측방유동

정의

측방유동은 연약지반 위에 하중이 가해져 지반이 옆으로 밀려 나가는 현상이다.

교대, 옹벽, 흙막이 벽체를 파손시켜 설계와 시공 안전에서 빠뜨릴 수 없다.

발생 원리

측방유동은 배면 성토의 편 하중이 연약층 전단 파괴로 이어지는 흐름이다.

연약층에 횡방향 응력 불균형이 생기면 수평 소성 변형이 진행된다.

그 결과 교대와 말뚝이 측방유동압을 받아 변위가 생긴다.

침하와 구분

측방유동과 침하는 함께 일어나지만 방향이 다르다.

침하는 연직 방향의 하향 변형이고, 측방유동은 수평 방향의 소성 변형이다.

그래서 설계에서는 연직 침하와 수평 변위를 함께 검토한다.

계산 예제

가상의 예로 높이 4m 성토가 연약점토에 주는 하중을 계산해 본다.

성토 하중은 q = γt·H 로 구한다. 18 × 4 = 72 kN/m²이다.

이 하중이 연약층 전단강도에 비해 크면 측방유동 우려가 크다.

대책 공법

측방유동 대책은 작용 원리에 따라 지반개량형, 구조 저항형, 하중 저감형으로 나눈다.

지반개량형은 원인을 직접 줄이고, 구조 저항형은 결과를 견디게 한다.

하중 저감형은 설계 단계에서 적용할 때 효과가 가장 크다.

판정 기준

연약지반은 점성토·이탄질 지반과 사질토 지반을 나누어 판정한다.

점성토·이탄질 지반은 층두께 10m 미만에서 N값 4 이하, 사질토는 10m 이상에서 N값 6 이하이다.

이 기준은 최소 기준이므로 구조물의 허용침하량과 액상화 검토를 함께 한다.

정리

측방유동은 연약지반의 수평 방향 소성 변형이며, 교대와 흙막이 벽체를 파손시킨다.

원인은 성토 편하중, 사면 불안정, 과도한 압밀침하이고, 피해는 교대 변위와 교좌 파손이다.

판정은 원위치 시험과 연약지반 판정 기준으로 하고, 대책은 원인에 맞춰 고른다.

앞 두 문제의 정답은 90 kN/m²과 하중 저감형이다.