J. S. P 공법 Jumbo Special Pile 김해김씨 삼현파 김우영 파평윤씨 판도공파 윤영진 청주정씨 광평파 정귀환

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1 J. S. P 공법 Jumbo Special Pile 김해김씨 삼현파 김우영 파평윤씨 판도공파 윤영진 청주정씨 광평파 정귀환

2 목 차 J.S.P 1 공법개요 2 시공순서 3 공법특징 4 현장 적용 사례 5 시공 시 유의사항
목 차 1 공법개요 2 시공순서 3 공법특징 4 현장 적용 사례 5 시공 시 유의사항 J.S.P J.S.P 공법에 대해 발표하게 될 목차입니다. 공법개요, 시공순서, 공법특징, 현장적용사례와 시공 시 유의사항 순으로 발표하겠습니다.

3 J.S.P 공법 개요 J.S.P(Jumbo Special Pile) 공법 정의 J.S.P 공법이란 ?
본 공법은 일본의 교반혼합공법(CCP공법)에서 발전된 제트 그라우팅 공법의 일종입니다. CCP공법은 수평방향으로 고압(200kg/cm2)의 경화제를 분사하여 원주상(D=30~50cm)의 고결체를 형성하는 반면에 J.S.P 공법은 에어제트를 경화제와 함께 분사해 지반 절삭능력을 증진시켜서 고결체의 직경을 크게(D=80~150cm)하는 고압(200kg/cm2)분사 주입공법 입니다. J.S.P 공법의 개요입니다. J.S.P 공법이란 일본의 교반혼합공법인 CCP 공법에서 발전된 제트그라우팅 공법의 일종으로 CCP공법은 수평방향으로 고압의 경화제를 분사하여 지름 30~50cm의 원주상의 고결체를 형성하지만 JSP공법은 에어제트를 병용해 지반 절삭능력을 증진시켜 고결체의 직경을 80~150cm까지 크게하는 고압분사 주입공법입니다. J.S.P(Jumbo Special Pile) 공법 정의 이중관 로드(내관은 시멘트 밀크, 외관은 에어를 분사)선단에 부착된 제트노즐로 시멘트 밀크 경화제를 공기와 함께 200~400kg/cm2 의 고압으로 분사합니다. 이로인해 원지반이 절삭·붕괴되고 로드가 회전 인발함과 동시에 교반혼합층에 주입제를 강제충진 시키게 됩니다. 그 결과로 지중에 원주형의 고결체를 형성하는 공법입니다.

4 J.S.P 시공 순서 03 J.S.P 공법 순서 천공완료 J.S.P 시공 시공완료 천공 J.S.P 개시
주입상한선까지 시공이 완료되면 주입관을 인양하고 Rod 및 주입관 내부를 세척한 후 다음 위치로 이동한다. Rod를 저속으로 회전시키면서 1회전 (10.5~13.5sec) 분사 후 2.5cm씩 상승하면서 계획된 주입상한선까지 시공한다. 계획심도까지 굴진이 완료되면 Jetting Machine의 타이머를 조절한다. Rod가 1회전 시 10.5~13.5초 정도가 걸리도록 타이머를 조절하여 Jetting Machine을 J.S.P 시공 상태로 맞춘다. 지반개량이 필요한 위치에 Jetting Machine의 이동, 설치가 완료되면 지반조건에 따라 Rod의 회전속도, Spindle stroke를 조정하여 이중관 Rod 선단에 장착된 노즐의 Water jetting으로 지중을 목적심도까지 천공(D=50mm)한다. 고압 펌프의 모터 회전수를 조절하여 주입압을 상승시킨다. 주입압이 50kg/cm2 에 달하면 주입관 내에 장치된 Water Spring 부분이 폐쇄되고 주입액 분사구로 시멘트 페이스트 분사가 시작되면서 주입압이 200kg/cm2 이 될 때까지 조절한 상태에서 J.S.P를 개시한다.

