KR20160012437A - 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템 - Google Patents

Abstract

개량대상지반에 몰탈그라우트를 압력다짐주입하여 몰탈그라우트 개량체를 형성시키고 원지반을 압축다짐하는 지반복합개량 개념의 콤팩션그라우팅시스템에서, 시공효율의 증진과 시공품질의 개선을 위해 지중에 형성된 다수 개소의 주입공으로 몰탈그라우트를 병렬동시분배주입하여 몰탈그라우트의 지중압입에 의한 주상개량체가 균질하고 정형화된 규격으로 조성되며 그 과정이 효율적으로 수행되도록 하기 위한 수단으로,
몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템이 성립되는 과정 중에서 지중에 압입될 몰탈그라우트를 현장에서 연속식으로 배합생산하여 공급하는 과정에서는 그 몰탈그라우트의 품질과 품질관리수단이 현행의 방법보다 더 균질하고 용이하도록 하는 시스템과 방법을 포함하며, 몰탈그라우트를 개량대상지반의 각 위치에 공급하는 과정에서는 시공효율의 증대와 공사원가 절감을 위한 몰탈그라우트 병렬 동시분배공급 시스템과 방법을 포함하며, 몰탈그라우트가 지중에 압입되어 몰탈그라우트 주상개량체를 형성시키는 과정에서는 몰탈그라우트 주상개량체의 형성규격이 가급적 정형화되고 균질화 되도록 하는 장치와 그 방법을 포함한다.

Description

몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템{mortar grout compaction grouting system}

본 발명은 몰탈그라우트를 지중의 소정범위에 정적 압력다짐주입하여 대상지반을 개량 또는 보강하는 콤팩션그라우팅시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 콤팩션그라우팅시스템이 성립되는 과정 중에서 지중에 압입될 몰탈그라우트를 현장에서 연속식으로 배합생산하여 공급하는 과정에서는 그 몰탈그라우트의 품질과 품질관리수단이 현행의 방법보다 더 균질하고 용이하도록 하는 시스템과 방법을 포함하며, 몰탈그라우트를 개량대상지반의 각 위치에 공급하는 과정에서는 시공효율의 증대와 공사원가 절감을 위한 몰탈그라우트 병렬 동시분배공급 시스템과 방법을 포함하며, 몰탈그라우트가 지중에 압입되어 몰탈그라우트 주상개량체를 형성시키는 과정에서는 몰탈그라우트 주상개량체의 형성규격이 가급적 정형화되고 균질화 되도록 하는 장치와 그 방법을 포함한다.

몰탈그라우트를 지중의 소정범위에 정적 압력다짐주입하여 대상지반을 개량 또는 보강하는 콤팩션그라우팅시스템에 관한 분야와 연관된 종래기술은 다음과 같다.

특허 제 10-0209247호에 근거한 콤팩션그라우팅을 이용한 지중기초구축공법은 슬럼프 0 ~ 2cm의 시멘트몰탈그라우트를 사용하여 지중의 일정 공간내에서 주변연약지반으로의 침투고결없이 주입관을 일정간격으로 상승시키며 단계별로 토출량을 조절하면서 덩어리 형상으로 지중에서 초고강도 기초를 구축하도록 하는 콤팩션그라우팅을 이용한 지중기초공법의 기술이며,

특허 제 10-1081343호에 근거한 콤팩션 그라우팅 공법은 비트가 장착된 일정길이의 중공파일을 삽설하는 단계; 중공파일을 서서히 상승시키면서 중공파일을 통해 그라우트를 주입하여 연약지반을 충전하는 단계; 연약지반에서 계획심도까지 그라우트의 충전이 완료되면, 중공파일을 제거하고, 상기 그라우트가 양생되기 전에 일정깊이까지 백관을 삽입하는 단계; 백관의 삽입이 완료되면 계획심도까지 터파기를 하고, 계획심도 위로 드러나는 백관을 절단한 후, 그라우트가 양생되기 전에 상기 백관의 내부에 수평부와 수직부로 이루어진 'ㄱ'형의 철근을 삽입하는 단계; 삽입된 백관 및 'ㄱ'형의 철근의 상부가 마무리 공사에 따라 콘크리트층에 매설되도록 시공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콤팩션 그라우팅 공법의 기술이며,

특허 제 10-0941916호에 근거한 다중점주입에 의한 지반복원 그라우팅공법은 다중점주입 분배수단을 적용하여, 하나의 펌프로부터 다수 개로 분할되는 몰탈그라우트 공급라인을 설치하고, 각 공급라인별로 순차적으로 전환하여 그라우트를 공급하는 방식의 기술로, 펌프와 주입공이 직렬연결되되 순차적으로 전환주입이 이루어질 수 있도록 하여 주로 부등침하된 구조물의 복원공사에서 변위를 계측하며 공사목적을 달성하기 용이하도록 하고 동시에 시공효율을 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 콤팩션 그라우팅 공법의 기술이며,

특허 제 10-1213448에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치는 본 출원인에 의한 선행기술로, 대용량 몰탈그라우트 압출펌프에 연결된 1개의 몰탈그라우트 압출라인으로부터 다수 개의 라인으로 분할하여 몰탈그라우트를 병렬 분배 압송시키되, 각 공급라인별로 지반성상과 지중응력의 차이에 따라 공급관내로 작용하는 몰탈그라우트 지반압입반력의 차이가 있어도 각 공급라인별 몰탈그라우트 공급량이 서로 다르지 않게 다중으로 몰탈그라우트를 균등량 병렬분배시키는 목적을 달성하기 위해, 몰탈그라우트 압출펌프와 연결된 그라우트 분기인입구와, 각기 독립적인 구조로 되어 있으나 합체 조립되어 몰탈그라우트의 압송력에 의해 회전력이 발생되어 자체회전하되, 회전축에 의해 회전력이 서로 공유되고 통제되며 구동하는 3개 또는 그 이상의 다중으로 분기하고자 하는 몰탈그라우트 공급라인의 갯수 만큼의 분배기와, 분배기를 통과하여 정량 분배되어 공급되는 몰탈그라우트를 분배주입라인별로 분기하여 압출시키거나, 필요시 그라우트 펌프 호퍼로 회송시키는 배관구조의 유출구의 3 부분으로 구성된 균등량 동시 다중 병렬분배공급장치를 특징으로 하는 콤팩션 그라우팅 공법의 기술이며,

특허 제 10-1277106호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 균등압 다중분배공급장치는 본 출원인에 의한 선행기술로, 1개의 몰탈그라우트 압출펌프에 연결된 몰탈그라우트 압송관과 3개 또는 3배수의 다수 개소의 주입공에 연결된 동시 병렬분배 공급라인과의 사이에 각 공급관내에 작용하는 몰탈그라우트 지반압입에 따른 지반수용반력의 차이를 서로 분배하여 공유하도록 구조한 관망 형태의 제1분배기와 제2분배기와 제3분배기로 구성된 균등압 동시 다중 병렬분배공급장치로 특허 제 10-1213448호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치와 목적을 같이하되, 주로 다중으로 병렬분기하여 공급하는 각 공급라인별로 균등량으로 분기공급시키는 목적보다 균등압으로 분기공급시키는 목적이 더 요구되는 경우에 적용하는 것을 특징으로 하는 콤팩션 그라우팅 공법의 기술이며,

특허 제 10-1337371호에 근거한 대용량 몰탈그라우트 압송펌프에서 공급되는 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급장치 및 이를 이용한 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급방법은 본 출원인에 의한 선행기술로, 1개의 대용량 몰탈그라우트 펌프에서 펌핑횟수마다 대용량으로 압출되는 몰탈그라우트를 다수 개소의 주입공이 설치된 개량대상지반의 조건에 적합한 펌핑 1회당 주입량과 주입시간을 용이하게 조정하여 시공할 수 있도록 하기 위하여, 점소성 몰탈그라우트 유입관과; 균등량분배 제1공급관, 제2공급관, 제3공급관이 합체되어 있는 점소성 몰탈그라우트 균등량 다중분배관과; 감속유압모타의 결합으로 구성된 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급장치를 사용하여, 몰탈그라우트 대용량 압송펌프의 펌핑 1회당 시간간격(stroke time)을 조정하여 구동하는 제1단계와; 점소성 몰탈그라우트 균등량 다중분배기를 통과하여 각기의 주입공으로 균등량 분배공급하는 감속유압모타의 회전속도를 결정하고 조정하여 구동하는 제2단계와; 상기 감속유압모타의 구동에 따라 반구형 분배기 회전체가 시계방향으로 회전하며 점소성 몰탈그라우트 균등량 다중분배관으로 압송되어 온 점소성 몰탈그라우트를 3개의 점소성 몰탈그라우트 균등량분배 공급관으로 공급하는 제3단계와; 상기의 과정을 거쳐 주입관을 통해 개량대상지반에 적정한 단위시간간격으로 적정한 단위주입량이 지속적으로 공급되어 점소성 몰탈그라우트에 의한 지반개량체가 형성되는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 하는 콤팩션 그라우팅 공법의 기술이다.

상기와 같이 콤팩션 그라우팅에 대한 공법에 대한 기술개발은 주로 콤팩션그라우팅시스템이 가지는 고유의 문제점인 시공효율의 불량문제와, 지중에 몰탈그라우트 주상개량체를 형성시키는 과정에서 조성규격이 불규칙하게 형성되는 문제점에 대한 개선대책으로 기술개발이 이루어지고 있는 과정이다.

