교대 측방유동

정의

교대 측방유동은 연약지반 위 교대가 배면 성토 하중에 밀려 나가는 현상이다.

측방유동은 연직 침하와 달리 지반이 옆으로 흐르는 수평 소성유동이다.

교량 상판과 신축이음까지 손상되어 기술사 시험에서 반복 출제된다.

구조와 원리

성토 하중이 연약층 표면에 작용하면 지반 내부에 전단응력이 쌓인다.

전단응력이 지반 강도를 넘으면 활동면이 생기고 흙이 횡방향으로 흐른다.

이때 말뚝에는 측방유동압이 작용하여 교대가 밀려 나간다.

교대가 밀리면 교좌장치가 이동하고 상판과 신축이음이 변형된다.

판정 기준

판정은 사면 안전율로 본다. 안전율은 저항 모멘트를 활동 모멘트로 나눈 값이다.

말뚝 효과를 무시하면 안전율 1.5 미만에서 측방유동이 발생할 수 있다.

저항 모멘트 1,800, 활동 모멘트 1,200을 넣으면 안전율은 1.5가 된다.

이 값은 말뚝 효과를 무시한 기준에 해당하여 검토가 필요한 수준이다.

측방유동압의 원인

측방유동과 측방유동압은 다르다. 측방유동압은 말뚝에 작용하는 수평 하중이다.

측방유동압은 사면 불안정과 과도한 압밀침하라는 두 원인으로 나뉜다.

사면 불안정에서는 최소 안전율을 주는 활동면 위 토체의 하중이 작용한다.

압밀침하에서는 침하 변위에 비례하는 하중이 작용한다.

앞 문제의 답은 말뚝 효과를 고려한 1.8 미만이다.

방지대책

측방유동 방지대책은 지반을 강하게 하는 대책과 구조물로 저항을 높이는 대책으로 나뉜다.

지반 개량에는 SCP, 선행재하, 말뚝 슬래브 등이 있다.

구조 보강에는 연속 암거형 교대, 말뚝 본수 증가, 교대 전면 압성토가 있다.

지반개량은 근본 대책이지만 공기와 비용이 크게 든다.

구조 보강은 빠르게 적용하나 지반 변형 자체를 줄이지는 못해 두 방식을 조합한다.

답안 구성

시험 답안은 개요, 발생원인, 판정, 방지대책, 결론 순으로 쓴다.

핵심어는 측방유동, 연약지반, 측방유동압이다.

논술형은 판정과 방지대책을 원리와 함께 써야 한다.

교대 측방유동은 설계 단계 예방과 시공 순서 관리가 핵심이다.