5 (Chemical Churning Pile)
J.S.P 공법 특징3 제트 그라우트 공법 종류 (J.S.P 와 유사한 공법들) 명칭 C.C.P 공법 (Chemical Churning Pile) J.S.P 공법 (Jumbo Special Pile) R.J.P 공법 (Rodin Jet Pile) Rod 단관 2중관 3중관 절삭방법 초고압 경화제 초고압 경화제 + 공기 초고압수 + 초고압 경화제 + 공기 개요 단관으로 천공 후 경화제를 고압으로 분사하여 지반을 절삭시키고 절삭토와 경화제를 기계적으로 교반혼합시켜 지반개량체를 조성하는 공법 2중관으로 천공 후 공기와 함께 경화제를 초고압(200kg/cm2)으로 지중에 회전 분사해 지반을 절삭시키고 절삭된 흙과 경화제를 교반혼합하는 공법 3중관으로 천공 후 공기와 함께 초고압수를 지중에 회전분사시켜 지반을 절삭하고 다시 공기와 함께 경화제를 초고압(300~600kg/cm2)으로 분사하여 지반을 2차 절삭·교반하면서 롯드를 회전·상승시켜 개량체를 만드는 공법 사진 개량체 직경 30~50cm 80~150cm 120~300cm 주 입 제 시멘트 밀크계

6 J.S.P 공법 특징 무공해 재료 개량목적에 맞출 수 있는 개량강도 매설물로의 접근성 신뢰성이 높고 확실한 구성
사용되는 경화제는 환경오염성의 약액이 아닌 공해가 없는 시멘트계 재료를 주체로 하므로 종래의 지반개량에 비해 장기적으로도 안정된 개량 고화체를 얻을 수 있습니다. 그라우팅 공법에서 사용되는 경화재는 주로 시멘트계 그라우트재로 경화이전에 유출되면 지하수와 토양의 pH를 증가 시키며 발암물질인 6가크롬을 비롯한 중금속 유출, 탁도 증가 등으로 주변 생태계를 교란할 수 있습니다. 그라우팅 공사는 토양에 직접 영향을 미치는 중요한 사항임에도 불구하고 현재 국내 수중 콘크리트시공에 대한 시방 규정 및 오염기준은 있으나 그라우팅 주입재 관련된 시방 및 시험규정은 없습니다. 일본에서는 시멘트 그라우팅 현장에서 발암물질인 6가크롬이 용출되고 이에 대한 공해문제가 대두됨에 따라 일본건설성에서는 관련기관에 이에 대한 규정이 발효되고 곧바로 본격적인 법적 조치에 들어가는 등 엄격히 규제가 되고 있는 실정입니다. 국토환경재단은 최근 지반개량 그라우팅 시공에서 토양환경 보전을 위한 시공기준제정과 기준시험방법을 국토부에 제안하였습니다. 구체적으로 시멘트 주입재의 블리딩율(%), 팽창율(%), pH 증가범위, 탁도, 6가크롬 등의 항목들에 대해 그라우트재 주입 후 즉시 시험하는 방법 및 기준을 제안했다. 개량목적에 맞출 수 있는 개량강도 경화제의 선정에 의해 고강도에서 저강도에 이르기까지 목적에 맞는 균등한 개량강도를 얻을 수 있다. 매설물로의 접근성 구경 6~15cm의 작은 구멍으로 80~320cm의 커다란 직경의 지반개량이 가능하므로 시공범위 내에 매설관이 있는 경우에도 이를 포함하여 지반개량을 할 수 있으며 콘크리트나 철제 매설관은 초고압액체의 압력에 손상이 되지 않습니다. 저번 발표때 지적받은 부분과 관련하여 다시 조사해보았습니다. 환경을 오염시킬 수 있는 약액이 아닌 공해가 없는 시멘트계 재료를 주체로 해서 안정된 개량 고화체를 얻을 수 있습니다.(규산소다 같은 물유리의 알칼리 용탈에 의한 환경오염 및 내구성저하방지) 두번째로 개량목적에 맞출 수 있는 개량강도를 얻을 수 있습니다. 세번째로는 시공범위 내에 매설관이 있는 경우에도 이를 포함해 지반개량을 할 수 있는 접근성을 들 수 있습니다. 네번째는 지반을 확실하게 절삭파괴하며 지반 토질조건과 개량목적에 맞추어 파일형상의 고결체를 만드는 특징을 가지고 있습니다. 블리딩 : 콘크리트 치기를 하고부터 경화하는 동안에 혼합수 일부가 분리하여 콘크리트 상면으로 상승하는 현상 팽창률 : 물체가 열팽창을 일으킬 때 원래의 길이 또는 체적에 대한 변화의 비율을 말한다 신뢰성이 높고 확실한 구성 분사된 초고압수 또는 경화제액은 회전하는 노즐의 궤적을 따라 지반을 확실하게 절삭·파괴하면서 개량목적과 지반의 토질조건에 맞추어 균등하게 파일형상의 소일시멘트를 만듭니다.

