• CMC 공법

1. 개요

   C M C 공법(국제 특허 출원)은 주변 지반에 따라 그라우트의 배합을 달리하는 시멘트 기둥을 만들기 위해 자체 설계 제작한 특수한 형태의 오거를 사용하는 공법으로서, 높은 지지력을 가진 시멘트 기둥 시공시 배토가 발생하지 않으며 예민한 구조물 주변에 대한 근접 시공도 가능하다.


2. 기존 말뚝공법과의 차이점

   - 지반과 기둥사이에서의 응력 분배 개념을 이용해 시멘트 그라우트의 압축 계수를 조정 할 수 있다. (설계 개념 참조)


   - 특수 오거에 의해 배토 없이 원지반의 측방 이동으로 인해 기둥이 조성되어지며 기둥 주변의 지반 강도도 증가한다.
   또한 그라우팅 후에 쇄석 기둥 형성 방법과 같이 그라우트를 다지고 주변지반을 밀어내기 위해서 오거를 다시 시멘트-그라우트 기둥 속으로 관입 시키게되는데, 시멘트 그라우트를 다지고 주변 지반을 측방으로 배토시키기 위한 소요 에너지 때문에 C M C를 설치하기 위해서는 상당한 회전력의 오거가 필요하게 된다.

   주변지반의 구속력 부족으로 인해 내부응력의 한계가 없는 쇄석 기둥 공법에서 발생하는 벌징 파괴와는 달리 하중이 재하 되었을 때 벌징 파괴의 위험성이 없으므로 매우 약한 구속력을 가진 피트 지반에서도 C M C를 설치가 가능하다.


3. 설계개념

   C M C 공법의 개념은 세계 특허 공법으로서 이 기술의 우수성은 공법이 적용된 현장에서 증명되어져왔다.
   그라우팅의 압축계수를 조절하는 능력은 지반과 기둥 사이의 적당한 비를 유지하는 것이다.
   이 비율은 지반과 프로젝트 특성을 고려해서 제일 먼저 설계된다.

   기존의 파일공법에서는 콘크리트 강성 계수에 비해서 지반의 강성계수는 무시된다.
   그로인해 전체 하중이 파일로만 전이되고 지반 내부의 응력 변화는 발생하지 않는 것으로 여긴다,
   즉 주변 지반은 아무런 역할을 할 수 없게 된다.
   이런 이유로 기반암까지 파일을 고정시킴으로써 비압축성의 단단한 층까지 전체하중을 전이시키는 것이 필요하다.
   이렇듯 기반암이 깊을 때는 파일의 길이가 길어져서 공사비는 증가하게 된다.

   C M C 공법에 의한 지반과 기둥의 복합지반은 동일 변형률 개념으로 작용한다.
   지반 상층부에 적용되는 하중은 앞에서 언급한 변형률 비에 의해 기둥과 지반에 고르게 분배된다.
   이 개념에 의해 기반암까지 기둥을 고정시킬 필요가 없고 파일공법에 비해 기둥의 길이가 보다 짧아지게 된다.

   또한, 전체하중을 파일까지 전이 시키는 역할을 맡는 과도한 경비가 소요되는 파일 캪과 들보가 필요가 없다.
   구조물의 응력 분배와 아칭(arching) 효과를 일으키기 위해 C M C 두부와 기초사이에 설치되는 조립질 재료의 매트로 구성된 얕은 기초나 슬래브 형태로 시공되어질 수 있다.
   그러므로, CMC 공법은 기존 파일공법에 비해 훨씬 경제적인 공법이다.


4. 작업과정

   시공장비는 배토없이 횡방향으로 흙을 이동시키고 작업한 그라우트를 다지기 위해 높은 회전력과 연직 추진력이 필요하다.
   오거는 관입되어지는 동안 동일한 방향으로 회전하고 오거 위로 옮겨진 흙은 오거의 두부에 설치된 역방향 날개에 의해 다져진 채 남겨진다.
   CMC 기둥의 형성동안 오거 추출속도는 시멘트 그라우트의 유출 속도에 따라 조절되어 진다.
   품질관리 장치는 깊이와 기둥 지름의 크기에 따라 연속적으로 공급양을 조절한다.