특허 제 10-0209247호 특허 제 10-1081343호 특허 제 10-0941916호 특허 제 10-1213448호 특허 제 10-1277106호 특허 제 10-1337371호

없음

본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템은 상기한 종래 기술에 따른 콤팩션그라우팅의 방법에서 보다 개선되고 효율적인 방법으로의 콤팩션그라우팅시스템을 제안하기 위하여 개량발명된 것으로서,

몰탈그라우트를 지중의 연약지반에 압력다짐주입하여 고강도, 고품질의 몰탈그라우트 주상개량체를 형성시키는 과정에서 원지반의 압축다짐과 밀도증진을 통한 공학적 특성 개량효과가 병행하여 수반되는 지반복합개량 개념의 콤팩션그라우팅이 실시되는 과정에서, 기존의 방법보다 시공관리를 보다 간편하고 효율적으로 할 수 있는 방법에 대한 제시와 시공효율 증대를 통한 시공속도와 시공경제성의 제고 및 지중에 형성되는 몰탈그라우트 주상개량체가 공사의 요구목적과 기대효과를 충족시킬 수 있도록, 가급적 균질한 품질과 정형화된 규격으로 주상의 몰탈그라우트 개량체가 지중에 조성될 수 있도록 유도하는 몰탈그라우트 압력다짐주입에 의한 콤팩션그라우팅시스템의 방안을 제시하는 것을 목적으로 하며,

이러한 목적을 달성하기 위하여

첫째; 지중에 압입될 몰탈그라우트를 생산,공급하는 방법으로 기존의 현장 연속식배합생산 공급방식에서는 각 배합재료를 각기 별개의 계통으로 계량하여 공급하는 배합재료들을 몰탈그라우트 믹싱플랜트에서 혼합하여 연속적으로 생산된 몰탈그라우트를 토출시키는 방법의 생산공급계통을 적용하고 있으며, 이러한 몰탈그라우트 생산공급계통은 다양한 현장조건에서의 적용성과 경제성 등에서 유효하고 효율적인 생산관리방식이 되나, 다만 몰탈그라우트의 생산을 위한 각 배합재료가 분산되어 각기 별개의 계통으로 계량되어 몰탈그라우트 믹싱플랜트에 투입되기 때문에 배합설계에 따른 각 재료별 투입량관리와 생산관리가 분산되고, 각 재료별 어느 하나 재료의 투입량 오차나 오류가 생산결과물의 품질에 미치는 영향이 커지므로 몰탈그라우트 생산공급계통을 보다 단순화하여 생산관리가 용이하되, 생산된 몰탈그라우트의 품질이 기존의 방법에 의한 경우보다 더 균질할 수 있도록 하는 방안의 제시가 필요하며,

둘째; 생산공급된 몰탈그라우트를 주입공으로 공급하는 과정에서, 주입대상지반조건에 적합한 단위시간당 주입량을 제한하여 몰탈그라우트를 지중에 압입시키기 위하여 비교적 소용량의 몰탈그라우트 압출펌프 1대가 1개의 주입공을 대상으로 직결되어 개별주입됨에 따라 시공효율 불량과 공기의 과다소요 및 시공경제성의 불량이 발생하는 기존의 방법에 대한 개선대책으로, 주입대상지반조건에 적합한 단위시간당 주입량을 제한하여 몰탈그라우트를 지중에 압입시키되, 기존의 방법에서 사용되는 몰탈그라우트 압출펌프보다 대용량의 압출펌프를 사용하여 동시에 여러 개소의 주입공으로 몰탈그라우트를 균등량 병렬동시분할공급하여 지중에 압입시킬 수 있는 방안을 강구하되, 각 주입개소별 지반조건에 따른 차등압입이 발생치 않도록 하는 방안의 제시가 필요하며,

셋째; 몰탈그라우트가 지중에 압입되는 과정에서, 중공주입관의 선단에서 하향으로 압출시키는 기존의 방법에서는 몰탈그라우트의 지중압입이 편향되어 진행되는 경우가 빈번히 발생되고, 원지반 토체에 몰탈그라우트가 압입되어 몰탈그라우트에 의한 개량체를 형성시키는 과정에서 원지반토체와 몰탈그라우트 개량체가 접속하고 있는 경계면상에서 지반소성변형저항반력이 가장 적은 부분으로 몰탈그라우트의 압입이 집중되는 현상이 필연적으로 발생되며, 또한 상향식 step-up주입이 이루어지는 과정에서 하향으로 몰탈그라우트의 압입이 지속되므로 기주입하여 개량체를 형성한 부분에 까지도 몰탈그라우트를 압입시키는 힘이 전달되어 결과적으로 개량체 조성규격이 불규칙하고 지반구조재로서의 효능이 발휘되지 못하는 문제점이 다수 발생하는 것에 대한 대책으로, 점소성을 가진 몰탈그라우트가 지중에 압력다짐주입되며 원지반토를 압축시키며 공간을 확보하여 몰탈그라우트 개량체를 조성시키는 과정에서 지반소성변형저항반력이 가장 적은 부분으로 몰탈그라우트의 지반내 압입확장이 발생하는 것은 콤팩션그라우팅의 지반개량개념상 필연적으로 발생될 수 있는 문제점이라 할지라도, 몰탈그라우트의 지중압입이 의도하는 위치와 심도를 유지할 수 있으며, 또한 몰탈그라우트 개량체가 가급적 정형화된 형상으로 조성될 수 있도록 하는 방안의 제시가 필요하며,

넷째; 또한 몰탈그라우트를 지중에 압입되는 방법에 있어, 지중에 조성시키고자 하는 몰탈그라우트 개량체 규격에 따른 심도별 단위길이당 주입요구량을 단계별로 주입관을 소정의 간격으로 인위적으로 인발하며 분할하여 주입하는 현행의 방법에서는 지중에 형성되는 몰탈그라우트 주상개량체가 중간에 단절되거나, 주입위치별 별개의 방향으로 주입재가 확장되어 시공결과의 품질에 대한 신뢰가 확보되지 않는 문제점에 대한 개선대책으로, 주입관을 등속으로 인발하며 분배주입하는 방식으로의 개선을 통해 가급적 몰탈그라우트 주상개량체 조성규격의 균등화, 조성형상의 정형화, 시공품질의 균질화에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 방안의 제시가 필요하다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템은

몰탈그라우트를 배합하여 생산공급하는 단계; 배합생산된 몰탈그라우트를 대용량 몰탈그라우트 압출펌프와 다점 병렬동시분배공급장치를 통하여 다수 개소의 주입계통으로 균등량 병렬동시분배 공급시키는 단계; 각기의 주입계통을 통하여 압송되는 몰탈그라우트를 선단주입장치를 통하여 대상지반에 횡방향으로 균질하게 유도주입시키는 단계; 대상지반의 하단에서 상단으로 상향주입이 이루어지는 과정에서 몰탈그라우트가 지중에 압입되는 시간 동안은 몰탈그라우트 주입량과 이에 따른 주상개량체의 규격이 확보될 수 있는 소요시간을 감안하여 설정된 주입관의 인발속도로 기계적 제어에 의해 주입관이 등속으로 상향 인발되는 과정이 유지되며 주입심도별 균질하고 균등한 주입이 일어나도록 하는 단계;를 포함하며, 각 단계별 기존방법과의 차이점과 문제점에 대한 개선방안과 수단에 대한 설명은 다음과 같다.

첫째, 지중에 압입될 몰탈그라우트를 배합하고 생산하여 공급하는 단계에서, 기존의 현장 연속식배합생산 공급방식에서는 [도 13]에서와 같이 조골재(C.agg)와 세골재(F.agg), 배합수(wat), 고화재인 시멘트(cem) 외 기타 혼화재료(adm)를 각기 별개의 계통으로 계량하여 믹싱플랜트 호퍼(11) 내에 투입하고, 투입된 재료는 믹싱플랜트 연속믹싱토출오거(12)에서 스크류회전에 의해 연속으로 혼합되며 토출시키는 방법이 주로 적용되고 있으나, 이러한 배합생산시스템은 배합설계에 의한 각 재료별 배합량 및 이의 공급계통이 각기 재료별로 별도 관리되어야 하는 노력이 요구되며, 각 공급계통중 어느 한 계통에서의 작은 오류나 오차가 발생하는 경우에도, 그 결과로 생산되는 몰탈그라우트의 품질은 현격하게 변동되는 단점이 발생되는 경우가 많으므로,

이에 대한 대책과 개선방안으로 몰탈그라우트의 생산을 위한 각 배합재료의 투입과 배합생산 및 공급계통을 [도 12]에서와 같이, 조골재(C.agg)와 세골재(F.agg)를 사전선별과 용적배합에 의해 혼합골재(m.agg)의 상태로 믹싱플랜트 호퍼(11) 내에 투입하는 계통과, 배합수(wat), 고화재인 시멘트(cem) 외 기타 혼화재료(adm)를 [도 14]와 [도 15]에 도시한 바와 같은 액상그라우트 연속배합 공급장치(10)에서 연속계량배합된 액상그라우트(Liq.g)의 상태로 믹싱플랜트 호퍼(11) 내에 투입하는 계통으로 이원화하여 단순화시키고, 생산되는 몰탈그라우트 품질의 변동여부를 육안에 의한 관찰과 파악이 용이하도록 하는 방안을 적용하며,

이를 보다 상세히 설명하면 몰탈그라우트 배합재료 중 골재의 배합은 조골재(c.agg)와 세골재(f.agg)를 각기 사전에 선별하여 소정의 비율로 혼합시킨 배합골재(m.agg)의 상태로 일정한 단위시간당 투입량을 설정하여 믹싱플랜트 호퍼(11)에 연속으로 투입시키며, 고화재인 시멘트(cem)와 기타 혼화재(adm) 및 배합수(wat)는 별도 계통의 액상그라우트 연속배합 공급장치(10)에서 소정의 배합비에 의해 액상그라우트(Liq.g) 상태로 연속배합 생산하여 믹싱플랜트 호퍼(11)에 연속으로 투입시키되, 생산되는 몰탈그라우트의 품질관리는 믹싱플랜트 연속믹싱토출오거(12)에서 토출되어 압출펌프 호퍼(13)으로 투입되는 몰탈그라우트의 반죽질기(슬럼프값)에 대한 육안검사와 판단에 의해 액상그라우트(Liq.g) 상태로 믹싱플랜트 호퍼(11)에 공급되는 량에 대한 조절만으로 가능하게 하는 방안으로의 개선을 통해 몰탈그라우트 생산품질관리가 기존의 방법보다 용이하고 효율적으로 이행될 수 있으며 생산되는 몰탈그라우트의 품질이 상시 균질하게 유지될 수 있도록 한다.

