• 한국지반공학회논문집
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• 제33권9호
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• pp.23-34
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• 2017

도심지 지하공간 개발을 위해서는 안정성 확보를 위해 암반 또는 암주의 미세균열까지도 보강해야 한다. 본 논문에서는 그라우팅 재료의 점도 및 입경, 주입압력, 균열 폭 등을 고려한 미세균열 그라우팅의 주입성능에 대한 연구를 수행하였다. 미세균열 보강에 사용되는 대표적인 그라우팅 재료는 용액형인 약액형 그라우팅 재료와 현탁액형인 시멘트계 그라우팅 재료가 있다. 약액형 그라우팅 재료와 시멘트계 그라우팅 재료의 주입성능은 공통적으로 점도에 영향을 받으며, 시멘트계 그라우팅 재료의 주입성능은 추가적으로 주입 재료의 입경에 영향을 받는다. 실내실험을 통해 점도를 역계산하여 재료별로 적합한 점도 측정 방법을 제시하였고, 균열 폭과 재료의 입경 간의 관계를 이용한 groutability ratio로 시멘트계 그라우팅 재료의 그라우팅 가능여부를 평가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.41-50
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• 2012

일반적인 그라우팅 재료는 물속에서 재료 분리가 발생하여 수중 그라우팅 작업시 시공 품질 확보가 매우 어렵다. 최근에는 다양한 혼화제를 첨가하여 수중에서 재료분리가 발생하지 않는 수중 불분리성의 그라우팅 재료들이 개발되고 있다. 본 연구에서는 계면활성제계 개질제를 이용하여 수중에서 재료분리가 발생하지 않으면서도 유동성을 충분히 갖는 점탄성 그라우트재를 개발하고 실내시험을 통해 해수 및 담수에 수중 불분리성 그라우팅 재료와 일반 그라우팅 재료를 시공하였을 때의 공학적 특성을 분석하였다. 본 연구에서 개발한 수중 불분리성 그라우팅 재료는 일반 그라우트재와 비교하여 해수와 담수 상태에서 충분한 강도가 발휘되었으며 수중에서 재료 분리가 발생하지 않아 수중에서도 좋은 시공 품질을 확보할 수 있을 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권10호
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• pp.23-31
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• 2016

국내 그라우팅은 주로 물과 유사한 점도를 가진 재료를 이용하여 시공되고 있다. 하지만 최근에는 지하공간 및 해저공간 개발이 활발해짐에 따라 미세균열 보강을 위한 고점도의 그라우팅 재료와 고압의 주입압력을 사용하는 그라우팅 시공이 증가하는 추세이다. 따라서 균열 폭, 그라우팅 재료의 점도, 주입압력을 고려하여 그라우팅 재료의 주입성능을 평가할 수 있는 실내실험 기준이 마련되어야 한다. 본 논문에서는 그라우팅 재료가 주입되는 방식인 방사형 흐름과 선형 흐름에 관한 메커니즘을 이론적으로 정리하고, 각각의 흐름을 모사할 수 있는 실내실험 장비를 소개하고 있다. 방사형 흐름은 원형의 아크릴판으로 제작하여 그라우팅 재료가 중심에서 방사형으로 퍼져나가도록 모사하였고, 선형 흐름은 평행한 스테인리스 철판으로 제작하여 그라우팅 재료가 한쪽 방향으로 주입되도록 그라우팅 재료의 주입 메커니즘을 모사하였다. 실내실험 장비는 상판과 하판으로 구성되어 있으며, 이 사이에 다양한 두께의 공업용 필름을 설치하여 현장에서 발생하는 다양한 균열 폭을 모사하였다. 본 연구에서 사용된 주입재료는 재료적 특성인 점도를 고정하기 위해 상온($20^{\circ}C$)에서 1cP로 알려진 물을 사용하여 실내실험 장비의 성능테스트를 수행하였으며, 이 결과를 바탕으로 최적의 그라우팅 재료 주입성능 평가 기법을 소개하고자 한다.

• 토지주택연구
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• 제12권4호
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• pp.127-137
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• 2021

그라우팅 공법은 지반 내 토목구조물 활용 시 지반 강도특성을 증진시키거나 지하공간 활용 시 차수효과를 위하여 활발하게 적용되고 있다. 최근에는 그라우팅 기밀특성을 향상시키기 위하여 벤토나이트가 시멘트 재료와 함께 활용되고 있다. 이러한 벤토나이트-시멘트 그라우팅 재료의 원활한 주입을 위해서는 주입재료의 배합비율에 따른 특성을 사전에 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 그라우팅 재료로 주로 활용되고 있는 1종 보통 포틀랜드 시멘트와 벤토나이트를 이용하여 물/시멘트 배합비율 및 벤토나이트 함량에 따른 점성도 및 블리딩 발생비율을 분석하였다. 실험결과, 물/시멘트 배합비율이 감소하거나 벤토나이트 함량이 증가할수록 점성도는 급격히 증가하고 블리딩 비율은 감소하는 반비례 경향을 보였다. 또한, 적합한 재료 선정 기준에 따라 물/시멘트 배합비율 따른 적용가능한 벤토나이트 함량을 선정하였다. 본 연구에서 분석한 벤토나이트-시멘트 그라우팅 재료의 평가 결과는 향후 지반 내 적합한 그라우팅 재료 선정을 위하여 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.101-113
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• 2022

