[논문]압력식 Soil Nailing의 그라우트와 패커에 관한 특성시험

정경한; 이경용; 최정협; 김근수

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정경한 ((주)도담E&C 터널부) , 이경용 ((주)도담E&C 건설사업부) , 최정협 ((주)도담E&C 터널부) , 김근수 ((주)도담E&C 터널부)

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문제 정의

본 연구는 위 신기술의 구S요소인 그라우트와 패커에 관한 특성시험을 목적으로 한다
본 시험은 압력식 쏘일네일링 공법의 시멘트 밀크 특성에 관련한 시험이다. 시멘트 밀크의 품질과 시공성을 결정하는데 있어 주요한 역할을 하는 요소인 응결시험, 플로우시험, 압축강도 시험을 수행하였다.
압축강도는 그라우트의 강도특성을 대표하는 요소이다 따라서 본 연구에서는 각재령에 따른 w/c 비와 혼화제의 첨가량의 변화에 따른 강도특성을 규명하여 압력식 쏘일네일링 공법에 가장 적합한 시공 방법을 제시하고자 하였다
본 연구에서는 압축강도 시험을 바탕으로 w/c 비와 재령에 따라 그라우트체의 강도를 유추할 수 있는 식을 제안하였다
이와 같은 사항은 패커가 그라우팅시 압력에 대하여 충분히 저항할 수 있을 때에 적용되는 효과들이다. 이에 본 실험에서는 패커의 정착력 확인을 위하여 발포우레탄 패커의팽창압시험을 수행하였다.
본 연구에서는 기존의 중력식 쏘일네일링의 단점을 보완한 압력식 쏘일네 일링의 특성에 관한 시험을 수행하였다. 응결시험, 플로우시험, 강도시험과 같이 시멘트 밀크에 관련된 시험과 압력식 쏘일네일링의 주요 요소인 패커의 팽창압에 관련된 시험을 수행하였다 본 연구의 결론은 다음과 같다

제안 방법

그라우트체의 특성 확인을 위하여 w/c와 혼화제 첨가량의 변화에 따른 시멘트 밀크의 응결, 플로우 및 압축강도 시험을 실시하였고, 압력 그라우팅 수행시 발생되는 주입압에 대한 패커의 정착력을 검증하기 위하여 발포우레탄 패커의 팽창압시험을 실시하였다.
응결시험과 플로우시험은 강도발현시간과 work ability 확보에 중요한 요소이며, w/c비와 혼화 제의혼합량에 따라성질이 달라지기 때문에 현장에서 주로 사용하는 w/c비 45%를 기준으로 50%, 55%의 조건에서 혼화제를 각각 1%, 5%, 10%(시멘트 중량 기준)를 첨가하였을 경우에 대하여 시험을 수행하였다. 이를 바탕으로 기존의 쏘일네일링에서 적용하는 일반적인 혼합비가 아닌 압력식 쏘일네일링의 최적의 w/c비와 혼화제의 첨가량을 결정하도록 하였다.
이를 바탕으로 기존의 쏘일네일링에서 적용하는 일반적인 혼합비가 아닌 압력식 쏘일네일링의 최적의 w/c비와 혼화제의 첨가량을 결정하도록 하였다. 같은 조건에서 w/c변화시에는 3, 7, 28, 90일에 대하여 압축강도의 변화를 검토하였으며, 혼화제 첨가량 변화시에는 초기강도를 검토하기 위하여 12, 24, 48 시간에 대하여 강도시험을 수행하였다.
압력식 쏘일네일링의 주요요소인 발포우레탄 패커는 경화하면서 체적이 증가하는 특성을 가지고 있으므로, 압력식 그라우팅시 패커에 가해지는 압력에 대하여 필요한정착력을 확보할수 있는 발포우레탄의 양을 구하기 위하여 용적율 50%, 75%, 100%에 대하여 시험을 수행하였다
관련한 시험이다. 시멘트 밀크의 품질과 시공성을 결정하는데 있어 주요한 역할을 하는 요소인 응결시험, 플로우시험, 압축강도 시험을 수행하였다. 시험방법은 관련규정에 의거하여 수행하였다.
시멘트 밀크의 품질과 시공성을 결정하는데 있어 주요한 역할을 하는 요소인 응결시험, 플로우시험, 압축강도 시험을 수행하였다. 시험방법은 관련규정에 의거하여 수행하였다.
시험은 몰드에 정해진 배합으로 만들어진 그라우트에 프록터의 관입에 따른 저항치를 측정하는 방식으로 수행하였다. 일반적으로 응결의 초결시간은 관입저항치 1.
w/c를 45%로 고정한 후 혼화제의 종류별 응결 특성을 파악하기 위해 1, 5 및 10%로 혼화제를 변화하여시험을실시하였다
패커의 정착력을 측정하기 위해 압력식 쏘일네일링의 천공경과 같은 크기의 관에 발포우레탄을 주입한 후에 아크릴관에 미리 부착된 Stein Gauge의 변형율을 측정하였다. 이를 바탕으로。= Exe의 Hoock's Law를이용하여 패커의 팽창압을확인하였다.
응결시험, 플로우시험, 강도시험과 같이 시멘트 밀크에 관련된 시험과 압력식 쏘일네일링의 주요 요소인 패커의 팽창압에 관련된 시험을 수행하였다 본 연구의 결론은 다음과 같다
이를 바탕으로 기존의 쏘일네일링에서 적용하는 일반적인 혼합비가 아닌 압력식 쏘일네일링의 최적의 w/c비와 혼화제의 첨가량을 결정하도록 하였다. 같은 조건에서 w/c변화시에는 3, 7, 28, 90일에 대하여 압축강도의 변화를 검토하였으며, 혼화제 첨가량 변화시에는 초기강도를 검토하기 위하여 12, 24, 48 시간에 대하여 강도시험을 수행하였다.

