연약지반 조사·처리·계측

정의

연약지반은 압축성이 크고 전단강도가 작은 지반이다.

흙이 물러서 성토나 차량 하중에 가라앉고 옆으로 밀리는 땅이다.

그래서 조사, 처리, 계측을 하나의 흐름으로 묶어 이해해야 한다.

먼저 왜 이 지반이 문제인지부터 본다.

세 요소의 연결

연약지반 대응은 조사, 처리공법, 계측의 세 요소로 이루어진다.

지반조사는 층상과 강도, 압밀 정수를 얻는 단계다.

처리공법은 강도를 높이고 압밀을 빠르게 하는 단계다.

계측은 시공 중 거동을 확인하고 설계 가정을 검증하는 단계다.

앞 단계의 결과가 다음 단계의 설계 가정이 된다.

압밀침하 식

성토 하중에 의한 점토층 침하는 1차 압밀과 2차 압축으로 나눠 본다.

이 장면의 식은 그중 1차 압밀침하를 추정하는 식이다.

C_c는 압축지수, H는 압축층 두께, e_0는 초기 간극비, Δσ는 성토에 의한 증가 응력이다.

간극수가 빠지는 데 시간이 걸려 침하는 수개월에서 수년에 걸쳐 진행된다.

그래서 침하량뿐 아니라 침하 속도와 완료 시점도 함께 본다.

압밀 시간과 시간계수

압밀이 진행되는 시간은 Terzaghi 시간계수로 본다.

배수거리 H_dr이 짧을수록 같은 압밀도에 도달하는 시간이 크게 줄어든다.

압밀도 90%에 해당하는 T_v 0.85를 대입하면 약 42.5일이 걸린다.

그래서 연직배수공법은 배수거리를 줄여 공기를 단축한다.

처리공법 분류

처리공법은 원리에 따라 압밀촉진, 치환, 고결·혼합, 하중경감으로 나눈다.

압밀촉진은 간극수를 배출해 시간을 들여 압밀을 촉진하는 공법이다.

치환과 고결·혼합은 즉시 강도를 얻는다는 차이가 있다.

시공 기간이 짧으면 고결 계열을, 공기가 충분하면 압밀촉진 계열을 검토한다.

계측 항목

계측은 설계 예측이 맞는지 시공 중 확인하는 수단이다.

침하판과 층별침하계는 총침하와 압밀 진행을 본다.

간극수압계는 과잉간극수압 소산을, 지중경사계는 측방변위를 본다.

계측값이 관리 기준을 벗어나면 재하를 멈추거나 완화하는 근거가 된다.

정리

지금까지 연약지반 조사, 처리, 계측을 하나의 흐름으로 정리한다.

먼저 조사로 층과 정수를 얻고, 설계 침하와 압밀시간을 계산한다.

처리공법은 원리에 맞게 고르고, 계측값으로 성토 속도를 조정한다.

계측 결과가 설계 예측과 다르면 시공 조건을 바꾸는 것이 핵심이다.