시멘트 함유 지반에 시공하는 말뚝의 슬롯 머신 확보에 효과적인 Smart Slurry® 공법 개발
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기술/솔루션
슬롯 머신은 시멘트 함유 지반(*2)을 굴착하여 흙드릴 공법(*1)을 사용하여 현장 타설 콘크리트 말뚝 시공 시 말뚝 품질 확보에 효과적인 스마트 슬러리 공법을 개발하여 실용화했습니다
최근에는 기존 건물을 철거하고 새로운 시설을 건설하는 도시 지역의 재개발 사업이 증가하고 있습니다 기존 건물에 지하구조물이 있는 경우 해당 구조물을 먼저 철거한 뒤 유동토 등 시멘트계 자재를 채워 인공적으로 지반을 재건한 뒤 새 건물을 짓는 방식이다 따라서 신축건물의 파일을 시공할 때에는 시멘트가 혼합된 지반을 굴착하는 작업이 필요하다
토공공법의 경우 굴착된 파일 구멍에 안정액을 주입하여 구멍 벽을 보호하고 붕괴를 방지합니다 지반 되메우기를 굴착할 때 지반에 함유된 시멘트가 안정액으로 침출되어 안정액이 악화되는 원인이 됩니다 슬롯 머신이 저하된 안정액을 사용하여 말뚝용 콘크리트를 타설하면 슬롯 머신 결함이 발생할 위험이 있습니다 이를 방지하기 위해서는 안정액을 사용하지 않는 올케이싱 공법(*3)을 이용한 굴착이 효과적이지만 이로 인해 공정과 비용이 증가한다
그래서 우리는 어스 드릴 공법을 사용하여 시멘트 함유 토양을 굴착하고 파일 시공 시 슬롯 머신 확보에 효과적인 스마트 슬러리 공법을 개발했습니다 이 구축 방법은 다음 세 가지 요소로 구성됩니다
시멘트 저항성이 뛰어난 소재 “스마트 슬러리”
``스마트 슬러리''는 시멘트를 섞어도 변질되지 않는 안정된 액체입니다 아크릴 폴리머와 고슬롯 머신 벤토나이트를 주재료로 하여 시멘트 저항성이 높습니다 또한 '스마트 슬러리'는 부패하지 않아 장기간 안정된 물성을 유지할 수 있다
안정적인 액체 테스트를 자동화하는 "SS Logger"
안정제의 슬롯 머신을 확인하기 위한 비중 및 점도와 같은 테스트는 일반적으로 수동으로 수행됩니다 이번 테스트는 단 몇 리터의 시료를 사용하여 진행되었기 때문에 현장에서 사용되는 안정화액의 슬롯 머신(수 100m3)의 슬롯 머신을 부분적으로만 확인할 수 있었습니다
그래서 우리는 안정적인 액체 테스트를 자동화하는 "SS Logger(Smart Slurry Logger)"라는 장치를 개발했습니다 SS 로거는 안정화 액체의 비중, 점도 및 모래 함량을 자동으로 지속적으로 측정할 수 있으므로 품질을 지속적으로 모니터링할 수 있습니다 테스트 결과는 실시간으로 모니터에 표시되며, 웹에서도 확인할 수 있어 품질 정보를 시각화하고 공유할 수 있습니다 또한 SS Logger는 콤팩트한 장비(폭 14m x 깊이 06m x 높이 21m)로 현장 면적이 작은 현장에도 설치가 가능합니다
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SS 로거(컴팩트한 크기)
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웹상의 확인 화면
재사용된 안정제를 평가하기 위한 "SS 관리 시스템"
안정제는 한 번 사용한 후 폐기되지 않고 다음 파일 건설에 재사용됩니다 여러 번 사용하면 열화 성분이 안정화액에 쌓여 슬롯 머신이 점차 저하되기 때문에 오바야시는 사용 횟수를 관리 지표로 삼는 방식으로 SS 관리 시스템을 개발했습니다 안정제와 열화성분의 양을 모니터링하여 합리적인 배합 조정이 가능합니다 '스마트 슬러리'는 기존 CMC(카르복시메틸셀룰로오스)계 안정제에 비해 여러 번 사용해도 쉽게 변질되지 않는 소재이기 때문에 적절한 관리를 바탕으로 제형을 조정하면 폐기되는 분해된 안정제의 양을 줄일 수 있어 환경을 고려한 효과도 있다
오바야시 주식회사는 기존 지하구조물을 철거하고 신축건물을 짓는 재개발사업 등 말뚝작업에 대한 스마트 슬러리 공법을 적극적으로 제안하고 있으며, 적절한 공사기간에 슬롯 머신이 보장되는 기초를 시공함으로써 안전하고 안심할 수 있는 건물을 사회에 제공하고 있습니다
- ※1 토공 드릴 방법
현장 타설 콘크리트 말뚝 공법 중 건설 공사에 가장 많이 사용되는 공법입니다 드릴링은 어스 드릴 굴삭기로 수행되며 안정액은 구멍 벽을 보호하는 데 사용됩니다 끝부분이 확대된 확장형 바닥파일을 사용하여 높은 지지력을 확보할 수 있습니다 - ※2 민간주택단지 건설공사 등 다수의 성과
- ※3 올케이싱 공법
이음식 케이싱(강관)을 원형회전기계를 이용하여 지반에 압입한 후 해머그랩을 이용하여 케이싱 내부의 토사를 굴착하는 공법입니다 단단한 땅과 지하 장애물을 다룰 수 있습니다 기공벽이 케이싱에 의해 보호되기 때문에 안정화액은 일반적으로 사용되지 않습니다