므로 토질 안정처리공법에 큰 기대를 걸고 있으나, 최근에는 환경보전의 요청이 강력히 대두되어 공해를 수반하는 공법은 점차 허가되지 않고 있다.

상술한 공법 중, 치환공법은 잔토의 처리에 문제가 있으므로 번잡스럽고 처리에 어려우며, 약액주입공법은 아크릴아미드계의 약액에 의한 지하수 오염 등의 공해문제가 대두되고 있다. 이 공법은 설계 범위에 하나같이 확실한 약액주입을 행해야 하나, 이것을 확인하는 방법이 확립되어 있지 않고, 강도증가와 변형방지를 목적으로 할때의 주입범위의 설계등에 미해결의 과제가 남아 있다.

또한, 석회와 시멘트 등의 화학적 안정제에 의한 혼합처리 공법은 설계법에 아직 불확한 점이 남아 있다는 점, 석회가 점토와 반응하여 강고히 되는 포조란 반응이 충분히 이용되고 있지 않기 때문에 효율이 나쁜점, 체수사층(滯水砂層)을 낀 점토지반에는 사용할 수 없다는 점, 토질과 안정제의 종류에 따라서는 개량효과에 큰 차이가 있는 점, 주변의 산알칼리 농도(PH)를 높이므로 환경보전상의 문제가 있는 점 등의 여러가지 문제가 많다.

한편, 샌드콤팩션파일공법은 점토지반에 적용할 때에 타설에 따르는 점토의 산란과 강도회복, 사주(砂柱)의 용력분담비 등, 아직 해결되지 않고 있는 과제를 안고 있으며, 또한 충격 또는 진동을 이용하기 때문에 주변 주민의 불평불만이 많은 점, 양질의 모래를 다량으로 이용할 수 있기 위한 가격상의 문제 등 제반 문제점이 많이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 공법상의 제 문제점을 근본적으로 해결하는 것을 목적으로 한 것으로서, 토(土)중에 그라우트재를 산란시킴이 없이 팩커에 고압충전하고 그라우트재를 가압 압축하여 고화하므로 강도가 높은 그라우트를 얻을 수 있고, 또한 용수(

水)개소에도 시공 가능하며 그라우트재를 효율적으로 이용할 수가 있으며, 고화된 그라우트재로 부터 이루어지는 팩커-콤팩션파일 자체로 상재하중을 지지함과 동시에 고압충전된 그라우트재로 연약지반을 체고(締固))하여, 즉, 단단히 굳어지게 하도록 하여 지지대책과 침하대책의 양면으로 대처할 수 있는 연약지반용 지하구조물을 제공하는데 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 실시예를 들어 첨부도면 제1-8도를 이용하여 이하에 설명 하고저 한다.

본 발명상의 연약지반용 지하구조물(12)(13)은 연약지반에 소정의 간격을 두어 매설된 일단이 폐색되고 타단에는 그라우트 주입부재(2)가 취부된 길이방향으로 이음부가 없는 직조된 통상의 팽창가능한 팩커(1)와, 가압충전되어 이 팩커(1)를 팽창시킨 그라우트재(3) 및 이에 의하여 이루어지는 지하구조물로 구성되어 있다.

예를들어, 이를 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명상의 연약지반용 지하구조물은 연약지반에 소정의 간격을 두어 소정의 제1의 방으로 매설된 일단이 폐색되고 타단에는 그라우트주입부재(2)가 취부된 길이방향으로 이음부 또는 가운데가 없는 직조된 통상의 팽창가능한 팩커(1)와, 이 그라우트 주입부재(2)에서 가압충전되고, 이 팩커를 팽창시키는 그라우트재(3)와로 이루어지는 제1의 주상체(10A)와, 이 제1의 방향에 교차하도록 소정의 제2의 방향으로 일단을 폐색하고 타단에는 그라우트 주입부재(2)를 취부한, 상술한 통상의 팽창 가능한 팩커(1)와 상기 그라우트주입부재(2)로부터 이 팩커 (1)에 가압충전되고 이 팩커(1)를 팽창시킨 그라우트재(3)와로 이루어지는 제2의 주상체(10B)와로 이루어지는 연약지반용 지하구조물(13)이다.

상술한 그라우트재(3)로서는 팽창제를 첨가한 시멘트몰랄계 그라우트재를 사용할 수도 있다.

본 발명은 또한, 상술한 연약지반용 지하구조물(12)(13)에 관한 것으로서, 연약지반에 소정의 간격을 두어 보오링공을 삭공하고, 일단을 폐색하고 타단에는 그라우트 주입부재(2)를 취부한 이음부가 없는 통상의 팽창 가능한 팩커(1)를 길이방향으로 삭공된 보오링공(4A 또는 4B)에 삽입하고, 상기 크라우트 주입부재로 부터 상기 팩커(1)에 그라우트(3)를 가압충전하여 상기 팩커(1)를 팽창시켜 그라우트재(3)를 고화시킴에 의해 이루어 진다.

