초록 ▼

1. 최종목표
① 보강재의 전단보강 뿐만 아니라 그라우팅에 의한 주변지반의 보강효과까지 얻을 수 있는 주입장치를 개발하여 기존 공법보다 향상되고 경제성 있는 보강공법을 개발
② 그라우트재의 역류방지를 위한 장치와 주입량을 조절할 수 있는 내부 공압식 패커, 간격재가 필요 없는 고강도 재질의 보강재를 개발
③ 그라우팅을 적용한 공법의 지반보강효과를 분석하고 보강효과를 검증함으로써 경제적이고 합리적인 설계방법을 제시
④ 개발된 시스템의 인발저항 특성과 시공방법을 제시
2. 개발내용 및 결과
구조적으로 안

1. 최종목표
① 보강재의 전단보강 뿐만 아니라 그라우팅에 의한 주변지반의 보강효과까지 얻을 수 있는 주입장치를 개발하여 기존 공법보다 향상되고 경제성 있는 보강공법을 개발
② 그라우트재의 역류방지를 위한 장치와 주입량을 조절할 수 있는 내부 공압식 패커, 간격재가 필요 없는 고강도 재질의 보강재를 개발
③ 그라우팅을 적용한 공법의 지반보강효과를 분석하고 보강효과를 검증함으로써 경제적이고 합리적인 설계방법을 제시
④ 개발된 시스템의 인발저항 특성과 시공방법을 제시
2. 개발내용 및 결과
구조적으로 안정성이 뛰어난 강관 보강재의 외부에 연속적으로 고정식 팩커를 설치하여 그라우트재가 주변지반에 효과적으로 주입될 수 있는 장치를 개발
3. 사업성과
? 기술적 성과
강관보강재의 전단보강 뿐만 아니라 그라우팅에 의한 주변지반의 보강효과까지 얻을 수 있는 주입장치를 개발하여 기존 공법보다 향상되고 경제성 있는 보강공법을 개발하였다. 그리고 그라우트재의 역류방지를 위한 장치와 주입량을 조절할 수 있는 내부 공압식 패커, 간격재가 필요 없는 고강도 재질의 보강재를 개발하였다. 축소모형시험에서는 가압그라우팅에 의한 점착력 증가효과가 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 중력식 그라우팅주입 공법의 경우에 비해 가압식 그라우팅주입 공법으로 지반보강시 단위 폭당 점착력이 1.83배 크게 나타났다. 수치해석은 Talren 프로그램을 이용하여 수행하였다. 가상사면을 대상으로 한 수치해석 결과 가압그라우팅에 의한 연속식 강관네일의 지반거동과 보강효과가 입증되었다. 현장 적용을 위한 시험시공에서도 연속식 강관네일링 공법은 중력식 그라우팅에서 3~5회반복인 그라우팅공정의 감소로 전체공기의 단축과 더불어 품질관리의 증대가 기대된다. 무엇보다 주변지반에 그라우팅재가 고르게 확산되어 내진성능이 우수하고 품질 향상에 기여할 것으로 보인다. 인발시험결과에서도 설계 인발력의 125%에 해당하는 인발력을 보이고 있는 것으로 나타났다. 시험시공이 완료된 후 6일 경과된 후 포크레인을 이용 지반을 굴착하여 육안조사와 페놀프탈레인 지시약 반응시험 결과 주입범위는 천공홀로부터 최대 2.9m, 평균1.5~1.8m까지 주입재가 확산된 것으로 확인되었다. 가압그라우팅에 의한 굴착공경의 변화를 확인하기 위하여 형성된 구근의 둘레를 측정한 결과 평균지름이 약 139mm로 약 32%정도의 확공효과가 있는 것으로 확인되었다.
? 경제적 성과
경제성 분석은 실제 시공사례에서 연속식 강관네일링과 중력식 쏘일네일링의 수량 배치를 통하여 경제성을 비교하였다. 시험부지 면적은 1,490㎡로 실제 시공된 수량을 비교하였다. 시공수량에서 연속식은 432공 중력식은 729공으로 연속식이 약 40% 절감되는 것으로 평가되었다. 연속식 강관네일링은 시공수량과 설계예산이 중력식 쏘일네일링에 비해 절감되는것 뿐만아니라 공기단축 등으로 얻을 수 있는 부대비용을 감안하면 실제 경제적으로 절감되는 효과는 그 이상일 것으로 판단된다. 연속식 강관네일링은 지하철, 고속도로, 단지조성등의 현장에서 발생하는 터파기 및 사면절취현장의 공기단축이 기대되고, 경제성, 안정성 확보로 시공품질 향상에 크게 기여할 것이다. 향상된 품질과 내구성 향상으로 사면과 터파기 현장에서 유지관리 및 보수.보강 주기증가로 유지관리비용 절감 및 인적, 물적 피해 감소가 예상된다. 연속식 강관네일링 공법은 국내기술에 의한 사면보강기술개발로 유사공법의 수입대체효과 및 외화절감에도 기여할 것으로 기대되며, 구조적 안정성을 확보하는 안정적인 공법으로 국내시장 뿐만 아니라 국외 현장의 수급에도 상당한 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
① 연속식 강관네일링의 핵심기술인 외부 패킹기술의 발전 ② 연속식 강관네일링의 거동특성과 지반보강효과에 대한 정량적인 평가 ③ 중력식 그라우팅에서 3~5회반복인 그라우팅공정의 감소로 전체공기의 단축과 품질관리의 증대 ④ 최적화기법의 적용으로 경제적이고, 합리적인 사면 보강기술 및 설계기법 정립 ⑤ 지하철, 고속도로, 단지조성 등의 현장에서 발생하는 터파기 및 사면절취현장의 시공 공 기단축, 경제성, 안정성 확보로 시공품질 향상 ⑥ 사면과 터파기 현장의 내구성 향상으로 유지관리 및 보수.보강 주기증가로 유지관리비용 절감 및 인적, 물적 피해 감소 ⑦국내기술에 의한 사면보강기술개발로 유사공법의 수입대체효과 및 기술수출 기대
4. 향후추진계획
본 개발과제의 연속식 강관네일 공법은 도심 가시설 구조물, 옹벽 및 사면보강용으로 적용대상이 넓어 사업화의 성공가능성이 매우 큰 것으로 판단되므로 개발된 공법을 사면현장에 더 많이 시공할 수 있도록 사용재료 및 시공방법, 절차 등의 기준을 마련하고, 경제적이고 합리적인 설계기법을 완성할 계획이다. 또한, 관련업체에 기술이전을 시행을 추진한다. 현재 국토해양부 대전지방국토관리청 관내 현장 3개소에 설계반영되어 시공준비 중에 있으며 2010년 10월중에 한국철도시설공단 철도신기술을 신청할 예정이다.