상기한 바와 같은 방법에 의해 지중에 압입될 몰탈그라우트의 품질관리에 대한 방안으로 관리정도가 충족되는 이유는,

몰탈그라우트의 품질과 강도는 조골재(c.agg)와 세골재(f.agg)의 배합입도와 고화재인 액상그라우트의 물-시멘트비에 의해 주로 지배되므로, 배합골재에 추가되는 액상그라우트가 소정 배합의 물 - 시멘트비를 유지하는 조건하에서는 액상그라우트의 투입량이 과소하지 않은 한, 배합생산된 몰탈그라우트가 지중에 압입된 상태로 고결되기 때문에 몰탈그라우트에 포함된 일여의 액상그라우트는 내부압력에 의해 몰탈그라우트 주변지반으로 침투되어도 몰탈그라우트개량체를 형성시키는 골재와 골재 입자간의 결합과 고화에 의한 강도발현에 충분한 액상그라우트는 충분히 내포된 상태로 고결되므로 몰탈그라우트 주상개량체의 강도와 품질은 소정범위내에서 균질하게 유지될 수 있는 이유이며,

반대로 몰탈그라우트의 고화와 강도발현에 충분하지 못한 액상그라우트를 함유한 상태의 몰탈그라우트를 지중에 압력다짐주입한 상태에서는 몰탈그라우트에 포함된 액상그라우트가 주변지반의 물을 끌어들여 희석되는 상태로 양생, 고결될 수 있으므로 몰탈그라우트 개량체의 품질과 강도발현에 가장 영향을 미치는 액상그라우트의 물 - 시멘트비에 현저한 변동이 발생되어 몰탈그라우트 개량체의 품질에 유해한 영향을 미칠 요인으로 작용할 수 있는 이유이며,

또한, 각기의 공급계통으로부터 분리되어 공급되는 모든 배합재료를 동시에 연속적으로 믹싱플랜트 호퍼(11)에 투입시켜 믹싱하는 현장 연속식배합생산 공급방식에서는 조골재(c.agg), 세골재(f.agg), 시멘트(cem), 기타 혼화재(adm), 배합수(wat)를 각기 별개의 계통으로부터 공급받아 동시에 투입하며 믹싱하는 방법보다, 고화재가 함유된 액상그라우트(Liq.g) 상태의 배합재료와, 배합골재(m.agg) 상태로 이원화된 두 재료가 동시에 투입되어 믹싱되는 방법을 적용하는 것이 보다 균질한 품질의 몰탈그라우트를 생산하는데 보다 유리하며, 지중에 압력다짐주입되는 몰탈그라우트의 품질관리에서 가장 중요한 요소인 조골재(c.agg)와 세골재(f.agg)의 배합입도와, 고화재인 액상그라우트(Liq.g)의 물 - 시멘트비 유지와, 이들 두 배합재료가 잘 혼합되고 지중에 압력다짐주입된 상태에서 몰탈그라우트의 품질확보와 강도발현에 충분한 량의 고화재를 양생, 고결시까지 유지할 수 있는 방법으로 기존의 방법보다 더 유리한 방법이기 때문이다.

둘째, 배합생산된 몰탈그라우트를 대용량 몰탈그라우트 압출펌프를 통하여 다수 개소의 주입계통으로 다점 병렬동시분배 공급시키는 단계에서, 기존의 몰탈그라우트 압력다짐주입에 의한 콤팩션그라우팅시스템에서는 대상지반의 지중에 몰탈그라우트의 압입을 진행시키는 과정에서 지반이 소성변형압축되며 몰탈그라우트를 수용할 수 있는 조건의 차이에 따라 단위시간당 몰탈그라우트의 지중압입량을 조정하여 시행하여야 하나, 시공관리상의 편의를 위하여 일정범위의 단위시간당 주입량을 한정하여 시공하는 방법에 의해 [도 16]에서와 같이 비교적 소용량 몰탈그라우트 압출펌프를 각기 개별의 주입공에 직결하여 주입하는 시스템이 적용되고 있어 시공효율이 불량하고, 시공소요시간과 공기가 길어지며 그 결과 시공단가의 증가와 시공경제성이 저하되는 단점이 있었으므로,

이에 대한 대책과 개선방안으로 특허 제 10-0941916호에 근거한 다중점주입 분배수단을 적용한 다중점주입에 의한 지반복원 그라우팅 공법과 본 출원인에 의한 특허 제 10-1213448에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치, 특허 제 10-1277106호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 균등압 다중분배공급장치, 특허 제 10-1337371호에 근거한 대용량 몰탈그라우트 압송펌프에서 공급되는 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급장치 및 이를 이용한 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급방법 등의 기술개발이 이루어져 있는 상태이나,

여기서 특허 제 10-0941916호에 근거한 다중점주입 분배수단을 적용한 다중점주입에 의한 지반복원 그라우팅 공법은 [도 17]에서와 같이 다수 개소의 주입공으로 몰탈그라우트 공급 및 지중압입계통의 연결을 선행하고 주입작업을 시행하되, 각 계통은 개별적으로 주입공과 펌프가 직결된 구조로 다수 개소로 설치된 주입계통은 순차적 전환주입구조로 되어있으므로, 한 개소의 주입시공을 일시중지하여야 하는 사유가 발생하는 경우 다른 개소의 주입공으로 전환하여 주입작업을 지속할 수 있으므로 시공시간의 낭비를 막고 시공효율을 개선시킬 수 있는 방안이 되나 그 효용성의 범위가 한정되는 방법이며,

본 출원인에 의한 특허 제 10-1213448에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치, 특허 제 10-1277106호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 균등압 다중분배공급장치, 특허 제 10-1337371호에 근거한 대용량 몰탈그라우트 압송펌프에서 공급되는 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급장치 및 이를 이용한 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급방법 등은 [도 18]에서와 같이 다수 개소의 주입공으로 병렬 계통연결하여 동시 다점주입을 시행할 수 있으므로 기존의 방법과 대비하여 시공시간의 단축과 시공효율을 일층 더 증진시킬 수 있는 방안이 되나, 다점 병렬동시분배주입에 따른 작업인원과 관리업무가 추가로 투입되어야 하는 비용부담 증가의 문제점이 있는 방법이기도 하다.

따라서 본 발명에 따른 콤팩션그라우팅시스템에서는 본 출원인에 의한 선행기술인 특허 제 10-1213448에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치, 특허 제 10-1277106호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 균등압 다중분배공급장치를 이용한 대용량 몰탈압출펌프 사용과 다점 병렬동시분배주입의 개념을 진일보 개량하여, [도 1]의 본 발명에 따른 컴펙션그라우팅시스템의 시공계통을 나타내는 도면과 [도 2]의 본 발명에 따른 컴펙션그라우팅시스템에서 다점 병렬동시주입의 시공계통을 나타내는 모식도에 도시된 바와 같은 시공계통을 수립하여 시공하는 방안을 수립하였으며,

[도 3]에 도시된 바와 같은 다점 병렬동시분배공급장치(20)의 주입계통 분기라인별로 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3)을 설치하고, 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)마다 제 1공급관로, 제 2공급관로로 전환공급이 가능한 계통연결을 선행하여 준비한 상태로 주입작업을 시행하여 각 분기라인별 제 1공급관로로의 다점 병렬동시분배주입을 실시하는 중 필요시에는 각 분기라인별 제 2공급관로로의 주입으로 전환시켜 작업자가 시간적 여유를 가지며 작업에 임할 수 있도록 조치하되, 제 1공급관로와 제 2공급관로로의 전환주입을 필요시마다 반복시킬 수 있어 다점 병렬동시분배주입은 상시유지될 수 있도록 조치함으로써 시공시간의 낭비나 시공효율의 저하가 발생치 않도록 하는 방법을 적용한다.

셋째, 각기의 주입계통을 통하여 공급받은 몰탈그라우트를 선단주입장치를 통하여 개량, 또는 보강대상지반에 횡방향으로 유도주입시키되, 개량 또는 보강대상지반의 하단에서 상단으로 상향주입이 이루어지는 과정에서 몰탈그라우트가 지중에 압입되는 시간 동안은 몰탈그라우트 주입량과 이에 따른 주상개량체의 규격이 확보될 수 있는 소요시간을 감안한 주입관의 상승속도를 설정하여 주입관이 기계적 제어에 의해 등속으로 상향 인발되는 과정에서 주입심도별 균질하고 균등한 주입이 일어나도록 하는 단계에서,

기존의 몰탈그라우트 압력다짐주입에 의한 콤팩션그라우팅시스템에서는 몰탈그라우트의 지반내 압입이 중공 주입관의 선단에서 하향으로 압출되는 구조로 되어있으며, 주입대상지반의 심도별 주입량을 관리하여 주상개량체를 형성시키는 방법으로 일정범위의 심도별 주입량을 주입관의 선단이 정지된 상태에서 주입을 실시하고 규정량이 주입된 이후에 일정간격으로 주입관을 상향으로 인위적 조작에 의해 인발한 후 재차 주입관의 선단이 정지된 상태에서 인발된 길이만큼의 범위에 해당하는 규정량을 주입하는 과정을 반복하는 step - up 주입방법을 적용하고 있으나, 이러한 방법에 의해 몰탈그라우트를 지중에 압력다짐주입하는 기존의 콤팩션그라우팅시스템에서의 문제점은

