차수공법 (SMI, SIG, SGJ, SGR, ASG, MSG, CSS, BGI) 비교

1) S.M..I.(Space Multi-Injection Grouting) 공법

① 개요
∘ S.M.I.공법은 비알카리성 실리카졸을 사용한 저압력 침투주입방식의 그라우팅공법으로서 주입 효과를 극대화한 공법이다. 또한 S.M.I 공법은 지층의 특성과 지반개량의 목적에 따라 다양한 주입재를 사용하게 되어 기존공법보다 주입효과가 탁월하고, 환경친화적인 재료를 사용하는 신기술로서 주입재로는 A액:Silica-sol, B액:현탁액(시멘트)과 가용성 알카리재를 조합해서 종래의 얻을 수 없는 고결 특성과 침투성을 가지는 저공해 공법이다.

② 시공방법
∘ 천공은 지반 교란이 적고 천공 효율이 좋은 수세식 회전 천공장비를 사용하여 천공 비트(Bit)를 부착한 2중관 롯드를 사용하여 천공하며, 설치된 2중관 롯드와 주입호스를 연결하여 인발과 동시에 주입하는 방식의 주입을 원칙으로 한다.
단, 호박돌, 전석층과 같이 수세식 회전방식으로 천공이 어려울 경우 퍼커션장비를 이용하여 선천공에 의한 케이싱을 설치한 상태에서 주입관을 삽입하고 케이싱을 제거한 다음 주입을 실시하는 방법으로 시공한다.

∘ 천공작업에 의한 주입관 설치가 완료되면 그라우트 펌프로 청수를 보내어 주입관의 연결부에 대한 이상 유무를 확인한 후 배합된 주입재를 주입한다.

∘ 주입순서는 격간격의 공번으로 시행하며 주입공 주변의 근접된 구조물 등이 위치하고 있을 경우에는 주입공이 한곳에 집중되어 주입에 따른 주입압력에 의한 편토압으로 구조물에 변형을 초래하는 원인으로 제공되지 않도록 주입공의 배치를 조정하여 시공한다.

2) SIG(Super Injection Grout) 공법

① 개요
∘ 3중관으로 천공후 공기와 함께 초고압수를 지중에 회전분사시켜 지반을 절삭하고 절삭토를 지표에 배출시켜 지중에 인위적인 공동을 만들고 동시에 그 공간을 경화재로 충진시켜 원주상의 개량체를 조성하는 일종의 치환공법

② 시공방법
∘ 천공 및 주입장비에 장착된 비트를 이용하여 소정의 심도까지 천공
∘ 천공 완료 후 초고압수를 분사시키며 회전하여 지중에 인위적인 공동 형성
∘ 위의 공정과 동시에 Grout재를 분사시켜 초고압수에 의해 형성된 공동내에 고화재를 주입하여 개량체를 조성

3) SQJ(Square Jet) 공법

① 개요
∘SQJ(Square Jet)공법은 400kg/cm2의 초고압분사교반에 의한 연약지반을 개량하는 공법으로서 지중에 조성되는 개량체의 형상을 『사각형단면』을 기본으로 하여 사각형, 원형, 반원, 부체꼴 등의 형상을 자유롭게 형성할 수 있는 기술로서 고압분류수는 롯드를 회전 또는 일방향으로 좌․우요동하면서 분사하여 지반을 개량한다.

② 시공방법
∘ SQJ 전용 롯드(10공관)를 소정의 지반 깊이(천공심도)와 동일한 연장으로 조립
∘ 조립된 롯드를 크레인으로 인양하여 천공 및 지중에 근입
∘ 공저부터 설계폭만큼 굴절하면서 경화제(시멘트+물)를 고압분사
∘ 1 STEP당 주입량에 따라 연속주입 시간을 설정하여 주입관리

4) S.G.R(Space Grouting Rocket System) 공법

① 개요
∘ S.G.R이란 Space Grouting Rocket System의 약어로 목적 범위의 지반을 보다 확실하게 개량하기 위해 2중관 롯드에 특수 선단장치(Rocket)를 조합해서 대상 지반중에 유도공간(Indecement Space)을 형성하고 그라우트를 유도하면서 주입하는 시스템이다. 종래의 주입공법은 그라우트를 주입노즐에서 직접 지반속으로 방출하는 것으로 이를 개량 실린더상의 정면전체를 방출면으로 하는 주입공법이다.

② 시공방법
∘ 2중관 롯드의 내공으로부터 천공수를 보내고 소정의 지반 깊이까지 천공한다.
∘ 천공 완료후 외관에 압력수를 보내면서 롯드를 1-STEP 장 끌어 올리면 특수 선단장치 (Rocket)가 돌출한다.
∘ 이어서 내관, 외관 모두 그라우트 주입으로 바꾸어 1STEP 마다 롯드 인상으로 형성되는 유도공간을 통해 넓은 벽면에서 대상지반의 전방위에 대해 조용하고도 완만하게 침투시킨다.
∘ 그라우트 주입은 1STEP 마다에 순결성과 완결성의 그라우트를 복합주입한다. 복합주입의 순서는 순결성 → 완결성 그라우트의 순으로 하고 2조식 교반장치로 준비한 2종의 Gel 타임이 다른 그라우트를 연속적으로 주입한다.
∘ 주입관리는 Gel Time의 셋트된 경화제를 쓰므로 Gel Time 관리는 용이하며, 그라우트 토출량 주입압력은 그라우트 Pump에 운동시킨 자기유량압력 기계로 압력 관리에 의한 정량주입 방식을 시행한다. 이때 각종 표준값은 다음과 같다.
- 주입공핏치 : 0.8 ~ 1.0m
- STEP 장 : 0.5m
- 토 출 량 : 15ℓ/min
- Gel Time : 순결성 – 6초, 완결성 – 90초

