Earticle

본 논문에서는 지열 히트펌프 시스템이 적용된 실제 시공사례 분석을 통하여 시스템을 적용함에 있어 지중 열교환기의 PE관 주위의 그라우팅재 배합비에 따른 열전도율 및 PE관 외부손상에 대한 영향을 분석하였다. 1차 그라우팅재 시험배합에서 1.45W/mK의 열전도값을 얻기 위하여 벤토나이트 20%, 실리카샌드 40%, 물 40%의 배합비로 조성한 그라우팅재를 주입하였으나, 벤토나이트 및 실리카샌드의 비율이 너무 높아 점도가 높아져 관의 폐색현상이 나타났다. 2차 그라우팅재로 선정하여 그라우팅을 실시하였으나, 그라우팅재의 비중이 약 1.7배 증가하여 심도 165~200m 지점에서 PE관이 지속적으로 외압을 받아 압착되는 현상이 발생하였다. 관의 폐색현상과 압착현상을 해결하고자 벤토나이트 20%, 물 80%의 배합비를 가지는 3차 그라우팅재를 제작하였으며, 이는 0.79W/mK의 열전도도를 가지는 것으로 분석 되었다. 2차 그라우팅재에 비해 낮은 열전도도로 인해 지열펌프 시스템 적용을 위한 총 천공길이가 25,174.9m에서 28,746.5m로 3,571.6m 증가하였으며, 이에따라 총 천공수량이 126공에서 144공으로 18공 증가하였다.

This paper is intended as an investigation of effect thermal conductivity and external damage of PE-pipe around for ground heat exchanger on grouting materials mixing ratio. To get a thermal conductivity value of 1.45W/mK in a primary grouting material made the mixing ratio to be made of bentonite 20%, silica sand 40%, water 40% However, Clogging of tremie pipe appeared owing to high viscosity of bentonite and silica sand ratio. As well, Third smaple that it was selected second grouting materials carried out grouting. However, PE-pipe pressure phenomenon to get a external pressure consistently in the depth 165~200m places was caused by around 1.7 times increase of grouting material specific gravity. Third grouting materials that it had mixing ratio of bentonite 20%, water 80% was constructed to solve clogging phenomenon and pressure phenomenon. And It was analyzed by having heat conductivity of 0.79W/mK. Total boring length increased 3,571.6m from 25,174.9m to 28,746.5m owing to low heat conductivity in comparison with second grouting materials. Thus total boring quantity increased from 126 to 144.

연구목적: 본 연구에서는 기존 주입공법의 문제점을 개선하기 위한 친환경적인 주입재를 개발하고 시 험을 통해 현장 적용성을 확인하기 위한 연구를 수행하였다. 연구방법: 친환경 주입재와 기존 주입재 (L.W, S.G.R)의 호모겔 공시체를 각각 제작하고, 실내시험(일축압축강도, 투수계수, 수축성, 내화학성, 용출성, 어독성, 폐기물공정)을 실시하여 물리화학적 및 공학적 특성을 비교·검토하였다. 연구결과: 실 내시험 결과 친환경 주입재가 기존 주입재에 비해 모든면에서 우수하였으며 주입재료로서 실제 현장 에서 시공적합성을 실험하고 지반개량 효과를 확인할 수 있었다. 결론: 본 연구에서 사용된 주입재는 강 도증가 및 투수성 감소 등의 기본적인 물성을 만족하면서 친환경적인 특성을 가지고 있어 지반의 조건 과 적용에 관계없이 범용적으로 사용이 가능한 재료로 판단되었다.

Purpose: In this study, a grout material mixed using non-alkaline silica-based materials, which is an eco-friendly injection material to stabilize ground, is investigated to improve conventional problems. Method: The homogel specimens of Eco-Friendly Non-Alkaline Silica Sol (ENASS) and L.W. and S.G.R., representative silicate grouting are manufactured. Physicochemical and engineering properties of the specimens are evaluated in laboratory with uniaxial compression strength, hydraulic conductivity, shrinkage, chemical resistance, elution, fish poison, waste leaching. Result: Laboratory test results show that the ENASS was superior in all aspects compared to the existing injection matirial. The suitability of the grout material with ENASS is investigated with filed tests. Conclusion: The results of laboratory and field tests demonstrates that the grout material with ENASS is eco-friendly material that increases the strength, decreases the permeability, and discharges pollutants without leaching.