우선 몰탈그라우트가 중공의 주입관 선단에서 하향으로 토출되므로 주입심도의 하단에서부터 조성시켜온 몰탈그라우트 주상개량체에 하향의 압력을 가하게 되고, 또한 경우에 따라 초연약지반 등에서는 기주입된 주상개량체의 자중과 상부에서 토출되는 몰탈그라우트 압출력이 가중되어 주상개량체의 전도나 함몰이 발생되고 후속되는 몰탈그라우트 주입재와는 단절되어 지반구조재로 불용한 개량체를 형성시킬 수 있는 부적합성이 매우 크게 상존하는 방법이며, 또한 일정간격으로 인위적 조작에 의해 주입관을 상승시키며 주입하는 방법은 선행하여 주입한 위치와 다음 단계에 상향으로 주입관을 일정간격 인발한 후 주입하는 위치는 지반상태에 따라 몰탈그라우트 주입재를 수용하는 방향과 조건의 차이가 있을 수 있으므로 기주입된 주입재와 후속단계에서 주입하는 주입재가 지반을 압축하며 주상개량체를 형성하는 과정에서 서로 연속성과 균질성을 가지지 못하는 부적합한 주입관리방법이 될 수 있는 것 등으로,

이에 대한 대책과 개선방안으로 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템에서는 [도 11]에 도시한 바와 같이 선단주입장치에 의한 몰탈그라우트 횡방향 유도주입이 이루어지도록 하는 방법과, [도 19]와 [도 2]에 도시된 바와 같은 유압조절공급계통회로에 의해 작동하는 주입계통유압조절장치(40)에 의해 기계적으로 제어되는 주입관 등속인발기(44)를 각 분기주입라인별로 설치하여 다점 병렬동시분배주입이 이루어지는 다점의 주입 개소별 주입관(50)의 인발속도가 등속의 기계적 제어와 유지가 될 수 있도록 하는 방법을 적용하며,

이러한 과정은 선단주입장치 외관(51)의 원주면에 3 등분하여 각기 120도의 각도로 설치된 3개의 몰탈그라우트 압출구(52)와 그 하부에 동일한 규격으로 상부에 설치된 3개의 몰탈그라우트 압출구(52)와 60도의 각도편차를 가지고 설치된 3개의 몰탈그라우트 압출구(52)를 포함한 총 6개의 몰탈그라우트 압출구(52)가 서로 60도의 각도로 원주면상의 수평방향으로 몰탈그라우트를 지중에 압입시키며 등속으로 상향 인발되며 주입하는 방식을 적용하여, 기존의 몰탈그라우트 압력다짐주입에서 일정간격의 인위적조작에 의한 step-up주입으로 하향압출시키는 방법보다 시공품질을 월등히 우수하게 관리할 수 있는 방법을 적용하였다.

상기로 서술한 바와 같이 본 발명에 따른 컴펙션그라우팅시스템이 이루어지지는 과정은 다음과 같은 특징과 효과를 가지고 있다.

첫째; 몰탈그라우트를 배합하여 생산공급하는 단계에서, 기존의 기술에 따른 방법에서는 몰탈그라우트의 배합생산에 있어 4종 이상의 재료를 각기 별개의 공급계통에 의한 계량조절공급과 혼합이 이루어지므로 이러한 과정에서 각 재료별 공급장치의 조절과 관리을 각기 이행하여야 하는 품질관리상 불편사항에 대한 개선과, 여러 요인에 의해 발생할 수 있는 결과물의 품질오차발생 요인을 최소화시킬 수 있는 방안으로, 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템에서는 몰탈그라우트의 배합생산과정이 배합골재(M.agg)와 액상그라우트(Liq.g)의 이원화된 두 재료의 계량조절공급과 혼합만으로 균질한 품질의 몰탈그라우트가 생산 공급되도록 조치함으로써, 기존의 방법보다 몰탈그라우트의 배합생산관리와 품질관리가 더욱 단순하고 간편하면서도 효율적이 되도록 하였으며, 그 결과물인 몰탈그라우트의 품질이 지중에서 압축고결되는 시점까지 균질하게 유지될 수 있도록 한 효과가 있으며,

둘째; 다점 병렬동시분배공급장치(20)을 적용하여 대용량 몰탈그라우트 압출펌프로부터 압출되는 몰탈그라우트를 지반조건에 따른 적정한 단위시간당 주입량으로 다수 개소의 주입공에 병렬동시분배 공급시키는 방법을 적용하여 시공소요시간의 단축과 시공효율의 증진 및 이에 따른 시공경제성의 제고를 이룰 수 있도록 하며, 또한 병렬동시분배공급장치(20)에서 분기되는 각 분기라인별 제1, 제2공급관로로의 전환장치가 설비되어 필요시 제 1공급관로와 제 2공급관로로의 몰탈그라우트 공급과 지중압입을 용이하게 전환시킬 수 있도록 함으로써 상시 다점 병렬동시주입에 의한 시공효율증진과 시공경제성의 개선효과가 유지될 수 있도록 한 효과가 있으며,

셋째; 기존의 몰탈그라우트 압력다짐주입에 의한 콤팩션그라우팅시스템에서는 지중에 몰탈그라우트가 압입되는 방향이 중공의 단관주입관 선단에서 하향으로 몰탈그라우트를 압출시키는 방법이 적용되고 있어, 주입대상심도 하단에서부터 단계별 상승주입에 의해 몰탈그라우트 주상개량체를 조성시키고 있는 과정에서 기 조성된 주상개량체의 자립에 미치는 유해한 영향과, 일정이상의 지반반력이 작용할 경우 발생되는 주입관의 돌발상승과 주입위치 이탈현상과, 주입대상지반의 위치심도별 지반상태에 따른 몰탈그라우트 압입방향의 불규칙한 확장과, 주상개량체 조성과정에서의 절단과 지반구조재로서의 효능과 기대효과 상실 등의 부적합한 사항 발생요인이 다수 존재하나, 이에 대비하여 본 발명에 따른 콤팩션그라우팅시스템에서는 중공의 단관주입관 하단에 별도의 선단주입장치를 장착하여 주입관을 통해 압송공급된 몰탈그라우트를 선단주입장치의 측면에서 조성하고자 하는 몰탈그라우트 주상개량체의 원주면 방향을 6등분하여 수평방향으로 균등하게 분산압입되도록 조치함으로써, 몰탈그라우트의 압입에 따른 지반내 소성변형저항반력이 주입관의 축방향으로 작용하게 되어 주입관이 돌발상승하거나 주입위치를 이탈하게 되는 요인을 차단하고, 몰탈그라우트의 횡방향 유도주입에 의해 기 주입된 몰탈그라우트 주상개량체에 미치는 유해한 영향이 최소화되도록 하여 주입대상심도의 전 구간에서 기존의 방법보다 균질하고 정형화된 주상계량체가 형성되도록 하는 효과가 있는 것에 더하여,

넷째; 기존의 몰탈그라우트 압력다짐주입에 의한 콤팩션그라우팅시스템에서는 몰탈그라우트 주입방법에 있어 주입심도별 일정범위씩의 주입관 인발높이와 주입량을 설정하여 각 단계마다 주입관의 선단위치가 정지된 상태에서 소정의 주입량을 지중에 압입시킨후 인발기의 인위적 조작에 의해 주입관을 일정높이 인발하고 주입관의 선단을 정지시킨 후 재주입하는 과정의 반복으로 이루어지고 있음에 대비하여, 본 발명에 따른 콤팩션그라우팅시스템에서는, 주입대상지반의 하단에서 상단으로 상향주입이 이루어지는 과정에서 몰탈그라우트의 지반내 압입관리를 펌프의 1 stroke time 간격과, 이에 따른 주입공별 몰탈그라우트의 단위시간당 주입량과, 이에 따라 소정의 목적하는 주상개량체의 규격이 확보될 수 있는 소요시간을 감안한 주입관의 상승속도를 설정하여 주입관이 기계적 제어에 의해 등속으로 상향 인발되는 과정에서 주입심도별 균질하고 균등한 주입이 일어나도록 하는 시스템을 적용함으로써, 시공오차의 발생과 인위적 조작에 의한 부적합시공발생요인을 최소화시키고 공사목적물의 시공품질관리가 보다 용이하며 그 결과물의 신뢰성이 더욱 확보될 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템의 시공계통을 나타내는 도면
도 2는 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템에서 다점 병렬동시주입의 시공계통을 나타내는 모식도
도 3은 다점 병렬동시분배공급장치(20) 구조의 외형도
도 4는 다점 병렬동시분배공급장치(20)의 몰탈그라우트 인입구 구조 개요도
도 5는 다점 병렬동시분배공급장치(20)의 다점 병렬동시분배구 회전축 및 구동장치 투시도
도 6은 다점 병렬동시분배공급장치(20)의 다점 병렬동시분배구 구조 개요도
도 7은 몰탈그라우트 공급계통 전환구(36) 및 몰탈그라우트 공급라인 분기관로 구조 개요도
도 8은 몰탈그라우트 공급계통 전환구(36)에서 레버 작동에 의한 몰탈그라우트 분기라인 전환 공급을 나타내는 모식도
도 9는 선단주입장치 외관, 내관 및 부품 구조단면도
도 10은 천공시 몰탈그라우트 선단주입장치의 내관이 외관 내에 결합된 상태로 천공이 이루어지는 과정을 나타내는 모식도
도 11은 천공완료후 몰탈그라우트의 주입시 선단폐쇄구에 의해 내관이 하방으로 밀려내려오며 몰탈그라우트 압출구가 개방되는 과정을 나타내는 모식도
도 12는 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템에서의 몰탈그라우트 연속배합생산과정 계통을 나타내는 도면
도 13은 기존 콤팩션그라우팅시스템에서의 몰탈그라우트 연속배합생산과정 계통을 나타내는 도면
도 14는 액상그라우트 연속배합 공급장치(11) 액상그라우트 연속배합생산 계통을 나타내는 도면
도 15는 액상그라우트 연속배합 공급장치(11) 구조 개요도
도 16은 기존 콤팩션그라우팅시스템에서의 압출펌프 - 주입공 직결구조의 몰탈그라우트 공급계통을 나타내는 도면
도 17은 기존 콤팩션그라우팅시스템 중 다중점주입 분배수단을 적용한 다중점주입에 의한 지반복원 그라우팅 공법에서의 압출펌프 - 주입공 직결구조의 다중점 전환주입방식의 몰탈그라우트 공급계통을 나타내는 도면
도 18은 기존 콤팩션그라우팅시스템 중 본 출원인에 의한 다수 개소의 주입공으로 병렬 주입계통을 연결하여 동시 다점주입하는 방법에서의 몰탈그라우트 공급계통을 나타내는 도면
도 19는 본 발명에 따른 주입계통유압조절장치(40)의 회로도
도 20은 본 출원인의 선행기술인 특허 제 10-1213448호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치 구조의 외형도
도 21은 본 출원인의 선행기술인 특허 제 10-1213448호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치의 분배기 내부 구조도
도 22는 본 출원인의 선행기술인 특허 제 10-1337371호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치 구조의 외형도

이하, 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템을 실시하기 위한 구체적인 내용은 다음과 같다.

