1. 주입공법 비교
| 구분 | 약액 주입공법 | 고압분사 주입공법 |
| 주입방법 | ▪고결재를 지중에 저압으로 주입 | ▪고결재를 작은 노즐 구멍을 통하여 고압으로 분사 주입 |
| 특징 |
▪지반개량 효과확인 어려움 ▪개량된 고결재강도의 신뢰 문제 ▪지하수 수질 오염 ▪고도의 시공기술 요구 ▪내구성 문제 (영구 사용불가) |
▪사용재에 대한 수질오염이 적음 ▪지중에 다소의 유속이 있어도 유실 우려가 적음 ▪균일한 개량체 형성 |
| 적용범위 |
▪연약지반의 토립자 간극이나 지하수 틈을 메워 지하수의 용수 방지 ▪토립자 상호간 점착력을 증가시켜 연약지반의 강도증대 ▪지반과 구조물 사이에 발생된 간극과 느슨함을 충진하여 지반 구조물의 변형 방지 |
▪연약지반의 지지력 보강 ▪히빙 현상 방지 ▪사면 붕괴 방지 ▪가설 구조물의 보호 ▪언더피닝 공사 ▪주열식 흙막이 벽 |
| 적용 |
▪LW ▪MSG ▪SGR |
▪CCP ▪JSP ▪RJP ▪SIG |
2. CCP(Chemical Churning Pile)
1) 개요
▪ 단관으로 천공후 경화재를 고압으로 분사하여 지반을 절삭하고 절삭토와 경화재를 기계적으로 교반혼합시켜 지반개량체를 조성하는 기계식 교반 혼합공법
2) 적용성
▷적용조건
▪N>30 이상 지반 (특히 풍화암반)에서는 시공효과 불확실
▷장점
▪작업 및 기계설비 간단
▷단점
▪개량체의 유효직경이 다른 공법에 비해 비교적 작음
▪고결재 불혼합 부분 발생 우려
▷주입재료
▪Cement Milk + 절삭, 파쇄된 흙
▪Gel Time 조절 : 불가 (24시간 양생)
▪Slime : 보통
▷주입방식
▪1.0 Shot 방식
▪고압주입 : 20N/mm²
▪개량직경범위 : 0.3~0.5m
▪1 Step 장 : 25mm
▷압축강도
▪점성토 : 2.5~3 N/mm²
▪사질토 : 3~4N/mm²
▷고압분류수의 토출압력
▪토사절삭 : 20~40N/mm²
▪암반절삭 : 200~600N/mm²
▪호박절삭 : 2000N/mm²
3) 시공순서
3. JSP(Jumbo Jet Pile)
1) 개요
▪Double Rod 선단에 Jetting Nozzle(3mm)을 장착하여 지반내에서 Nozzle이 자동으로 한바퀴 또는 한바퀴 반을 회전하면서 일정높이가 상승하게 되며 고압의 주입재를 수평방향으로 분사하여 지반을 칼로 벤 형태의 틈을 만들고 그곳에 주입재를 채워 넣는 방법으로 파쇄된 토사와 주입재의 혼합 경화에 의해 원주형의 고결재를 조성하는 공법
2) 적용성
▷적용조건
▪N>30 이상 지반에서는 시공효과 불확실
▪풍화대까지 적용가능
▪보통의 주입법으로 곤란한 세립토 개량가능
▪대공극 지층에서는 비효율적
▪유속의 흐름이 빠른 자갈, 전석층에서는 주입 불확실
▪적용범위 : 차수/지반강화/현장말뚝/흙막이벽체/선행지중보
▷장점
▪지반개량 효과 우수
▪차수효과 확실 : 투수계수 10-6~10-5 cm/sec 차수
▪지반강화 : 지지력, 히빙 / 언더피닝 / 사면붕괴 방지
▪시공 개량 범위가 확실
▪코아 채취 가능
▪경사시공 및 협소한 장소 작업가능
▪소음ㆍ진동이 적어 도심지 공사에 유리
▷단점
▪Slime 발생이 많고, 처리를 위한 별도의 공사비 소요
▪지반의 융기, 지하매설물 또는 주변구조물의 변형 발생
▪공사비 고가
▪주입압력 20~40N/mm²로 고정
▪그라우트액이 주입되므로 지하수 오염가능
주입재료
▪Cement Milk + 절삭, 파쇄된 흙
▪Gel Time 조절 : 불가 (24시간 양생)
