[논문]TAS공법의 적용성과 지반환경 영향

천병식; 여유현; 백정식; 최춘식

[국내논문] TAS공법의 적용성과 지반환경 영향
The Application and Geo-Enviromental Effect on TAS Method 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.3 no.3, 2002년, pp.27 - 36

천병식 (한양대학교 공과대학 토목공학과) , 여유현 ((주)에이펙엔지니어링, 한국해양대학교 공과대학 토목공학과) , 백정식 ((주)대솔지오텍) , 최춘식 (서울그라우팅 연구소)

초록
AI-Helper

일반적으로 우레탄 주입은 장기 강도와 환경친화적인 측면에서 우수성을 보이고 있다. 하지만 우레탄 공법은 짧은 Rise-time을 가지고 있으므로 주입구에서부터 아주 짧은 침투 반경을 보인다. 그러므로 깊은 지점의 지반개량을 위해서는 우레탄 공법이 사용 될 수 없다. 시멘트와 같은 다른 주입재는 급속한 경화가 필요한 현장에서는 그 대안이 되지 못하였다. 따라서 본 연구를 통해서 우레탄 공법의 단점을 TAS 공법을 통하여 보강하고자 한다. 현장실험을 실시한 결과 TAS 공법은 기존의 우레탄공법을 통하여 침투 주입 할 수 있는 거리보다 훨씬 더 먼 거리의, 10m 주입이 확인되었다. 또한 TAS 공법은 시멘트 그라우팅에 비해 상대적으로 짧은 Rise-time을 보이므로 주입 후 즉각적인 지반보강효과를 확인 할 수 있다. 짧은 Rise-time과 긴 침투주입구간 등의 장점으로 TAS 공법은 터널등에서 그 적용성이 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Generally, it is known that urethane injection is excellent in long-term durability and environment friendly for ground improvement. However, urethane grouting has short rise time thus the penetration distance from the injection point is so short. Therefore, urethane injection cannot be used for the site where requires ground improvement in deep location from the injection point. Other injection materials such as cement cannot be alternatives when rapid hardening is required. From this study, we improve disadvantage urethane injection by developing TAS method. From the field tests, it is ascertained that TAS increases injection distance over 10m, which is further than that of original urethane grouting. In addition, TAS has relatively short Rise-time compared to cement grouting thus instantaneous improvement can be mobilized right after the injection. Short Rise-time and long penetration distance provide excellent applicability for tunnel construction.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 사용 재료의 성질이 우수한 우레탄 약액과 주입 메카니즘에 의해 개량범위를 확대할 수 있는 공법으로 개발한 TAS공법(Tunneling method on Advanced reonforcing System)을 이용하여 주입재 및 주입지반의 지반개량특성 파악과 주입범위를 확대여부 파악을 위한 각종시험 및 현장시험을 실시하여 터널보조공법으로서의 적용성과 지반환경영향을 파악하고자 하였다.
본 실험에서는 사진 9와 같은 지름 100cm×150cm의 몰드 속에 현장에서 채취한 풍화토를 채워 넣고 몰드에서의 시료와 우레탄 약액의 혼합정도 및 침투성에 대하여 파악하고자 하였다. 몰드 시험에서는 평균 주입압 5kg/cm`으로 10kg의 약액을 저압주입하였으며 주입완료 후 사진 10과 같이 몰드의 크기와 형태가 같은 강도 높은 고결체를 얻을 수 있었다.