This study focuses on reinforcement agents for wall damage, such as cracks, breakage, or delamination, for mural paintings from the Payathonzu temple. Experiments were conducted with filling and grouting agents based on the reinforcing method. In the filling reinforcement experiment, different mixing ratios of lime to sand, and additives (jaggery, seaweed glue, and Primal SF-016) were used. In the grouting reinforcement experiment, the mixing ratio of lime and pozzolan was the same, and the additive types were identical to the filling reinforcement experiment. The filling reinforcement experiment showed that there were fewer physical changes such as contraction, with a greater mixing ratio of lime to sand, however, the compressive strength decreased as the mixing ratio increased. With additives, the change in volume of agent decreased and the compressive strength increased, which was especially prominent for jaggery and Primal SF-016. The grouting reinforcement experiment showed that there was a remarkable contraction with an increased amount of moisture that originates from the characteristic of grouting agents that requires flowability. With additives, the water content of the agent decreased, whereas the compressive strength and adhesion increased. Among the additives, Primal SF-016 exhibited the highest compressive strength, and seaweed glue exhibited the most considerable viscosity and adhesion. The study results showed that the characteristics of reinforcement agents vary according to the mixing ratio and additives of the filling and grouting agents. Therefore, it is necessary to selectively apply the mixing ratio and additives for different reinforcement agents considering the wall damage for conservation treatments.

방조제 차수공사를 실시하는 현장 지반의 하부에 철재이물질과 돌망태 와이어 등이 매립되어 있는 것으 로 확인된 상황에서 강널말뚝(sheet pile)을 풍화대까지 항타하는 것이 현실적으로 불가능하므로 상부는 철 재이물질(돌망태 등)이 없는 심도까지 T-4 및 Vibro Hammer 에 의한 강널말뚝(sheet pile)을 이용하여 차 수하고, 철재이물질과 돌망태 와이어 등이 매립되어 있는 것으로 확인된 하부 풍화대까지는 그라우팅에 의 한 차수를 시도하는 현장차수방법을 시공하여 성공적으로 차수결과를 얻을 수 있었다.

그라우팅 공사에서 재료의 주입범위를 제한하기 위해 사용되는 대표적인 공법은 약액을 사용하여 시멘트계 재료의 겔화를 유도하는LW법(Labiles waterglass method)으로 이는 다양한 환경에서 사용되고 있으나 지하수의 유속이 빠르거나 지반 내 공극이 큰 경우 겔이되기 전 재료가 유실되는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 주입 시 유실을 최소화 하기 위하여 전기로환원슬래그 및 고로슬래그를 활용하여 가소성 그라우트재료를 제조하였으며 유동성, 강도특성, 해수 침지에 의한 내구성 및 주입성능을 검토하였다. 실험 결과, 가소성 그라우트 재료는 배합에 따라 105~143mm의 유동성을 가지며, LW법 대비 강도 및 내구성이 향상된 결과를 확인하였다. 또한 진동 및 충격을부여하는 공법을 함께 적용하여 일반공법 대비 차수효과가 개선됨을 확인하였다.

In grouting, the LW method is commonly employed to induce the gelation of cementitious material using water glass, thereby restricting the extent of material injection. Nevertheless, challenges manifest when materials are lost before gelation, particularly in regions with high groundwater flow rates or significant subsurface voids. This study developed a thixotropic grout material using LFS and GGBFS to mitigate material loss during injection, with an assessment of its flow characteristics, durability in marine exposure, strength, and injection properties. The outcomes revealed that the thixotropic grout material exhibited flow ranging from 105 to 143 mm and enhanced strength and durability compared to the LW method. Furthermore, field tests substantiated that applying vibration and impact improved impermeability.

저수지 누수구간에 대한 그라우팅 효과 확인을 위하여 저수지 제체를 대상으로 보통 포틀랜드 시멘트와 초미립자 시멘트를 사용한 주입시험과 다양한 수리시험을 수행하였으며, 그라우팅 전후에 전기비저항 탐사를 추가하였다. 초미립자 시멘트를 주입한 결과 주입압은 보통 포틀랜드 시멘트에 비해 상대적으로 낮았으며, 투수계수는 그라우팅 이전에 비하여 각각 약 10∼100배와 약 10배 정도 낮아짐에 따라, 초미립자 시멘트를 주입한 경우의 개선효과가 상대적으로 양호한 것으로 나타났다. 그라우팅 효과 검증을 위한 쌍극자배열 전기비저항 탐사 결과 그라우팅 이후 전극 전개수별 겉보기 비저항 이상곡선이 양호한 연속성과 주입 구간 전체에서 저비저항대가 수평적으로 발달되는 결과가 나타났으며, 3지점을 대상으로 장기간의 전기비저항 수직탐사를 적용한 결과 겉보기 비저항을 이용하는 경우 주입 이전에 비해 낮아지는 구간으로 주입 구간 확인이 가능하였다. 또한 탐사자료에 1차원 역산을 수행한 경우는 겉보기 비저항의 결과와 유사하지만 상대적으로 주입 구간의 결과를 정량적으로 비교할 수 있는 것으로 나타남에 따라 전기비저항 탐사의 적용성이 높음을 확인하였다.

