1. 공법개요
제트 그라우팅은 고속 및 고압 하에서 하층토(또는 처리 중인 토양)에 안정화 주입재를 주입하는 것과 관련된 토양 안정화 방법이다.
주입 과정에는 주입 장비뿐만 아니라 일정량의 현장 준비도 필요하다.
제트 그라우팅에 의한 토양 안정화는 토양 내 그라우팅된 주입재의 경화로 인해 발생된다.
이렇게 경화된 구체는 요구 사항에 따라 수많은 양의 그라우팅된 시멘트 기둥과 같은 형태를 띄므로 토양이 안정화된다.
이러한 기둥을 제트 기둥 또는 제트 그라우트라고 합니다.
2. 제트 그라우팅 절차
처음에는 토양을 처리해야 할 지역을 선택하고 필요한 깊이까지 천공한다.
천공깊이는 연약한 하층토가 얼마나 깊이 존재하는지에 따라 달라진다.
천공경은 약 10~20cm 정도로 작으며, 고압에서 드릴링 시스템을 회전시켜 원하는 깊이까지 드릴링할 수 있다.
다음 단계는 주입 공정을 수행하기 위해 드릴 구멍 위에 장비를 배치하는 것이다. 장비는 직경이 거의 7~10cm인 . 제트 그라우팅 스트링으로 구성된다. 이 주입관 끝에는 더 빠른 속도로 분사하기 위한 노즐이 있다. 노즐의 직경은 노즐의 직경은 1mm에서 10mm 사이로 작다.
이제 시작 부분에서는 스트링을 올리고 천천히 회전시켜 기둥 표면 전체를 흙과 주입해야 할 유체 시스템으로 밀봉한다. 메인 분사가 시작된다.
분사가 진행됨에 따라 주입재가 회전 운동을 통해 주입되고 스트링 올라간다.
그 과정 사이에 지반내 진흙의 일부가 생성되고 유체 혼합물이 위로 올라오는데, 이를 성과물 이라고 한다.
이는 바닥이 그라우트와 토양 혼합물로 완전히 밀봉되었음을 나타낸다.
스트링의 들어올림은 각 올림마다 개량깊이에 따라 40~100mm 간격으로 공정간격을 두고 회전을 하게 된다. 끌어올리는 것이 스트링의 회전과 함께 연속적인 과정인 특정 시스템이다.
장비의 회전 속도는 선택한 방법에 관계없이 일정하게 유지되며 이는 적절하게 세련된 그라우팅 기둥을 조성하는 데 도움이 된다.
하층토에 주입되는 주입재에 따라 분류된다.
주입재는 다음과 같다:
• 그라우트, 즉 단일 주입재의 경우 물 + 시멘트
• 이중관 주입 : 공기 + 그라우트
• 3중관 주입 : 물 + 공기 + 그라우트
사용된 주입재에 따라 제트 그라우팅 스트링은 그림 3과 같이 다양한 파이프 유형으로 구성된다.
그림 3: (a) 단관 주입 (b) 이중관 주입 (c) 삼중관 주입 제트 그라우팅 시스템
1) 단관 주입 제트 그라우팅 시스템
단일 유체 시스템의 경우 W-C 그라우트는 하나 이상의 노즐을 통해지면에 주입됩니다. 여기서 토양 재성형과 후속 합착은 동일한 유체를 사용하여 수행된다. 과도한 오염물을 제거하는 기능과 결합 작용은 모두 하나의 유체에 의해 수행됩니다. 이 시스템은 운동에너지 손실이 크다는 한계가 있다.
이는 단일 유체만으로는 관리하기 어려운 높은 마찰력이 존재하기 때문이다.
2) 이중관 제트 그라우팅 시스템
제트 그라우팅의 이중관 시스템에서는 토양 분해 및 접합이 단일 주입재인 물-시멘트에 의해 수행된다.
그라우트와 차이점은 그라우트 제트가 에너지 감소 효과를 높이는 공기 영역으로 보내진다는 것이다.
손실. 이를 위해 그라우팅 노즐 주위에 위치한 동축 연간 노즐을 통해 보다 적합한 에어 제트가 제공됩니다. 여기서 과도한 공기 상승 작업으로 토양이 제거된다.
3) 삼중관 주입재 제트 그라우팅 시스템
여기서는 토양 재성형과 접합이 명확하게 구분된다. 토양의 흐트러짐은 고속 워터 제트와 공기에 의해 수행된다.
이중관 시스템에 사용되는 것과 유사한 구슬형 노즐에 의해 공급되는 같은 축에 공기 제트의 영향으로 워터 제트가 제공된다.
물-시멘트 그라우트는 모니터나 노즐의 하부에 위치한 별도의 노즐에서 채취된다.
그라우트의 목적은 워터제트에 의해 이전에 재성형된 토양을 시멘트로 굳히는 것이다. 이러한 이유로 그라우트가 더 낮은 속도로 전달된다.
3. 제트 그라우팅의 응용
제트 그라우팅 지반 개선 방법이며 다음과 같은 용도로 적용된다.
1) 수평 차단벽 구축
2) 지하수 관리
제트기둥은 댐 주변이나 오염된 토양 지역 주변의 지하수를 제어하는 수평 차단벽 역할을 할 수 있다.
이는 또한 토양 투수성을 감소시킨다.
3) Underpinning
제트 그라우팅은 주로 얕은 기초 시스템을 안정화하는 방법으로 사용될 수 있다.
이 절차에는 근처 기초를 뚫고 더 나은 하중 분산을 위해 기초 아래에 안정적인 기반을 만드는 작업이다.
4) Tunneling
제트 그라우팅은 터널 건설 현장을 안정화시켜 터널 공사에 필요한 중장비를 인근 지역을 불안정하게 하지 않고 사용할 수 있도록 해준다.
5) 굴착 지원
제트 그라우팅의 장점
제트 그라우팅은 구현 시 성공의 근본 원인인 다음과 같은 이점을 제공한다.
▫ 큰 지반교란(하층토)을 일으키지 않으면서 대형 시멘트로 구성된 기둥 생성
▫ 기둥은 다양한 모양으로 연속적인 요소를 형성하여 기계적 특성을 향상시키고 다공성을 감소시킨다.
▫ 시공 과정이 개선되어 더 나은 설계 개념이 등장하고 있다.
제한된 공간 작업과 어려운 현장 조건에서 매력적인 방법이다.