제안 방법

TAS 주입볼트는 그림 7과 같이 길이(L)가 6～12m, 볼트지름( )이 외관 50.8mm, 내관 34mm인 중공 이중강관으로 제작하여 넓은 영역까지 효과적으로 보강이 가능하도록 제작하였다.
5mm구멍을 뚫은 시험 주입볼트 제작하여 약 15°의 시공 각도로하여 주입볼트를 거치하고 각 구멍에는 테이핑 처리하였다. 각 시험경우별로 구멍의 크기, 수량 및 위치를 변경하면서 주입시작 후 Rise-time동안의 각 토출구별 약액 도달 시간 및 토출 유량을 결정하였으며 관 양측의 토출 유량이 같아질 때까지 반복하여 시험을 실시하였다. 시험결과는표 5와 같이 주입공의 위치와 크기에서 사진 8과 같은 최적의 토출 형태를 가짐을 알 수 있었다.
발포압에 의한 2차 침투 특성파악을 위하여 지름 6cm×높이 7cm의 원통형 몰드의 중앙에 지름 15mm의 강봉을 놓고 표준사를 채워 넣은 후 강봉을 빼고 빈 구멍에 약액을 주입 하였다. 몰드 뚜껑을 덮고 3분 경과 후의 고결체 형상은 매우 견고하였으며 사진 3에 나타내었다.
시험시공 대상지반은 경기도 양평군 서종리에 위치해 있는 사진 11과 같이 절리가 발달한 풍화대의 사면이다. 시험시공은 약액(A액, B액), 장비, 볼트 준비 및 점검하고 천공(φ=75mm, L=10m)을 실시한 후 주입볼트 삽입 (φ=50.8mm, L=10m)를 삽입하고 코킹(Caulking)후 압입볼트에 주입호스를 연결(A액 호스, B액 호스)하여 약 액을 주입(A액:B액=1:3비율)하고 주입볼트에서 주입호스 제거후 개량효과를 확인하였다. 시험 시공은 사진 12에서와같이 60cm간격으로 3공을 실시하였다.
일반적으로 적용되고 있는 3m 단관 또는 6m 이중관에 대하여 적용성, 경제성, 시공성을 검토하였다.
주입볼트의 매 5cm마다 교호하여 4mm 및 5.5mm구멍을 뚫은 시험 주입볼트 제작하여 약 15°의 시공 각도로하여 주입볼트를 거치하고 각 구멍에는 테이핑 처리하였다. 각 시험경우별로 구멍의 크기, 수량 및 위치를 변경하면서 주입시작 후 Rise-time동안의 각 토출구별 약액 도달 시간 및 토출 유량을 결정하였으며 관 양측의 토출 유량이 같아질 때까지 반복하여 시험을 실시하였다.
현장 시험으로 몰드시험과 풍화암 지반에 대한 현장시험 시공을 하였으며 그 결과는 다음과 같다.

대상 데이터

시험시공 대상지반은 경기도 양평군 서종리에 위치해 있는 사진 11과 같이 절리가 발달한 풍화대의 사면이다. 시험시공은 약액(A액, B액), 장비, 볼트 준비 및 점검하고 천공(φ=75mm, L=10m)을 실시한 후 주입볼트 삽입 (φ=50.

성능/효과

1. 일반적으로 우레탄 약액은 물리 및 역학적 특성이 우수하며 장기적인 내구성과 공해유발 가능성이 없는 재료로 지반주입시 그 효과는 매우 우수하다. 그러나 공사비용이 고가로 일반적인 적용이 어려운 실정으로 경제성을 고려한 개발이 이루어질 경우 그 적용성은 매우 우수하다.
2. 주입메카니즘을 개발한 TAS공법은 주입거리를 10m이상까지 확대시킬 수 있는 공법으로 터널 보조공법으로 현장적용시 시공성과 더불어 경제성을 확보할 수 있었다.
4. 지반보강용 우레탄 약액은 공해유발 가능성은 거의 없으며 일반 약액주입에 비해 차수 및 보강효과, 내구성면에서 월등히 우수하다. 따라서 현장 적용시 배합비, 품질관리 등에 유의하여 환경공해는 물론 우수한 재질이 항상 유지될 수 있어여 할 것으로 판단된다.
기존의 주입볼트와 TAS주입볼트의 단면계수를 비교하면 표 4와 같다. 계산결과로부터 TAS 주입볼트는 기존 볼트에 비해 약 40%의 강성증대를 기대 할 수 있다.
고결된 약액의 지반중 간극수에 의한 용출율을 알아보기 위하여 직경 5㎝ × 길이 10㎝의 고결물을 수조중에 28일간 침적한 결과 우레탄을 이용한 호모겔시편(사진 1) 및 샌드겔 시편(사진 2)은 제작 후 24개월이 지난 후에도 사진에서 보는 바와 같이 풍화가 거의 일어나지 않아 지반 내내구성이 매우 우수함을 알 수 있다.
5m로서 그 이상의 범위에서는 주입 상태가 불량하게 된다. 기존 볼트를 10m 길이로 3개 제작하여 실트질 모래 지반에서 현장주입시험을 실시한 결과에서도 사진 6에서와 같이 전반부 5.0～5.7m 부분까지만 약액이 주입된 것으로 확인할 수 있었다.
상기의 TAS공법에 대한 시험시공 결과로부터 주입된 우레탄 약액은 주입볼트 주변의 미세한 공극까지 침투되어 주변지반을 일정 범위 내에서 균질하고 강도 높은 원형 고 결체를 형성시키게 된다. 따라서 TAS공법은 풍화대층과 같이 연약한 터널굴착시의 터널보조공법으로서 그 적용성이 매우 양호함을 확인할 수 있었다.
본 실험에서는 사진 9와 같은 지름 100cm×150cm의 몰드 속에 현장에서 채취한 풍화토를 채워 넣고 몰드에서의 시료와 우레탄 약액의 혼합정도 및 침투성에 대하여 파악하고자 하였다. 몰드 시험에서는 평균 주입압 5kg/cm`으로 10kg의 약액을 저압주입하였으며 주입완료 후 사진 10과 같이 몰드의 크기와 형태가 같은 강도 높은 고결체를 얻을 수 있었다.
몰드 뚜껑을 덮고 3분 경과 후의 고결체 형상은 매우 견고하였으며 사진 3에 나타내었다. 시험결과로부터 우레탄 약액은 단순히 주입압만을 고려해 산정된 보강 영역보다 실질적으로 더 넓은 보강영역을 확보할 것임을 알 수 있었다. Jiacai(1982)등은 사암지반의 점토단층내에 세워진 댐기초를 안정화하기 위하여 우레탄의 발포특성을 이용하였으며 0.
현장시험 결과 최대토출량 하에서 주입볼트의 전구간에서 동시에 약액이 분출되지 않고 전반부 3.5m 구간에서만약액이 분출되었다(사진 5 참조). 기존 주입볼트는 외부 (공내)와 내부에서 동시에 충전되므로 관내에서 소정의 토출구까지의 도달시간이 주입볼트 외부의 약액 충진속도에 의존하게 된다.