To evaluate reinforcing effect of two types of grout mixture, ordinary portland cement and microcement, on the water leakage region in dike, we performed both injection test and hydraulic test. We also applied electrical resistivity survey using dipole-dipole and Schlumberger arrays to see resistivity variation before and after grouting. We found that injection performance of microcement is much higher than that of ordinary portland cement and that the permeability ranges reduced ten to hundred times and ten times, respectively. In the results of resistivity survey using dipole-dipole array along the crest of dike, we could not find noticeable spatial variation in the resistivity distribution array after grouting. Long term resistivity monitoring results at three points of dike with Schlumberger array showed that the decreasing region of apparent resistivity and inverted resistivity in the one dimensional inversion were the occupied region by grout after grouting. From these result, we could show that the resistivity survey is quite effective to evaluate grout region in dike.

본 연구에서는 제주도 서부 한경-대정수역에서 높은 전기전도도(EC)와 pH가 관측된 10개의 지하수 관정을 대상으로 이상 수질 발생 원인을 파악하기 위해서 관정 시공 상태 확인, 공내 영상 및 EC 수직 검층, 음·양이온 이온 분석, 지하수 내 백색 부유물에 대한 SEM-EDS 분석을 수행하였다. 이상 수질을 보인 대부분의 관정은 지하수면 하부 구간까지 오염방지 그라우팅이 이루어졌고, 공내 EC는 300~10,000 μS/cm 범위의 값을 나타냈다. 또한, 인근 지하수 관정보다 높은 음·양이온 농도를 갖는 점, pH가 8.2~12.7로 약염기~강염기성을 띄는 점, 백색 부유물의 주요 구성 성분이 산소와 마그네슘인 점을 근거로 연구대상 관정의 이상 수질 현상은 질소 오염원이나 해수의 영향에 의해 유발된 것이 아니라, 관정 시공 시 채움 그라우팅에 사용된 시멘트 몰탈로부터 비롯되었음을 국내 최초로 보고한다. 지하수 관정 개발 과정에서 이루어지는 오염방지 그라우팅이 수질에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서는 향후 지하수 개발·이용시설기준 제정이 필요하다.

In the Hankyung-Daejeong watersheds of western Jeju Island, several groundwater wells showed abnormal measurements of high electrical conductivity (EC) and pH. To identify the causes of this abnormal water quality, we conducted borehole imaging, vertical EC logging, groundwater quality analysis, and SEM-EDS analysis of white suspended matter in the well. Most of the wells showing abnormal water quality had well-grouting below the water table, with borehole EC values ranging from 300 to 10,000 μS/cm. The wells exhibited higher ion concentrations compared to nearby wells and had a high pH range of 8.2 to 12.7, indicating a slightly to strong alkalinity. The primary components of the white-colored suspended matter were identified as oxygen and magnesium. These findings suggest that the abnormal water quality of the study wells is caused by the cement mortar used for grouting during well construction rather than by nitrate contamination or seawater intrusion. To prevent the influence of well-grouting on water quality during groundwater well development, an establishment of standards for groundwater development and utilization facilities is needed.

