CGVM공법
공법 개요
일정범위 주파수(5.0~30.0Hz)를 조절할 수 있는 가진발생장치를 부가하여 그라우트 주입재 자체에 일정하고 지속적인 주파수를 가진(Vibrating)하면 주입재 입자가 바닥상태(Ground state)에서 들뜬상태(Excited state)로 변하여, 입자 상호간의 흡착(Adsorption)이 약화되면서 입자가 상호 분산되어 주입재의 유동성이 증대되고 주입재 입자와 흙입자 사이의 흡착현상 및 폐색현상을 지연시킴으로서 대상지반에 주입재의 침투성을 향상시키는 공법
들뜬상태 (여기상태:Excited State)
들뜬상태란 일반적으로 양자역학적인 계(System)의 정상상태중 바닥상태보다 에너지가 높은 상태를 말한다. 바닥상태(Ground state)에서의 들뜨기 또는 충돌에 의한 복합 입자 생성 등에서 생기는 경우가 많다. 보통 낮은 준위, 특히 바닥상태로 전이하거나 분해하거나 하는데 그것이 금제전이(Forbidden transition)인 경우에는 상당히 긴 수명을 가진 준안정상태로 된다.
CGVM공법은 시멘트 현탁액 입자에 진동 에너지를 지속적으로 부여하면 바닥상태의 입자들이 들뜬상태로 변하여, 입자상호간의 흡착(Adsorption)이 약화되면서 입자가 상호 분산된다. 따라서 시멘트 입자의 응집력이 약화되고 고농도 고점성의 시멘트 현탁액의 유동성이 증대되는데, 이로 인해 주입재의 침투 주입범위가 확대된다.
주입 개요도
시공순서
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1. 주입플랜트 설치 |
2. 천공기 셋팅 |
3. 천공작업 |
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4. 멘젯튜브 삽입 |
5. 주입호스 배열 |
6. 시멘트 혼합 |
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7. A액, B액 교반 |
8. 주입공에 패커 삽입 |
9. 패커에 공기 주입 |
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10. 가진발생장치 작동 |
11. 주입작업 |
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공법 특징
1) 포틀랜드시멘트를 주입재료로 사용하여 마이크로시멘트 주입효과 발휘 마이크로시멘트 사용 시 약 2~5배의 주입효과 증대
2) 시멘트계 주입재 사용으로 지하수(용수)에 의한 용탈 방지
3) 침투성 향상으로 저압주입이 가능하여 지반교란 등 주변구조물에 영향이 없음
4) 염소 및 황산이온에 대한 저항성이 뛰어나 해수저항성 우수
5) 폴리카본산계 고분자 액상 가소제 사용(CGVM-1호)으로 수중 불분리성 확보
6) 알칼리(pH 증가), 중금속(Cr +6 등)을 그라우트 내에 흡착하고 고형화함으로서 환경오염 최소화 가능
7) 그라우트의 소성발현으로 한정주입 가능
시공사례
1) 조연지구 수리시설 개보수사업 중 그라우팅공사 * 전기비저항탐사 확인
⓵ 시공 전
조연저수지 제당 (2-D Resistivity Structure)
⓶ 시공 후
조연지구 제당 (2-D Resistivity Structure)
⓷ 시험 결과
- 그라우팅 시공전 전기비저항탐사를 한 결과 이상대로 추정되는 3구간이 측정되었고,
- 그라우팅 시공후 전기비저항탐사를 한 결과 다음과 같은 측정값을 얻음
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구 분 |
측 점 |
개량전 측정결과(mΩ) |
개량후 측정결과(mΩ) |
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CGVM공법적용구간 |
No.22+15 ~ No.23+10 |
86 |
408 ~ 500 |
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CGVM공법적용구간 |
No.24+10 ~ No.25+10 |
56.5 ~ 102 |
397 ~ 500 |
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기존공법구간 |
No.26+10 ~ No.27+10 |
67 ~ 88.5 |
277 ~ 350 |
- 따라서, 기존공법 구간에서 보다 CGVM공법을 적용한 구간에서 더 효과가 있음이 입증됨.
