지반보강 그라우팅(약액주입공법) - JSP, LW, SGR

흙막이벽체를 시공하고 굴착을 진행할 때 지하수위가 높거나 지반이 연약하면 인접 지반에 악영향을 미칠 수 있습니다. 특히 지하수위가 높으면 지하수가 유출되면서 주변토사가 침몰되거나 지하수때문에 공사에 지장을 초래할 수 있습니다. H-pile+흙막이판 공법은 차수효과가 전혀 없기 때문에 더 큰 문제를 야기할 수 있습니다.

이럴 경우 차수와 지반보강을 위해서 지반에 고결제를 주입하여 보강할 수 있습니다. 그래서 JSP, LW, SGR 공법은 약액주입공법이라고 합니다.

 

JSP공법(Jumbo special pile)

JSP공법은 연약지반을 개량하기 위해 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하며, 현장조건에 따라 조기강도를 내기 위해 혼화제(급결제, 팽창제)를 사용하기도 합니다.

 

이중관 로드 선단에 부착된 제트노즐로 시멘트 밀크를 고압으로 분사하면서 원지반을 교란 및 혼합시키기 위해 로드를 회전하면서 인발하는 식으로 주입합니다. 이렇게 하면 지반에 원주상의 고결체가 형성됩니다.

 

 JSP공은 작업 전에 로드(rod)의 회전수 및 양관속도를 지반의 특성에 따라 맞춘 다음 굴진 용수를 시멘트 밀크로 바꾸어 토출압을 서서히 20 MPa까지 높인 후, 0.6~0.7 MPa 압력의 공기를 병행 공급하면서 작업을 시작합니다. 고압분사 시 토출압은 (20±1) MPa 정도가 됩니다.

 

JSP 장점

• 지반개량 강도가 비교적 높음. 토사층이 깊더라고 개량효과가 우수
• 장비가 소형이므로 협소공간의 시공이 가능

JSP 단점

• 고압주입이므로 융기의 우려
• 암반 적용이 불가능

 

L.W공법(Labiles Wasserglass)

LW는 불안정화한 물유리(규산소다)를 뜻하는 독일어입니다. 규산소다 수용액과 시멘트 현탁액을 혼합하여 Y자관을 이용해 지반에 주입하는 방식입니다. 시멘트 성분인 규산3석회(3CaO·SiO₂)와 물유리 속의 규산이온과 결합하여 규산수화물로 겔화되어 지반이 고결됩니다. 

 

천공 직경은 100 ㎜, 주입방법은 1.5 shot 방법으로 실시하는 것을 원칙으로 합니다. 이 방법을 개념도로 나타내면 다음과 같습니다.

 

LW공법은 일반적으로 전석층을 제외한 전지질에 사용할 수 있습니다.

장점

• 고결물의 강도가 높고 침투성이 우수하다.
• 장비가 소형이며 간단하여 협소공간에서도 시공가능
• 공극이 큰 지반에 유리

단점

• 지하수 유동시 효과가 저하
• 미세공극의 지반에서 효과가 불확실

 

SGR(Space Grouting Rocket)공법 

소정의 심도까지 천공(Φ40.2 ㎜)한 후, 천공 선단부에 부착한 주입장치(rocket system)로 유도공간(space)을 형성한 후 1단계씩 상승하면서 주입하는 방식입니다. 주입압은 저압(0.3~0.5 MPa)으로 하고, 원 지반을 교란시키지 않습니다.

 

사진출처 : AJU GEOTEC(그라우팅 공법 - S.G.R 공법 (ajugeotec.co.kr/methods/g3_1)

 

주입방법은 2.0 shot을 표준으로 하는데 개념은 다음과 같습니다.

 

 

SGR공법도 물유리계 주입제를 사용하는데, 유도공간을 통해 급결성(Short Gel Time)과 완결성(Long Gel Time)의 주입재를 저압으로 연속해서 복합 주입합니다.

 

■ 가설 흙막이공사의 종류

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