노후 지방도 급경사지 도로구간의 지하수 등으로 인한 토립자 유출 및 침하가 발생하여 도로 통행에 대하여 안전성을 확보하기 위하여 통행 중인 구간을 최대한 보존하며 시공성을 고려한 저유동성 몰탈형 주입공법 그라우팅 기술이 선정되었다. 특히, 공사 중 과도한 주입압력에 의한 도로하부의 수압파쇄, 급경사지의 토립자 유출 및 도로의 융기 등의 피해가 발생할 우려가 있어 기존 일반적인 저유동성 공법을 새롭게 개선하여 적용하였다. 본 연구는 ◯◯도 ◯◯군에서 발주한 ◯◯고개지구 급경사지 붕괴 위험지역 정비공사로 도로 지반 보강공사 현장에서 수행하였다. 본 연구에서는 개선된 저유동성 몰탈형 그라우팅공법은 새로운 자동화그라우팅 관리시스템을 적용하였으며 특히, 고압조건 예비그라우팅시험에 의한 그라우팅 시공조건 결정 및 개선된 자동화 그라우팅 시스템을 이용한 주입시공 기술을 포함하며, 또한, 개선된 기술의 주입효과평가를 위한 연구를 수행하였다. 개선된 저유동성 몰탈형 그라우팅공법의 적용으로 노후 도로 침하, 건축물 및 토목 구조물의 부등침하 방지 및 지하수 유출 구간에 대한 토립자 유출 방지 등 도로 유지관리 공사 시 원활하게 운영할 수 있는 근거를 마련할 수 있었다. 또한, 향후 노후 도로 침하방지 그라우팅 공사뿐만 아니라 다양한 건축물 및 토목구조물(철도, 지하철, 교량, 지하구조물, 전석 및 석회석 공동구 등) 그라우팅 공사에 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

Low-flow mortar injection method grouting technology was selected and the traffic area was preserved as much as possible in order to secure safety for road traffic when the outflow and subsidence of landfill occurred due to ground-water, and etc. In particular, the current existing method was newly improved since there are risks of damage such as hydraulic fracturing at the lower part of the road, spilling of soil particles on steep slopes, and bumps on the road due to excessive injection pressure during construction. This study was carried out at the site of reinforcement work on the road as a maintenance work for the danger zone for collapse of the steep slope of the 00 hill, which was ordered from the 00 city 00 province. The improved low-flow mortar type grouting method adopted a new automated grouting management system and especially, it composites the method for grouting conditions decision by high-pressure pre-grouting test and injection technology by AGS-controlled and studied about grouting effect analysis by using new technology. By applying the improved low-flow mortar type grouting method, it was possible to lay the groundwork for road maintenance work such as the prevention of subsidence of old roads, uneven subsidence of buildings and civil engineering structures, and of soil leakage of ground-water spills. Furthermore, the possibility of application on future grouting work not only for just construction that prevents subsidence of old roads but also for various buildings and civil engineering structures such as railroads, subways, bridges, underground structures, and boulder stone and limestone areas was confirmed.

컴팩션 그라우팅 공법, 일명 CGS (Compaction Grouting System) 공법은 저유동성 그라우트재의 주입을 통해 주변 지반을 압밀·다짐하여 원지반의 물성 향상은 물론 지중 그라우트 구근체의 형성을 통해 복합지반 거동을 기대함으로써 지반을 개량하는 공법이다. 그러나 기존 컴팩션 그라우팅 공법에 사용되는 펌프는 한 번에 여러 공을 동시에 주입하기 어려워 시공 물량이 많아 신속함이 요구되는 공사 시에 시공 효율성 확보가 어려웠다. 따라서 본 논문에서는 3공까지 동시주입이 가능한 다중 동시주입 컴팩션 그라우팅 공법을 개발하여 현장시험을 통해 지반 보강효과의 적용성을 평가하였다. 현장시험은 점성토 연약지반에 단일공과 3공 삼각 배열로 각각 시험시공하고 그라우팅 주입 전·후 표준관입시험(SPT)을 수행하여 그 결과를 비교·분석하였다. 최종적으로 점성토 연약지반에서 다중 동시주입 컴팩션 그라우팅 공법의 적용 시, 요구되는 적정 동시주입 이격거리와 충분한 지반 안정화 시간 확보의 중요성에 대해 제언하였다.

The compaction grouting method is one of the conventional ground improvement methods, which consolidates and compacts the surrounding ground through the injection of grout materials with low mobility. Injecting the grout into the ground can improve the soil properties, as well as form a composite of soil-grout columns. However, the conventional grout pumping is not applicable to handle multiple injection holes at the same time, which may diminish its constructability when the construction time is not enough. This paper proposes a simultaneous multiple compaction-grouting method using a new pump system developed to cover up simultaneously three injection holes at a time. Field injection tests with a single injection hole and with triangular arrangement of injection holes were conducted to evaluate the applicability of the proposed method to soft clay ground. In addition, a series of standard penetration tests (SPTs) were performed to assess the efficiency of each arrangement in improving the soft ground. It is noted from the in-situ test results that the interval distances between injection holes and the elapse time for ground stabilization are the crucial factors governing the applicability of the simultaneous multiple compaction-grouting method to improve the soft clay ground.

