컨솔리데이션그라우팅 목적과 시공범위, 공배치와 심도,

주입공의 배치

 

가. 컨솔리데이션그라우팅 공

1) 목 적

컨솔리데이션그라우팅은 암반의 변형을 개량하고 강도를 증대시켜 기초를 균일화하기 위해 시공하는 것이다. 컨솔리데이션그라우팅 시공으로 원 지반 균열의 틈새와 기초굴착과정에서 생긴 틈새를 충전하여 기초의 변형을 억제하는 것이나, 공극 충전으로 암반자체의 강도가 현저히 증가하는 것은 아니다. 그러나 틈새의 충전으로 기초암반 전체가 일체화되어 터파기면에 작용하는 응력의 분포가 균일해지면서 지지력이 증대된다.

아울러 기초터파기면의 용출수를 막는 효과와 기초지반을 불투수성으로 만들어 침투로장이 길어져 침투류를 억제하는 효과가 있으며 컨솔리데이션그라우팅 이후에 시공되는 블랭킷그라우팅 또는 커튼그라우팅의 그라우팅 영역까지 주입재가 확산 고결되므로 초기주입압력을 증대시키며 이 영역의 표면부로 주입재가 누출되는 현상을 억제하는 효과가 있다.

2) 시공범위

댐체에서의 컨솔리데이션그라우팅 대상범위는 주로 댐체와 접하는 암반표면으로서 암반역학적으로 이완되어 있거나 굴착과정의 발파에 의한 진동과 리핑작업 등으로 이완되어 담수후 침투유속이 가장 크게 될 부분임에도, 암반의 상재하중이 적어서 높은 주입압력을 줄 수 없는 취약 부분이다. 따라서 이러한 여건을 감안하여 그라우팅을 계획하여야 한다.

컨솔리데이션그라우팅은 댐 형식에 따라 그 시공범위가 크게 좌우된다. 즉, 댐의 형식, 규모 등에 따라 암반에 작용하는 응력도 다르며, 또 기초변형이 댐에 미치는 영향도 다르므로 시공영역을 기초바닥면 전부를 잡을 경우와 국부적으로 취하는 경우가 있다. 컨솔리데이션그라우팅은 균열․파쇄대 등의 틈이 많은 곳, 시임(seam)이 집중해 있는 곳, 단층구간 등에 중점적으로 시행하는 것이 보통이다.

필댐에서는 단층․파쇄대가 발달한 구간 등 특별히 여건이 좋지 않은 경우에만 시공한다. 비교적 낮은 댐에서는 단층․시임 등의 연약부에 집중적으로 그라우팅하고 나머지 부분에 대해서는 생략하는 경우가 대부분이다.

 

3) 공의 배치와 심도

컨솔리데이션그라우팅 공의 배치는 <그림 4-9>과 같이 격자형으로 배열하는 경우가 많다. 공간격은 암반의 상태에 따라 정하나 기초지반 전면에 걸쳐 시공을 할 때는 1.5～5m 정도로 잡고 시공은 정사각형 중앙내삽법으로 한다. 경사부에서는 경사가 급하고 시공영역 즉 터파기 면적이 좁아 위와 같이 시공할 수 없는 경우가 많으나 가급적이면 이 방법으로 해야 한다.

공의 심도 결정은 일정한 산출공식이 없으나 댐의 규모에 따라 대개 5～10m 정도로 계획한다. 통상적으로 공간격이 조밀하면 심도는 얕아지고, 단층대나 취약구간을 보강하는 경우에는 심도를 깊게 잡는다. 그러나 커튼그라우팅 심도의 1/2을 넘는 경우는 거의 없다. 공경은 통상 AX～EX로 하며 10m미만의 심도에서는 충격식 찬공장비를, 단층대처럼 지질이 불량하거나 공의 심도가 깊은 경우에는 회전식 장비를 사용하기도 한다. 주입공의 찬공방향은 대개 수직으로하나 구조대의 발달이 수직찬공으로 절단되지 않는 방향이라면 공의 위치를 이동하거나 경사찬공을 하여 효과적인 시공이 되도록 조정하여야 한다.

<그림 4-9> 컨솔리데이션그라우팅 공의 배치