본 연구는 도심지 지하 교통망 건설 중 터널굴착 공정에 적용하는 차수 그라우팅 공사의 과학적 및 공학적인 이론적 기반 체계적인 시공 프로세스를 개발하여 상대적으로 낙후된 국내 터널 차수그라우팅 공사의 시공품질을 어느 누가 시공을 하더라도 시공품질이 향상되며 지속적으로 유지하기 위한 목적으로 계획되었다. 개선된 터널 차수그라우팅의 주요내용은 크게 터널 차수그라우팅 적용구분과 그라우팅재료에 대한 정의, 지하수 수압조건의 그라우팅과 지하수유입에 대한 상관관계 분석, 암반의 특성인자연구 및 그라우팅 시공시 필요한 요소기술 및 주입관리기술들에 검토가 될 수 있다. 세계적인 연구의 추세를 살펴보면 이론적 기반 과학 및 공학적인 그라우팅 분야의 연구가 북유럽국가 (스웨덴, 핀란드, 노르웨이 등), 일본, 독일 및 미국 등을 중심으로 활발하게 진행하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 터널 차수 그라우팅 시공기술들의 요소들에 대한 이론적인 분석을 통해 알고리즘을 정립하여 터널 차수 그라우팅 시공을 효과적으로 할 수 있는 시공 프로세스를 포함한 통합 솔류션을 제공하는 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.465-481
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• 2022

터널과 같은 지하 공간을 활용하는 경우, 암반 그라우팅 공법을 통하여 암반의 차수 및 강도특성을 향상시켜 지하공간을 안전하게 활용하는 것이 중요하다. 암반 절리 내 그라우팅을 위한 주입재는 주로 Bingham 유체에 해당하는 시멘트계열의 재료를 활용하는 것이 일반적이다. Bingham 유체 모델은 점성도와 항복강도의 특성으로 표현되며, 이러한 특성은 시간 경과에 따라 달라지게 된다. 만약 시멘트 주입재료의 시간 경과에 따른 특성을 고려하지 않고 그라우팅 주입설계를 실시하는 경우, 그라우팅 과정에서 주입재의 점성도 및 항복강도의 증가에 따라 주입성능이 저하될 수 있다. 본 연구에서는 그라우팅 주입재료의 물-시멘트 배합비율, 시간 경과에 따른 점성특성(점성도, 항복강도) 측정 및 분석 실내실험을 실시하였다. 실내실험을 통하여 파악한 점성모델을 이용하여 그라우팅 주입재의 시간의존 특성에 따른 그라우팅 주입 시뮬레이션을 실시하였다. 해석결과, 시간의존 특성을 고려하는 경우 단일 점성특성을 적용한 해석에 비하여 그라우팅 주입거리 및 누적 주입량이 감소하여 주입성능이 큰 폭으로 감소하는 결과를 보였다. 본 연구를 통하여 파악된 그라우팅 주입재의 시간 경과에 따른 점성모델 및 해석결과는 향후 그라우팅 주입 현장에서 의미있게 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1253-1257
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• 2010

그라우팅은 건설공사에서 지반의 갈라진 틈이나 공동, 공극 등에 적절한 충전재를 압력을 이용하여 주입하는 것으로, 굴착공사 시 누수방지와 불안정한 지반의 보강을 위하여 광범위하게 사용되고 있다. 가장 많이 사용되고 있는 그라우팅 주입재의 재료로는 물유리계를 주재료로 사용하는 약액주입공법이 많이 사용되어지고 있다. 기존의 물유리계 재료를 사용할 경우 발생하는 용출현상 및 강도저하를 보완하기 위하여 가소성을 부과한 무기질계 재료ECG(Eco Clean Grouting)를 사용하여, 강도 및 내구성이 우수하고 주입재의 용출 현상이 발생하지 않아 환경오염 문제가 거의 없는 영구적인 차수 및 보강에 적합한지와 친환경적 특성을 확인한다. 본 연구는 가소성 무기질계 재료인 ECG(Eco Clean Grouting)재료를 사용하여 현재 많이 사용되는 재료인 물유리계 재료로 일축압축강도, 체적변화, 내구성 평가, 투수시험, 어독성 시험, 용탈시험등을 수행하여 비교 분석 하였다. 일축압축 시험결과 재령 28일 강도는 ECG가 물유리재료에 비해 크게 발현되었고, 내화학성시험 결과 ECG의 길이변화율이 거의 없는 것으로 내화학성에서 강점을 보였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.25-34
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• 2014