저토피 철도터널구간의 안전 및 시공성을 고려한 굴착보조공법으로서 강관다단 그라우팅 기술이 선정되었다. 특히, 공사 중 과도한 주입압에 의한 지반파괴로 피해가 발생할 우려가 있어 기존 강관다단 그라우팅 공법을 새롭게 개선하여 적용하였다. 본 연구는 00공단에서 발주한 000노반시설 기타공사 구간 중 00안 고속도로 및 00휴게소(하행) 진입로 하부로 통과하는 토피고 11.3~12.1 m 두께의 저토피 철도터널 현장에서 수행하였다. 개선된 강관다단 그라우팅 공법은 새로운 한계주수시험법을 이용한 시공 전 시공조건 평가 기술, 절리의 간격평가, 적합한 주입압력 평가, 최적의 작업완료시간 평가, 주입유형분석에 의한 주입효과평가 기술 등이다. 개선된 강관다단 그라우팅 공법의 적용으로 터널굴착공사 중상부 저토피 구간의 도로를 원활하게 운영할 수 있는 근거를 마련할 수 있었다. 또한, 향후 저토피 구간의 터널강관다단 그라우팅 공사뿐만 아니라 다양한 터널(도로, 지하철, 공동구 등) 강관다단 그라우팅 공사에 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

The newly improved multistep steel pipe grouting method was applied to an existing steel pipe-reinforced grouting method. It was applied in order to prevent a damage caused by ground failure from excessive grouting pressure in a tunnel construction. The tunnel goes under a highway and a ramp connected to a rest area on OO highway with 11.3~12.1 m depth cover and is a part of roadbed facility construction section ordered by OO public corporation. The improved grouting method provides pre-construction work condition assessment technique through new water injection limit test and grouting effect assessment technique by grouting type assessment. It also includes assessments on interval of joints, appropriate grouting pressure, and optimal operation time to be applied to current operations. Application of the grouting method allowed the smooth road management in shallow-depth grouting construction area located upper part of tunnel excavation. Moreover, the possibility of the application of the method not only to shallow-depth grouting construction but also to various steel pipe-reinforced grouting constructions was confirmed.

그라우팅은 건설공사에서 지반의 갈라진 틈이나 공동, 공극 등에 적절한 충전재를 압력을 이용하여 주입하는 것으로, 굴착공사 시 누수방지와 불안정한 지반의 보강을 위하여 광범위하게 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 널리 이용되고 있는 그라우팅 물질 내 중금속에 의한 주변 토양-지하수에 미치는 오염영향을 평가하고자 하였다. 그라우트 재료 내 포함되어 있는 중금속은 Cr, Fe, Ni, Cd, Pb 등이 있으나 Ni와 Cd는 함량이 극히 작아 용출실험 대상에서 제외하였다. 중금속 중 양적으로는 Fe가 가장 많이 함유되어 있으며, OPC(Ordinary Portland Cement)의 경우는 Pb 함량이 높게 나타났다. 모의 시편에 대한 용출실험결과는 PH<4 인 조건에서 모든 시료중 중금속 용출량이 높았으며, Cr을 제외한 Pb, Fe 등은 PH<7 인 조건과 증류수 용출실험 상태에서는 거의 용출되지 않았다. 그라우팅 시편의 표면적을 달리한 용출시험을 통해 시편의 표면적이 중금속의 초기용출속도에 영향을 미치나 중금속의 총용출량에는 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 인공풍화시험을 통하여 용출실험을 수행한 결과 일반 실험조건에서는 용출되지 않던 중금속이 용출되는 것이 확인되었다. 이는 풍화가 그라우팅 재료내 중금속의 용출에 영향을 주는 것으로 판단되며 특히 지반환경 조건이 폐광산 지역과 같이 산성인 곳에서는 그라우트재료에 의한 중금속 오염의 우려가 높다.

Grouting is an injection of appropriate materials under pressure in the area of joint, cavities and pores of the ground. It has been widely used not only to block the groundwater in excavation work but also to reinforce the stiffness of the ground. Recently, the studies of grouting impacts on environmental contamination of ground have been on the increase. The purpose of this study is to estimate the impacts of heavy metals in grouting materials on environment by selecting the grouting operations which have been widely used in Korea. Chromium, Fe, Ni, Cd and Pb were detected in grouting materials, the concentrations of Ni and Cd, however, were negligible. Among the heavy metals, the concentration of Fe was the highest in all grouting materials whereas the highest content of Pb was found in the OPC(Ordinary Portland Cement). In the case of leaching test result on simulated grouting specimens, heavy metals were detected significantly at condition of under pH 4 while Pb and Fe were not leached at under pH 7 and without pH control. As the surface area of specimens increased, amounts of leached heavy metals also were risen. But the concentrations of heavy metals were reached maximum and sustained constant value after quite a few time. According to weathering test, it was shown that heavy metals which had not been leached at normal condition test were leached in test with weathering. From this point, it is apparent that weathering was highly correlated with the leaching of heavy metals in grouting materials. It is evident that the leaching of heavy metals from grouting materials was significant in acidic condition, such as the condition of the abandoned or closed mine areas.

