JSP 공법 — 고압분사로 땅속에 시멘트 기둥을 만드는 차수·보강
JSP는 땅에 꽂은 이중관 로드 끝에서 시멘트풀을 고압(약 20MPa 내외)으로 공기와 함께 뿜어, 주변 흙을 깎아내고 섞어서 원기둥 모양의 고결체를 만드는 공법입니다. LW·SGR이 흙 틈에 약액을 "스며들게" 한다면, JSP는 흙을 "갈아엎어" 시멘트와 섞는다는 점이 다릅니다. 그래서 점토층에도 들어가고, 차수와 강도가 더 확실합니다.
- 분류
- 차수·보강 · 고압분사 주입 공법
- 차수성
- ●●●● 기둥끼리 잘 겹치면 높음
- 강도 증가
- ●●●● 흙과 시멘트가 섞인 고결체
- 공사비 · 공기
- LW·SGR보다 높음 · 보통
- 소음·진동
- 작음 (장비 소형)
- 잘 맞는 현장
- 벽 뒤 확실한 차수, 말뚝 사이 틈 막기, 바닥 지반보강
원리: 고압 물줄기로 흙을 깎고 시멘트와 섞는다
로드는 두 겹 관(이중관)입니다. 안쪽 관으로 시멘트풀(시멘트 밀크)을, 바깥 관으로 압축공기를 보냅니다. 로드 끝 노즐에서 시멘트풀이 고압으로 뿜어지고, 그 둘레를 공기가 감싸 분사가 멀리 나갑니다. 로드를 돌리면서 천천히 끌어올리면 분사가 닿는 범위의 흙이 깎이고 섞여 원기둥 모양으로 굳습니다.
깎여 나온 흙 일부는 시멘트풀과 함께 공 입구로 올라오는데, 이것이 슬라임입니다. 슬라임이 잘 올라온다는 것은 땅속 압력이 빠지고 있다는 뜻이라, 오히려 지반이 들리지 않는 정상 상태입니다.
관 수에 따른 종류: CCP · JSP · RJP
고압분사 공법은 로드 관이 몇 겹인지, 무엇을 뿜는지로 나뉩니다. 관이 많을수록 기둥이 굵어지고 장비와 비용이 커집니다.
| 구분 | CCP | JSP | RJP 등 삼중관 |
|---|---|---|---|
| 로드 | 단관 | 이중관 | 삼중관 |
| 분사하는 것 | 시멘트풀만 | 시멘트풀 + 공기 | 물·공기로 깎고, 시멘트풀은 따로 채움 |
| 고결체 크기 | 작음 | 중간 | 큼 |
| 장비·비용 | 작음·낮음 | 보통 | 큼·높음 |
| 주로 쓰는 곳 | 좁은 곳 부분 보강 | 흙막이 차수·보강에 가장 흔함 | 대구경 차수벽, 바닥 전면 개량 |
고결체 지름은 지반(모래·점토·자갈)과 분사 조건에 따라 크게 달라집니다. 설계 지름은 현장 시험시공으로 확인합니다.
흙막이에서 쓰는 위치
- 벽 뒤 차수벽 — CIP나 H-파일 벽 뒤에 기둥을 겹쳐 세워 물길을 막습니다. 가장 흔한 용도입니다.
- 틈 막기 — 말뚝 사이, 벽체가 꺾이는 모서리, 기존 구조물과 만나는 접합부처럼 벽체로 막기 어려운 곳.
- 바닥 보강 — 굴착 바닥 아래를 미리 굳혀 히빙·보일링을 막습니다.
- 앵커·벽체 주변 보강 — 연약한 층에서 벽체 근입부나 배면을 단단하게 만들 때.
시공순서 4단계
1천공
위치를 표시하고 수직을 맞춰 계획 깊이까지 로드를 넣습니다. 물로 천공합니다.