본 연구는 그라우팅 기술의 근간을 이루는 구성기술인 그라우팅 재료, 그라우팅 장비 그리고 시공관리기술에 대하여 각 요소별로 세계적인 기술동향을 조사 및 분석하여 상대적으로 열악한 국내 그라우팅 기술수준을 향상시키며 향후 해외시장 진출시 갖추어야할 시방기준 등을 수립하기 위한 목적으로 수행하였다. 그라우팅 재료는 2000년대부터 일본에서는 고침투 및 고강도가 발현되는 극 초미립자 시멘트($1.5{\mu}m$)를 개발하고 있고 국내에서는 김진춘 등(2014)은 마이크로시멘트계열의 하이브리드형 그라우트재료를 개발하고 있다. 최신 그라우팅 장비개발의 동향을 파악하기 위해 해외국가별 혹은 프로젝트별 시방서를 우선 검토하였으며 시방서의 주요내용으로는 재료사양 그리고 믹서, 펌프, 교반기 혹은 팩커에 대한 요구스펙까지 상세하게 기술되어있어 해외프로젝트 수주를 위해서는 각 국에서 제시한 시방서의 기준을 만족하여야 한다. 그라우팅 시공관리기술은 크게 1~4세대 기술까지 발전하고 있는데 최근에는 ICT와 그라우팅 기술을 융합하는 4세대 연구가 북유럽국가 (스웨덴, 노르웨이 및 핀란드), 일본 및 한국 등에서 활발하게 진행되고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권9호
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• pp.4223-4238
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• 2011

최근 환경에 대한 관심이 증대되면서 지반보강 재료의 친환경성이 강조되며, 이에 따라 각종 지반주입 재료가 개발되고 있으나 건설현장에서는 대부분 물유리계 재료가 활용되고 있다. 또한 최근 선진국에서는 물유리계 지반 주입재의 단점인 내구성 문제를 해결하기 위하여 여러 가지 공법을 개발하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 기존 그라우트 재료의 문제점을 향상시키기 위하여 친환경적인 무기계 가소성그라우팅 재료에 대한 실내 시험을 통해 그라우팅 재료의 공학적 특성을 파악하고자 하였다. 실내시험에서는 그라우팅 재료의 사용량에 따른 점성, 가소성, 압축강도 및 환경영향평가에 대한 검토를 수행하여 최적 배합에 대한 범위를 설정하고, 설정된 배합의 현장적용을 통해 기존의 그라우팅 재료보다 경제적, 공학적으로 우수한 그라우트 재료에 대하여 평가하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.273-283
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• 2003

일반적으로 터널이 풍화암, 파쇄대 또는 토사 구간을 관통할 경우, 터널의 구조적 안정을 확보할 목적으로 그라우팅으로 지반을 보강한 후에 터널 굴착을 하게 된다. 터널 시공의 안정성과 경제성을 확보하려면 각 지반조건에 적합한 공법을 선택하여 그라우팅 설계와 시공이 진행되어야 하고, 신뢰성 있는 그라우팅의 시공을 위해서는 그라우팅 시공 후 그라우팅의 성능평가가 이루어져야 한다. 지금까지의 그라우팅의 평가는 한정된 개수의 코아에 대한 압축강도 시험으로 수행되었으나, 이러한 방법으로는 보강된 지반의 전반적인 그라우팅 성능 평가 및 보강 효과의 정량화에 다소 정확성이 결여될 소지가 있다. 본 연구에서는 코아 채취를 통한 일점식 평가를 탈피하고자 SASW 기법을 도입하여 그라우팅의 정량적 성능평가 방법을 모색하고자 하였다. SASW기법은 재료의 표면에서 비파괴적으로 탄성파를 발진하고 전파된 탄성파를 측정하여 재료의 내부강성구조를 평가하는 방법으로, 지반의 전단강성 구조 및 콘크리트 구조물의 비파괴 건전도 평가 등에 주로 활용되는 기법이다. 본 연구에서는 터널 1차 라이닝(shotcrete) 표면에서 SASW 실험을 수행하여 터널 원지반에 대한 우레탄 보강의 효과를 터널 원지반의 전단강성 증가와 원지반내의 내부 공동 또는 균열 확인 등의 측면에서 평가하고자 하였다. 그리고, 본 연구에서 제안한 방법의 신뢰성 및 현장적용성을 확인하기 위하여, 실제 경기도 OO철도 터널에서의 우레탄 그라우팅 성능평가에 본 연구에서 제안한 방법을 시험 적용하였다.