차수공법과 배수공법의 종류

차수공법

1. 동결공법

지중의 수분을 일시적으로 동결시켜 지반강도와 차수성을 높이는 지반개량공법

1) 종류

① 저온 액화가스 순환방식 : 액화질소

② Flying 방식 : 염화칼습

③ 주입방식 : 액체질소

④ 순환, 주입 병용방식 : 저온 액화가스 순환방식 + 주입 방식

⑤ 순환, Flying 병용방식 : 저온 액화가스 순환방식 + Flying방식

2) 특성

① 모든 지중에 적용 가능

② 동결된 흙의 강도가 대단히 크다

③ 동결된 흙의 지수성이 크고, 콘크리트와 암반과의 부착 용이

④ 지반의 고결상태와 차수성 등에 비교적 균질한 시공효과 기대

⑤ 흙중의 간극수의 동결에 의해 동결 구역내 지반을 팽창시켜 구조물에 악영향

⑥ 지하수의 흐름이 있는 경우 동결이 늦고, 경우에 따라 동결 불가능

3) 시공순서

① 보링, 압입타설에 의거 소정의 위치에 동결관 설치

② 동결관의 설치와 병행 냉동설비 설치

③ 동결관의 내압 Test 실시

④ 동결설비와 동결관과의 배관에 의해 연결배관을 단열재에 의거 방열

⑤ 냉동설비에 냉각제를 동결관에 넣고 지반을 동결

2. Cement 주입공법

지반의 누수방지 또는 지반 개량을 위하여 지반 내부에 틈 또는 토립자 사이의 공극에 Cement Paste를 주입하는 공법

1) Cement Paste의 배합비 : 보통 1:8~1:10(시멘트:물)

2) 주입은 낮은 농도로 주입을 시작하고 농도를 높인다

3) 착암기 또는 Boiling기계로 지반에 구멍을 뚫고 Cement Paste를 유입시킨다

4) 주입기 : Grout Pump,Grout Mixer

5) Cement Paste 외에 약액의 주입을 병용하면 효과적이다

3. Bentonite 주입공법

점토의 일종으로 규산분을 주성분으로 하며 고밀도의 성질을 갖고 있는 Betonite용액을 주입하여 차수를 통한 지반을 개량하는 공법

1) Cement 주입공법 보다 침투성, 팽윤성이 우수하여 차수성능이 크다

2) 주변지반 수질오염의 우려성

4. 약액 주입공법

1) 고결시간 조절 용이

2) 차수의 효과가 크다

3) 공극이 클 경우도 사용량이 늘이지 않고 효과를 높일 수 있다

배수공법

1. 중력 배수공법

중력의 작용에 의해서 지하수위가 저하하는 현상을 이용하여 지하수위를 저하시키는 공법. 지하의 굴착공사에 현재 채용되고 있는 공법은 집수정 배수공법, Deep Well공법, 명거 배수공법이며 Siemens Well 공법은 Well Point공법 등의 발달에 의해 현재는 사용되고 있지 않다.

1) 집수정 배수(Sump Pit)공법

① 가장 단순하고 용이한 배수공법

② 투수성이 좋은 자갈, 모래층에 적용

③ 굴착 바닥보다 2~4m 정도 깊게 설치하고 수중 펌프 등으로 배수

④ 용수에 의해 안전성이 낮은 지반에는 부적합

2) 명거 배수공법

① 지반에 도랑을 파고 그 도랑을 사용해서 배수하는 공법

② 지표수 및 지하수가 대단히 높은 경우 적용

3) Deep Well (깊은 우물배수) 공법

① 지름 30~100cm 구명을 지하수층에 굴착해서 스트레이너를설치하고 수중펌프를 사용해서 배수하는 공법

② 용수량이 대단히 많아 Well Point 설치가 곤란한 경우 적용

③ Heaving, Boiling 현상이 발생할 우려가 있을 경우 적용

 

2. 강제 배수공법

중력의 작용에 의한 지하수의 저하현상만으로는 충분하지 않을 경우에 전기에너지나 기타의에너지를 더하여 강제적으로 집수, 배수하여 지하수위를 저하시키는 공법

1) Well Point 공법

강제 배수공법의 대표적 공법으로 Siemens Well 공법을 개량한 공법이다. 지중에 Pipe를1~2m 간격으로 박고 진공펌프를 사용해서 지하수를 진공 흡입 탈수하는 것이며, 용수량이비교적 많은 굵은 사질충에서 약간 투수층이 나쁜 사질 실트충 정도까지의 지하수를 강제배수할 수가 있다.

① 여러 지반(주로 사질토)에 적용 가능

② 토사 흡수량이 적어 지반에 피해를 주지 않는다

③ Sheet Pile 배면을 부분적, 집중적으로 지하수위 저하 필요시 적용

④ 양정높이는 7m정도이며 그 이상시는 다단식 Well Point 또는 Deep Well 설치

⑤ Well Point의 주위에 침전시키는 Filter 재료는 원지반의 투수성보다 좋은 것을 선정해야한다

2) 진공식 Siemens Well 공법

Well Point와 Siemens Well 공법을 병용하여 진공펌프로 강제 배수하는 공법

3. 전기 침투공법

1) 지중에 전기를 통하게 하여 물을 전류의 이동과 함께 배수하는 공법

2) 점토지반의 간극수를 탈수하는 공법

3) Sand Drain 공법이나 Paper Drain 공법 등에 비해 공사비가 많이 들어 현재 거의 적용되지 않는다