후속연구

3. TAS공법은 Rise-time이 시멘트 그라우팅에 비해 상대적으로 매우 짧기 때문에 지반주입 즉시 개량 효과를 얻을 수 있어 터널 시공시 안정성 확보에 유리하여 지반 보강 목적의 폭넓은 적용이 기대된다.
지반보강용 우레탄 약액은 공해유발 가능성은 거의 없으며 일반 약액주입에 비해 차수 및 보강효과, 내구성면에서 월등히 우수하다. 따라서 현장 적용시 배합비, 품질관리 등에 유의하여 환경공해는 물론 우수한 재질이 항상 유지될 수 있어여 할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우레탄 주입은 어떤 측면에서 우수한가?	일반적으로 우레탄 주입은 장기 강도와 환경친화적인 측면에서 우수성을 보이고 있다. 하지만 우레탄 공법은 짧은 Rise-time을 가지고 있으므로 주입구에서부터 아주 짧은 침투 반경을 보인다.
	TAS공법의 현장 적용성과 지반환경양향에대한 연구 결과를 요약, 정리하면?	1. 일반적으로 우레탄 약액은 물리 및 역학적 특성이 우수하며 장기적인 내구성과 공해유발 가능성이 없는 재료로 지반주입시 그 효과는 매우 우수하다. 그러나 공사비용이 고가로 일반적인 적용이 어려운 실정으로 경제성을 고려한 개발이 이루어질 경우 그 적용성은 매우 우수 하다. 2. 주입메카니즘을 개발한 TAS공법은 주입거리를 10m이상까지 확대시킬 수 있는 공법으로 터널 보조공법으로 현장적용시 시공성과 더불어 경제성을 확보할 수 있었다. 3. TAS공법은 Rise-time이 시멘트 그라우팅에 비해 상대적으로 매우 짧기 때문에 지반주입 즉시 개량 효과를 얻을 수 있어 터널 시공시 안정성 확보에 유리하여 지반 보강 목적의 폭넓은 적용이 기대된다. 4. 지반보강용 우레탄 약액은 공해유발 가능성은 거의 없으며 일반 약액주입에 비해 차수 및 보강효과, 내구성면에서 월등히 우수하다. 따라서 현장 적용시 배합비, 품질관리 등에 유의하여 환경공해는 물론 우수한 재질이 항상 유지될 수 있어여 할 것으로 판단된다.
	우레탄 공법의 단점은 무엇인가?	일반적으로 우레탄 주입은 장기 강도와 환경친화적인 측면에서 우수성을 보이고 있다. 하지만 우레탄 공법은 짧은 Rise-time을 가지고 있으므로 주입구에서부터 아주 짧은 침투 반경을 보인다. 그러므로 깊은 지점의 지반개량을 위해서는 우레탄 공법이 사용 될 수 없다.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] TAS공법의 적용성과 지반환경 영향
The Application and Geo-Enviromental Effect on TAS Method 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] TAS공법의 적용성과 지반환경 영향 The Application and Geo-Enviromental Effect on TAS Method 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

천병식 (208) 백정식 (2)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

연관된 기능

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] TAS공법의 적용성과 지반환경 영향
The Application and Geo-Enviromental Effect on TAS Method 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper