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UST '장영은 박사' 개발 시공법...한·미·일서 연달아 특허 취득

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  • 대전=허재구 기자
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  • 2020.04.29 10:47
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'마이크로파일의 파형 그라우팅 구근 및 이를 형성하는 방법' 박사과정 재학 중 특허 출원… 지반 지지력 높이는 시공법 '눈길'

과학기술연합대학원대학교(UST) 졸업생인 장영은 박사가 박사과정 재학 중 출원한 건물시공법이 한국과 미국, 일본 등 3개국에 특허로 등록돼 눈길을 끌고 있다.

29일 UST에 따르면 장 박사는 UST 박사과정 재학 중이던 지난 2018년 5월 지도교수와 함께 '마이크로파일의 파형 그라우팅 구근 및 이를 형성하는 방법'을 국내 특허 등록했다.

기존 마이크로파일(a)과 파형 마이크로파일(b)의 개념 비교./자료제공=UST
기존 마이크로파일(a)과 파형 마이크로파일(b)의 개념 비교./자료제공=UST
이 특허는 지난해 12월에는 미국, 올해 3월에는 일본에 연이어 특허 등록되면서 눈길을 끌고있는 것. 이 특허는 현재 중국에도 출원된 상태다.

일반적으로 건물을 시공할 때 기초 지반이 약하면 건물의 안정성이 저해될 우려가 있다.

따라서 기초 지반의 지지력 확보를 위해 지반을 천공하여 강봉을 삽입한 후 그라우팅(시멘트 등을 투입해 틈을 메우는 것)을 하는 마이크로파일(Micropile) 공법을 주로 사용한다.

하지만 기존의 마이크로파일 공법은 기초 지반이 암반일 경우에만 시공이 수월하며 시멘트를 주입할 때 천공의 바닥부터 채워나가기 때문에 고결시간이 길고 수축현상 보완을 위해 작업을 반복 수행해야 하는 등 단점이 있었다.

장 박사는 이같은 단점을 보완하기 위해 기존의 마이크로파일을 구성하는 그라우트체 부분을 전단키(shear key)를 갖는 파형(waveform) 마이크로파일로 시공하는 기술을 개발했다.

이는 계획된 깊이까지 굴착이 끝나면 압력 분사 및 인발 작업을 통해 파형을 만들고 강봉을 삽입해 굳은 그라우트체와 강봉을 일체화한 것이다.

그 결과 강봉이 그라우트체를 통해 주변 지반으로 하중을 보다 많이 전달해 기존 마이크로파일 대비 지지력과 안정성이 증가하고 말뚝길이도 짧아져 경제성을 높일 수 있었다.

또 암석층 보다 낮은 강도를 갖는 지반에서도 지지력 확보가 가능해 시공성이 증대되는 효과도 있다.

장영은 박사./사진제공=UST
장영은 박사./사진제공=UST
이 기술은 현재 중소기업 ㈜대련건설에 기술 이전돼 건설 현장에도 실제로 적용되는 등 상용화까지 성공적으로 이뤄지고 있다.

앞으로 아파트 수직증축 리모델링 사업이나 노후 구조물 보수 보강 사업에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

장영은 박사는 "박사과정 5년 동안 한국건설기술연구원 주요사업의 첫 단계부터 끝까지 참여하면서 연구수행 능력이 전반적으로 향상되고 편향되지 않은 연구이력을 쌓을 수 있었다" 며 "이는 정부출연연구기관을 캠퍼스로 두고 있는 UST 소속이었기 때문에 가능했던 것"이라고 소감을 말했다.

한편, 장영은 박사는 UST-한국건설기술연구원(KICT) 스쿨의 스마트도시·건설융합 전공으로 2018년 박사학위 취득 후 울산과학기술원(UNIST) 박사후연구원을 거쳐 현재 한국원자력연구원 소속 선임연구원으로 재직 중이다.



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