2) 순성지구 수리시설 개보수사업 중 그라우팅공사
✼ 시공 전·후 속도분포 결과 분석
심도별 Vp 속도 분포 분석
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T-1 시험공 |
T-2 시험공 |
심도별 Vs 속도 분포 분석
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T-1 시험공 |
T-2 시험공 |
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구분 |
시공전(m/s) |
시공후(m/s) |
증감(m/s) |
야마자키식에 의한 N값 |
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시공전 |
시공후 |
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T-1 |
P파 |
2,077 |
2,215 |
138 |
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S파 |
229 |
271 |
42 |
16 |
27 |
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T-2 |
P파 |
2,032 |
2,208 |
175 |
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S파 |
222 |
273 |
51 |
14 |
27 |
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주입재 특성
CGVM-P(Plasticity)는 지반내 그라우트의 침투 범위 조절이 가능하고, 그라우트의 소성 발현으로 수중 불분리 특성과 한정주입에 의한 계획물량만을 주입할 수 있으며, 지하수(용수)에 의한 재료의 유실과 용출을 방지하고, 시멘트계 재료의 사용에 의한 환경오염의 원인 물질인 알칼리(pH증가), 육가크롬(Cr+6) 등의 중금속을 그라우트 내에 흡착하고 고형화 함으로써 그라우팅 공사에 의한 환경오염을 최소화 하는 친환경 무기계 가소성 주입재를 사용한다.
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구 분 |
주성분 |
주요 작용 |
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CGVM |
액상 |
폴리카본산계 고분자액상가소제 |
폴리카본산계 고분자 액상 가소제 그라우트에 가소성 부여 그라우트에 수중불분리성 부여 pH 및 중금속 등의 유해성 성분의 용출 방지 |
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CGVM |
분말 |
칼슘설퍼 알루미네이트계 혼합물 |
CGVM-P cement 또는 일반시멘트와 반응하여 Ettringite생성 분리 저항성 및 수축 저항성을 확보 시멘트의 알칼리 성분과 반응하여 가소성 부여 그라우트의 pH증가 억제 및 유해 중금속을 경화 메트릭스 상에 고정 CGVM-P의 한정주입 가능 해수 및 수중에서 초기/장기 내구성이 매우 우수 |
■ CGVM-P 경화 MECHANISM
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▷ 시멘트계 재료가 물과 혼합 후 C-S-H 및 Ca(OH)2 생성
▷ 무기계재료는 시멘트계 재료의 수화물과 반응하여 애트링자이트(Ettringite)생성
▷ 수초 ~ 수십초간 유동성을 확보한 후 순간적으로 유동성이 없어지는 가소성을 발휘
▷ 한정주입 및 재료 분리저항성 확보 |
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■ CGVM-P 배합비
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구분 |
A액 |
B액 |
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Water |
시멘트(kg) |
CGVM2호 |
Water |
CGVM1호 |
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Weight |
727 |
500 |
40 |
94 |
6 |
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720 |
500 |
60 |
94 |
6 |
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695 |
600 |
40 |
94 |
6 |
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*지반차수 / 지반보강 주입재의 표준배합비 ( 1m3 )
■ CGVM-P 해수 저항성 시험결과
CGVM-P의 해수와 담수 굳은 시료와 굳지 않은 상태의 시료를 침수 후 그 성상을 관찰한 결과, 모든 경우에서 양호한 상태를 확인 할 수 있었으며, 용탈에 의한 시료의 붕괴 및 황산염 반응에 의한 팽창 파괴 등의 현상은 없음.
