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굴착토를 활용한 유동화 채움재의 현장 적용성 평가
Field Applicability Assessment of Controlled Low Strength Material for Sewer Pipe using Excavated Soil 원문보기

Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute = 한국건설순환자원학회 논문집, v.7 no.4, 2019년, pp.349 - 357  

김영욱 (한국건설생활환경시험연구원 대전.충남지원) ,  이봉춘 (한국건설생활환경시험연구원 건축환경센터) ,  정상화 (한국건설생활환경시험연구원 영남본부)

초록
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본 연구에서는 현장 굴착토를 활용한 유동화 채움재의 실용화 기술개발의 일환으로서 유동화 채움재의 배합요인별 유동성, 재료분리 저항성, 조기강도 및 재굴착강도 등의 공학적 특성을 검토하여 최적 배합비를 도출하였으며, 이를 토대로 이동식 B/P를 활용한 현장 적용성 평가를 수행하였다. 이동식 B/P를 활용한 현장평가 결과 요구성능을 확보할 수 있었다. 유동화 채움재의 타설 후 후속공정 개시기 확보를 위한 검토에서는 타설 5시간 후 노반재 투입 등 후속공정이 가능한 것으로 확인되었다. 유동화 채움재의 재굴착성 검토를 위해서는 타설 28일 코어 채취 및 강도측정, 기계 및 인력 재굴착 시연으로 재굴착성을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 타설 단면 굴착 후 관 주변부 충진성 확보를 육안으로 확인할 수 있었다. 또한 품질 지속성을 평가하기 위해 타설 후 침하량을 측정하였으며, 우수한 체적 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타나 굴착토를 활용한 유동화 채움재의 실용화 가능성을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Controlled low strength material(CLSM) has been developed using variety of material such as excavated soil, industrial by-product and industrial waste. But theses research limited at laboratory test and failed at commercialization. So in this paper evaluates CLSM used excavated soil characteristics ...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 공사 시 발생하는 현장 굴착토를 활용한 하수관용 유동화 뒤채움재의 실용화 기술개발의 일환으로서 CLSM의 Batch Plant 및 현장 적용성 평가, CLSM의 품질 지속성을 검토하고자 하였다.
  • 또한, 하수관 유지⋅보수를 위한 재굴착이 필요할 경우를 대비해 유동화 채움재의 재굴착성을 확보하고자 하였으며, 이에 대한국외 표준 ACI 229R에서는 19mm 이하의 골재가 함유되었을 때 1.4MPa 이하, 플라이애시 등의 미립분으로 이루어진 유동화 채움 재의 경우 2.1MPa 이하까지 재굴착성을 확보할 수 있는 것으로 명시하고 있어, 본 연구에서는 현장토사의 특성을 고려하여 재령 28일 압축강도를 1.4MPa 이하로 설정하였다.
  • 본 연구에서는 굴착토를 활용한 유동화 채움재의 특성을 검토 하기 위하여 굴착토 특성분석, 물-결합재비(W/B), 결합재 대비 굴착토(S/B)를 주요 실험인자로 선정하여 최적배합비를 도출하고자 하였다. 굴착토의 경우 현장 적용성 평가 대상 부지에서 3 포인트를 선정하여 채취하였으며, 굴착토를 대상으로 한 유동화 채움재 배합 계획은 Table 2에 나타낸 것과 같다.
  • 본 연구에서는 굴착토를 활용한 유동화 채움재의 현장 적용성 평가를 위해 Table 1에 나타낸 바와 같이 실내 실험에서 최적배합 비를 도출하고자 하였으며, 도출된 배합비를 토대로 B/P적용성 검토 후 현장 적용성 평가를 실시하였다.
  • 본 연구에서는 생산공정 조건에 따른 유동화 채움재의 특성을 검토하고자 실내실험에서 도출된 최적 배합 조건을 앞서 분석한 이동식 B/P에 적용하여 유동화 채움재의 특성을 검토하고자 하였 다. 평가항목으로는 유동성, 재료분리 저항성 및 재령별 압축강도 를 검토하였다.
  • 본 연구에서는 생산공정 특성에 따른 유동화 채움재의 특성을 검토하기 위하여 이동식 B/P에 적용하여 품질 특성을 검토하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 이동식 B/P를 활용하여 현장에서 유동화 채움재 생산 및 타설을 실시하여 유동화 채움재의 특성 분석 및 후속공정 개시기 검토, 재굴착성, 품질 지속성 및 단면 충진성을 검토하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 현장 굴착토를 활용한 CLSM 실용화 기술개발을 위해 실내실험에서 도출된 최적 배합비를 토대로 이동식 B/P를 활용하여 현장 적용성을 검증하고자 하였으며, 이를 위하여 먼저실험실에서 최적 배합비를 도출하고자 하였다.
  • 유동화 채움재는 유동성 확보를 위해 많은 배합수를 요구함에 따라 경화 시 건조수축 및 침하가 발생할 우려가 있으며 본 연구에서는 유동화 채움재의 침하 및 체적 안정성 검토를 위해 타설 직후와 28일 경과 후의 레벨 측량을 통해 침하 및 체적 안정성을 검토 하고자 하였다.
  • 유동화 채움재는 유동성의 확보를 위한 혼합수량의 증가는 사용재료간의 밀도 차이에 따라 블리딩수가 다량 발생하는 재료분리가 발생할 수 있으므로 본 연구에서는 유동화 채움재에 대한 블리딩 특성을 검토하고자 하였다.
  • 기존의 토사 뒤채움 방식을 적용할 경우 지하 매설관 하부에서 충분한 충진 및 다짐이 이루어지지 않아 관 파손 발생으로 지반 함몰 발생 주요 원인 중 높은 비중을 차지하고 있다. 이를 예방하기 위해 유동화 채움재를 사용하는 것이며 따라서 유동화 채움재를 타설 28일 경과 후 Fig. 13과 같이 관 단면을 재굴착하여 관 하부의 충진성을 확인하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
유동화 채움재란? 유동화 채움재(CLSM)는 흙, 결합재, 물, 혼화제를 혼합하여 만든 유동성, 강도조절 등의 특성을 가지는 지반공학적 재료로, 저강도 콘크리트의 개념을 적용한 것이다.
국내의 유동화 채움재에 대한 연구 현황은? 유동화 채움재에 대한 연구는 미국, 일본 등 기술 선진국의 경우 유동화 재료를 활용한 지하 매설물의 채움재에 관한 연구 및 현장 적용 실적이 증가하는 추세에 있으며, 각종 표준 및 시방서에서CLSM에 대한 품질기준 및 가이드라인을 제시하고 있다(Lea and Nguyenb 2016). 국내의 경우는 최근 플라이애시, 해양준설토 및굴패각 등 폐자원을 활용한 연구가 진행된 사례가 있으나 대부분 실내에서 평가되는 수준이며, 현장 적용성에 대한 평가결과는 미진한 실정이다.
싱크홀의 발생 원인은? 최근 우리나라 곳곳에서 지반함몰 발생으로 이슈가 되고 있는 싱크홀(sinkhole)은 대부분 인공적 요인에 기인한것으로, 보통 하수도, 상수도, 전력구 등의 지중매설관의 노후 및 접합 불량으로 인한 누수에 의하여 발생되거나, 지하구조물 시공 시 적절하지 못한 시공법의 선택 및 품질관리로 인한 지하수의 유입으로 함몰이 발생되는 것으로 분석되고 있다(Ryu et al. 2015; Cheon 2005).
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참고문헌 (12)

