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수치해석적 방법에 의한 저회혼합다짐말뚝의 침하저감비에 관한 연구
주익찬(Chu Ickchan),김구영(Kim Gooyoung),도종남(Do Jongnam),조현수(Cho Hyunsoo),천병식(Chun Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.3
일반적으로 연약지반인 점성토 지반이나 느슨한 사질토 지반을 개량하기 위하여 모래다짐말뚝(SCP)공법 또는 쇄석다짐말뚝(GCP)공법이 쓰여지고 있다. 하지만 모래다짐공법은 모래의 수급부족과 모래채취로 인한 환경파괴와 같은 문제점이 있으며, 쇄석다짐공법은 쇄석다짐재료의 클로깅으로 인하여 배수재의 투수계수가 저하되는 문제점이 있다. 최근, 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 모래의 대체 재료로 활용하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 저회혼합다짐말뚝에 대한 기초적 연구로써 조립재료 및 치환율에 따른 조립재료 혼합다짐말뚝의 거동특성을 수치해석적으로 규명하였다. 특히, 말뚝중심부로부터 거리에 따른 침하저감비(SRR)를 산정하였다. 연구 결과는 다음과 같았다. 조립재료에 따른 혼합다짐말뚝의 침하저감비 변화값은 유사한 형태를 보였으며 치환율에 따라 복합지반의 강성이 증대하여 침하저감비는 감소하는 형태를 보였다. 특히, 치환율 20~40%의 범위에서는 일반적으로 침하저감비의 증가가 큰 것으로 나타났고, 치환율 40% 이상에서는 증가치가 서서히 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 적용한 연약지반과 유사한 지반에 혼합다짐말뚝 적용 시 경제성을 고려하였을 때, 30~40%의 치환율이 적절할 것으로 사료된다. In general, sand compaction pile(SCP) method and gravel compaction pile(GCP) method have been mainly used to reinforce soft soils such as soft clay or loose sandy ground. But the sand compaction pile method has problems such as lack of sand supply and destroying the nature while collecting sand, the gravel compaction pile method has a problem such as decreased permeability of the drainage material due to clogging. Recently, the study to replace sand with bottom ash which has similar engineering properties with sand is in active. As a fundamental research on bottom ash mixture compaction pile utilizing bottom ash, its behavioral characteristics depending on granular materials and replacement ratio has been simulated numerically. In particular, Settlement Reduction Ratio(SRR) according to the distance from the center of pile was calculated. The main findings were as follows. Change values of Mixture Compaction Pile"s SRR according to granular materials showed similar patterns and stiffness of the composite soil is increased depending on the replacement ratio so SRR showed decreased patterns. Especially, when the replacement ratio is in 20~40%, it increase significantly. When the replacement ratio is over 40%, it increase slowly. When considering the economics, 30~40% replacement ratio is appropriate.
흙막이 벽체 배면 그라우팅 시 지반보강 효과에 관한 연구
주익찬(Chu, Ickchan),변요셉(Byun, Yoseph),백승인(Baek, Seungin),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.10
최근 도심지에서의 대심도, 대규모 굴착공사는 인접구조물의 침하 및 다양한 제약사항으로 인해 흙막이 벽체를 이용한 굴착공사가 일반화되어 있다. 이러한 지반의 굴착은 평형상태를 이루고 있는 굴착 주변지반의 응력상태를 이완시켜 굴착면 주변 지반 침하 및 흙막이 벽체의 변형을 유발시킨다. 이에 본 연구에서는 지반보강의 목적으로 무기질계 고성능 지반안정재인 NDS공법을 적용할 경우에 흙막이 벽체 배면에 적용하여 지반의 보강 효과를 규명하였다. 최적 주입압 및 주입량을 산정하기 위하여 주입시험을 수행하였다. 산정된 주입량과 주입압으로 대형토조모형시험을 실시하였으며 무보강/보강에 의한 영향 검토, 보강 시 상재하중(50kPa/150kPa)에 의한 벽체 거동도 검토하였다. 흙막이 벽체 배면 그라우팅 시 지반보강 효과를 모형토조실험을 통하여 규명하였다. 주입시험 결과, 적정 주입압은 350kPa, 경제성을 고려한 각 노즐의 한 단계당 적정 주입량은 10L로 판단된다. 모형토조 시험 결과, 최대변위는 흙막이 벽체 배면에 그라우팅을 실시한 경우 무보강일 때의 변위보다 약 81% 감소한 것으로 나타났다. 