A Study on the Grouting Effect of Ultrafine Cement in Rock Ground

초미립자 시멘트의 암반지반 그라우팅 주입효과에 관한 연구

Abstract

The grouting method is to reinforce the ground by injecting the chemical solution for the strengthening of the ground. Cement grouting material has usually used portland cement for centuries ago, but the cement particle size is large and the injection effect is limited. This study analyzes the effect of ultrafine cement grouting in rock ground using 3S-1 grouting in rock ground and ordinary Portland cement (OPC). The results of tests were compared and analyzed from the Lugeon test, bore loading test (P.M.T.), and injection (P-Q) test. The use of ultrafine cement (3S-1) had a higher effect (K, 10-6cm/sec) than OPC. The reinforcement effect of 3S-1 was also confirmed. Ultrafine cement (3S-1) was 4~9 times more injectable than OPC. Therefore, it is more advantageous to use ultrafine cement (3S-1) than OPC.

그라우팅공법은 지반강화와 차수를 위한 공법으로 약액을 주입하여 지반을 고화시키는 것이다. 시멘트계 그라우트 주입재는 수세기 전부터 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으나 시멘트 입경이 커 주입효과에 한계가 있다. 이에 본 연구는 초미립자 시멘트가 사용된 암반지반에서의 그라우팅 주입효과를 분석하기 위함이다. 이를 위해 초미립자 시멘트로 3S-1호가 사용되었고, OPC와 3S-1호를 각각 적용하여 암반그라우팅 현장시험시공을 실시하였으며 수압시험 공내재하시험 주입시험을 통해 그 결과를 비교분석 하였다. 시험 결과, 암반지반에서는 OPC보다 초미립자 시멘트(3S-1호)를 사용하는 것이 차수효과(K, $10^{-6}cm/sec$)가 더 높으며 보강효과도 확인할 수 있었다. 또한 초미립자 시멘트(3S-1호)가 OPC보다 약 4~9배 주입성이 더 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구는 암반그라우팅 시공시 OPC대신 초미립자 시멘트를 적용하는 것이 더 유리한 것으로 판단이 된다.

Fig. 1. Test construction site

Fig. 2. Test layout

Fig. 3. Flow pattern

Fig. 4. P-R Curve

Fig. 5. Test construction site

Fig. 6. Test layout

Fig. 7. Flow pattern(continue)

Table 1. Slag fine powder

Table 2. Chemical composition

Table 3. Property

Table 4. Practicle size analysis

Table 5. Test item

Table 6. Drilling survey

Table 7. Lugeon test

Table 8. Lugeon test

Table 9. Bore loading test

Table 10. injection test(P-Q)

Table 11. Injection(P-Q)

Table 12. Injection(ave.)

Table 13. Test item

Table 14. Lugeon test

Table 15. Lugeon test

Table 16. Injection test(P-Q)

Table 17. Injection(P-Q)

Table 18. Injection(ave.)