연약지반 처리

연약지반이란

연약지반은 구조물을 지지할 지지력과 침하 안정성이 부족한 지반이다.

흙이 물러서 그 위에 도로나 활주로를 올리면 무너지거나 오래 가라앉는다.

판정은 표준관입시험과 콘관입시험 같은 원위치 시험 결과로 한다.

연약지반의 네 가지 문제

연약지반의 문제는 크게 네 가지로 나뉜다.

첫째는 안정 문제다. 기초 지지력이 부족하거나 원호활동으로 파괴된다.

둘째는 침하 문제다. 압밀침하와 말뚝의 부마찰력이 원인이 된다.

셋째는 액상화 문제다. 지진이나 진동으로 지반이 순간적으로 강도를 잃는다.

넷째는 투수 문제다. 굴착 시 분사현상과 파이핑이 생긴다.

공법 분류와 개량 원리

공법은 간극수 배출, 치환, 강도 증진, 강성체, 보강의 원리로 나뉜다.

배수 공법은 연직배수재로 배수 거리를 줄여 압밀 시간을 단축한다.

원리는 유효응력 원리다. 간극수가 빠지면서 유효응력이 커져 압밀이 진행된다.

배수·압밀 공법은 시간이 걸리므로 공기가 짧은 현장은 고결·보강을 먼저 검토한다.

압밀 소요 시간 예제

프리로딩 성토의 압밀 소요 시간을 간단한 예제로 계산해 본다.

주어진 값은 배수거리 5m, 압밀계수 0.5m²/year, 목표 압밀도 90%다.

압밀도 90%의 시간계수 T_v는 0.848이다. 시간은 배수거리의 제곱에 비례한다.

대입하면 42.4년이다. 자연 배수 상태의 점성토 압밀 기간이다.

배수거리를 1.25m로 줄이면 시간은 1/16로 줄어 약 2.7년이 된다.

연약 판정 기준

점성토와 사질토의 연약 판정은 N값 기준표에 따른다.

점성토는 층두께 10m 미만이면 N값 4 이하, 10m 이상이면 6 이하다.

사질토는 N값 10 이하를 기준으로 한다. 이 기준은 실무 최소 기준이다.

N값만으로 끝내지 않고 층두께와 비배수 전단강도 등을 함께 본다.

정리와 답안 흐름

앞 문제의 정답은 예다. 10m 이상 점성토는 N값 6 이하가 기준이다.

연약지반은 판정, 문제점, 공법 선정, 시공 중 계측을 한 흐름으로 본다.

답안은 개요, 문제점, 처리공법, 선정과 유의사항, 결론 순으로 쓴다.

계측 결과로 설계를 수정하는 관측적 설계법이 개선 방향이다.