루전시험 결과와 그라우팅주입을 알아보자

1. 시험 결과의 평가와 정리

 

현장투수시험으로 얻은 Lu값을 해석해보겠습니다

-빠른요약 : Lu 값이 5미만 정도 되야 불투수층으로 인정됩니다-

지반층과 k값

자동으로 k 값 얻는 서식

변수위 투수시험 시트.xlsx

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 ① 단계별로 압력을 변화시키면서 루전시험을 하면 암반의 상태 즉 절리에 끼어있는 점토분의 유거나 파쇄, 변위 여부를 알 수 있으며, 시공 시 적용할 적정 주입압력을 결정하기 위해서 임의의 압력을 가하면 암석의 파쇄 압력도 알 수 있습니다.

루전테스트 결과해석

 

 ② 층류는 각 압력단계의 Lu값이 비슷하며 이는 물의 흐름이 대부분 적은 균열을 따라 물이 조용히 흐르는 경우입니다.

이때의 Lu값은 평균값이나 어느 단계의 값을 택하여도 괜찮습니다.

 

 

 ③ 난류는 압력단계별 Lu값이 상이한데 이는 최고 압력 전후의 Lu값은 대칭적이나 최고 압력에서 가장 낮은 Lu값을 보이는 것은 물의 흐름이 틈새가 넓은 곳에서 와류가 생기는 경우로써 이경우에는 절리에서 압력의 손실을 일으켜 주수량이 줄어듭니다.

Lu값은 가장 작은 것을 택해야 하며 평균값을 택하면 오차가 큽니다.

 

 

 ④ 팽창은 1,2,4,5 단계보다 3단계인 최고압력에서 대단히 큰 Lu값을 보여줍니다.

이는 압력으로 인하여 암반에서 약한 부분의 압축이나 평행한 균열의 벌어짐 현상으로 국부적으로 균열이 넓어질 때 나타나는 현상입니다.

이 팽창현상(또는 탄성변형)은 일시적인 것으로 가장 작은 Lu값을 택하여야 합니다. 이와 같은 탄성변형 현상은 잘 나타나지 않습니다.

 

 

 ⑤ 세굴은 수압시험이 진행되면서 투수성이 증가하는 경우로서 압력이 적어졌는데도 주수량이 줄어들지 않습니다.

이는 절리나 균열사이에 있는 점토가 씻겨나가거나 암석이 변위 또는 수압파쇄가 되면서 틈새가 커지는 경우입니다.

커진 틈새에는 암석의 조각이 떨어져 버팀 역할을 하여 주수압력이 없어져도  틈새가 오그라 들지 않고 벌어진 상태로 그대로 있습니다.

대표 Lu값은 최소 압력인 5단계의 Lu값을 택합니다.

파쇄 현상은 충전 그라우팅에서는 바람직하지 못하나, 점토 등이 유거 되는 침식현상은 바람직합니다.

이는 주입재가 공극을 채우면 점토보다 더욱 강도가 커지게 되며 불투수성이 되기 때문이다.

파쇄가 일어나는지 침식이 일어나는지 명확히 구분하기란 어렵습니다.

그러나 시추 코어를 조심스럽게 관찰하면 이를 예측할 수도 있습니다.

때로는 과다 압력에 의해 오류가 일어나기도 합니다.

 

 

 ⑥ 공극충전은 Lu값은 시험이 진행되면서 점점 줄어지도 있습니다.

이는 빈공극이나 균열 등이 물로 채워져 더 이상의 물이 들어가기가 어려운 경우입니다.

대표 Lu값은 가장 낮은것을 택합니다.

 

 

 ⑦ 압력-주수량 간의 관계 그림을 표시하면 다음 그림과 같습니다.