터널 굴착 시 내부로 유입되는 지하수의 차단 목적으로 사용되는 주입재를 3차원 절리망 모델링을 이용한 주입재 유동해석 프로그램과 단일절리면에서의 주입체적비를 사용하여 주입재의 유동범위 및 차수효과를 예측하는 방법을 연구하였다. 분석 결과, 절리면의 거칠기가 클수록 주입재의 유동범위는 작게 나타났으며, 절리가 잘 발달된 곳으로 주입재가 편중되게 분포되었다. 따라서 주입재의 유동범위는 절리의 거칠기 및 기하학적 특성에 따라 제한을 받는 것으로 나타났다. 거칠기가 큰 단일절리면에서는 불규칙한 간극분포로 굴곡이 심한 형태(tortuosity)의 유로가 형성됨에 따라 주입이 제한되어 결국 주입체적비가 감소되었다. 3차원 절리망 해석 결과 원형공동 내부로의 유입량이 약 95%까지 감소하는 차수효과를 얻었으며, 절리면의 거칠기가 10에서 14까지 변화하여도 달라지지 않았다.

The method to predict the extent of grout flow and seepage cutoff effects is studied using a computer program which is based on three-dimensional joint network modeling. The grouted volume ratio in a single joint plane is analyzed and used to predict the groundwater flow into a circular tunnel. The results show that as the joint roughness coefficient increases, the extent of grouted zone becomes smaller. The grout is concentrated in the place where joints are well developed. The extent of grouted zone depends on the roughness and geometric characteristics of joints. The analysis of a single joint plane having a large joint roughness coefficient shows that the grouted volume ratio is decreased, as more tortuous flow channels are formed by nonuniform aperture distribution. The three-dimensional joint network analysis of groundwater flow into the circular tunnel has shown a significant seepage cutoff effects around 95% irrespective of the joint roughness coefficient from 10 to 14 tested.

댐체 구조물 사면부(RIM부)는 본체와 원지반이 접속하는 매우 중요한 접촉부(interface) 이다. 일반적으로 댐 구조물 사면부 지반보강을 위한 그라우팅 설계시 제한된 자료(시추공, 지질도 등)를 이용하여 계획하기 때문에 사면부 RIM 그라우팅 대상 원지반 특성을 정확하게 고려하여 설계하기는 매우 어려운 실정이다. 또한, 실제 차수성이 확보된 원지반에 설계시 계획된 그라우팅 물량을 천공 주입할 경우에는 차수성이 확보된 원지반이 교란되어 차수효과를 오히려 저해할 가능성도 있다. 이를 극복하기 위해서는 구조물 사면부(RIM) 그라우팅 수행 전에 지질여건을 우선적으로 고려하고 현장수리시험을 통하여 원지반에 대한 최적의 그라우팅을 실시여부를 결정하는 것이 기초처리 대상 지반의 차수성 확보에 매우 적합하다고 판단된다. 본 논문에 적용된 RIM부 그라우팅 판단여부를 결정하기 위하여 대상 구간의 사면구간 암반에 대하여, 파일럿 홀(Pilot hole) 수압시험 수행 분석결과 1 Lugeon 이하의 차수성을 나타내며, 시멘트 주입량 역시 1 kg/m 이하의 주입결과를 나타낸다. 이때는 그라우팅을 실시하는 것이 오히려 역효과가 난다고 판단된다. 이 시험결과 수치는 사면 절취시 육안관찰과 지질도 작성결과를 이용하여 분석할 때 댐 설계 기준인 1 Lugeon 이하의 경우가 되어, 괴상(Massive)의 차수성이 어느 정도 확보된 암반으로 평가할 수 있다. 따라서 댐체 구조물 사면부에 RIM 그라우팅의 실시 결정기준은 암반상태에서 1 Lugeon 차수성이고, 시멘트 주입량 역시 1 kg/m을 기준으로 하여 RIM 그라우팅 실시여부를 결정하는 것이 바람직하다고 판단된다.