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담수 |
해수 |
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굳은 CGVM-P시료 해수 및 담수 중 양생 |
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담수 |
해수 |
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굳지 않은 CGVM-P시료 해수 및 담수 중 양생 |
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■ CGVM-P 수중 불분리성 시험
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CGVM-P 수중불분리성 |
일반시멘트 수중에 유실 |
■ CGVM-P 어독성 시험
✼ CGVM-P 어독성 시험 PH 측정결과
- CGVM-P 타설 전 수조내 물을 채취하여 PH측정
- CGVM-P 타설 후 수조내의 물을 채취하여 시간별 PH 측정
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물고기 방생 |
물고기 개체수 측정 |
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PH 측정 |
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시험에 사용된 수조내 물의 PH 측정값 |
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구 분 |
측정시작 |
1시간 |
2시간 |
4시간 |
22시간 |
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PH측정 |
6.93 |
7.04 |
7.73 |
8.45 |
9.0 |
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물고기 객체수 |
7 |
7 |
7 |
7 |
7 |
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※ 특이사항 |
10일후 물고기 7마리 모두 생존 |
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적용 분야
댐 기초지반 차수그라우팅 |
z댐, 제방 제체누수보강 그라우팅 |
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가시설 차수 및 지반보강 그라우팅 |
터널 라이닝 차수 및 뒤채움 그라우팅 |
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Earth Anchor / Soil Nailing공법 |
강관다단 그라우팅 |
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공 사 명 |
발주처 |
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당진소수력발전설비 설치공사 |
한국동서발전 |
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낙동강살리기 구미지구(30공구) 일선교하부 기초보강공사 |
부산지방국토관리청 |
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낙동강살리기 구미지구(30공구) 바닥보호공보완 그라우팅공사 |
부산지방국토관리청 |
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탑정지구 농업용저수지 둑높이기 건설공사(1공구) 중 그라우팅공사 |
한국농어촌공사 논산지사 |
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궁지구 농업용저수지 둑높이기 건설공사(1공구) 중 그라우팅공사 |
한국농어촌공사 보은지사 |
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낙동강살리기33공구 바닥보호공 그라우팅공사 |
부산지방국토관리청 |
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부곡3호기 화력발전소 차수공사 |
GS EPS |
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2호선 잠실역 지하광장 개발사업 |
롯데물산 |
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낙동강살리기 20공구 바닥보호공 추가공사 (합천보) |
부산지방국토관리청 |
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KT 청진1지구 오피스개발사업중 그라우팅공사 |
KT |
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장지교삼거리 입체화시설공사 중 차수그라우팅 (시점부), (종점부) |
SH공사 |
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낙동강살리기 24공구 |
부산지방국토관리청 |
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하남 환경기초시설 현대화 및 공원조성사업 |
하남시 |
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군산시가지 침수지구 단위종합복구사업 |
군산시 |
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8호선 잠실역 연결통로공사 |
롯데물산 |
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8호선 잠실역 공영주차장 진출램프개선공사 |
롯데물산 |
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소격동 근생시설 신축공사 토목공사 중 CGVM공사 |
엠에프케이 |
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금양소류지 개보수공사 |
남해군 |
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곤유소류지 개보수공사 |
남해군 |
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대곡소류지 개보수공사 |
남해군 |
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오류4배수분구 침수방지사업 ("A"zone) |
구로구청 |
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순성지구 수리시설개보수사업 |
한국농어촌공사 당진지사 |
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오라지구 수리시설개보수사업 |
한국농어촌공사 영천지사 |
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사동지구 수리시설개보수사업 |
한국농어촌공사 경산 ․ 청도지사 |
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금학지구 다목적농촌용수개발사업 |
한국농어촌공사 서산 ․ 태안지사 |
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경인북부수협 본점 신축공사 중 그라우팅공사 |
경인북부수협 |
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황산제 농촌농업용수개발사업 |
광주 광산구청 |
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오류4배수분구 침수방지사업 ("C"zone) |
구로구청 |
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수철저수지 보수 ․ 보강공사 |
한국농어촌공사 충남지역본부 |
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하남선 복선전철 건설공사 (3공구) |
경기도 |
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은평뉴타운 엘크루 신축공사 |
대우조선해양건설 |
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은평뉴타운 미켈란오피스텔 신축공사 |
상도종합건설 |
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남양주 진건 푸른물센터 증설(2차) 민간투자사업 |
진건바이오텍 |
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도담~영천 복선전철 제1공구 노반건설공사 |
한국철도시설공단 |
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춘천시청사 건립공사 중 흙막이가시설 배면차수그라우팅 |
춘천시청 |
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오류4배수분구 하수관거 종합정비사업(6차) |
구로구청 |
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제2순환고속도로 화도~양평간 건설공사중CGVM그라우팅공사 |
한국도로공사 |
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기장군 재해위험저수지정비사업 곽암지구 기초처리그라우팅 |
한국농어촌공사 경남지역본부 |
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산정지구 수리시설개보수사업 제당그라우팅(CGVM)공사 |
한국농어촌공사 경기지역본부 |
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광주도시철도2호선 1단계 3공구 터널내 강관다단그라우팅 |
광주광역시 도시철도건설본부 |
