Ⅰ. 개 요
1. 연약지반이란,
- 점성토나 사질토 같은 퇴적층으로 구성된 지반을 말하며,
점성토의 경우 N치가 4이하,
사질토지반 10이하인 지반을 가르킨다.
2. 연약지반은 지반의 강도가 낮고, 지하수위가 높아
도로건설시 지반파괴 또는 공용중 부등침하 발생
3. 따라서, 설계시 지반안정을 위한 지반조건, 도로조건, 시공조건 등을 고려하여 설계에 반영하고
시공시 침하량, 침하속도를 측정하여 적절한 대책방안을 강구하여야 한다.
4. 연약지반의 지지력증가, 침하방지를 위한 방법으로는
지반 자체를 치환, 다짐, 탈수, 고결하는 공법들이 있으며,
현장여건을 고려하여 적절한 공법을 선택해야 한다.
Ⅱ. 조 사
: 예비조사, 현지조사, 본조사 순으로 시행
1. 예비조사 : 자료수집, 지형도 및 항공사진 검토, 기존 시공자료 검토
2. 현지조사 : 연약지반의 표층상태, 지표수 및 지하수상태, 인근현장 시공방법 조사
3. 본조사
가. 토질조사 : boring, Sounding, STP, CON관입시험
나. 원위치 시험 : Vane Test → 전단저항 추정, 배수층 분포 파악
다. 실내 시험
1) 흙분류 시험 : 입도, 밀도, 액․소성, 비중, 함수비 시험 → 연약층 구분
2) 압밀 시험 : 압밀계수 등 파악 → 침하 시간 추정
3) 전단 시험 : 1축, 3축압축, 직접전단시험 → 지반파괴에 대한 안전성 검토
Ⅲ. 연약지반 설계시 고려사항
1. 지반조건 : 연약지반의 두께, 성층상태, 토질종류, 배수조건, 강도특성
2. 도로조건 : 도로의 규격, 성토고, 상부구조물의 종류
3.. 시공조건 : 공사기간, 여유부지의 확보조건, 치환재료의 확보가능성, 장비 보유
4. 설계목표치
가. 최소 안전율(Fs)
나. 암밀침하량(Sc)
다. 침하시간(t)
Cv t : 압밀소요시간 Cv : 압밀계수
H : 배수거리 Tv : 시간계수
라. 잔류침하량(ΔS)
Ⅳ. 연약지반 처리공법
1. 연약지반 처리공법 결정시 고려사항
1) 연약지반 두께
2) 연약지반의 성층상태
3) 연약지반의 토질종류 및 배수조건
4) 도로의 규격, 성토고, 상부구조물의 종류
5) 치환를 위한 재료의 확보 가능성(조건)
6) 개량을 위한 인력, 장비보유
7) 공사 소요기간(교통개방시기)
8) 주변환경에의 영향
9) 지역적 특수성
10) 경제성(비용)
2. 연약지반 처리공법
가. 치환공법
: 연약지반을 사질토등 양질의 재료로 치환하는 것(간단하며 확실한 시공효과)
1) 종 류
① 전면 완전 치환법 - 연약층 전부를 기초전면에 걸쳐 치환
② 전두께 부분 치환법 - 연약층 전두께를 부분적 치환
③ 상부완전 치환법 - 연약층 상부를 전면에 걸쳐 치환
2) 시공법
: 굴착 치환법, 압출 치환법, 폭파 치환법
나. 압성토 공법
1) 초 연약층에서 주로 사용
2) heaving 현상 방지
다. 재하중 공법(Preloading)
1) 구조물 본체축조전에 미리 하중을 재하하여
2) 압밀을 미리 끝나게 하는 공법
라. Vertical Drain 공법
: Sand Drain. Paper Drain., Pack Drain.
마. Sand compaction Pile 공법
: 진동을 이용하여 파일재료와 원지반을 다져, 파일재료의 압밀효과를 이용하여 증가시킴
바. Vibro flotation 공법
: 수평방향의 진동을 이용하여 연약지반에 다짐 모래 말뚝형성
사. 폭파다짐 공법
아. 경량성토 공법 : EPS 공법
자. 기 타
: 폭파다짐 공법, 경량성토 공법(EPS 공법), 전기화학적 고결, 약액주입공법, 석회안정처리공법, 동결공법, Geotextile를 이용한 공법 등
Ⅴ. 결 론
1. 연약지반의 분포가 심한 서해안지역의 개발이 가속화되면서,
연약지반 시공시 지반파괴와 시공후 잔류침하에 대한 문제가 크게 대두되고 있다.
2. 연약지반 처리공법 선정시에는
- 1가지 공법처리 보다는 2가지 이상 혼합처리하는 것이 효과적이며,
- 현지상황, 연약층 형성과정, 공기, 공사비, 시공성, 신뢰성 등을 종합적으로 검토하며 합리적 공법 선정하여야 한다.
3. 연약지반에 대한 체계적이고 정확한 분석을 통하여 영구적이고 안정된 도로 축조를 위해서 다음과같은 개선노력 필요
- 계측관리 체계화 필요
- 그간 연약지반 처리의 문제점 파악을 통한 개선방안 모색
- 외국의 추세, 개발전망, 개발방향 파악