Dam slope RIM is a highly important contact interface where the main body and the base surface are connected. In general, when the grouting for the slope of the dam structure is designed, it is planned using limited data (drilling, geological map, etc.). This makes it very difficult to accurately consider the original ground characteristics of the slope RIM grouting target, In addition, when the grouting volume planned during the design is drilled and injected into the original ground where the waterstop is secured, there is a possibility that the original ground with the waterstop is disturbed and the effect of the waterstop is rather diminished. In order to overcome such problems, it is more suitable to first consider geological conditions and determine whether to perform optimal grouting on the original ground through on-site repair tests before performing RIM grouting. In this paper, to determine the grouting of the RIM unit, a pilot hole water pressure test was performed on the rock of the slope in the target section. The analysis shows grouting volume of 1 Lugeon or less, and the cement injection amount also shows the injection result of 1 kg/m or less. In this case, performing grouting is rather counterproductive. This result can be evaluated through a rock of which some degree of order of mass is secured, as it is a dam design standard of 1 Lugeon or less when analyzed, using the results of visual observation and geological map creation during slope cutting. Therefore, in conclusion, it is preferable to make the decision for using RIM grouting on the slope of the dam body structure, based on 1 Lugeon in a rock state, and the cement injection amount also at 1 kg/m.

대수층에서 약액주입에 의한 차수효과를 검토하고자 동수조건을 변화시킬 수 있는 1.5 shot system의 특별주입장치에 의해 유속변화에 따른 시료토의 고결상태를 확인 조사하고, 약액의 내구성을 파악하기 위해 변수위투수시험에 의해 시간의 경과에 따른 투수계수변화를 측정하였다. 동수지반에서 차수효과(내구성)를 증대시키기 위해서는 약액의 지하수에 희석, 유실되지 않도록 유속에 반하여 gel-time을 짧게 하는 한편, 약액의 농도, 주입량(주입률) 및 주입속도를 높혀 주며, 반응율이 큰 경화제를 사용한다든지 약액 중의 수분을 작게 되도록 배합하는 등의 조치가 유효하며 직접적인 방안으로는 주입공의 간격을 좁히거나 주입열수를 늘리는 등의 대책이 필요하며 더욱 이들 제 계수는 실내주입시험 및 현장시험주입 등에 의한 자료를 바탕으로 결정함이 바람직하다.

The purpose of this study is to examine the cut-off effect in aquifer by chemical grouting. Moreover, injection tests using specially prepared injection equipment of 1.5 shot system which hydrauric condition can be controlled are attempted to investigate the cut-off effect by confirming the gelling condition of samples according to the variation of flow velosity. And the permeability is measured according to changing of time by falling head test in order to consider the durability of grouts. Therefore to increase the cut-off effect in groundwater flow, shortening the gel-time according to the increasement of flow velocity, increasing the concentration and quantity of grouts(grouting ratio) according to the increasement of that, and as another direct method, contracting the distance between grouting holes or enlarging the grouting line should be done. These coefficients should be designed by data based on injection test in laboratory and field.

Recently, the construction method of high pressure jet-grouting is in wide-use, for the purpose of structure foundation ground, reinforcing of ground behind propped retaining walls and cut-off in order to perform safe construction of underground excavation work. This study was performed a serious of tests of field permeability and unconfined compressive strength upon ground improved established on the ground behind propped retaining walls and examined proper jet mechanism by changing the construction parameter value of high pressure jet-grouting. In addition, we got the conclusion like the followings as a result of inspecting the condition of earth pressure distribution and deformation, using elasto-plastic method and FEM. 1. In that characteristics of strength of ground improved, with the same condition of construction parameter, unconfined compressive strength of sand gravel is shown bigger than that of silty sand by about 1.6 times and cut-off effect is shown to have effect of reducing the permeability of original ground by about 10$^{-2}$ ~10$^{-3}$ cm/s. 2. As a result of analysis of figures of horizontal displacing quantity of propped retaining walls materials regarding before and after High pressure jet- grouting through FEM, the reducing quantity of 0.1~0.3mm in maximum horizontal displacement is shown.