[도 1]은 본 발명에 따른 컴펙션그라우팅시스템의 시공계통을 나타내는 도면이고 [도 2]는 본 발명에 따른 컴펙션그라우팅시스템에서 다점 병렬동시주입의 시공계통을 나타내는 모식도이다

[도 1]과 [도 2]에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템은,

배합골재(m.agg) 공급계통과 액상그라우트 연속배합공급장치(10)를 통한 액상그라우트((Liq.g) 공급계통으로 이원화된 두 계통으로부터 믹싱플랜트호퍼(11)에 투입되는 몰탈그라우트 배합재료가 연속믹싱토출오거(12)에 의해 연속으로 믹싱되어 소정의 배합비로 생산된 몰탈그라우트를 압출펌프 호퍼(13)로 공급되고, 이어 압출펌프(14)에서의 몰탈그라우트 압출력에 의해 몰탈그라우트 압송관로(15)를 통하여 다점 병렬동시분배공급장치(20)로 압송되는 과정 및 수단과;

다점 병렬동시분배공급장치(20)로 압송된 몰탈그라우트는 [도 3], [도 4], [도 5], [도 6], [도 7], [도 8]에 도시된 바와 같이 다점 병렬동시분배공급장치(20)의 내부에서 다점 병렬동시분배구 구동장치(33)의 작동에 의해 3개의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)로 몰탈그라우트의 균등량 병렬분배 공급이 이루어지며, 각기의 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)의 선단에 연통된 몰탈그라우트 공급계통 전환구(36-1, 36-2, 36-3))에서 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3)에 의해 각 분기라인별 제 1공급관로, 제 2공급관로(38-1-1, 38-1-2, 38-2-1, 38-2-2, 38-3-1, 38-3-2)로의 전환공급이 가능하도록 하여 총 6개소의 주입공에서 3개소의 주입공으로는 병렬동시분배주입이 상시 가능하도록 하는 몰탈그라우트 균등량 다점 병렬동시분배공급계통이 이루어지는 과정 및 수단과;

몰탈그라우트 균등량 다점 병렬동시분배공급계통을 통해 각기의 주입공으로 압송된 몰탈그라우트는 [도 2]와 [도 11]에 도시된 바와 같이 지중에 삽입된 주입관(50)의 선단에 장착된 선단주입장치 외관(51)의 외주면에 다수 개 설치된 몰탈그라우트 압출구(52)를 통해 형성시키고자 하는 몰탈그라우트 주상개량체의 외주면 방향으로 몰탈그라우트를 횡방향 유도압출시키는 과정 및 수단과; '

몰탈그라우트를 지중에 주입심도별로 주입량을 분할하여 주입하는 과정에서는 각기의 주입공으로 몰탈그라우트가 압송되어오는 단위시간당 몰탈그라우트 공급량과 소정규격의 몰탈그라우트가 형성되기 위해 요구되는 몰탈그라우트 압입량과, 이러한 과정에서 소요되는 시간의 상관관계로부터 산정된 주입관(50)의 상향인발속도를 설정하여 [도 19]에 도시한 바와 같은 유압조절공급회로를 가진 주입계통유압조절장치(40)에 각 주입공별로 주입관 등속인발기 유압공급라인(43)으로 유압공급계통이 각기 연결되어 설치된 주입관 등속인발기(44)에 의해 주입관(50)과 선단주입장치가 등속으로 상향인발되며 지중에 몰탈그라우트를 균등하게 분산주입하는 과정 및 수단을 포함한다.

몰탈그라우트 배합재료를 배합골재(m.agg) 공급계통과 액상그라우트 연속배합공급장치(10)를 통한 액상그라우트((Liq.g) 공급계통으로 이원화된 두 계통으로 배합생산되어 공급되는 과정에서의 구체적인 수단과 방법은 [도 12]에 도시된 바와 같은 몰탈그라우트 배합생산과정 계통을 적용하는 것으로,

우선 배합골재(m.agg)를 생산하는 과정은 조골재(c.agg)와 세골재(f.agg)를 각기 반입하여 불순물과 규격 외 골재를 선별하는 과정을 거친 후 정해진 조골재 : 세골재의 배합비로 용적배합에 의해 혼합된 배합골재(m.agg)를 믹싱플랜트 호퍼(11)에 일정한 단위시간당 투입량을 조절하여 연속으로 투입시키는 방법으로 이루어지며,

액상그라우트(Liq.g)를 연속배합생산 공급하는 단계는 [도 14]과 [도 15]에 도시된 바와 같은 계통과 장치를 가진 액상그라우트 연속배합 공급장치(10)에 의하여 이루어지며, 액상그라우트 배합재료는 각기 [도 15]에 도시된 액상그라우트 연속배합 공급장치(11)의 1차 혼합조(61)에 설정된 단위시간당 투입량으로 연속계량 투입되는 방식이 적용되는데, 시멘트(cem)는 시멘트 연속공급 오거장치(71)의 회전속도 조절에 의해 단위시간당 투입량이 조정되어 연속적으로 1차 혼합조(61)에 투입되며, 배합수(wat)는 정수압수두에 의한 단위시간당 유입량조절과 밸브개폐방식에 의해 조정투입되도록 하여 소정의 물 - 시멘트비가 상시 유지되는 액상그라우트(Liq.g)의 연속배합생산공급이 가능하도록 하는 방식을 적용한다.

액상그라우트 연속배합 공급장치(11)의 1차 혼합조(61)에 투입된 액상그라우트 배합재료는 저속회전(30 ~ 60rpm)을 하는 1차 혼합조 교반날개(62)의 회전에 의해 1차 혼합된 액상그라우트는 서로 인접하여 다수 개의 통로로 연결된 2개의 2차 고속교반조(63)로 유입되어 고속회전(300 ~ 600rpm)을 하는 2차 고속교반조 교반날개(64)에 의해 치밀하게 교반 혼합되어 다시 인접하여 다수 개의 통로로 연결된 1 개의 액상그라우트 저류조(65)로 유입되며, 액상그라우트(Liq.g)의 공급은 액상그라우트 저류조(65)의 하단에 설치된 유출구를 통해 믹싱플랜트 호퍼(11)로 펌핑압송되어 공급(Lg1)된다.

또한 액상그라우트 저류조(65)에는 액상그라우트가 유입되어 저류되어있는 수위의 상태를 감지하여 액상그라우트 배합재료인 시멘트(cem), 배합수(wat), 기타 혼화재(adm)의 연속공급계통의 작동과 정지의 신호를 자동적으로 전달할 수 있도록 하는 플로트 스위치(69)를 장치하여 액상그라우트(Liq.g)의 생산관리가 용이롭고 생산품질의 변동이 발생하지 않도록 하는 조치를 취한다.

이러한 방식에 의한 배합골재(m.agg)의 공급계통과 액상그라우트(Liq.g)의 공급계통으로 이원화된 공급계통을 통하여 각기 믹싱플랜트 호퍼(11)에 투입된 몰탈그라우트 생산재료는 믹싱플랜트 연속믹싱토출오거(12)를 통과하는 과정에서 혼합되어 지중에 압입될 몰탈그라우트를 완성하는데, 이 때 믹싱플랜트에서 몰탈그라우트의 생산공급을 관리하는 과정에서는 믹싱플랜트 연속믹싱토출오거(12)에서 배출되는 몰탈그라우트의 혼합상태와 반죽질기(슬럼프값)에 대한 판단과 확인검사결과에 따라 믹싱플랜트 호퍼(11)에 투입되는 액상그라우트(Liq.g) 투입량을 조정하는 과정만으로 비교적 용이하게 몰탈그라우트 생산품질의 정도와 신뢰도를 확보할 수 있는 방안이 된다.

