특수 그라우팅 공법에 대해 좀더 알아봅니다

JCM 공법

제이씨엠 공법은 저압등압식 펌프를 이용한 부드럽고 완만한 이중관롯드 저압주입방식으로서 SGR공법을 바탕으로 국내에서 보완 개발한 것입니다.

약액 믹서와 주입펌프를 조합시켜 파커주입과 침투, 충전 주입을 토질여건에 따라 적합하게 적용합니다.

 

SP 공법

고성는-연속-습식-초미립분산기에 의해 주입현장에서 쉽게 보통포틀랜드 시멘트를 원료로 하여 평균 3um의 입경을 가진 초미립자 시멘트를 가공생산하여 주입재료로 사용하는 공법입니다.

습식 초미립자 시멘트는 그 입도가 보통포틀랜드 시멘트에 비해 초미립일 뿐만 아니라 일정한 입경 내로 정립되어 있고 입자의 모양도 장축 또는 편상이 아닌 구형 또는 입방형으로 되어 있습니다

그렇기 때문에 보통포틀랜드 시멘트의 알갱이가 들어가지 못하는 암반의 미세한 틈새까지 침투가 가능한 큰 장점이 있어 그라우팅에 이의 활용도가 높아질 것입니다.

초미립자 시멘트는 비표면적이 크기 때문에 표면 활성도가 높아 수화 반응이 보다 활발하므로 조기에 높은 강도가 나타날 뿐 아니라 높은 불투성을 보이면서 장기간의 내구성을 가집니다.

 

겔타임 테스트

MSG 공법

최근 고속철도,고속도로,지하철,댐,항만 등 대형건설공사가 진행되면서 약액주입공법의 적용사례가 급증하고 있습니다.

지반개량 공법의 신기술이라 할 수 있는 약액주입공업은 엘더블유, 에스지알, 제이에스피, 제이이티 공법 등 여러 가지 주입공법이 도입되어 다양하게 쓰이고 있으나 내구성 저하, 공해발생, 주입효과 저하, 인접구조물 손상 등 해결해야 할 주입공법의 본질적인 문제점이 많이 노출되고 있습니다.

따라서 최근의 세계적인 기술발전 동향은 무공해성의 무기계 입자를 마이크로화 하여 주입효과와 내구성을 증진시키기 위한 고성능 재료개발, 저압으로 복합주입하여 인접구조물에 대한 손상을 억제시키기 위한 주입장치개발, 주입관리 및 효과판정을 스마트화하여 주입공법에 대한 신뢰성을 향상하고자 노력하고 있습니다.

 

MSG공법은 무기계 초미립자 분체를 현탁형 주입재로 이용하고 주입재의 주성분이 실리카질 임을 설명하고 있습니다.

또한 본 공법은 초미립자계 현탁액을 기본으로 사용하기 때문에 순결~완결의 복합주입에 적합하도록 주입선단 장치를 개량하였습니다.

이 공법에 적용되는 주입제는 평균입경 3~7나노미터의 초미립자 실리카를 주성분으로 하기 때문에 고침투성, 고강도성, 고내구성 및 환경친화성을 특징으로 합니다.

실리카질 함량과 겔타임 조정제를 이용해서 겔타임을 3~5초의 초급결, 9~12초의 급결, 60~90초의 완결 및 5~7분의 지결성에 이르기까지 폭넓게 조정할 수 있습니다.

한편 주입장치는 더블패커형 슬리브주입방식 또는 2중관형 롯드 주입방식의 특수선단장치를 선택적으로 사용할 수 있기 때문에 복잡한 출수 상환과 호층 지반에서도 지반개량 목적에 따라서 효과적으로 그라우팅이 가능한 맞춤형 공법입니다.

이와 같이 MSG공법은 순결에서 비교적 긴 완결까지 복합주입이 가능한 첨단 주입재료와 선단장치를 선택적으로 사용할 수 있기 때문에 주입공정의 효율을 향상할 수 있는 공법 기술이라고 판단되며 그라우팅에 대한 현장의 요구사항을 상당히 충족시킬 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

약액주입

 

비약액계 중에서 가장 대표적인 시멘트는 강도나 경제적인 측면에서 가장 일반적이긴 하지만 조립토 이외에는 주입되지 않으며 경화하기까지엔 많은 시간이 요구되므로 긴급을 요하는 용수, 누수처리 때는 주입효과가 급격히 떨어집니다.

더욱이 입자로 되어 있어서 암반의 균열이 협소할 경우 그 주입효과는 기대할 수 없습니다.

그러나 최근 분체공학분야에서 분쇄 분급기술이 급속히 발전하여 용액형에 가까운 침두력을 발휘하는 초미립자 주입재의 제조 및 사용기술이 발전됨에 따라 주입공업의 적용법위가 확대되고 신뢰성이 크게 향상되고 있습니다.

 

SCW공법

SCW공법은 시멘트와 토사를 혼합하여 도로의 지반개량 공으로서 시공한 것이 시초가 되어서 소일시멘트 공법을 거쳐서 SCW공법이 개발되었습니다.

공법의 원리는 원위치의 토사를 골재로 간주하여 물-시멘트비가 100%를 넘는 시멘트밀크를 주입하여 지반을 혼합-교반 함으로써 토류벽이나 차수벽을 형성시킵니다.

 

CIP공법

CIP공법의 원리는 어스 드릴을 이용하여 지반을 천공하고 시멘트 몰탈 주입과 보강용 H형강이나 철근망을 삽입하여 강성이 큰 토류벽 구조물을 만드는 것입니다.

이 공법은 강성이 커서 굴착으로 인하여 주변지반에 미치는 영향이 거의 없으며 특수한 장비가 필요하지도 않습니다.

그러나 기둥 간의 연결성이 좋지 않아 벽체의 차수기능이 떨어지고 토사유실의 가능성도 있습니다.

적용지반은 어스 드릴의 천공이 가능한 모든 지반에 실치 할 수 있으며, 특히 건조한 점성토 지반에 적당합니다.

호박돌층, 비점성지반, 함수성 지반의 경우에 사용이 제한됩니다.

시공방법에는 천공구멍에 H형강이나 철근망을 집어넣고서 현장타설 몰탈을 주입하거나 현장타설 몰탈을 먼저 주입하고서 H형강이나 철근망을 삽입하는 방법이 있습니다.

 

강관 보강형 다단식 주입공법

강관 보강형 다단식 주입공법은 소구경 파이프 루프공법에서 발전된 것으로 강관에 의한 지반보강효과와 그라우팅에 의한 차수효과를 동시에 얻도록 합니다.

공법의 원리는 다공질 강관을 지반속에 삽입하고 지반조건에 따라 주입길이를 조정하여 단계별로 그라우트를 주입하는 싱글파커 방식입니다.

주입재료는 시멘트 현탁액을 주재료로 이용하지만 지반조건과 용수유입상태에 따라 약액을 혼합, 병용하여 주입합니다.

이공법은 터널굴착시 지반보강을 위한 보조공법으로 주로 이용됩니다.

적용지반은 풍화토나 풍와암지반에서 터널굴착시 용수가 유입되고 터널의 안전성이 불안정한 경우와 연암 경암 지반에서 터널상부의 암피복이 얇고 암반의 절리면을 통하여 용수가 유입되는 경우입니다.

또한 단층 파쇄대를 통하여 암반의 활동이 예상되는 경우에 터널굴착 보조공법으로 적용합니다.