연약지반 판정 및 처리

정의와 개념

연약지반은 그 위에 흙을 쌓거나 구조물을 세우면 버티지 못하는 지반이다.

정식 정의에서 핵심은 지지력과 침하에 대한 안정성이며, 대책이 필요한가가 관건이다.

연약지반은 절대 기준이 아니라 상대적 개념이다. 쌓는 높이, 구조물 종류, 허용 침하량에 따라 달라진다.

판정 기준

판정은 원위치 조사로 한다. 시추조사와 함께 표준관입시험과 콘관입시험을 병행한다.

점성토는 층두께 10m 미만일 때 N값 4 이하, 사질토는 N값 10 이하를 기준으로 본다.

점성토와 사질토를 나누어 판단하는 것이 원칙이며, 절대적 기준은 두기 어렵다.

배수와 압밀 원리

점성토는 재하 직후 간극수압이 크게 생겨 유효응력 증가가 느리다.

배수로를 만들어 간극수압을 빠르게 소산시키면 유효응력이 증가하고 강도가 회복된다.

이것이 연직배수공법의 기본 원리다.

배수 거리가 짧을수록 압밀 시간이 줄어든다. 시간은 배수 거리의 제곱에 비례한다.

침하량 계산 예제

프리로딩에 의한 압밀 침하량을 간단히 계산해 본다. 아래 값은 가상의 예제다.

두께 5m, 압축지수 0.4, 간극비 1.0, 초기 유효응력 40kPa, 증가량 60kPa로 가정한다.

공식에 대입하면 로그 2.5는 약 0.398이므로 침하량은 약 0.40m가 된다.

이 값은 5m 층의 약 8% 수준으로, 상식 범위에 있다.

공법 분류와 비교

연약지반 처리공법은 치환, 배수, 재하, 고결·주입, 보강으로 나뉜다.

배수 공법은 시간에 따른 압밀로 침하를 줄인다. 연직배수공법(PVD)이 대표적이다.

고결·보강 공법은 지반 자체의 강도를 높인다. 심층혼합과 쇄석말뚝이 여기에 든다.

비교 항목은 시공 기간, 침하 억제 효과, 공사비 세 가지다.

시험 포인트 정리

연약지반 판정과 처리는 여러 교시에 걸쳐 반복 출제되는 핵심 주제다.

공법은 지반 조건, 구조물 규모, 공기, 경제성, 환경 영향을 함께 보고 고른다.

시공 중에는 계측으로 침하와 간극수압을 확인하며 잔류 침하를 관리한다.