경량성토(EPS) 공법

정의

경량성토공법은 흙 대신 발포폴리스티렌, 즉 EPS 블록으로 성토하는 공법이다.

성토하중을 줄여 연약지반의 침하와 구조물 배면의 측방유동을 억제하는 것이 목적이다.

영문으로는 Geofoam이라 부르며, EPS 또는 XPS 블록이 쓰인다.

원리: 자중 경감

흙 성토는 자중이 커서 연약한 지반을 누르고 구조물을 밀어낸다.

EPS 블록은 자중이 흙의 약 1% 수준이라 같은 높이에서도 하중이 크게 준다.

하중이 줄면 응력이 줄고, 그만큼 침하와 측방유동이 억제된다.

시험 답안에서도 하중 감소에서 침하 억제로 이어지는 순서로 쓴다.

계산 예: 기초면 연직응력

기초면 연직응력은 층별 단위중량과 두께를 곱해 모두 더해 구한다.

흙 4m 성토는 18 × 4 = 72kPa를 기초면에 준다.

같은 높이를 EPS로 채우고 위에 흙 분산층 0.5m를 두면 약 9.8kPa가 된다.

감소율은 (72 − 9.8) ÷ 72 ≈ 86%다. 이 값은 설명을 위한 가상의 예다.

검토사항: 부력과 상재하중

블록 자중이 작으면 지하수위가 높을 때 물에 의해 블록이 떠오를 수 있다.

블록을 위로 미는 힘이 부력이며, U = γw × V로 구한다.

블록이 들뜨지 않으려면 상재하중 W가 부력 U 이상이어야 하며, 안전율과 함께 검토한다.

즉 상재하중을 확보하고 배수 대책을 함께 쓰는 것이 부력 대책의 핵심이다.

시험 포인트와 흔한 실수

시험에서 가장 흔한 실수는 EPS 공법을 단순한 가벼운 흙 성토로만 설명하는 것이다.

부력 검토와 화재·유류 대책을 빠뜨리면 감점된다.

교대 배면에 적용할 때는 최대계획홍수위를 고려해 검토한다.

답안에는 수치와 적용 조건을 함께 쓴다.

정리

경량성토공법은 EPS 블록의 낮은 자중으로 성토하중을 줄이는 공법이다.

원리는 자중 경감에서 시작해 침하와 측방유동 억제로 이어진다.

부력, 상재하중, 배수, 보호층을 함께 검토하는 것이 핵심이다.