JS-CGM 그라우팅

공법개요 공법특징 시공순서 공법비교

공법 개요

Just Selected Chemical Grouting Method

기존 국내 차수 및 지반보강 등의 지반 개량을 위한 약액주입공법은 LW, SGR 등의 공법을 주로 적용해왔습니다. 약액의 구성은 규산나트륨(3호)와 시멘트가 주로 되었습니다. 지반주입 고결 후 시간이 경과됨에 따라 흡착수 및 자유수에 의해 주입 고결체로부터 미반응 물질 및 알칼리성분의 용탈이 진행됨으로써 주변 지하수 환경 오염 및 내구성이 약해지는 것으로 인한 안전문제 발생에 대한 우려가 제기되었습니다.

JS-CGM 주입공법은 기존 약액 주입공법의 단점을 개선한 신공법으로 기존의 규산나트륨(3호)과는 달리 개질 물유리인 합성실리카를 사용하여 약액의 완전 고결화 반응으로 고내구성 및 조기강도 발현을 가능하게 하였고, 지반조건에 따라 선택적으로 시멘트분쇄기(습식)를 사용, 보통 포틀랜드시멘트를 미분쇄(세립화)시켜 주입재의 침투성을 향상시킨 친환경적이고 경제적인 공법입니다.

지반을 케이싱롯드로 천공한 후, 케이싱 내로 특수선단장치가 장착된 2중관롯드를 설치하여 시멘트 분쇄기(습식)로 보통 포틀랜드시멘트를 미분쇄하여 제조된 세립화, 구상화된 시멘트와 JS-CGM 약액을 지반 공극에 맥상 및 침투 주입하는 2-SHOT 방식의 복합 약액주입공법입니다.

JS-CGM 주입공법계통도
  주입공법계통도

적용 분야

  토류벽 배면 차수 그라우팅
  터널, 댐, 방조제 차수 및 보강 그라우팅
  자립식 토류벽용 그라우팅 등

굴착공사시 지하수 유입 및 보일링 방지
굴착공사시 지하수 유입 및 보일링 방지

  굴착공사시 지하수 유입 및 보일링 방지

점성토층 히빙 방지

  점성토층 히빙 방지

터널, 쉴드 구간 지하수 유입 방지

  터널, 쉴드 구간 지하수 유입 방지

제방의 누수 방지

  제방의 누수 방지

관료매설용 자립식 토류벽

  관료매설용 자립식 토류벽

공법 특징

Just Selected Chemical Grouting Method

주입재 종류

CGM 일축압축강도(kg/cm², 7일후 강도) 호모겔 강도 (kg/cm²) 겔타입
7호 10~20 1.0 급결성 6~15초
8호 10~20 6~12 완결성 40~70초
CGM 일축압축강도(kg/cm², 7일후 강도) 호모겔 강도 (kg/cm²) 겔타입
1호 4~10 0.5 급결성 6~15초
2호 4~10 0.5 완결성 40~70초
CGM 일축압축강도(kg/cm², 7일후 강도) 호모겔 강도 (kg/cm²) 겔타입
3호 6~10 1.0 급결성 6~15초
4호 6~10 1.0 완결성 40~70초
CGM 일축압축강도(kg/cm², 7일후 강도) 호모겔 강도 (kg/cm²) 겔타입
5호 10~20 2.0 급결성 6~15초
6호 10~20 2.0 완결성 40~70초

주입재 표준 배합

JS-CGM 약재 구분 약액 성분 및 배합량 Gel Time (20°C) 7일후의 압축강도 (Sand Gel)
7호 급결성 A액 합성실리카 60L
물 140L
6~15초 10~20(kg/cm²)
7호 급결성 B액 JS-CGM 7호 20kg
시멘트 80kg
물 165L
6~15초 10~20(kg/cm²)
8호 완결성 A액 합성실리카 60L
물 140L
40~70초 10~20(kg/cm²)
8호 완결성 B액 JS-CGM 8호 0.8kg
시멘트 80kg
물 175L
40~70초 10~20(kg/cm²)

주입재 특성

  지반 개량목적에 따라 GROUT재를 선택 사용
  2가지 액이 이중관 선단부에서 합류하는 특수선단장치를 사용
  급결 및 완결 GROUT재를 주입하는 복합주입 방식
  합성실리카의 사용으로 강도가 조기에 발현되고 고내구성으로 개량효과가 양호

구분 특성
Gel-Time 급결: 6~15초
완결: 40~70초
HOMO GEL 강도 0.5~12kg/cm²
침투성 지반조건에 따라 미분쇄(세립화, 구상화)된 주입재 사용으로 지반 침투성 탁월
차수성
(3일 후의 투수계수)
K= 10-5 ~ 10-7cm/sec 불투수층으로 개량
지하수 유동에 의한 희석 희석에 의한 고결지연 시간이 짧아 용탈에 우수
지하수 수질 영향 물에 대한 희석률이 낮고 초기 겔타임이 짧아 지하수 환경오염이 방지되어 친환경적임
고결물의 내구성 합성실리카 및 미분쇄 시멘트를 주입재로 사용. 초기강도, 장기강도 발현시기가 단축되어 내구성 우수

시멘트 분쇄(습식)기 분쇄 특성

JS-CGM 공법용 시멘트분쇄기에 의해 제조된 시멘트 슬러리의 최대 입경은 50㎛ 이하로 보통 포틀랜드 시멘트(최대 입경 100㎛)에 비해 분말도가 좋고 입자가 구상화되어 침투 효율과 강도발현에 우수
일반 포틀랜드 시멘트 입도분포