  1. ACI 229R (2005). Controlled Low-Strength Materials, ACI Committee 229, USA. 

  2. ASTM D 4832 (2002). Standard Test Method for Preparation and Testing of Controlled Low Strength Material(CLSM) Test Cylinders, American Society for Testing Materials, USA. 

  3. ASTM D 6024 (2015). Standard Test Method for Ball Drop on Controlled Low Strength Material (CLSM) to Determine Suitability for Load Application, American Society for Testing Materials, USA. 

  4. ASTM D 6103 (2004). Standard Test Method for Flow Consistency of Controlled Low Strength Material(CLSM), American Society for Testing Materials, USA. 

  5. Bae, Y.S., Sin, S.Y., Won, J.S., Lee, D.H. (2016). The Road Subsidence Condition and Safety Improvement Plans in Seoul, The Seoul Institute Working paper 2016-PR-09. 

  6. Cheon, S.H. (2005). Characteri sti cs of Accelerated Flowable Backfill Materials using Surplus Soil for Underground Power Utilities, Master's Thesis, Yonsei University, Korea [in Korean]. 

  7. KS F 2324 (2016). Standard Method of Classification of Soils for Engineering Purposes, Korea Standard Association [in Korean]. 

  8. KS F 2433 (2018). Standard Test Method for Bleeding and Expansion Ratios of Grouting Mortar, Korea Standard Association [in Korean]. 

  9. Lea, D.H., Nguyenb, K.H. (2016). An assessment of eco-friendly controlled low-strength material, Sustainable development of civil, Urban and Transportation Engineering Conference, 142, 260-267. 

  10. Lee, J., Kim, Y.W., Lee, B.C., Jung, S.H. (2018). Engineering properties of controlled low strength material for sewer pipe by standard soil classification, Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute 6(3), 182-189 [in Korean]. 

  11. Quality Standard for Liquidated Land Treated by the Construction Bureau of Tokyo (2009). Japan. 

  12. Ryu, Y.S., Han, J.G., Chae, W.R., Koo, J.S., Lee, D.Y. (2015). Development of rapid hardening backfill material for reducing ground subsidence, Journal of Korean Geosynthetics Society, 14(3), 13-20. 

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