▪Slime : 보통
▷주입방식
▪1.0 Shot 방식
▪고압주입 : 20~40N/mm²
▪개량직경범위 : 0.8~1.2m : 수중분사의 경우, 노즐로부터 300mm 거리에서 압력효과가 소멸되나 노즐의 주위에 공기를 동시에 방사시킴으로써 유효사정거리를 연장 → 시공 예 : Φ 800 (C.T.C 600)
▪ 1 Step 장 : 25mm
▷압축강도
▪점성토 : 2~4 N/mm²
▪ 사질토 : 4~9N/mm²
▪ 사력질 : 9~15N/mm²
3) 시공순서
4) 시공시 유의사항
▪공과 공사이의 연결부가 취약하므로 Over Lap 시공철저
▪Slime 발생이 많아 주입재 손실율이 크므로 Slime 배출상황 확인
▪풍화대의 다짐 점토층에서는 사질토층보다 이토 배출량이 증가되는 양상을 보임
▪초고압 투입으로 인한 인접건물 및 지하매설물에 피해발생 가능 : 시공중 주변지반이상 유무 관찰
▪고압분사이므로 시공시 안전관리에 주의
4. RJP(Rodin Jet Pile)
1) 개요
▪[초고압수 + 공기 분류체]와 [초고압 경화재 + 공기 분류체]를 다중관 Rod의 선단에 장착된 Monitor를 통해 합류시키는 2단계 분할방식 분사 System으로 압축공기로 에워싼 처수를 초고압 (40~70N/mm²)으로 분사하여 지반을 1차 절삭, 교반시키고 다시 압축공기로 에워싼 Cement Paste를 초고압으로 분사하여 지반을 2차 절삭, 교반하면서 Rod를 회전, 상승시켜 토질에 따라 Φ 1.2 ~ 1.6m 이상의 원주상 개량체를 지중에 만드는 공법
▪초고압 분류체 (초고압수, Air)가 갖고 있는 운동에너지를 이용하여 지반의 조직구성을 파쇄하여 파괴된 토립자와 경화재를 혼합교반하여 초대형 원주 고결체를 조성하는 공법
▪상하단 Nozzle 간격이 근접되어 있으며, 상부 1개, 하부 1~2개의 Nozzle에서 분사하여 Soil Cement Pile을 조성하는 공법
2) 적용성
▷적용조건
▪일부 풍화암까지 적용가능
▪굴착심도 25m 이상 시공성 저하
▪적용범위 :
히빙방지 및 토압감소용 / 토류공의 손실부분 지수 강화(투수계수 K=1×10-7~10-5cm/sec) /토류벽의 보강 / 성토구조물의 기초지반 지지력의 증가 및 침하 방지 / 말뚝의 수평 저항력의 향상 / 중구조물 기초 Pile
▷장점
▪다중관 Rod의 회전 및 상승속도를 조정함에 따라 개량단면 자유로이 선택가능
▪JSP 와 유사
▷단점
▪JSP 와 유사
▷주입재료
▪Cement Milk + 절삭, 파쇄된 흙
▪Gel Time 조절 : 불가 (24시간 양생)
▪Slime : 보통
▷주입방식
▪1.0 ~ 2.0Shot 방식
▪고압주입 : 40~70N/mm²
▪개량직경범위 : Φ 1.2~1.6m → 시공 예 : Φ 1,500 (C.T.C 1000)
▪1 Step 장 : 25mm
압축강도
▪점성토 : 10~20 N/mm²
▪사질토 : 20~30N/mm²
3) 시공순서
4) 시공시 유의사항
▪시공전 체크사항
- 시험시공을 현장내에서 실시하여 성과품을 확인후 시공
- 시굴 등의 방법으로 지하 매설물을 확인하여 그의 손상을 방지
▪가설(Plant 설비) 용지 및 기자재 반입 반출로 확보
- Plant 설비 즉, 초고압 펌프, Air Compressor, Cement Silo Mixing Set, 물 Tank, 발전기, 시멘트 재료 반입에 따른 Bulk 차, 연료 반입차, Slime 처리차 등이 항시 출입할 수 있는 작업장을 확보해야 하며, 현지에서 공사 용수를 확보할 수 없는 경우는 용수 운반 차량의 출입도 용이하게 할 필요가 있음