  일반 포틀랜드 시멘트 입도 분포

습식 분쇄 시멘트 입도분포

  습식 분쇄 시멘트 입도 분포

습식시멘트 슬러리 침투특성

순환 – 분쇄 – 혼합형의 시멘트 분쇄기에 의해 제조된 시멘트 슬러리는 입자가 세립화, 구상화되어 포틀랜트시멘트에 비해 침투효율이 양호하고 강도발현 시기가 단축됨.
습식시멘트 슬러리의 침투 특성
  보통 포틀랜드 시멘트 (Blaine, 3170cm²/gr)

  콜로이드시멘트 (Blaine, 6270cm²/gr), 마이셈 #6000

  시멘트분쇄기 (JS-CGM공법용)로 미분쇄된 시멘트

   마이크로시멘트 (Blaine, 8150cm²/gr), 마이셈 #8000

침투율 :   <   <   <  

합성실리카 강도 특성

합성실리카의 일축압축강도는 규산나트륨(3호)에 비해 조기(3일 이내)에 발현되며 일축압축강도가 보통 포틀랜트시멘트에 비해 우수함.

호모겔(급결) 압축강도
재령 압축강도 범위 (kg/cm²)
0.5H 12-24
1H 18-36
3H 40-70

  호모겔 (급결) 압축 강도

호모겔(완결) 압축강도

OPC=200kg/m³
JS-CGM 8호=2.0kg/m³
합성실리카 그래프 합성실리카 [150L/m³]

OPC=200kg/m³
JS-CGM 8호=2.0kg/m³
합성실리카 그래프 규산나트륨(3호) [250L/m³]

MC=200kg/m³

합성실리카 그래프 규산나트륨(3호) [250L/m³]

  호모겔 (급결) 압축 강도

시공순서 및 주입시스템

Just Selected Chemical Grouting Method

시공순서

JS-CGM 시공순서

  1 step 50cm 상향주입

  급결 및 완결 1:1 반복 주입

특수 선단장치

유도 공간과 방사성 주입을 동시 실시하는 특수 선단장치 작동도

방사상 주입

  방사상 주입

유도 공간 주입

  유도공간 주입

주입 시스템

1. 시멘트 분쇄기

  시멘트 분쇄기

2. 약액믹서

  약액 믹서

3. 주입기

  주입기

4. 전자유량계

  전자유량계

5. 압력 관리 장치

  압력관리장치

6. 주입관 인발기

  주입관 인발기

공법 비교

Just Selected Chemical Grouting Method

구분 JS-CGM 그라우팅
시공개요 JS-CGM 그라우팅 시공 개요
공법개요 합성실리카를 사용하여 약액의 완전 고결화 반응으로 고내구성 및 조기강도 발현을 가능하게 하였고, 동시에 시멘트 분쇄기(습식)로 보통 포틀랜드 시멘트를 미분쇄(세립화)시켜 침투성을 향상시킨 친환경, 경제적인 공법
공법장점
  • 급결, 완결의 이중관 롯드복합 주입형태
  • 대상토질에 따라 Gel-Time 조절이 용이함
  • 합성실리카 및 현장 토질에 따라 선택적으로 미분쇄시멘트를 사용하므로 지반 주입성 향상 및 장기강도는 물론이고 초기강도가 발현되어 타 공법에 비해 차수벽의 내구성이 우수함
  • 합성실리카의 사용으로 Gel-Time 지연이 적어 지하수 유동에 의한 용탈이 억제되어 친환경적임
공법단점
  • 일반 공법에 비해 시멘트 습식 미분쇄기를 추가 설치 시 설치장소를 추가 확보해야 함
비용 70%
구분 SGR 그라우팅
시공개요 SGR 그라우팅 시공 개요
공법개요 지반을 천공하여 이중관 주입롯드에 특수선단장치(Rocket)를 결합시켜 대상지반에 유도공간을 형성시켜 Grout를 유도하면서 주입재를 주입하는 공법
공법장점
  • 취급이 간편하고 공사비 저렴
  • 장비가 소규모로 작업공간 작음
  • 유도공간 형성으로 주입체 균질
  • 지반교란 및 윤기 영향 적음
  • 겔타임 조정이 가능
  • 시공실적이 많음
공법단점
  • 시멘트 주입 시 선단장치 막힘 발생
  • 저압 저속시 주입시간 길어짐
  • 장기공사시 용탈현상 발생 가능
  • 주입효과를 높이기 위한 관리가 어려움
  • 지반강도 효과는 미흡
비용 80%
구분 LW 그라우팅
시공개요 LW 그라우팅 시공 개요
공법개요 LW공법은 멘젯튜브 내로 packer를 장착하여 주입효율을 향상시키는 1.5shot 복합주입을 특징으로 하는 약액주입공법임
공법장점
  • 취급이 간편
  • 장비가 소규모로 작업공간 작음
  • 더블팩커와 슬리브 이용시 주입재 침투성이 양호한 공법
  • 슬리브 이용시 재주입이 가능한 공법
  • 시공실적이 많음
공법단점
  • 차수성이 불확실, 점토층 주입효과 다소 미흡
  • 공극이 큰 자갈층, 조밀한 세립사, 실트질 점토층에서 시공성 불량
  • P.E. pipe가 측방으로 휨이 발생
  • 약액의 용탈현상으로 내구성 약하고 지하수 오염
  • 주입효과를 높이기 위한 관리가 어려움
비용 100%