 

압력과 주수량 그래프

 

2. Lugeon test

① 암반의 투수시험입니다

② 보통 NX(케이싱 외경으로 73mm) 사이즈를 사용합니다. 규정은 없습니다

③ 지반침하 보강공사나 댐 기초처리공사 또는 터널공사에 활용되며 간편한 투수도를 측정할 수 있습니다

④ 1Lu란 1l/min/m/10kg/㎠ 입니다

- 압력 10kg/㎠로, 투수 구간 1m당 1L/min의 주입량일 때의 값입니다

- 5~10분간 주입해서 측정합니다

⑤ 용도

- 절리를 포함한 암반의 투수도 확인합니다

- 투수패턴을 파악하여 지반의 안전성을 판단합니다

- 암반보강 공법 설계나 시공시 시공방법을 결정하고 품질관리 기준이 됩니다

 

 

3. Lu값과 그라우팅 필요성 검토

 

 ① 대개의  암질이 투수성이어서 의심의 여지없이 그라우팅을 하여야 합니다.

그러나 그라우팅을 해야 하는지 말아야 하는지 애매한 경우가 있으며 이러한 경우에 일반적으로 Lu값을 기준으로 하여 검토합니다.

 

그라우팅 필요성 검토 흐름도

 

 ② 물이 귀한곳 예를 들면 사막지대처럼 한 방울의 물도 누수가 되어서는 안 되는 곳에서는 그라우팅으로 1Lu값 정도의 지수벽을 만들어야 할 것입니다.

핵 폐기물과 같은 유해물질 저장소와 쓰레기 매립장처럼 침출수 유출이 허용되지 않는 경우도 마찬가지입니다.

 

 ③ 양수하여 물을 저장하는 저류지로써 양수 또는 운반비용이 많이 드는 시설물에서는 누수가 곧 돈의 낭비입니다.

이러한 때는 그라우팅 시공여부를 신중하게 검토하여야 하며, 만약 그라우팅을 하게 되면 2~3Lu값 정도의 지수벽을 만들어서 누수량이 미미한 정도까지 지반개선이 되어야 할 것입니다.

 

 ④ 기초지반의 절리, 파쇄대 등에 있는 실트, 점토 등 연약한 물질이 수압에 의해 유거 되어 파이핑이 일어날 위험이 있는 경우에는 3Lu값으로 개선되어야 합니다.

이때 주입열은 2열 이상으로 계획되어야 할 것입니다.

 

 ⑤ 파이핑이 일어날 위험이 없다고 판단되는 제방댐으로 코어의 폭이 넓고 1열로 주입코자 할 때는 지반개선 목표를 5~10Lu로 합니다.

3열 이상으로 설계할 때는 주입열 배치를 신중하게 하여 각 열의 주입재 침투가 중첩되게 하고 두꺼운 지수벽이 형성되도록 하는 경우에는 7~15Lu를 목표로 합니다.

코어의 폭이 작은 경우에는 침출수의 동수경사가 급하기 때문에 위의 경우보다 더 수밀 한 커텐지수벽이 만들어져야 합니다.

1열일 대는 3~7Lu를 여려열일 때는 5~10Lu를 목표로 합니다.

콘크리트 댐에서는 배수공을 설치하는 조건에서 1열일 때는 3~5Lu, 여러열 일 때는 5~7Lu를 목표로 합니다.

 

4. Lu시험결과의 정리

 ① 수압시험을 시행할 때 기록하는 사항입니다

- 주입압력, 경사방향과 각도, 평면위치, 시험공의 표고, 사용기기

- 주상도와 지하수위 측정기록

- P-Q 곡선도

- Lugeon test 결과지

 

 ② Lugeon map을 작성해야 하며 시멘트 주입량표도 작성해야 합니다

- 대체적으로 1/500 이나 1/1000 스케일로 Lugeon map을 작성합니다

- Lugeon map은 댐의 위치선정, 제체의 기초굴착의 심도, 그라우팅의 시공계획에 필요한 기본자료로 사용됩니다

 

③ 지하수위 분포도

- 지하수위 파악은 암반의 투수성이나 커튼그라우팅의 위치를 선정하고 범위를 결정하는 아주 중요한 자료입니다

- 지하수위 분포도는 각 보링공의 자연 상태에서 최종 안정된 지하수위를 표기한 것이며 피압지하수가 발견되면 같이 기재하여야 합니다

- 지하수위 분포도는 Lugeon map, 지질단면도등과 중복해서 표시해야 합니다