배합생산된 몰탈그라우트를 대용량 몰탈그라우트 압출펌프를 통하여 다수 개소의 주입계통으로 동시 병렬분배 공급시키는 과정에서의 구체적인 수단과 방법은, [도 1]의 본 발명에 따른 컴펙션그라우팅시스템의 시공계통을 나타내는 도면과 [도 2]의 본 발명에 따른 컴펙션그라우팅시스템에서 다점 병렬동시주입의 시공계통을 나타내는 모식도에 도시된 바와 같은 시공계통을 수립하여 시행하는 것으로,

1개의 대용량 몰탈그라우트 압출펌프(14)에서 다점 병렬동시분배공급장치(20)의 내부로 압송된 몰탈그라우트(G20)는 다점 병렬동시분배구(30) 내부에서 다점 병렬동시분배구 구동장치(33)의 작동에 의해 회전하는 다점 병렬동시분배구 회전체(32)가 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)를 순차적으로 일정시간 간격으로 개폐시키는 과정에서 압출펌프(14)로부터 전달되어오는 몰탈그라우트의 압출력에 의해 다점 병렬동시분배구(30)에서 분기되는 3 개의 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)로 균등량 병렬동시분배공급되는 구조로 되어 있으며, 이러한 과정에서 3개의 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)로 분배되는 몰탈그라우트의 단위시간당 압출공급량은 지반조건과 공사목적에 따른 압출펌프(14)의 1 stroke time과 다점 병렬동시분배구 구동장치(33)의 회전속도에 따른 3 개의 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)의 순차적 개폐 시간간격의 조절에 의하는 방법이 적용되며,

3 개의 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)로 균등량 병렬동시분배공급되는 몰탈그라우트는 각기의 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3) 선단에 장치된 몰탈그라우트 공급계통 전환구(36-1, 36-2, 36-3)에서 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3)의 작동에 의해 [도 7]과 [도 8]에 도시된 바와 같이 각기 제1, 제2공급라인(38-1-1, 38-1-2, 38-2-1, 38-2-2, 38-3-1, 38-3-2)으로 임의시점의 필요시마다 몰탈그라우트 공급계통의 전환이 용이하도록 하여, 총 6 개소의 주입공으로 주입계통이 설비된 상태에서 상시 3 개소의 주입공으로의 병렬동시분배주입이 유지되도록 하며, 또한 다점의 병렬동시분배주입이 불필요한 경우에는 분기되는 6 개의 주입관로 중 일부 또는 다수의 주입관로를 몰탈그라우트 회송관로(39)에 연결하여 펌프호퍼로 회송하여 재순환시킬 수 있도록 하는 과정과 수단을 포함한다.

상기의 방안은 본 출원인에 의한 출원과 등록을 완료한 선행기술인 특허 제 10-1213448호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치와, 특허 제 10-1337371호에 근거한 대용량 몰탈그라우트 압송펌프에서 공급되는 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급장치 및 이를 이용한 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급방법에 의한 기술과 유사하나,

특허 제 10-1213448호에 근거한 저유동성 점소성 몰탈그라우트의 정량균등 다중분배공급장치는 [도 20]과 [도 21]에 도시된 바와 같이 격벽에 의해 서로 연통되지 않도록 분리되어 합체된 3 개의 분배기 내부로 몰탈그라우트가 각기 유입되나, 각 분배기의 내부에는 분배기의 중심축과 축을 달리하는 이심의 동심축에 연결되어 서로 회전속도를 제어하며 공유하는 3 개의 가변 회전판이 몰탈그라우트가 압송되어 오는 압력에 의해 자회전하며 3 개의 분기라인으로 몰탈그라우트를 균등량 분배공급하는 구조로 되어 있으나, 본 발명에 따른 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템에서의 다점 병렬동시분배공급장치(20)에서는 압출펌프(14)로부터 압송되어오는 몰탈그라우트가 3 개의 몰탈그라우트 분기 압입구(22-1, 22-2, 22-3)를 통하여 서로 연통된 다점 병렬동시분배구(30)의 내부로 유입되어 다점 병렬동시분배구(30)와 동심축인 다점 병렬동시분배구 회전축(31)에 설치된 3개의 다점 병렬동시분배구 회전체(32)가 다점 병렬동시분배구 구동장치(33)에 의해 회전력을 전달받아 구동되는 것의 차이가 있으며,

특허 제 10-1337371호에 근거한 대용량 몰탈그라우트 압송펌프에서 공급되는 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급장치 및 이를 이용한 점소성 몰탈그라우트의 균등량 다중분배공급방법에 의한 기술의 다중분배기는 [도 22]에 도시된 바와 같은 구조로 되어있고, 압출펌프(14)의 1 stroke time과 다점 병렬동시분배구 구동장치(33)의 회전속도에 따른 3 개의 분기 압출구의 순차적 개폐 시간간격의 조절에 의하는 방법을 사용하는 것은 본 발명에 따른 몰탈그라우트 컴팩션그라우팅시스템에서의 다점 병렬동시분배공급장치(20)의 기능과 동일하나, [도 22]에 도시된 바와 같은 구조의 다중분배기는 내부의 회전체와 분기관의 마모와 손상이 빨리 진행되는 현상과, 내부에 과부하에 의한 압력상승이 자주 발생하는 문제점에 대한 해결방안으로 본 발명에 따른 몰탈그라우트 컴팩션그라우팅시스템에서의 다점 병렬동시분배공급장치(20)는 [도 3]에 도시된 바와 같은 구조로 변경하여 다점 병렬동시분배공급계통에서의 이상상황 발생요인을 감소시키고, 몰탈그라우트 공급계통 전환구(36-1, 36-2, 36-3)의 추가에 의해 시공효율을 더욱 증진시키는 동시에 시공관리가 보다 용이하도록 한 차이점이 있다.

몰탈그라우트 균등량 다점 병렬동시분배공급계통을 통해 각기의 주입공으로 압송된 몰탈그라우트를 지중의 주입심도별 소정위치에서 몰탈그라우트를 압력다짐주입시키는 과정에서의 구체적인 과정과 수단은,

[도 9]에 도시된 바와 같은 선단주입장치 외관(51), 선단주입장치 내관(54), 천공비트(53)의 결합체로 구성된 선단주입장치를 [도 10]에 도시된 바와 같이 주입관(50)의 선단에 장착한 상태로 천공수의 순환이 천공비트(53)를 통한 집중유출이 되도록 유지하며 천공작업을 수행하되, 주입시 선단주입장치의 내관이 하방으로 밀려 내려가는 심도를 감안하고 선단주입장치의 외관(51)의 외주면에 구비된 몰탈그라우트 압출구(52)가 소정의 심도에 도달되도록 천공작업을 수행하는 단계;

천공에 의해 주입관(50)과 선단주입장치가 소정심도에 도달하여 몰탈그라우트의 지반내 압력다짐주입작업을 수행하기 전에 먼저 선단주입장치 선단 폐쇄구(54)를 주입관 내에 삽입시키고 주입관(50)의 상단을 몰탈그라우트 공급계통에 연결하는 단계;

몰탈그라우트 주입작업의 실시에 따라 선행하여 삽입시킨 선단주입장치 선단 폐쇄구(54)가 비어있는 상태의 주입관(50) 내부공간을 따라 압입되는 몰탈그라우트에 의해 하방으로 밀려내려가며 선단주입장치 내관(54)에 걸리는 단계;

지속되는 몰탈그라우트의 주입관(50) 내부공간으로의 압입에 의해 선단주입장치 선단 폐쇄구(54)와 선단주입장치 내관(54)이 잉여의 심도로 추가 천공된 주중의 천공홀로 밀려내려가며 선단주입장치 외관(51)의 외주면에 구비된 총 6 개의 몰탈그라우트 압출구(52)가 몰탈그라우트가 압입되어 도달한 선단주입장치의 내부공간과 순차적으로 연통되며 지중에 몰탈그라우트가 압입될 수 있는 통로를 형성시켜 몰탈그라우트의 지중압입이 개시되는 단계;

총 6 개의 몰탈그라우트 압출구(52)가 형성시키고자 하는 몰탈그라우트 주상개량체의 원주면을 60도씩 균등하게 분할한 방향으로 설치되어 몰탈그라우트의 지중압입이 주입관(50) 및 선단주입장치의 중심축에서 횡방향으로 전방향 균등한 분산유도주입이 이루어지도록 하는 단계;의 순서로 진행된다.

몰탈그라우트를 지중에 주입심도별로 주입량을 분할하여 주입하는 과정에서의 구체적인 수단과 방법은,

지중에 조성시키고자하는 몰탈그라우트 주상개량체의 규격과, 이에 따른 주상개량체 단위길이당 소요되는 몰탈그라우트의 소요량, 압출펌프(14)의 1 stroke당 몰탈그라우트 압출량과 다점 병렬동시분배공급장치(20)를 통과하여 병렬동시분할공급되는 분기라인별 압출량, 압출펌프(14)의 1 stroke time 의 상관관계에 의해 주입관(50)의 등속인발속도를 산정하는 단계;

[도 19]와 [도 2]에 도시한 바와 같은 유압조절공급회로를 가진 주입계통유압조절장치(40)에서 각기의 병렬동시분배 분기라인별로 주입관 등속인발장치 인발속도 조정레벨(42-1, 42-2, 42-3, 42-4, 42-5, 42-6)을 조정하여 셋팅하는 단계;

총 6라인의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통의 제 1공급관로 및 제 2공급관로 중 몰탈그라우트가 병렬동시분배 압송되는 3 개의 계통라인에 대하여는 주입관 등속인발장치 조정레버(41-1, 41-2, 41-3, 41-4, 41-5, 41-6)의 조작과 주입관 등속인발기(44)의 작동에 의해 주입관(50)의 등속인발주입을 개시하는 단계;

몰탈그라우트가 병렬동시분배 압송되는 3 개의 계통라인별 제 1공급관로 또는 제 2공급관로로의 전환주입이 필요시마다 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3) 및 주입관 등속인발장치 조정레버(41-1, 41-2, 41-3, 41-4, 41-5, 41-6)의 상승 / 정지 / 하강 조작에 의해 몰탈그라우트의 주입계통라인과 주입관(50)의 등속인발에 의한 균등한 분할주입작업을 유지하는 단계;로 이루어지며,

또한 이러한 전체의 과정에 대한 시공기록은 [도 1l에 도시된 바와 같이 압출펌프(14)와 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)로부터 계측되는 값을 디지털신호화 하여 계측신호전송케이블(46)을 통해 산업용컴퓨터로 구성된 주입자동기록장치에 각 분기라인별 작업진행상황과 결과가 자동기록되도록 하는 장치와 수단을 포함한다.