이론/모형

그러나 패커의 팽창압은 패커의 반경 방향으로 작용하는 힘이므로 r = c+otaM 식을 이용하여 환산하였다

성능/효과

표 2는 각 조건의 변화에 따른 흐름값의 변화량이다 각 요소가 1%가 증가함에 있어 w/c의 변화보다 혼화제의 변화랑에 따른 흐름값이 3배정도가 증가함을 알 수 있다 따라서 시공성을 확보함에 있어서는 w/c의 비보다는 혼화제의 첨가량이 큰 비중을 차지함을 알수 있었다
혼화제에는 유동화제가 포함되어 있으므로 혼화제의 첨가량이 증가할수록 유동성이 급격하게 증가하였다 5% 및 10%의 혼화제의 첨가는 급결 및 고유 동을 확보할 필요가 있을 경우 사용하면 현장 시공시 매우유리할 것으로사료된다.
W/G의 증가에 따라 강도 증가현상이 뚜렷하게 나타났으며, 3가지 조건 모두 28일 압축강도에서는 모두 400kgf/cm² 이상의 강도발현을 하는 것으로 나타났다 각 경우에 대하여 동일하게 초기 10일 동안에 급격하게 강도가 증가하며, 28일을 기준으로 증가량이 급격하게 감소하였다.
혼화제의 첨가량이 10%일 때 전체강도의 25%를 확보하였다(48시간의 경우). 이는 혼화제 1%의 경우보다 1.6배에 해당하는 값으로 초기강도의 확보가 중요한 경우에는 혼화제의 첨가량을 변화시키는 것이 효과가 뛰어남을 알 수 있었다
실험 case 모두가 그라우트체의 품질 기준강도인 210kgf/crf(재령 28일)를 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 시공시에 요구되는 바에 적합하도록 w/c와 혼화제의 첨가량을 적절히 조정하여 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
가지고 있다. 따라서 패커가 그라우팅시 가해지는 압력에 저항하는 충분하게 저항^는 적정 용적율을 구하기 위하여 용적율을 각각 50%, 75%, 100% 로 달리하여 시험을 수행하였다 압력그라우팅시 공내에서 작용하는 압력은 5~10鄭/危이다 이를 패커면적에 대해서 계산하면 패커가 압력 그라우팅에 대하여 안정성을 확보하려면 최소한 0.95tmf의 정착력이 필요하다.
전체적으로 패커의 길이방향으로는 균등한 팽창압을 보였다. 이는 패커의 전단면에 걸쳐서 안정적으로 정착력을 발휘할 수 있음을 의미한다.
1. w/c비가 커질수록 흐름값은 증가하였으나 #, 강도(，o：k=-4%)— 감소하였다 이는 유동성 확보가 가능하면 w/c 비가 작을수록 강도면에서 유리함을 나타낸다.
2. 혼화제의 첨가량이 증가할수록 응결시간이 단축되었으며, 유동성과 강도 또한 증가하는 경향을 보였다
3. 압축강도 시험에서 모든3醇에 대하여 그라우트체의 품질관리 기준인 210kgf/cm² ^ 만족하므로, 최적의 시공을 위해서는혼화제의 비용을 고려하여 현장에서 요구하는 적정강도와 시공성을 만족할 수 있는 w/c와 혼화제의 혼합비율을 결정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
5. 발포우레탄 패커 팽창압시험으로 압력 그라우팅 시 공내에 작용하는 압력에 대하여 패커가 충분히 저항(S.F=3.32)함을 알 수 있었으며, 시공성과 경제성을 고려할 때, 용적율 50%가 가장 적당하다고 판단된다.

후속연구

나타났다. 따라서 시공시에 요구되는 바에 적합하도록 w/c와 혼화제의 첨가량을 적절히 조정하여 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

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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].

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