▪최소 토피 두께 확인
- RJP 공 시공시, Rod 인발 중의 Jet류로 인한 비산과 시공상의 안정성을 고려하여 1m이상의 토피를 필요로 하지만, 지표면의 침하 등의 영향이 예측되는 경우에는 기초 발판 가설에 충분히 유의
- 시공시 토피는 최소 1.0m 이상 유지
- 시공시 Slime 배출을 최대한 원활하게 하여 공내에 잔류압력이 걸리지 않도록 함
▪매설물 부근의 시공거리
- Jet 류는 Rod Monitor가 회전하고 있는 동안 매설물에 직접적인 영향을 미치지 않지만, 수도관, 가스관, 통신케이블 등 Joint 부의 영향은 고려할 필요가 있으며 특히, 상ㆍ하수도관에 대해서는 관재질에 대한 영향 고려
▪말뚝조성
- Rod 회전시, Jamming 의 염려가 있을 때에는 속도를 그보다 빨리 해도 좋으나, 그 대신에 분사시간을 늘려서 개량성이 줄어드는 것을 방지
- 경화재의 유실이 예상되는 모래, 자갈층 등에서는 분사용 물과 급결재를 혼합분사하여 유실 방지
▪검사방법
- 시험 시공후 또는 실제 시공후 터파기하여 육안관찰하고 그 시편을 절취하여 일축압축 시험 실시
- 시공된 성과품에 직접 Coring을 실시하여 시료채취하고 일축압축시험 실시
- 시공된 성과품에 직접 표준관입시험 실시
▪검사회수
- 검사수량은 한 현장당 1개소 기준
- 필요목적에 따라 1개소씩 추가가능
- 수량이 많을시 250공당 1회 기준
5. SIG(Super Injection Grout)
1) 개요
▪3중관으로 천공후 공기와 함께 초고압수를 지중에 회전분사시켜 지반을 절삭하고 절삭토를 지표에 배출시켜 지중에 인위적인 공동을 만들고 동시에 그 공간을 경화재로 충진시켜 원주상의 개량체를 조성하는 일종의 치환공법
▪약액주입과 같이 토립자의 공극을 메우는 것이 아니고 토립자나 물이 지표로 배출됨으로써 생긴 공동 내에 고화재를 충전하는 공법으로 원지반과는 전혀 다른 성질의 고결체가 형성되는 공법
▪대부분의 토립자는 지표로 배출되지만 입경에 따라 모래층에서는 Mortar형, 점성토에서는 Soil Cement 모양 형성
2) 적용성
▷적용조건
▪N치 30(사질토 기준)이상의 지반 적용가능
▪사질토, 점성토 및 사력층까지 적용가능하나 풍화암반이상 지반에서는 개량체 형성이 어려움
▪해수 영향을 받는 지층(점성토층)에서는 적용곤란
▷장점
▪JSP와 유사
▪Groutdlfma이 붙어 있으나 지반내에 Head 이외에는 압력이 없으므로 지금까지의 약액주입공법 또는 기존 강제교반공법의 문제점인 지반융기현상 방지
▷단점
▪JSP와 유사
▪Plant 설치 복잡
▷주입재료
▪Cement Milk + 절삭, 파쇄된 흙
▪Gel Time 조절 : 불가 (24시간 양생)
▪Slime: 보통
▷주입방식
▪1.0 ~ 2.0Shot 방식
▪고압주입 : 40N/mm²
▪개량직경범위 : 1.2~1.6m
▪1 Step 장 : 25mm
▷압축강도
▪점성토 : 10~20 N/mm²
▪사질토 : 20~30N/mm²
3) 시공순서
①천공 및 주입장비 (P 1500)에 장착된 비트를 이용하여 소정의 심도까지 천공
②천공 완료후 초고압수를 분사시키며 회전하여 지중에 인위적인 공동을 형성
③위의 공정과 동시에 Grout재를 분사시켜 초고압수에 의해 형성된 공동내에 고화재를 주입하여 개량체를 조성
4) 시공시 유의사항
▪JSP와 유사
6. 공법비교표