상술한 연약지반용 지하구조물의 일례를 들어 설명하면, 연약지반에 소정의 간격을 두어 소정의 제1의 방향으로 삭공하고, 이 제1의 방향의 삭공된 보오링공(4A)에 교차하도록 제1의 방향의 보오링공(4A)의 중간에 소정의 제 2의 방향으로 삭공하여 제1 및 제2의 삭공된 보오링공(4A)(4B)에 일단이 폐색되고 타단에는 그라우트 주입부재(2)가 취부된 길이방향으로 이음부가 없는 통상의 팽창 가능한 팩커(1)를 삽입하고, 상기 그라우트 주입부재(2)로 부터 팩커(1)에 그라우트재(3)를 가압충전하여 상기 팩커(1)를 팽창시키고, 그라우트재(3)를 고화시킴에 의해 이루어지는 연약지반용 지하구조물(13)이 얻어진다.

상술한 연약지반구조물의 또 다른 예로서는, 첫째, 연약지반에 소정의 간격을 두어 지면에 대해서 대략 수직방향으로 삭공하고, 둘째, 일단이 폐색되고 타단에는 그라우트 주입부재(2)를 취부한 이음부가 없는 직조된 통상의 팽창가능한 팩커(1)를 삽입하고, 셋째, 상기 그라우트 주입부재(2)로 부터 상기 팩커(1)에 그라우트재(3)를 가압충전하여 상기 팩커(1)를 팽창시키고, 그라우트재(3)를 고화시켜 제1의 주상체(10A)를 형성시키며, 이 주상체 (10A)의 사이에 지면에 대하여 대략 수평방향으로 삭공하고, 넷째, 상기 팩커(1)를 삽입하고, 다섯째, 상기 그라우트 주입부재(2) 보다 상기 팩커(1)에 그라우트재(3)를 가압충전하여 상기 팩커(1)를 팽창시키고 그라우트재(3)를 고화시켜 제 2의 주상체(10B)를 형성시키는 것으로 이루어지는 연약 지반용 지하구조물(B)의 구조물이다.

상기 그라우트재(3)로서는 팽창제를 첨가한 시멘트몰탈계 그라우트재를 사용할 수도 있다.

본 발명에 사용되는 팩커(1)는 통상(筒狀)으로 만든 것으로, 직경방향으로 팽창할 수 있고, 편목(編目)이 대단히 가는 것으로 직조되어 있다. 매설한 팩커 콤팩션파일의 패턴은 항식(抗式) 또는 주열식(柱列式)(12), 파일이 인접하여 나란히 되어 있는 상태의 벽식(壁式) 및 격자식(13)으로 되어 있다. 수직 방향의 파일(10A)과 수평방향의 파일(10B)이 상호 교차하여 격자를 형성할 때에는, 양 파일(10A)(10B)이 교차부(13A)에서 서로 언더컷트된 상태로 하는 것이 바람직스럽다.

팩커(1)에의 그라우트재(3)의 주입압력은 예를들면 5-10Kg/Cm²로서, 이 정도의 주입압으로 팩커(1)는 팽창하고 연약지반의 공벽을 압입하여 연약지반을 압축한다. 이를테면, 연약지반의 N치(値)에도의 하나(본 발명의 경우에는 N치 80이하에 주로 적용되고 있음)직경 10Cm의 삭공은 팩커의 팽창에 따라 직경 80Cm로 확경(擴經)한다. 본 발명에 있어서는 팩커(1)에 그라우트재(3)를 주입하여 팩커(1)를 직경방향을 용이하게 팽창시키기 위하여 그라우트재에 C.S.A.시멘트, 알루미늄가루, 인덜죤에이드 등을 이용해도 좋다.

본 발명은 그라우트재가 연약지반 중이 매설된 팩커(1)내에 고압 충전되고, 팩커(1)는 팽창하고 이 상태에서 그라우트재가 고화하므로 강도가 높은 시멘트계의 파일이 조성됨과 동시에 연약지반은 체고되고, 그 밀도가 증대하여 지반의 전단장도가 증대한다.

이하에 본 발명의 실시예에 의거보다 상세하고도 구체적으로 설명하기로 한다. 단, 본 실시에는 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것이 아님을 밝혀둔다.

[실시예 1]

제1도와 같이, 연약지반에 소정의 간격을 두어 수직방향(제1의 방향)의 공(孔)(4A)를 삭공하였다.

한편, 메리야스로 짠 원통상의 봉목(縫目), 즉, 직조되고 이은데 또는 가운데가 없는 팩키(1)를 이용하여 그 하단을 막고 상단에 그라우트 주입부재(2)를 취부하였다(제8도 참조).

삭공(4A)된 보오링공에는 팩커(1)를 삽입하고, 이 팩커(1)에 그라우트 주입부재(2)에 의하여 그라우트재(3)를 8Kg/Cm²로 가압주입하여 팩커(1)를 팽창시켰다. 이와같은 상태에서 양생하고 그라우트재(3)를 고화시켜 팩커-콤팩션파일(10A)을 조성하고, 이 파일(10A)을 주열상(柱列狀)으로 설하였다. 이와갈은 파일군(群)(10A)의 조성에 의해 파일(10A)은 근방의 연약지반은 체고, 즉, 단단히 굳어지게 되었음을 알 수 있었다.