보강된 배면에 상재압 50kPa와 150kPa를 작용한 상태에서 단계별 굴착에 따른 흙막이 벽의 거동을 파악한 결과, 벽체 변위는 보강만 한 경우에 비해 각각 약 58%와 57% 증가한 것으로 나타났다. Recently, excavations using propped walls were popularized in downtown due to reduced settlement of nearby structures. These excavations is induced strain to propped walls or settlement in near ground. In this study, the ground reinforcing effect was proven using NDS, which is an inorganic injection material. Injection tests were performed to compute optimum injection pressure and volume. Next, calibration chamber tests were performed by using computed injection pressure and volume, and wall behaviour was examined for overburden pressures of 50kPa and 150kPa. Ground reinforcing effect was shown when the material behind the propped wall was grouted. From test results, optimum injection pressure was 350kPa and the optimum volume was 10L considering economics. Calibration chamber test results show that after the material was grouted, the maximum settlement was reduced to 19% of the non-grouted condition. For overburden pressures of 50kPa and 150kPa behind the wall, the settlement of the wall increased by 58% and 57% when compared to the case of no overburden pressure.
주익찬(Chu, Ickchan),이종휘(Lee, Jonghwi),김현기(Kim, Hyungi),김경민(Kim, Kyungmin),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.9
터널 내로 유입되는 지하수에 의해 시멘트 수화물인 수산화칼슘(Ca(OH)₂)이 토중의 미생물 반응, 유기물의 산화 등에 의해 발생되는 이산화탄소(CO₂)와 차량의 배기가스(SO₃) 등과 반응하여 그 반응물이 터널 상부에 설치된 배수공 내에 침전됨으로 인하여 배수공 클로깅 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상으로 인하여 터널 배수 시스템의 수리기능저하가 발생하게 되면 간극수압이 증가하여 누수를 가속화 시키며, 라이닝의 열화를 초래하게 된다. 본 연구는 배수공 클로깅 현상을 방지하기 위하여 퀀텀스틱과 자화장치를 개발하였으며 서울 남산 ○○ 터널과 지하철 ○○○ 공구에서의 현장실험을 통하여 위 기술의 현장 적용성을 규명하는데 그 목적이 있다. 배수공에 요소기술을 적용한 배수관을 삽입한 후 주기적으로 육안관측을 수행하였고 최종적으로 발생된 스케일의 SEM 및 XRD 분석을 수행하였다. 그 결과 요소기술을 적용하였을 경우 스케일 생성량이 현저히 줄었으며, 특히 퀀텀스틱이 자화장치에 비하여 그 효과가 우수하였다. 따라서 기존의 노후터널 배수공에 퀀텀스틱 또는 자화장치를 배수공에 적용하였을 경우, 배수공의 클로깅 현상을 어느 정도 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다. The calcium hydroxide(Ca(OH)₂) which is the cement hydrate flowed into the tunnel by groundwater is reacted with microorganism in the soil, carbon dioxide(CO₂) and the vehicle’s exhaust gas(SO₃). So its by-products are precipitated at the drainage pipe and these cause the drainage clogging. By this phenomenon, Degradation of water flow at the drainage system of the tunnel occurred and also pore water pressure is increased. Hence the acceleration of seepage and degradation of lining is occurred. The purpose of this study is to evaluate the field applicability of the Quantum Stick and Magnetic treatment in prevention of scale deposits at the Namsan OO tunnel and the Zone OOO of subway. These technologies were installed into drainpipes with their performance monitored through occasional site visits. SEM and XRD were also performed on scale collected from these drainpipes. As a result, in case which factor technology is applied, scale creation is remarkably decreased and especially Quantum Stick treatment performing better than Magnetic treatment. Therefore, additional application of Quantum Stick or Magnetic treatment to the existing drainage is expected to decrease the drainage clogging of the drainage.