그라우팅 주입공 간격결정과 종류를 알아봅니다

주입공간격의 결정

주입공의 간격은 주입열의 수와 간격, 기초지반의 투수성, 주입량, 주입영향 범위, 주입제의 종류, 그라우팅 목적등에 의해 좌우되므로 시공직전의 시험그라우팅 과정에서 표준간격을 결정해야 합니다.

 

암반 그라우팅에서는 공 간격을 1.3m~3.0m로 취하며 더 이상 공 간격을 좁히는 것은 비효율적입니다.

또한 일반적으로 공 간격을 3m 이상으로 취하지는 않습니다.

그러나 단층파쇄대가 발달하는 등 특별히 약한 부분에는 간격을 훨씬 좁혀야 합니다.

 

미고결지층의 그라우팅에서도 암반의 경우처럼 공간격을공 간격을 대개 1.5~3.0m로 계획하는데 이는 주입재의 확산반경과 가능한 주입압력에 의해 결정합니다.

투수도가 낮을 때는 간격을 좁게 잡고 조립질로써 투수도가 높을 때는 넓게 잡아야 합니다.

그라우팅을 시작하기 전에 실시하는 수압시험 결과만으로 공 간격을 결정해서는 안되며 주입시험을 병행하여 최종적으로 공 간격을 정하여야 합니다.

 

암반 균열의 틈새가 크고 점토 풍화물이 없는 개구상이면 1공의 주입으로도 주입유효범위가 넓으며, 경사천공으로 다수의 절리를 절단할 수 있으면 주입공 간격을 크게 취할 수 있습니다.

일반적으로 견고한 암에서는 주입압력을 크게 할 수 있어 풍화암, 연암, 파쇄암에 비해 주입공 간격을 넓게 잡는 것이 가능합니다.

 

즉 풍화된 암반은 신선한 암반에 비해 1열당 또는 1공당의 지반개량정도와 주입범위가 적으므로 시공열수를 많게 하고 시공간격을 좁게 하여 그라우트 커튼을 두껍게 하고 침투수를 억제해야 합니다.

침투수에 의한 동수경사가 크고 굴착과정에서 암반이 이완된 경우가 많습니다.

따라서 이 부분은 컨솔리데이션그라우팅 또는 블랭킷그라우팅 중 한 가지를 병행실시하는 것이 검토되어야 합니다.

 

이에 비해 심부에서는 일반적으로 투수성이 낮으며 고압주입이 가능하여 주입재 확산범위가 넓으므로 공 간격을 넓게 할 수 있습니다.

또한 내삽법으로 시공하는 과정에서 지반의 상태와 개량정도를 파악하면서 주입공의 심도를 조정하여야 합니다.

 

단층구간의 단층점토는 그 자체가 일반적으로 투수도가 낮으나 구간 양측의 파쇄대는 투수도가 크므로 철저한 지수를 위해 공간격과 주입열을 일반구간보다 조밀하게 배치하여야 합니다.

터파기 한 기초지반의 상태가 균질하면 주입공의 간격과 천공방향을 규칙적으로 할 수 있어 대단히 편리합니다.

 

그러나 대부분의 경우 절리의 간격, 절리의 틈새, 절리의 방향, 암석의 강도등이 다양하여 주입공의 천공방향, 공 간격과 주입열 등을 여러 가지로 계획해야 합니다.

또한 특별한 경우가 아니면 표준간격을 정해야 시공에 혼란이 없으며 시공하는 과정에서 주입효과를 점검하면서 주입공을 추가하거나 생략하는 것이 좋습니다.

 

경사면에서의 공배치

경수면 터파기면에 공배치를 할 때는 주의해야 합니다. 종단도에 일정간격으로 배치한 공간격은 수평거리와 사거리의 차이로 인해 평면도에서는 S간격이 되지 않고 H간격이 됩니다.

 

경사부의 천공 공간격 표시

 

그럼에도 설계서나 시방서에 공 간격을 S로 한다거나 수평거리로된 평면도에 S간격으로 표시하는 경우가 있습니다.

다소간의 오차가 있어도 별 문제가 없는곳이면 몰라도 고품질의 그라우팅을 해야 할 때는 1차공간의 간격, 시공효과의 판단 등에 문제가 됩니다.

또한 같은 경사천공때 사거리로 계획한 공간격 S는 평면도에는 이보다 짧게 설계됩니다.

 

따라서 수직천공으로 할 것인가 경사천공으로 할 것인가 하는 문제는 지질구조대의 발달상태, 사용장비, 시공여건 등에 의해 결정할 것이나 공의 위치를 계획할 때의 혼란을 방지하기 위하여 경사부의 사거리를 평면도에 옮겨서 공간격을 표시합니다.

 

급경사면에서의 그라우팅은 천공장비 투입과 작업이 대단히 어려우며 주입재의 탈출을 막기 위한 쐐기 작업도 만만치 않습니다.

비계를 설치하여 그 위에 시추장비를 올려놓고 작업을 해야 하기에 경사가 완만한 구간이나 평탄부처럼 중간내삽법으로 시공하기도 어렵습니다.

또한 비계 위에서 시추를 할 때는 깊은 공을 뚫기도 어려우므로 다음과 같이 계획하면 작업이 다소 수월합니다.

 

급경사면 주입공배치

 

즉 경사면의 주입공은 가벼운 장비를 투입하여 1단계 그라우팅만 하고 상부의 비교적 평탄한 곳에 장비를 투입하여 깊은 길이로 시추하여 다단계 그라우팅을 하는 것으로 계획합니다.

 

경사면 하단부에는 부챗살 모양의 공을 배치하여 경사각도를 완만히 조정하는 것으로 계획하는 것도 좋은 방법입니다. 경사면의 방향과 평행한 층상절리가 발단한 경우가 흔한데 이 경우 주입압력으로 암체의 들림현상이 발생할 수 있으므로 주의하여야 하며 필요시는 락볼트를 시공해야 합니다.

 

부채살 모양의 공배치

천공장비의 접근이 어려울 때는 한 지점에서 전방향 또는 여러 방향으로 부챗살모양의 주입방향을 정하면 편리합니다.

작업여건이 불편한 수직단면을 보이는 장소에서 여러 방향으로 천공계획을 수립하면 다른 방향의 천공으로는 이 단면을 쉽게 처리할 수 없습니다.

커튼그라우팅일 때의 시공순서는 표면의 공 간격이 보통의 경우보다 좁아서 공간의 주입재 연결이 쉽게 일어나므로 내삽법으로 해야 합니다.

 

그러나 블랭킷 그라우팅일 때는 좁은 지역에서의 신속한 작업을 위해 굳이 내삽법으로 할 필요는 없습니다.

이러한 모양의 공배치를 하면 절리의 절단이 불량할 소지가 크기에 기초암반의 수밀성을 증대시키기 위해서는 공의 간격을 조밀하게 해야 하는 결점이 있으나 대안이 없는 한 이 방법을 택해야 합니다.

두 개의 찬공방향이 절리와 평행하며 이를 보완하기 위해 여러 공을 추가하여 밀집시키면 됩니다.