6. 연약지반 처리
기출 : 단답형 78회
- 78회 연약지반의 조사 방법과 처리대책에 대하여 기술하시오.
- 79회 연약지반 침하량 산정시 고려할 사항에 대하여 설명하시오.
- 85회 연약지반에 대한 처리공법 선정시 고려할 사항과 대처방안에 대하여 설명하시오.
97회 연약지반에서 도로축조시 필요한 계측관리계획을 수립하고 활용방안에 대하여 설명하시오.
101회 도로축조 공사에서 연약지반 개량공법 선정시 유의사항과 장기침하 대책에 대하여 설명하시오.
103회 도로(공항) 설계시 연약지반(점성토 및 실트질 심도 20m 이하)의 처리공법과 시공시품질관리 및 계측항목에 대하여 설명하시오.
112회 도로 또는 공항 설계 시, 연약지반개량공법의 선정을 위한 고려사항과 시공관리 방안에 대하여 설명하시오.
113회 국내 연안지역별 연약지반의 특성과 연약지반 대책공법 선정 시 고려하여야 할 제반조건(지반, 도로, 시공, 환경)에 대하여 설명하시오.
118회 도로 또는 공항 건설공사에서 연약지반 판정기준 및 처리공법에 대하여 설명하시오.
120회 도로(또는 공항)에서 연약지반 위에 저성토로 계획 시 문제점 및 대책에 대하여 설명하시오.
122회 도로(공항)계획 시 연약지반 조사방법, 처리공법, 계측방법에 대하여 설명하시오.
126회 도로(또는 공항) 설계시 연약지반 판정기준과 연약지반 처리공법의 종류 및 특징에 대하여 설명하시오.
Ⅰ. 개요
1. 연약지반이란 전단강도가 작아 지지력이 부족할 뿐만 아니라 측방 유동이 문제가 되는 지반으로 지반계량을 통하여 지지력을 확보하여야 한다.
2. 연약지반 통과 노선 선정 시 조사·설계·시공·관리가 체계적으로 관리 되도록 하여야 한다.
3. 본문에서는 연약지반의 문제점, 유의사항에 대해 기술한다.
Ⅱ. 연약지반 처리
1. 연약지반 판정기준
1) 내적 : 매립지, 유기질토 등 시간이 지난후 문제가 발생할 수 있는 지반
2) 외적
① 절대적기준 : 사질토 N < 10, 점성토 N < 4
② 상대적 기준 : 상부구조물을 지지할 수 없는 지반
2. 연약지반 문제점_ 안정 / 침하 / 잔류침하 / 지반 조건 불안정 요인
1) 안정 문제 _ 활동 파괴 / 강도 저하
① 활동 파괴 : 성토 시 지반의 측방 변형 증가
② 강도 저하 : 활동 발생 후 지반내 점성토 교란
2) 침하 문제 _ 성토량 증가 / 접속부
① 성토량 증가 : 침하 원인
② 구조물 접속부 단차
3) 잔류 침하 _ 횡단구조물 / 포장 요철
① 횡단 구조물 단면 부족 : 배수 불량
② 포장 요철 : 주행 안전성, 쾌적성 저하
4) 지반 조건의 불안정 요인 _ 연약한 점성토 / 느슨한 사질토
① 연약한 점성토 : 압축에 취약, 함수비 높음
② 느슨한 사질토 : 마찰저항 낮음, 토립자 재배열 용이
5) 액상화, 투수성 문제
6) 장비 주행성(Trafficability) : 공사용 장비 진입이 곤란
3. 연약지반 처리공법
1) 표층처리 :
① sand mat, 부설제, 전층고화처리
2) 치환공법 : 굴착치환, 강재치환
3) 압밀촉진 : Pre-loading, 지하수 저하, Sand drain, PBD, Pack Drain, Sand Compaction Pile
4) 고결공법 : 생석회 Pile 공법
Ⅲ. 연약지반 처리시 유의사항
1. (우회노선) 연약지반 판정 시 우회 노선 우선 검토
1) 연약지반 : 경제성, 공기 저하
2. (민원) 연약지반 처리 중 침하, 융기, 배수 장애에 대한 민원예방
1) 연약지반 처리구간 : 주변지역 민원발생
2) 계측 철저, 저감 대책 반영