7 J.S.P 공법 특징03 J.S.P 공법 장 · 단점 장 점 단 점 장비가 소형이므로 협소구간 시공이 가능
연약지반의 차수 및 지반강화 우수 소음, 진동이 발생하지 않는다. 적용지반 범위 큼 단 점 다량의 슬라임 발생 고압주입에 의한 지반융기 가능성 공사비 고가 공과 공 사이의 연결부분 취약 앞의 특징들 말고도 장비가 소형이므로 협소구간 시공이 가능한점, 연약지반의 차수 및 지반강화 우수한점, 소음,진동,공해 발생하지 않는점, 적용가능한 지반의 범위가 큰점이 있습니다. 단점으로는 다량의 슬라임이 발생한다는 것과 고압주입에 의한 지반의 융기 가능성 그리고 타 그라우팅 공법에 비해 비교적 고가인 공사비와 공과 공 사이의 연결부분 취약이 있습니다.

8 J.S.P 공법 적용범위 차수용 Pile용 지수 및 차수용 지반개량 및 강화 지반개량 현장조성말뚝 및 토류항(土留抗)
기존 구조물 기초를 보강하거나 새로운 기초를 설치해 기존 구조물을 보호하는 밑받이 보호공법을 말합니다.. 연약 점토 지반 굴착시 흙막이벽 내외의 흙의 중량차이에 의해 굴착저면이 부풀어 오르는 현상. 지수 및 차수용 지수를 목적으로 하는 제반공사에 적용됩니다. 이 경우 지반 상태의 여하를 막론하고 전부 가능합니다. 매설관 아래의 지수, 저수지, 기존 댐 등의 누수방지 및 보강에 적합합니다. 차수용 지반개량 및 강화 시설물이 대형화되고 가용지면이 부족함에 따라 매립지 또는 간척지 등 연약지반도 이용하지 않으면 안되게 되었습니다. 따라서 이러한 연약지반의 지지력 보강, HEAVING의 방지, 사면붕괴의 방지 및 사후대책, 지하철 및 터널 시공 시 지반보강, 기존구조물의 보강 및 Under Pinning 등의 경우에도 적용 가능합니다. 지반개량 현장조성말뚝 및 토류항(土留抗) 현장에서 말뚝을 지중에 조성해야 하는 경우와 토류항 등의 목적으로 사용합니다. 특히 토류항의 경우에는 지수효과를 얻을 수 있기 때문에 Open Cut의 좌우벽면의 안정처리에 적합합니다. Pile용 선행지중보 형식 Shield공사 및 터널 등 연장이 긴 구조물을 시공할 때 지반이 연약하거나 지하 매설물 등으로 인한 장애가 있을 경우 선행시공을 하여 기존시설을 보호하는 역할과 동시에 지반을 개량합니다 선행지중보

9 J.S.P 공법 사진자료 분사 TEST 전경 천공비트 및 분사노즐 J.S.P 원주상의 고결체

10 J.S.P 공법 진행방법

11 J.S.P 시공 시 조합장비의 구성 조합장비의 구성 기계명 사 양 싸일로(Silo) 용량: 50 TON 물탱크 용량 18TON
믹서(Mixer) 용량: 1,000 ℓ용 콤프레셔(Compressor) 사용압력 : 7kg/㎠ 아지테이터(Agitator) 용량 : 3,000ℓ용 펌프(pump) 사용압력: 400kg/㎠ (200kg 2개사용), 토출량: 120±10ℓ/min 제트머신(Jet machine) 10~12초당 회전 수1.25회, (1.25회 회전 후,5cm씩 상승) 고압노즐 Φ19mm, 파괴압력: 700kg/㎠ 싸일로 – 시멘트를 넣어두는 장비 물탱크 – 물을 넣어두는 장비 믹서 – 시멘트와 물을 섞는 장비 콤프레셔 – 압력을 가하여 시멘트 페이스트를 압축하는 장비 아지테이터 – 전동기를 이용해 시멘트 페이스트를 섞는 장비 펌프 – 압력을 가하여 ROD를 통해 시멘트 페이스트를 땅속으로 배출하는 장비 제트머신 – JSP시공을 하는 기계로, 천공과 JSP를 병행한다. 고압노즐 – 제트머신 로드 끝에 장착된 노즐로서, 운반되어온 시멘트 페이스트를 고압으로 내뿜는 장비