[실시예 2]

실시예 1에 따라서, 수직방향의 팩커-콤팩션파일(10A)을 연약 지반중에 주열상으로 설하고, 지면에 대하여 비스듬한 방향(제2의 방향)으로, 또한 수직방향의 파일(10A)의 공간에 보오링기로 사공(斜恐)(4B)을 삭공하였다. 이들 사공(4B)에 팩커(1)를 삽입하고, 팩커(1)에 그라우트(3)를 10Kg/Cm²로 고압 주입하고, 팩커(1)를 팽창시키며, 이 상태에서 양생·고화시켜 제2의 방향의 팩커-콤팩션파일(10B)을 조성하고 파일(10B)을 주열상으로 설하였다.

제1의 방향과 제2의 방향의 파일(10A)(10B)이 서로 교차하여 격자를 형성함에 따라 교차부에서 상호 식입강고(食入强固)한 결합이 얻어졌다.

격자상으로 파일을 설함에 따라, 수평방향에 대한 강성(剛性)이 켜져서 강고한 지하구조물이 얻어진다. (제5-7도 참조)

[실시에 3]

실시예 1과 같이, 수직방향의 팩커-콤팩션화일(10A)을 주열상으로 설하였다. (제1-2도참조) 다음에 파일군(10A)의 전방을 상굴한 다음, 지반에 대하여 수평방향, 즉, 벽면에 대하여 수직으로 또는 파일(10A)의 중간에 수평방향의 공(4B)을 보오링기로 삭공하였다.(제3도 참조)

이들 삭공된 보오링공(4B)에 팩커(1)를 삽입하고, 그라우트재(3)를 고압 주입하고 연약지반을 밀고 넓혀 팩커(1)을 팽창시킨 다음, 상기 그라우트재 (3)을 양생, 고화하여 수평방향(제2의 방향)의 팩커-콤팩션파일(10B)을 조성하였다. 이 상태를 제4도에 도시하였다. 파일(10A)(10B)를 격자상으로 설함에 의해, 수직방향은 물론 수평방향에 대한 강성도 커져서 강고한 지하구조물이 얻어지는 것이다.

본 발명상의 지하구조물에 의하여 강성이 큰 구조물이 지중(地中)에 형성되므로 상재하중(上載荷重)을 지지함과 동시에 고압 주입된 그라우트재로 연약지반을 체고하여 지지력 대책과 침하 대책의 양면에 대치할 수 있다는 점, 또한, 본 발명의 지하구조물은 수평방향 및 수직방향에 대한 강성이 커지므로 전단강도와 지지력이 큰 앙카 주변 지반이 얻어지게 되어 산지벽(出止璧)의 타이백, 용벽의 전도방지, 부상방지, 지미끄럼(池 slip)장치, 시판식 호안(矢板式 護岸)의 타이롯드 등에 이용된다.

본 발명의 구조물에 의하여 팩커내에 그라우트재를 고화하여 파일을 형성하므로, 첫째, 그라쿠트재가 토(土)중에서 분산되지 않고 효율적으로 사용되고, 둘째, 용수개소로도 파일이 조성이 가능하며, 셋째, 파일 주변의 지반이 체고되고, 또한, 그라우트의 수분이 팩커의 밖으로 압출(押出)되고 물-시멘트 비가 감소되며, 그라우트재가 압축되고 파일의 강도가 증대한다. 넷째, 시공에 제하여 충격 또는 진동을 이용하지 않으므로 소음 등의 환경공해의 염려가 없다. 다섯째, 대형기계를 사용하지 않고, 모래 사용량도 적어 경제적으로 염가로 할 수 있는 점 등의 우수한 효과를 거둘 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 연약지반에 소정의 간격을 두어 매설되고, 그 일단이 폐색되고 타단에는 그라으우트 주입부재가 취부된 이음부가 없는 직조된 통상(筒狀)의 팽창가능한 팩커와, 가압충전되어 이 팩커를 팽창시킨 그라우트재와로 구성되는 것을 특징으로하는 연약지반용 지하구조물.
2. 제1항에 있어서, 상기 연약지반에 소정의 간격을 두어 제1방향으로 매설되고 일단은 폐색되고 타단에는 그라우트 주입부재가 취부된 이음부가 없는 직조된 통상의 팽창가능한 팩커와, 상기 그라우트주입부재로부터 가압 충전되고 상기 팩커를 팽창시키는 그라우트재로부터 되는 제1의 주상체 (柱狀體)와, 상기 제1의 방향과 교차되도록 제2의 방향으로 매설되고 일단은 폐색되고 타단에는 그라우트 주입부재가 취부된 이음부가 없는 직조된 통상의 팽창가능한 팩커와 상기 그라우트 주입부재로 부터 상기 팩커에 가압 충전되어 상기 팩커를 팽창시킨 그라우트재와로 부터이루어지는 제2의 주상체와로 이루어지는 것을 특징으로하는 연약지반용 지하구조물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그라우트재로서 팽창제를 첨가한 시멘트몰탈계 그라우트재를 이용하는 것을 특징으로하는 연약 지반용 지하구조물.

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