10 ; 액상그라우트 연속배합 공급장치
11 ; 믹싱플랜트 호퍼
12 ; 믹싱플랜트 연속믹싱토출오거
13 ; 압출펌프 호퍼
14 ; 몰탈그라우트 압출펌프
15 ; 몰탈그라우트 압송관로
20 ; 다점 병렬동시분배공급장치
21 : 몰탈그라우트 압송관로 연결구
22-1, 22-2, 22-3 : 몰탈그라우트 분기 압입구
30 : 다점 병렬동시분배구
31 : 다점 병렬동시분배구 회전축
32 : 다점 병렬동시분배구 회전체
33 : 다점 병렬동시분배구 구동장치(유압모터)
34 : 동력전달장치(체인)
35-1, 35-2, 35-3 : 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구
36-1, 36-2, 36-3 : 몰탈그라우트 공급계통 전환구
37-1, 37-2, 37-3 : 몰탈그라우트 공급계통 전환레버
38-1-1, 38-1-2, 38-2-1, 38-2-2, 38-3-1, 38-3-2 : 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 제 1공급관로 및 제 2공급관로
39-1-1, 39-1-2, 39-2-1, 39-2-2, 39-3-1, 39-3-2 : 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 몰탈그라우트 분기 압송관로
40; 주입계통유압조절장치
41-1, 41-2, 41-3, 41-4, 41-5, 41-6 : 주입관 등속인발장치 조정레버(상승/정지/하강)
42-1, 42-2, 42-3, 42-4, 42-5, 42-6 : 주입관 등속인발장치 인발속도 조정레벨(6~36 ㎝/min 범위)
43-1, 43-2, 43-3, 43-4, 43-5, 43-6 : 주입관 등속인발기 유압공급라인
44 : 주입관 등속인발기
45 ; 다점 병렬동시분배구 구동장치 유압공급라인
46 ; 계측신호전송케이블
47 ; 몰탈그라우트 회송관로
48 ; 다점 병렬동시분배구 구동장치 조정레버(회전/정지)
49 ; 다점 병렬동시분배구 구동장치 회전속도 조정레벨
50 : 주입관
51 : 선단주입장치 외관
52 : 몰탈그라우트 압출구
53 : 천공비트
54 : 선단주입장치 내관
55 : 선단주입장치 선단 폐쇄구
60 ; 액상그라우트 연속배합공급장치
61 ; 액상그라우트 1차 혼합조
62 ; 액상그라우트 1차 혼합조 교반날개
63 ; 액상그라우트 2차 고속교반조
64 ; 액상그라우트 2차 고속교반조 교반날개
65 ; 액상그라우트 저류조
66 ; 회전축
67 ; 전동모터
68 ; 동력전달장치(감속기어)
69 ; 플로트 스위치(수위감지)
70 ; 시멘트 호퍼
71 ; 시멘트 연속공급 오거장치
D1 : 천공시 롯드 회전방향
G20 ; 다점 병렬동시분배공급장치로의 몰탈그라우트 압입
G38-1-1 : 몰탈그라우트 다중병렬분배(1열) 공급계통 전환에 의한 분기라인별 제1공급관로로의 압출
G38-1-2 : 몰탈그라우트 다중병렬분배(1열) 공급계통 전환에 의한 분기라인별 제2공급관로로의 압출
G50 : 몰탈그라우트 지반내 압출
Lg1 ; 액상그라우트 공급
W1 : 천공수 공급
c.agg ; 조골재
f.agg ; 세골재
m.agg ; 배합골재
cem. ; 시멘트
adm. ; 기타 혼화재
wat. ; 배합수(물)
Liq.g ; 액상그라우트(시멘트밀크그라우트)

Claims (8)

1. 개량대상지반에 몰탈그라우를 압력다짐주입하여 몰탈그라우트 개량체를 형성시키고 원지반을 압축다짐하는 지반복합개량 개념의 콤팩션그라우팅시스템에서, 지중에 형성된 다수 개소의 주입공으로 몰탈그라우트를 병렬동시분배주입하여 몰탈그라우트의 지중압입에 의한 주상개량체가 균질하고 정형화된 규격으로 조성되며 그 과정이 효율적으로 수행되도록 하기 위한 수단으로, 지중에 압입시킬 소일시멘트 몰탈그라우트의 생산공급에 필요한 각종의 배합재료를 입상배합재료와 액상배합재료로 이원화한 두 가지 배합재료의 혼합관리에 의해 완성되도록 하는 방법에 있어서,
   배합골재(m.agg)는 선별과정을 거친 조골재(c.agg)와 세골재(f.agg)를 소정의 배합비에 의해 용적배합된 상태로 믹싱플랜트 호퍼(11)에 연속계량투입되며,
   액상배합재료인 액상그라우트(Liq.g)는 시멘트(cem), 배합수(wat), 기타 혼화재(adm)가 소정의 물 -시멘트비에 의해 정해진 량이 연속으로 투입되는 액상그라우트 연속배합공급장치(60)의 액상그라우트 1차 혼합조(61)에서의 1차 혼합교반과; 이어서 연통된 액상그라우트 2차 고속교반조(63)에서의 고속회전 2차교반과; 이어서 연통된 액상그라우트 저류조(65)로의 유입과; 펌핑에 의한 믹싱플랜트 호퍼(11)로의 연속계량투입에 의해 진행되며,
   믹싱플랜트 연속믹싱토출오거(12)에서 압출펌프 호퍼(13)으로 토출되는 소일시멘트몰탈그라우트의 반죽질기에 대한 판단과 확인검사 결과에 따른 액상그라우트(Liq.g) 투입량의 조절만으로 지중에 압입될 소일시멘트몰탈그라우트 품질의 균질성과 연속성이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 소일시멘트몰탈그라우트의 연속배합생산 공급방법을 이용한 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템.
   
2. 제 1항에 있어서
   상기 소일시멘트몰탈그라우트의 슬럼프값은 3cm 이상 10cm 이하의 범위로 하되, 소일시멘트몰탈그라우트의 강도품질은 배합골재(adm)의 조골재(c.agg) : 세골재(f.agg) 배합비와, 액상그라우트(Liq.g)의 물 - 시멘트비의 조정에 의해 재령 28일 일축압축강도 기준 50kgf/㎠ 이상 200kgf/㎠ 이하의 범위에서 선택적용될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템.
   
3. 제 1항에 있어서
   액상그라우트 배합재료인 시멘트(cem), 배합수(wat), 기타 혼화재(adm)가 소정의 물 -시멘트비에 의해 정해진 량이 연속으로 투입되는 액상그라우트 1차 혼합조(61)와; 투입된 재료를 저속회전하며 1차 혼합교반시키는 액상그라우트 1차 혼합조 교반날개(62)와; 액상그라우트 1차 혼합조(61)와 서로 인접하여 다수 개의 관로로 연통된 2 조의 액상그라우트 2차 고속교반조(63)와; 1차 혼합교반되어 유입된 액상그라우트를 치밀하고 점도를 증진시킬 수 있도록 고속회전에 의해 재교반하는 액상그라우트 2차 고속교반조 교반날개(64)와; 2조의 액상그라우트 2차 고속교반조(63)와 서로 인접하여 다수 개의 관로로 연통되어 생산된 액상그라우트(Liq.g)가 유입되는 1 조의 액상그라우트 저류조(65)와; 액상그라우트 저류조(65)에 유입되어 저류되어있는 수위의 상태를 감지하여 액상그라우트 배합재료인 시멘트(cem), 배합수(wat), 기타 혼화재(adm)의 연속공급계통의 작동과 정지의 신호를 전달할 수 있도록 하기 위하여 액상그라우트 저류조(65)의 내부에 설치된 플로트 스위치(69)와; 각 교반날개를 저속 또는 고속으로 회전시키는 동력의 공급과 전달을 위한 전동모터(67)와 동력전달장치(68)가; 조합된 액상그라우트 연속배합공급장치(60)를 이용하여, 소일시멘트몰탈그라우트 생산을 위한 액상그라우트(Liq.g) 배합품질의 균질성과 연속성이 유지되도록 조치한 몰탈그라우트 컴팩션그라우팅시스템.
   
