LW 공법 총정리! (정의, 장단점, 주입재료, 시공순서, 차수공법 비교분석)
목차
- L.W공법의 정의와 개발 배경
- Jahde의 L.W공법과 그 한계
- ILW공법의 개발과 특징
- 주입재료
- 시공순서
- LW 공법의 장점 및 단점
- 일축압축강도 및 주입률
- LW공법/JSP공법/SGR공법 장단점비교 분석
1. L.W공법의 정의와 개발 배경
L.W공법은 독일의 Hans Jahde 교수에 의해 개발된, 희석된 물유리 용액과 소량의 시멘트를 혼합해 사용하는 주입공법입니다. "Labiles Wasserglass"의 약자로, 이 방법은 시멘트가 침전한 후 위에 뜬 물을 취해 주입하는 특징을 가집니다.
2. Jahde의 L.W공법과 그 한계
Jahde 교수의 방법은 이론적으로 합리적이며 침투 효과가 좋지만, 몇 가지 한계를 가지고 있습니다.
주요 단점으로는 시멘트가 침전하는 동안 주입할 수 없다는 점, 겔 타임이 30~60분으로 길어 급결형 사용이 어렵고, 겔 타임 조정이 어렵다는 점, 그리고 재료 낭비가 발생한다는 점이 있습니다.
3. ILW공법의 개발과 특징
1961년 일본에서는 Jahde의 방법을 개선한 ILW(개량형 L.W공법)을 개발했습니다.
이 방법은 1.5 Shot 방식을 사용해 물유리 용액과 시멘트 현탁액을 주입하므로, 겔 타임 조절이 용이하고 재료의 낭비도 줄일 수 있습니다. 현재 널리 사용되는 L.W공법은 이 ILW공법을 기반으로 하고 있습니다.
4. 주입재료
LW 공법에서 사용되는 주입재료는 시멘트, 벤토나이트, 규산소다로 구성되며, 이들의 표준배합은 차수 및 지반보강을 위해 최적화됩니다.
각 재료의 비율은 주입압력, 지반 조건, 목표 강도에 따라 조정될 수 있습니다. 이러한 재료들은 지반에 주입되어 공극을 충진하고, 지반의 물리적 성질을 개선합니다.
5. 시공순서
LW 공법의 시공순서는 천공, 케이싱 삽입, 멘젯튜브 삽입, Seal제 주입 및 본주입으로 이루어집니다. 이 과정은 지반에 약액을 고르게 분포시키고, 공법의 효과를 극대화하기 위한 절차입니다.
6. 장점 및 단점
LW 공법의 주요 장점으로는 고결강도, 비용 효율성, 주입재의 균일한 분포 등이 있으며, 이는 구조물의 안정성과 경제성을 동시에 달성할 수 있게 합니다.
반면, 주입압력의 세심한 조절 필요, 장기적인 차수효과 저하 등의 단점도 존재합니다.
7. 일축압축강도 및 주입률
일축압축강도는 지반의 강도를 나타내는 지표로, LW 공법에서는 점성토와 사질토에서 각각 다른 강도를 보입니다. 주입률은 주입재의 양과 지반의 간극율에 따라 결정되며, 이는 공법의 효율성을 평가하는 데 중요한 요소입니다.
8. LW공법/JSP공법/SGR공법 장단점 비교분석
LW 공법
장점
- 고결강도: 약액 주입 공법 중에서 고결강도가 높아 효과적인 지반 보강이 가능합니다.
- 비용 효율성: 비교적 저렴한 공사 비용으로 국내에서 자체 생산 가능한 재료 사용.
- 주입효과: 균일한 주입이 가능하여 확실한 주입효과를 기대할 수 있습니다.
단점
- 주입압력 조절 필요: 주입압력의 세심한 조절이 필요하여 기술적 요구사항이 높습니다.
- 장기적 차수효과 저하: 지하수 유동 시 차수효과가 감소할 수 있습니다.
JSP 공법
장점
- 지반보강효과: 연약 지반에 대한 보강 효과가 뛰어나며, 균질한 고강도 차수벽을 형성할 수 있습니다.
- 외력 저항성: 장기간에 걸친 공사와 외력에 의한 충격 및 진동에 강합니다.
단점
- 비용: 다른 공법에 비해 상대적으로 고가입니다.
- 시공 조건의 제한: 조밀한 자갈층이나 풍화암층에서의 시공이 어렵습니다.
SGR 공법
장점
- 저압주입: 지반 교란을 최소화하면서 인접 구조물에 미치는 영향이 적은 저압 주입이 가능합니다.
- 장비 및 재료의 다양성: 다양한 장비와 재료를 사용할 수 있어 유연한 시공이 가능합니다.
- 접근성: 소규모 장비로도 접근이 용이하여 작업 효율성이 높습니다.
단점
- 환경 오염 우려: 장기용출로 인한 환경 오염 발생 가능성이 있습니다.
- 주입재 선택의 중요성: 지층 및 공사 목적에 따라 주입재 선택에 유의해야 합니다.
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