1. 서론
1) 검토 목적
- 국내에서 널리 통용되고 있는 건축 터파기 공사의 흙막이 배면 차수 공법에 대한 개념적 구분 및 공법별 특징 등을 정리하여,
- 차수 공법 상호간의 장·단점을 비교하고, 품질 관리에 필요한 주요 점검 항목 및 공사 관리 상의 유의사항 등을 검토하므로써,
- 건축 터파기 공사의 설계 관련 업무 수행시의 흙막이 배면 차수 공법 적용 방안 검토 자료 및 시공 관련 현장 품질 관리를 위한 기초 자료로 활용하고자 함.
2) 차수 공법의 종류
2. 저압 주입 공법
1) L.W 공법
(1) 개요 및 특징
가. 개요
L.W 공법이란 규산소다 수용액과 시멘트 현탁액을 혼합한 후, 지상의 Y자관을 통하여 지반에 주입시키는 공법으로서 지반의 공극을 시멘트 입자로 충진시켜 지반의 밀도를 높여 지반 강화 및 지수성을 향상시키는 저압침투공법이다.
나. 특징
L.W 공법 목표는 언제나 토양의 고결화에 있다. 일반적으로 모래층은 대부분 고결화가 되며, 실트 및 점토층까지도 수지상으로 침투하여 토양을 개량한다.
타주입 공법으로 만족한 효과를 기대하기 어려운 경우 L.W 공법의 효과는 탁월하며 실적용 범위는 다음과 같다.
-. 주입 심도가 얕으며, 비교적 간극이 적은 모래층
-. 지하수의 유동이 없고 절리가 발달된 점성토층
-. 토질층이 복잡하고 투수계수가 상이한 지층
-. 정밀 주입과 복합 주입이 요구되는 지층
-. 반복 주입이 요구되는 공극이 큰 지층
다. 장점
-. 약액주입공법 중에서 고결강도가 높고 침투성이 양호하다.
-. 타공법에 비해 공사비가 저렴하다.
-. 소정의 위치에 균일하게 주입이 가능하므로 확실한 주입 효과가 있다.
-. 협소한 위치에서도 시공이 가능하다.
-. 동일 개소에 상이한 종류의 주입재를 반복 주입할 수 있다.
-. 주입 후, 필요하다고 인정되는 개소에 쉽게 재주입할 수 있다.
-. 겔타임의 조절은 시멘트량의 증감에 의하므로 간단하다.
-. 천공과 주입으로 작업 공종을 분리하여 진행시킬수 있으며 작업이 단순하고 시공관리가 용이하다.
라. 단점
-. 주입 압력의 세심한 측정이 필요하다.
-. 장기적 상태에서는 차수효과가 떨어진다.(특히, 지하수 유동시)
-. 외력에 의한 진동 및 충격에 저항이 적다.
-. 미세 공극의 지반 효과가 불확실하다.
-. 1열 시공시 차수 효과가 적다.
(3) 시공시 유의 사항 및 현황 사진
가. 시공시 유의 사항
-. 작업 전, 현장 원위치 시험 실시 검토
-. 천공 위치 및 선형(일직선) 점검
-. 수직도 점검 및 천공 심도 확인 : 지층별 토질 특성 기록
-. Seal재 및 약액의 겔 타임과 지질 특성에 따른 배합비 결정
(Seal재 : 120 ~ 180 sec, 약액 : 4 ~ 8 min)
(Seal재 : 시멘트-200kg + 벤토나이트-62.5kg)
-. 맨젯튜브의 구멍 개소(4~8) 및 간격(0.3~0.7m) 결정
-. 시공 심도 확인 : 맨젯튜브 길이 및 더블팩커 삽입 길이 점검
-. 주입 압력 점검 : 4 ~ 8 ㎏/㎠(Seal재는 무압, 설계는 10 ~ 20 ㎏/㎠)
-. 조성 위치 주변 관찰 : 지반 이상 유무 관찰
-. 주입량 점검 : Q = v × n × α × (1+β)
v : 주입 개량 범위의 총 체적
n : 지반의 간극율
α: 지반 간극에 대한 주입재의 충진율
β: 주입재의 손실 계수
토 질 N치 간극율 충진율 손실율 주입율
점성토 10 ~ 15 50 ~ 70% 30~40% 10 % 50% 이하
사질토 10 ~ 30 35 ~ 45% 50~60% 10 % 50% 이상
풍화암 40 이상 25 % 60 % 10 % 23 % 이하
-. 28일 양생 후, 일축압축강도 점검(자갈층 부적합 : 케이싱 삽입 곤란) 점성토 : 4 ~ 6 ㎏/㎠, 사질토 : 10 ~ 20 ㎏/㎠
-. 흙막이 가각부의 주입폭 확보 방안 점검
-. 지반 고결화에 따른 차수벽 주입폭 확보 여부 육안 점검
-. 차수 확인용 천공홀에 의한 누수 시험 육안 점검