4. 개량대상지반에 몰탈그라우를 압력다짐주입하여 몰탈그라우트 개량체를 형성시키고 원지반을 압축다짐하는 지반복합개량 개념의 콤팩션그라우팅시스템에서, 시공효율의 증진과 시공품질의 개선을 위해 지중에 형성된 다수 개소의 주입공으로 몰탈그라우트를 병렬동시분배주입하여 몰탈그라우트의 지중압입에 의한 주상개량체가 균질하고 정형화된 규격으로 조성되며 그 과정이 효율적으로 수행되도록 하기 위한 수단으로, 배합생산된 몰탈그라우트를 대용량 몰탈그라우트 압출펌프와 다점 병렬동시분배공급장치를 통하여 다수 개소의 주입계통으로 균등량 병렬동시분배 공급시킬 수 있도록 하는 방법에 있어서,
   믹싱플랜트 연속믹싱토출오거(12)에서 압출펌프 호퍼(13)으로 연속배합생산되어 토출되는 몰탈그라우트를 몰탈그라우트 압송관로(15)를 통하여 다점 병렬동시분배공급장치(20)로 압송시키는 몰탈그라우트 압출펌프(40)와;
   다점 병렬동시분배공급장치(20)로 압송되어 몰탈그라우트 분기 압입구(22-1, 22-2, 22-3)를 통하여 다점 병렬동시분배구(30) 내부로 압입된 몰탈그라우트를 다점 병렬동시분배구 구동장치(33)로부터 동력을 전달받아 설정된 속도로 회전하며 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)를 순차적이며 일정시간 간격으로 개폐시키는 다점 병렬동시분배구 회전체(32)와;
   다점 병렬동시분배구 회전체(32)가 순차적이며 일정시간 간격으로 개폐시키는 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)를 통하여 압송된 몰탈그라우트를 각 분기라인별로 제 1공급관로, 또는 제2공급관로로의 압입방향을 제어하는 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3)가 설치된 몰탈그라우트 공급계통 전환구(36-1, 36-2, 36-3)와;
   몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3)가 제어하는 방향에 따라 몰탈그라우트를 수용하여 유도하는 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 제1공급관로 및 제2공급관로(38-1-1, 38-1-2, 38-2-1, 38-2-2, 38-3-1, 38-3-2)와;
   몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 제1공급관로 및 제2공급관로(38-1-1, 38-1-2, 38-2-1, 38-2-2, 38-3-1, 38-3-2)와 각 주입개소별 지중에 관입되어 있는 주입관(50)과의 몰탈그라우트 공급계통을 연결하는 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 몰탈그라우트 분기 압송관로(39-1-1, 39-1-2, 39-2-1, 39-2-2, 39-3-1, 39-3-2)를 포함하여 구성된 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배계통에 의해,
   1개의 몰탈그라우트 압출펌프(14)로부터 압송된 몰탈그라우트가 다점 병렬동시분배공급장치(20)에서 3 개의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)로 균등량 3점 병렬동분배가 일어나며,
   3 개의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)마다 각기 설치된 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3)가 설치된 몰탈그라우트 공급계통 전환구(36-1, 36-2, 36-3)에 의해 총 6 라인의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 몰탈그라우트 분기 압송관로(39-1-1, 39-1-2, 39-2-1, 39-2-2, 39-3-1, 39-3-2)를 통해 총 6 개소의 주입공과 몰탈그라우트 압송을 위한 계통이 연결되는 상태에서,
   3 개의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)마다 각기 설치된 몰탈그라우트 공급계통 전환구(36-1, 36-2, 36-3)에서 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3)가 제어하는 압입방향으로, 총 6 라인의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 몰탈그라우트 분기 압송관로(39-1-1, 39-1-2, 39-2-1, 39-2-2, 39-3-1, 39-3-2) 중 3 라인의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 몰탈그라우트 분기 압송관로로 몰탈그라우트의 다점 병렬동시분배주입이 실행되며,
   필요시마다 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열)의 각 열별로 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3)의 제어에 의해 몰탈그라우트 압송계통을 전환할 수 있으며,
   3 개소의 주입공으로의 병렬동시분배주입이 불요한 경우는 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통별 몰탈그라우트 분기 압송관로(39-1-1, 39-1-2, 39-2-1, 39-2-2, 39-3-1, 39-3-2) 중 이에 해당하는 몰탈그라우트 압송계통을 몰탈그라우트 회송관로(47)에 연결시켜 압출펌프 호퍼(13)로 회송하여 재순환시키므로,
   총 6개소의 주입공으로의 주입계통이 설비된 상태에서 상시 3 개소의 주입공으로는 몰탈그라우트 균등량 다점 병렬동시분배주입을 실시할 수 있는 것을 특징으로 하는 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템.
   
5. 제 4항에 있어서
   몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)를 순차적이며 일정시간 간격으로 개폐시키는 다점 병렬동시분배구 회전체(32)의 회전속도는 다점 병렬동시분배구 구동장치 조정레버(48)와 다점 병렬동시분배구 구동장치 회전속도 조정레벨(49)로 제어되는 다점 병렬동시분배구 구동장치(33)의 회전속도에 의해, 3개의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)가 각기 개방되는 시간을 압출펌프(14)의 1 stroke time을 3등분 또는 6등분한 시간 동안으로 동등하게 가질 수 있는 속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 콤팩션그라우팅시스템.
   
6. 제 4항에 있어서
   몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)를 순차적이며 일정시간 간격으로 개폐시키는 과정에서 범위는 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배장치 분기 압출구(35-1, 35-2, 35-3)가 동일 시점에 개방되는 범위는 다점 병렬동시분배구 회전축(31)에 각기 120도의 각도편차를 가지고 장착된 3개의 다점 병렬동시분배구 회전체(32)의 폭에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템.
   
7. 개량대상지반에 몰탈그라우트를 압력다짐주입하여 몰탈그라우트 개량체를 형성시키고 원지반을 압축다짐하는 지반복합개량 개념의 콤팩션그라우팅시스템에서, 시공효율의 증진과 시공품질의 개선을 위해 지중에 형성된 다수 개소의 주입공으로 몰탈그라우트를 병렬동시분배주입하여 몰탈그라우트의 지중압입에 의한 주상개량체가 균질하고 정형화된 규격으로 조성되며 그 과정이 효율적으로 수행되도록 하기 위한 수단으로, 각기의 주입계통을 통하여 압송된 몰탈그라우트를 선단주입장치를 통하여 대상지반에 횡방향으로 균질하게 유도주입시키는 방법에 있어서,
   선단주입장치는 지중에 관입되는 주입관의 하단에 나사이음으로 결합되며 그 외주면에 총 6개의 몰탈그라우트 압출구(52)가 구비되어있는 선단주입장치 외관(51)과; 선단주입장치 외관(51)의 내부에 삽입되며 천공작업시 천공수의 몰탈그라우트 압출구(52)틀 통한 유출을 방지하고 천공수를 유도하여 천공비트(53)을 통해 집중유출이 되도록 하는 선단주입장치 내관(54)과; 선단주입장치 외관(51)의 하부에 나사이음으로 연결되는 천공비트(53);의 결합체로 구성되며,
   선단주입장치를 주입관의 하단에 나사이음한 상태로, 주입시 선단주입장치의 내관이 하방으로 밀려 내려가는 심도를 감안하고 선단주입장치의 외관(51)의 외주면에 구비된 몰탈그라우트 압출구(52)가 소정의 심도에 도달되도록 천공작업에 의해 지중에 주입관(50)과 선단주입장치를 관입시키는 단계;
   주입관(50)과 연결된 선단주입장치 외관(51)에 구비된 몰탈그라우트 압출구(52)를 소정심도에 위치시킨 후 몰탈그라우트의 지반내 압력다짐주입작업을 수행하기 전에 먼저 선단주입장치 선단 폐쇄구(54)를 주입관 내에 삽입시키고 주입관(50)의 상단을 몰탈그라우트 공급계통에 연결하는 단계;
   몰탈그라우트 주입작업의 실시에 따라 선행하여 삽입시킨 선단주입장치 선단 폐쇄구(54)가 비어있는 상태의 주입관(50) 내부공간을 따라 압입되는 몰탈그라우트에 의해 하방으로 밀려내려가며 선단주입장치 내관(54)에 걸리는 단계;
   지속되는 몰탈그라우트의 주입관(50) 내부공간으로의 압입에 의해 선단주입장치 선단 폐쇄구(54)와 선단주입장치 내관(54)이 잉여의 심도로 추가 천공된 주중의 천공홀로 밀려내려가며 선단주입장치 외관(51)의 외주면에 구비된 총 6 개의 몰탈그라우트 압출구(52)가 몰탈그라우트가 압입되어 도달한 선단주입장치의 내부공간과 순차적으로 연통되며 지중에 몰탈그라우트가 압입될 수 있는 통로를 형성시켜 몰탈그라우트의 지중압입이 개시되는 단계;
   총 6 개의 몰탈그라우트 압출구(52)가 형성시키고자 하는 몰탈그라우트 주상개량체의 원주면을 60도씩 균등하게 분할한 방향으로 설치되어 몰탈그라우트의 지중압입이 주입관(50) 및 선단주입장치의 중심축에서 횡방향으로 전방향 균등한 분산유도주입이 이루어지도록 하는 단계;의 순서로 진행되는 것을 특징으로 하는 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템.
   
8. 개량대상지반에 몰탈그라우트를 압력다짐주입하여 몰탈그라우트 개량체를 형성시키고 원지반을 압축다짐하는 지반복합개량 개념의 콤팩션그라우팅시스템에서, 시공효율의 증진과 시공품질의 개선을 위해 지중에 형성된 다수 개소의 주입공으로 몰탈그라우트를 병렬동시분배주입하여 몰탈그라우트의 지중압입에 의한 주상개량체가 균질하고 정형화된 규격으로 조성되며 그 과정이 효율적으로 수행되도록 하기 위한 수단으로, 각기의 주입계통을 통하여 압송된 몰탈그라우트를 선단주입장치를 통하여 대상지반에 횡방향으로 균질하게 유도주입시키는 방법에 있어서,
   지중에 조성시키고자하는 몰탈그라우트 주상개량체의 규격과, 이에 따른 주상개량체 단위길이당 소요되는 몰탈그라우트의 소요량, 압출펌프(14)의 1 stroke당 몰탈그라우트 압출량과 다점 병렬동시분배공급장치(20)를 통과하여 병렬동시분할공급되는 분기라인별 압출량, 압출펌프(14)의 1 stroke time 의 상관관계에 의해 주입관(50)의 등속인발속도를 산정하는 단계;
   주입계통유압조절장치(40)에서 각기의 병렬동시분배 분기라인별로 주입관 등속인발장치 인발속도 조정레벨(42-1, 42-2, 42-3, 42-4, 42-5, 42-6)을 조정하여 셋팅하는 단계;
   총 6라인의 몰탈그라우트 다점 병렬동시분배(1열, 2열, 3열) 공급계통의 제 1공급관로 및 제 2공급관로 중 몰탈그라우트가 병렬동시분배 압송되는 3 개의 계통라인에 대하여는 주입관 등속인발장치 조정레버(41-1, 41-2, 41-3, 41-4, 41-5, 41-6)의 조작과 주입관 등속인발기(44)의 작동에 의해 주입관(50)의 등속인발주입을 개시하는 단계;
   몰탈그라우트가 병렬동시분배 압송되는 3 개의 계통라인별 제 1공급관로 또는 제 2공급관로로의 전환주입이 필요시마다 몰탈그라우트 공급계통 전환레버(37-1, 37-2, 37-3) 및 주입관 등속인발장치 조정레버(41-1, 41-2, 41-3, 41-4, 41-5, 41-6)의 상승 / 정지 / 하강 조작에 의해 몰탈그라우트의 주입계통라인과 주입관(50)의 등속인발에 의한 균등한 분할주입작업을 유지하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 몰탈그라우트 콤팩션그라우팅시스템.
   

Images