3. (비다짐) sand mat 경제성 고려 비다짐
1) sand mat : 배수층 역할
2) 다짐 효과 및 기준 부재
4. (토공 단계시공) Pre-loading 순쌓기량과 공기를 검토, 단계 시공
1) 전체 시공시 순쌓기량 과다, 제거토는 사토 발생
2) 공기를 감안, 순쌓기/사토 최소화 되도록 단계 시공
5. (치환토) 치환 공법 적용 시 치환토 처리대책 수립
1) 폐기처리 대책 필요
2) 사용여부 판단 후 건조후 사용, 불가능시 사토 처리
6. (조합) 연약지반 처리 시 경제성 측면 고려 PBD+SCP 조합 검토
1) PBD 일괄 적용시 경제성 저하
2) 침하기간, 경제성, 민원 등 종합 고려
Ⅳ. 연약지반 계측관리
1. 계측기 배치
1) 지반조건 충분히 파악된곳
2) 연약층 심도 깊거나 성토 높은곳
3) 전단파괴 우려지점
2. 계측기의 종류 및 배치기준
1) 지하수위계
① 흙쌓기에 의한 지하수위의 변화파악
2) 경사계
① 전단파괴가 우려되는 고성토지역에 좌, 우 비탈면에 설치
3) 지표침하판
① 흙쌓기 속도 조절, 프리로딩 제거 시기 판정
4) 층별침하판
① 연약점성토의 심도별 압밀침하량 측정 및 지표면 침하량과의 비교 분석
5) 간극수압계
① 흙쌓기 하중에 의한 지반내 간극수압의 변화측정치
3. 침하 및 안정관리
1) 침하관리 : 장래 침하량 예측, 압밀도 추정
2) 안정관리 : 제체 안정성 판단, 성토 속도 관리
Ⅴ. 연약지반 상의 저성토 문제점과 대책
⑴ 문제점
① 장비 주행성(Trafficability) : 공사용 장비 진입이 곤란
② 압밀효과 미흡 : 상재하중이 부족해져 충분한 1차 압밀효과를 기대하기 어렵다.
③ 부등침하가 발생되고 측방침하가 발생되면서 치명적인 포장파손이 초래된다.
④ 지하수 변동, 모관작용으로 지하수위가 상승하여 지지력이 저하
⑤ 차량하중에 의해 과잉간극수압이 생겨 성토부가 연약해진다.
⑥ 이 상태에서 교통하중 작용되면 추가 침하량 점차 증가되면서 장기적으로 모관작용에 의해 성토부의 연약화가 가속화
⑵ 처리대책
① 계획고에 관계없이 2.0m까지 성토하여 과하중을 가한 후, 소요 압밀도에 도달하면 계획고까지 제거 후 포장공사를 실시한다.
④ 성토고 2.0m 이상인 저성토 구간에는 별도의 과하중은 필요하지 않으나 계획고까지 성토하여 선행 압밀 시킨 후 포장공사를 실시한다.
Ⅵ. 결론
1. (과제성토) 연약지반 처리용 과제성토 유용방안에 대한 다양한 상황을 검토하여 상황별 대책방안 수립
1) 공사비 증가, 토량 확보 곤란, 자원낭비
2) 설계와 시공시 침하기간 차이, 인접구간 유용시기 불일치 등
2. (순환골재) 연약지반 수평 배수재는 자원 재활용 관점에서 모래 외 순환골재 사용 의무화 대상에 포함하도록 관련지침 개선 필요
3. (사후관리 매뉴얼) 공용후 연약지반 처리구간의 장기적 계측 분석 및 DB구축을 위해 사후 관리 매뉴얼 및 시스템 구축
1) 공용 후 잔류침하, 지하수위 변화 계측 불가, DB부재
2) 향후 공용성 개선 등 피드백 자료로 활용
4. (사업비) 연약지반 설계 시 사업비 과소·과다 추정 방지 위한 검증 절차 도입
1) 예타·타당성 시 미반영 : 사업비 증가로 사업 추진 곤란
2) 실시설계 단계 사업비 확보 위해 과다 추정
5. (단계건설) 장래 확장 고려 단계건설 시 연약지반구간은 전단면 처리하여 단계건설로 인한 부등침하 문제를 해소하도록 기준을 개선해야 한다.
6. (조합) 연약지반 공법선정은 2가지 이상의 공법을 조합 시행하여 효과를 극대화 시키고, 계측기는 가급적 많이 설치하여야 한다.