연약지반 개량을 위한 심층혼합처리공법

이번 시간에는 연약지반을 개량하기 위한 심층혼합처리공법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 고결공법

첫째, 흙에 경화성 물질을 첨가 혼합하는 방법입니다.

경화성 물질에는 석회, 시멘트 및 이들의 주성분으로 하는 고화재가 주로 사용됩니다. 흙에 석회를 첨가 혼합하면 흙입자 사이의 간극수의 흡수, 이온 교환 등에 의하여 단시간에 흙입자가 응집되고 흙의 강도가 증가합니다. 또한, 흙에 시멘트를 첨가 혼합하면 간극수와 수화반응을 일으켜 생긴 시멘트 수화물과 흙입자가 결합하여 흙의 강도가 증가하게 됩니다.

 

둘째, 흙입자의 간극에 경화성 물질을 충전하는 방법입니다.

흙입자의 간극에 액체상태의 경화성 약액을 주입 충전하여 약액의 경화에 의해 지반을 개량하는 약액주입공법과 흙입자 사이의 간극수를 냉각하여 동결고화시키는 동결공법 등이 있으며, 주로 차수 목적으로 하는 경우에 많이 사용됩니다.

 

셋째, 가열에 의해 점토광물 중에 고용체를 생성시켜 흙입자를 결합시키는 방법입니다.

점성토를 300˚C 이상으로 가열하여 점토광물 중의 결합수를 방출시켜 생긴 고용체가 흙입자를 결합시키는 방법이 있으며, 이를 소결공법이라 합니다.

 

2. 심층혼합처리공법의 개요

심층혼합처리공법은 두꺼운 연약토를 원위치에서 안정재와 혼합하여 단시간에 연약토의 강도를 향상시키는 공법으로 연직배수공법이나 모래다짐말뚝공법과 같은 물리적 개량공법이 아닌 화학적 개량공법입니다.

이 공법은 안정재에 따라 점성토, 사질토, 유기질토, 등 모든 연약토에 적용할 수 있으며, 저소음, 저진동으로 공해가 없고, 단시간에 큰 강도를 얻을 수 있습니다.

 

3. 심층혼합처리공법의 종류

심층혼합처리공법에는 교반날개로 강제혼합하는 기계식 혼합처리방식과 약액주입공법을 발전시킨 분자식 혼합처리 방식이 있습니다.

심층혼합처리공법의  개량 형태

기계식 혼합처리는 석회, 시멘트 등의 안전재를 압축공기나 유압펌프로 깊은 곳까지 공급하고 교반날개로 원위치의 흙과 혼합하는 방식입니다. 그리고 분사식 홉합처리는 고압의 시멘트 용액을 분사하며 분사구를 회전시켜 흙과 안정재를 혼합하는 방식으로, 설비가 간단하고 작업공간이 작기때문에 협소한 장소에서도 가능합니다.

기계식 혼합처리 방식과 분사식 혼합처리 방식

 

4. 2중관 초고압분사공법

2중관 고압분사공법 중 JSP(Jumbo Special Pile)는 이중관 선단에서 수직방향으로 공기와 시멘트용액을 고압분사하여 천공한 후, 관을 인발하면서 수평방향으로 시멘트 용액 200kg/cm2의 고압분사주입하는 공법입니다. 이 공법의 개량범위는 직경 80~120cm 정도이며, 천공 후 시공하기 때문에 개량 깊이와 범위를 정확하게 할 수 있습니다. 또한, 차수성이 양호하고, 소형장비로 좁은 장소에서도 시공이 가능하며, 소음과 진동이 없습니다. JSP 공법은 사질토에서 점성토까지 시공이 가능하며, N값이 30이하인 사질토와 N값이 5이하인 정성토에서 효과적입니다.

 

5. 3중관 초고압분사공법

3중관 초고압 분사공법(Jet Grouting)은 물, 공기, 시멘트용액을 300~800kg/cm2의 초고압으로 분사하여 원지반의 흙과 물을 지표면으로 배출하고 시멘트용액을 채우는 공법으로, SIG(Super Injection Grount), RJP(Rodin Jet Pile), CJG(Column Jet Grounting) 공법 등이 있습니다.

인접구조물의 영향이 적으며, 강도와 차수성 및 연속성이 양호하고 무진동, 무소음, 무공해 입니다. 또한, 천공직경이 10~15cm 정도로 작기 때문에 좁은 장소에서도 시공이 가능하며 수직, 수평 방향 임의의 각도로도 시공이 가능합니다.

 

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지금까지 연약지반의 개량을 위한 심층혼합처리공법에 대하여 알아보았습니다. 연약지반을 개량하는 것은 아주 중요한 문제입니다. 기초가 튼튼해야 구조물이 안정할 수 있기 때문입니다. 위 내용을 잘 알아두시면 연약지반을 개량하는 경우 많은 도움이 되리라 생각됩니다. 그럼 이만 마치도록 하겠습니다.~