2분사 시작
최하단에서 공기와 함께 고압 분사를 켜고, 분사액을 물에서 시멘트풀로 바꿉니다.
3회전·인상
로드를 돌리면서 정해진 속도로 끌어올려 아래부터 기둥을 이어 만듭니다.
4완료·다음 공
계획 높이에서 분사를 멈추고, 굳는 동안 한 칸 건너뛴 위치로 옮겨 시공합니다.
LW·SGR과 비교
| 구분 | LW·SGR | JSP |
|---|---|---|
| 방식 | 흙 틈에 약액을 스며들게(침투) | 흙을 깎아 시멘트와 섞음(교반) |
| 점토·실트층 | 잘 안 들어감 | 시공 가능 |
| 차수 지속성 | 물유리 겔이라 시간이 지나면 약해짐 | 시멘트 고결체라 오래감 |
| 강도 | 작음 | 큼 |
| 품질 확인 | 어렵다 | 코어 채취로 확인 가능 |
| 비용 | 낮음 | 높음 |
| 부산물 | 적음 | 슬라임이 많이 나옴 |
공기가 짧고 지하수가 많지 않으면 LW·SGR로, 공기가 길거나 지하수위가 높고 점토가 섞였다면 JSP를 먼저 검토하는 식으로 나눕니다.
장점과 단점
장점
- 모래부터 점토까지 지반을 크게 가리지 않음
- 시멘트 고결체라 차수·강도 효과가 오래감
- 장비가 작아 좁은 곳·건물 바로 옆에서 시공
- 코어로 품질을 직접 확인할 수 있음
단점
- LW·SGR보다 공사비가 높음
- 슬라임이 많아 처리 비용과 장소가 필요
- 자갈·호박돌층에서는 분사가 막혀 기둥이 덜 커짐
- 슬라임 배출이 막히면 지반이 들릴 수 있음
시공 시 유의사항
| 항목 | 관리 포인트 | 소홀히 하면 |
|---|---|---|
| 시험시공 | 본 시공 전 시험 기둥을 만들어 지름·강도 확인 | 설계 지름이 안 나와 기둥 사이에 틈 |
| 수직도 | 천공 시 수직 확인, 깊을수록 오차 커짐 | 아래쪽에서 기둥이 벌어져 누수 |
| 분사압·인상 속도 | 설정값 유지, 기록지 남기기 | 지름 부족, 기둥 중간이 잘록 |
| 배합·주입량 | 시멘트풀 비중 수시 확인 | 강도 부족 |
| 슬라임 배출 | 공 입구로 계속 올라오는지 확인 | 땅속 압력이 쌓여 지반·인접 시설 들림 |
| 매설물 | 관로·케이블 위치 사전 확인 | 관 파손, 관 안으로 시멘트 유입 |
| 계측 | 인접 건물·도로 들림 측정 | 균열 민원 |
현장에서 자주 놓치는 것
- 슬라임이 갑자기 안 나오면 바로 멈춘다. 공이 막혀 압력이 땅속에 쌓이는 중이다. 옆 도로나 바닥이 부풀어 오른 뒤에 알면 늦다.
- 슬라임 처리장을 먼저 정한다. 생각보다 양이 많다. 침전조와 반출 차량 동선이 없으면 하루 만에 현장이 회색 진흙탕이 된다.
- 모서리와 접합부를 따로 챙긴다. 직선 구간은 잘 겹쳐도 꺾이는 곳, 기존 건물 기초와 만나는 곳에서 물이 샌다. 이런 곳은 기둥을 한두 개 더 넣는다.
- 기록지와 굴착 결과를 맞춰 본다. 굴착하면서 기둥이 드러나면 지름과 겹침을 사진으로 남겨 둔다. 다음 구간 분사 조건을 조정하는 근거가 된다.
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참고 기준·출처
- 국토교통부 KCS 21 30 00 가설흙막이 공사, KDS 21 30 00 가설흙막이 설계기준
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