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B.G.M 공법 신기술 공법 > B.G.M 공법
 B.G.M Method    ★ 특허출원 완료
□ 시멘트를 사용하지 않는 친환경 비시멘트계 신개념 차수공법
□ 황산과 규산소다를 사용하지 않는 석고계 및 무기계 Silica Sol (또는 Silica Al Sol) 공법
□ 기존 S.G.R 대비 용탈율 2% 이내로 저감
□ 담수 뿐만 아니라 해수(바닷가 인접 지반)에서 적용 가능한 차수 공법
□ 공법개발자가 재료를 직접 생산, 공급(정량주입, 품질확보)
□ 기존 S.G.R 장비 사용 가능
공법 개요
물유리계를 사용하지 않아 용탈현상이 없으며 시멘트를 사용하지 않고 분말도 5,000이상인 특수 주입재를 사용하여 침투성이 탁월한 Silica Sol 또는 Silica Al Sol 계 친환경공법으로서 해수지역에서도 사용 가능 하다.

 

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공법 특성 및 효과
□ 친환경 주입재료의 개량화 : 우수한 내구성 발현 및 장기 전단강도 우수
□ 물유리 사용하지 않는 주입재료 : 용탈이 거의 없음
□ 높은 분말도(석고계 주입재 분말도 5,000㎠/g) : 침투력 및 지반 강도 우수
□ 시멘트를 사용하지 않음 : 6가크롬 등 중금속이 없음(친환경성 확보)
□ 전용 싸이로 사용 : 작업성이 용이, 작업시간 단축, 비산먼지 최소화
□ 석고계 주입재를 사용 : Silica Sol 또는 Silica Al Sol 형성으로 용탈 방지 
□ 공법개발자가 주입재료를 공장에서 직접 공급 : 정량 주입 가능(균질한 품질 확보)
□ 배합용수 온도 환경에 따른 겔타임 영향이 적음 : 배합용수 가열 불필요(동절기 공사 용이)
□ 시공비가 저렴 : S.G.R 공법의 95%
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표준 배합비
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B.G.M 공법 겔화 메커니즘
1단계 :  무기계 BG-1, 2(A약재)의 이온화 및 Silicate 형성
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2단계  :석고계 주입재(B약재) 이온화 형성
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3단계 : BG-S 과 BG-1, 2혼합으로 Silica Al Sol 형성 및 알카리 제거
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4단계 : Calcium Aluminum Silicate 또는 Calcium Silicate 형성 및 겔화 반응 완성
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공법 주요 특징
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지반 주입재의 반응 메커니즘
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물유리 지반주입재 (현미경 1000배) 무기질계 지반주입재 (현미경 1000배)

 

그라우트재의 체적 변화
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S.R.G 은 75% 체적 변화 됨(급결재) S.R.G은 80% 체적 변화 됨(완결재)

 

대상 지반에 따른 주입재의 침투한계
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물유리계 주입재와 해수에 대한 내염성
□ 물유리계 지반주입재는 시멘트의 수화 생성물인 Ca(OH)2 와 반응하여 C-S-H 겔을 형성하는 풀효과에 의해 겔을 형성하지만 바닷물을 사용하거나 바닷물이 있는 곳에서는 바닷물의 성분 중 NaCl 및 MgCl2 등의 염화물이 시멘트의 수화 생성물인 Ca(OH)2 와 먼저 반응하여 CaCl2를 형성하여 C-S-H겔의 형성을 방해한다. 또한 시멘트를 사용하는 물유리계 주입재는 C3A성분에 의한 팽창효과로 주입개량의 강도 및 내구성 저하를 나타낸다.
□ 무기질계 B.G.M 재료는 에트링자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)를 생성하여 자체로 겔을 형성함으로 바닷물 성분 중 염화물의 영향이 거의 없어 주입효과가 우수하다.
□ 물유리계 주입재는 강알칼리성 재료로 용탈현상 발생으로 인해 주입재의 수축을 야기하며, 6개월이상의 작업기간이 요구되는 현장에는 사용이 부적합하다.
환경오염원인 6가 크롬 검토
□ 국내에서는 아직 6가크롬에 대해서는 크게 문제시 되지않고 있으나 적용하는 법규에 따라 규제기준이 약간씩 차이가 있다. 환경정책 기본법에서는 수질환경기준에 따라 6가크롬의 양을 0.05mg/ℓ 이하가 되도록 규제하고 있으며, 폐기물 관리법에서는 1.5mg/ ℓ 로 정하고 있다. 또한, 토양 환경보전법에서는 지역의 특성에 따라 4㎎/㎏~30 ㎎/㎏ 정도로 정하고 있으며 수질 환경보전법에서는 0.5mg/ℓ 를 정하고 있다.
□ 일반 포틀랜트 시멘트는 그 제조과정에서 발생하는 6가크롬의 발생이 필연적으로 발생하여 환경오염의 문제가 될 수 있으나 무기질계 지반 주입재인 B.G.M공법의 경우는 지반 주입재가 수화반응을 통해 에트링자이트가 형성되면서 겔형성이 이루어지는데, 이때 다량으로 생성되는 에트링자이트가 6가 크롬을 고정화시키는 역할을 하기에 용출되는 6가 크롬량이 매우 적은 것에 기인한 것으로 사료된다. 
기존 공법과의 비교
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시 공  순 서

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* 관찰조건 : 재령(180일), 양생(담수 및 해수), 재료(완결재)

 

시 공  순 서
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S.G.R 공법과 B.G.M 공법 시험시공 비교 - 현장명 : 양주시 봉양지구
① 시추조사 위치
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② 시추공별 지층구성 및 특성(지하수위G.L.-2.7m)
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③ 현장투수시험 및 표준관입시험
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※ 보강 전(BH-1) 풍화토의 투수계수는 1.08×10-3 의 범위를 보임.
※ S.G.R 보강 후 풍화토의 투수계수는 2.85×10-4  의 범위를 보임.
※ B.G.M 보강 후 풍화토의 투수계수는 1.27×10-5의 범위를 보임.
※ S.G.R 공법 대비 B.G.M 공법 보강하였을 때 차수효과가 우수함을 확인하였음.
④ 공법별 상대밀도(N값) 비교 ⑤ 코아 회수
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※ 상대밀도 및 코아회수율은 S.G.R 공법보다 B.G.M 공법이 우수하게 나타남

 

⑥ 주입량 vs 주입압 비교
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※ B.G.M 공법은 시멘트 보다 분말도가 높은 주입재를 사용하여 S.G.R 공법보다 낮은 압력 에서도 높은 주입 효과를 나타냄.

 

⑦ 현장 시추 조사
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원 지반 시추 조사
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보강 후 시추 조사(색소반응)
주입 후 지시약(P.P 용액)을 통한 색소 반응 확인

 

⑧ 일축압축강도
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⑨ 투수계수 : 8.7 x 10  cm/sec ⑩ 분말도 : 5,210 ㎠/g
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B.G.M 공법 약재 및 주입시공 전경
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B.G.M 공법 약재 설비 시스템
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적용 분야
□ 지반개량 : 기초지반 지내력 향상, 차수, 기존 구조물(물양장, 호안 등) 내진보강
□ 구조물 지지 : 신축 구조물이나 기존 구조물 under pining, 배수문 기초 지반보강
□ 구조물 침하방지 및 복원 : 구조물에 부등침하 발생 시 수평복원 및 추가 침하 방지
□ 충진 : 폐광이나 지반 내 공동 충진, 호안 및 해안구조물 하부 사석층 공극 충진
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