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서...1
• I. 총괄현황...1
• II. 과제개발비 세부집행내역...1
• 개발결과의견서...5
• 최종보고요약서(초록)...6
• 목 차...9
• 제 1 장 서론...10
• 1.1 개발대상기술의 개요...10
• 1.2 기술개발의 필요성 및 중요성...11
• 1.3 국내ㆍ외 관련 기술의 현황...13
• 1.4 국내ㆍ외 시장규모...14
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...16
• 2.1 개발목표...16
• 2.2 개발내용 및 범위...17
• 2.2.1 주입장치의 고안...17
• 2.2.2 주입장치의 개발...17
• 2.3 성능과 적용성 평가...21
• 2.3.1 가압 그라우팅에 의한 효과...21
• 2.3.2 축소모형시험...31
• 2.3.3 수치해석...39
• 2.3.4 현장시험시공...43
• 2.3.5 인발시험...47
• 제 3 장 사업성과...50
• 3.1 기술적성과...50
• 3.2 경제적성과...52
• 3.3 활용방안 및 기대효과...54
• 3.3.1 특허등록현황...54
• 3.3.2 활용방안...54
• 3.3.3 기대효과...55
• 제 4 장 결론...56
• 4.1 개발결과...56
• 4.2 타 공법과의 비교...57
• 4.3 기대효과 및 향후 계획...59