 

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5) A.S.G(Activate Silicate Grouting) 공법

① 개요
∘ A.S.G공법은 물유리(규산소다)를 안전한 화합물인 알카리토 금속염(Alkaline Earth - metalic Salts)용액과 고속교반혼합하여 제조한 졸(sol)상태의 올리고머형 활성실리케이트를 시멘트 및 경화조정제(CMS), 강도증진제(SF)와 함께 배합하여 주입제로 사용하는 공법으로 기존의 물유리계 약액 그라우팅과 비교해 내구성(물유리계 약액의 용탈현상)과 강도성을 개선한 공법이며 용탈이 없는 친환경 공법이다.

② 시공방법
∘ 2중관 롯드의 내공으로부터 천공수를 보내고 소정의 지반 깊이까지 천공한다.
∘ 압력수(청수)를 통과시켜 주입관(Rocket)의 개폐를 확인한다.
∘ 현장에서 ASG제조플랜트를 이용 활성실리케이트 약액제조 3조식 교반기에 이동 시킨후 A(활성실리케이트+물)액과 B1(순결),B2(완결)를 롯드를 1-step 장 끌어 올리면서 복합주입 한다
∘ 1 STEP당 주입량에 따라 연속주입 시간을 설정하여 주입량을 관리토록 하며, 주입압력 은 저압을 유지하도록 한다.

6) M.S.G 공법

① 개요
∘ M.S.G공법은 초미립자 시멘트를 사용하므로 침투성이 우수하고, 경화재 내에 겔타임 조정기능을 갖고 있는 실리카질 물질이 분말형으로 혼합되어 있다. 또한 지반을 천공하여 2.0 Shot 또는 1.5 Shot 방식으로 이중관 롯드 또는 Double Packer형 Sleeve Pipe를 이용하여 주입재를 주입 선단장치를 이용하여 지중에 침투시키는 저압 주입 공법이다.

② 시공방법
∘ 천공하여 단관 혹은 이중관 Rod를 지중에 삽입
∘ Seal재 그라우트 충전
∘ Sleeve Pipe 설치 및 Casing Pipe 인발
∘ Cracking과 수압시험, 주입재를 지중에 주입

7) B.G.I(Best Grouting Innovation ) 공법

① 개요
∘ B.G.I공법은 단위시멘트량을 증가시켜 물-시멘트비를 감소시키고 물유리 사용량을 줄여 내구성을 향상시킨 공법으로 지반을 천공한 후 이중관 롯드를 설치하고 급결과 중결로 지반의 공극을 충전하여 지반 차수와 보강을 하는 이중관 약액주입 공법이다.

② 시공방법
∘ 계획심도까지 케이싱 천공을 실시
∘ 천공 완료 후 이중관 롯드 설치
∘ 이중관 롯드로 급결액으로 주변 대공극 충전 후 중결액으로 공극 충전
∘ 주입 완료되면 1 STEP (25~30cm)씩 인발

8) C.S.S( Compound Slica-Sol Grouting ) 공법

① 개요
∘ C.S.S란 Compound Slica-Sol의 약어로 2중관 Rod를 사용하여 비알칼리성(Silics-sol) 반현탁액형 및 용액형 Grout를 연약지반에 중저압(1MPa)으로 주입하여 지반을 개량하는 차수 및 지반보강 주입공법이다. 비알칼리성 반응제로 사용하므로 지하수 오염이 없어 친환경적이며, 알칼리 용탈현상이 없고, 내구성 및 조기강도가 우수한 지반보강공법이다.

② 시공방법
∘ 주입공은 주입범위 800∼1,200mm, 천공간격은 600∼1,000mm를 표준으로 하며 약간 중첩 되게 시공한다.
∘ 이중관 롯드의 내관으로 천공수를 보내 소정의 지반심도까지 천공을 한다.
∘ 천공홀(hole) 외관에 압력수를 보내면서 롯드를 1step 들어 올리면서 특수 선단장치 (Rocket)를 돌출시킨다.
∘ 그 다음 내관, 외관을 함께 Grout의 주입관으로 전환시키고 1step마다 롯드를 올림에 따 라 형성되는 유도 공간(space)을 통하여 넓은 벽면으로부터 대상지반의 전방위를 고압에 의한 교란없이 또 서서히 침투 시킨다.
∘ 대상 지반과 목적에 따라 주입재료를 달리하여야 한다. 급결형 2∼10초, 완결형 30∼120 초를 표준으로 한다.
∘ 내관과 외관을 통해 A액, B액을 주입한다. 필요에 따라서 급결성 주입재와 완결성 주입재를 연속적으로 주입하는 복합주입을 실시한다.