12 J.S.P 현장적용 사례 2014 인천아시아경기대회 송림경기장 건설공사 공사개요 내 용 공사기간
인천광역시 동구 송림동 11-16번지 공사개요 내 용 공사기간 ~ 용 도 문화 및 관람시설 대지면적 29,643.00m2 건축면적 9,446.05m2 연 면 적 22,734.51m2 규 모 지하 2층/지상 3층, 관람석 5,009석

13 A 구간 B 구간 터파기내부 대지경계부

14 사진 자료 천공 및 JSP 시공하는 사진. (땅속 및 JSP 시공하는 장면이라 구분하기 힘듦. 따라서 자세한 설명은 동영상에서.)

15 영상자료 유심히 볼 점 - ROD가 돌아가면서 조금씩 올라가는 모습
- 땅이 물에 젖은 모습과 그곳에서 보글거리는 공기방울(JSP는 공기와 물을 같이 분사시킴)

16 품질 관리 및 재료관리 유의사항 1) JSP분사시 Air와 슬라임의 배출상태, 수직도, 천공시 누수정도, 천공시간, 지층상태, 기타 사항등을 반드시 확인 2) 슬라임이나 Air의 배출이 없는 경우는 지반내의 공극이 심하거나 지하수의 유출입 또는 인공 설치물(정화조,하수관)로 슬라임이 배토될 가능성이 높으므로 이에 대한 확인 작업을 하여야 한다. 3) 슬라임의 배토가 이루어질 수 있도록 작업공 주위에 토사를 절취하거나 배출 유도 공을 설치하는 등의 조치를 취한다.

17 품질 관리 1) 천공위치의 확인 2) 수직정도의 확인 3) 천공심도의 확인 → 지표에 마킹된 표식으로 확인
4) 경화재 배합비의 확인 5) 지층내의 주입 확인 6) 경화재 주입량 확인 7) 표준 분사 조건 확인 8) 주입 압의 확인 9) 조성위치 주변관찰 10) 설계조건에 의한 확인 → 지표에 마킹된 표식으로 확인 → 수준계, 측량기 추 등의 방법으로 확인 → Rod의 길이로 확인, 천공시 토성변화, 이상관계를 기록하며 확인 → 수동인 경우 별도의 표식작업으로 확인 → 인발길이는 cm자, 시간은 초시계로 확인 → 펌프의 토출량, 토출압력, 주입시간 확인 → 소요회전속도, 분사조건, 슬라임 배출상황 확인 → 고압 펌프와 분사기 상단에 부착된 압력계로 확인 → 조성중 Slime 배출상황, 지반이상 유무 관찰, 제3자에 대한 안전보호 등 확인 → 롯드의 인발속도, 주입시간 확인

18 재료관리 1) 1일 시멘트투입량을 확인하여 전표관리를 철저히한다.
2) 재료의 보관은 반드시 플랜트 내에 바람과 비 등에 따른 풍화가 되지 않도록 보관하며 시멘트 분말은 바람에 날려 주변에의 비산을 막도록 관리한다. 3) 배합관리는 재료의 투입량에 따라 믹서 내에 투입관리하며 반드시 시멘트물의 비율을 1:1이 되도록 수시로 비중을 확인하여야만 한다.

19 환경 관리 현장 환경 관리 방침 비산먼지 초기 발생 억제 해양오염 최소화

20 슬라임 처리

21 참고 문헌 도움을 주신 분들 참고 Site 건축시공학 – 이찬식·김선국 ·김예상 ·손보식 공저 (한솔아카데미)
건축시공기술사 – 윤영철 저 (일진사) 건축일반구조학 – 장화균 ·권춘안 ·이시우 등 공저 (기문당) 도움을 주신 분들 인천대 권춘안 교수님 GS 건설 신정식 대리님 GS 건설 신진영 차장님 참고 Site

22 THANK YOU FOR YOUR ATTENTION Any Questions ?