풍력발전기, 송전탑, 굴뚝 등과 같은 타워 구조물의 기초는 기초에서부터 하중 작용점까지의 거리가 멀고 큰 수평하중이 작용하여 매우 큰 전도모멘트에 저항해야 한다. 이러한 구조물을 경제적으로 지지하기 위해서는 암반층이라도 인발력을 받는 말뚝기초를 시공해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 암반매입 강관말뚝에 사용되는 주면고정액의 배합비가 주면지지력에 미치는 영향을 평가하기 위하여 물/시멘트비와 잔골재의 배합비를 실험변수로 삼아 모형실험을 수행하였다. 잔골재를 배합하지 않은 시멘트풀의 경우 물/시멘트비의 변화에 관계없이 최대 주면지지력과 잔류 주면지지력은 일정한 범위에 분포하였고, 잔골재가 배합된 경우는 물/시멘트비의 증가에 따라서는 감소하였고 잔골재 배합비의 증가에 따라서는 증가하다 감소하는 경향을 나타내었다. 잔골재가 없는 경우 최대주면지지력은 물/시멘트비에 상관없이 약 540~560kPa을 나타내었고, 잔골재비가 40%인 경우 물/시멘트비에 따라 약 770~870kPa을 보여 잔골재가 없는 경우에 비하여 약 40~55% 증가되었다. 본 실험에서 찾은 최적배합은 잔골재비가 40% 정도, 물/시멘트비가 80~100% 이었다.

Foundation of tower structures such as wind turbine, pylon, and chimney have to resist considerably large overturning moment due to long distance from foundations to load point and large horizontal load. Pile foundations subjected to uplift force are needed to economically support such structure even in the case of rock layer. Therefore, this research performed the laboratory model tests with the variables, W/C ratio and sand proportion, to evaluate the effect of the mix proportion of grouting material on shaft resistance. In the case of cement paste, maximum and residual shaft resistance were distributed in uniform range irrespective of the changes of W/C ratio. However in the case of mortar, they were decreased with increasing W/C ratio, while they were increased and then decreased with increasing sand proportion. In the case of no sand, the maximum shaft resistance was about 540~560kPa regardless of the W/C ratio. When the sand proportion was 40%, it was about 770~870kPa depending on W/C ratio, which was about 40~50% higher than that without sand. The optimum proportion found in this research was around 40% of sand proportion and 80~100% of W/C ratio.

Chemical grouting method is mainly used for construction of dams and reservoirs, stabilization and reinforcement of slopes, reinforcement of soft grounds such as embankments, dredging and landfills, the order of earthquake response method, and the reinforcement of structures. Recently, it is widely applied in construction sites such as highways, airfields, high-speed railways, subsea facilities, port construction works, tunnels, and subway works. As such, the demand for grouting continues to increase. The development of the grouting method was focused on increasing the strength of the ground, and the development of the chemical additives, the injection device, and the stirring device were mainly performed. But ordinary portland cement used for grouting is a product that consumes natural resources such as limestone, generates a large amount of greenhouse gases, consumes a large amount of energy sources, and it is time to develop products and new methods to replace them. In this study, Ordinary Portland Cement and New Grouting Binder (circulating fluidized bed boiler fly and blast furnace slag) were compared and analyzed by the following test. Homo-gel strength and homo-gel time, water quality analysis of the water used and soil contamination process tests of homo-gel samples were performed. In the case of NGB, when Using water is used as the reservoir water, the strength measured smaller than that of the other water. However, it shows about 2.5 times greater than the homo-gel compressive strength applied to OPC (7-day, reservoir water), so there is no problem with water quality when applied.

There are 17,427 reservoirs in Korea, of which about 96% were built before the mid 1980s. Therefore, aging is severe and reinforcement are necessary. In addition, aged reservoirs, which are more than 50 years old, account for 70% of the total. Therefore, there is a problem such as the collapse of the reservoir and the decrease of the storage capacity due to progress of aging with time. The grouting method using cement is mainly used as maintenance and reinforcement method of old reservoir. However, the grouting method using cement has engineering and environmental problems. In order to solve the engineering and environmental problems of cement grouting method, an eco-friendly grouting material was developed that mixes circular resource grouting binder, high molar ratio sodium silicate and colloidal silica. The engineering and environmental properties of the developed injection materials were evaluated by conducting gel time, homo-gel strength, sea water resistance test and environmental stability evaluation. Also, examined the possibility of replacing OPC existing aged reservoir reinforcement methods. As a result, it was found out that it was better than the conventional cement method in terms of engineering and environment. However, since this study is the result of laboratory test, it is necessary of verify the application at field of aged reservoir.

설계에서 쉬트파일을 풍화암층에 설차하는 것으로 계획하였으나 돌망태(사석층) 때문에 쉬트파일이 돌망태층을 관통하지 못하고 돌망태층 위에 설치된 현실적인 문제점을 그라우팅공법의 보완으로 당초의 차수효과를 얻을 수 있었다. 향후 유사현장 에서 적용 가능할 것으로 판단된다.