연약지반 개량공법 선정

연약지반의 정의

연약지반은 구조물을 지지할 힘과 침하 안정성이 부족한 지반이다.

연약지반은 절대 기준이 아니라 상대적 개념이다. 하중 크기와 구조물 규모에 따라 달라진다.

판단의 핵심은 지지력과 허용침하량이다. 흙 종류에 따라 N값이나 상대밀도를 쓴다.

방치할 때의 문제

연약지반을 방치하면 세 가지 문제가 생긴다.

첫째는 지반침하로 구조물 기능이 떨어지는 것이다.

둘째는 전단강도가 부족해 사면이나 성토가 파괴되는 것이다.

셋째는 지하수와 침투력으로 지반이 불안정해지는 것이다.

그래서 구조물을 세우기 전에 지반을 개량하거나 보강해야 한다.

원리와 배수 거리

연약지반의 문제는 간극수와 흙 골격의 관계에서 나온다.

간극수가 빠지면 흙 입자가 맞물려 강도가 커지고 압밀이 진행된다.

압밀 소요 기간은 배수 거리의 제곱에 비례한다.

그래서 배수 거리를 줄이는 연직배수공법이 효과적이다. 거리를 절반으로 줄이면 시간은 약 1/4로 줄어든다.

흙 종류별 판정

연약지반의 판정은 흙의 종류에 따라 다르게 적용한다.

사질토는 상대밀도로, 점성토는 굳기와 N값으로 판단한다.

현장에서는 표준관입시험의 N값을 많이 쓴다. 다만 점성토에서 N값만으로 판정하는 것은 신중해야 한다.

표의 값은 판정의 출발점이다. 실제 판정은 허용침하량과 액상화 검토를 함께 반영한다.

압밀 시간 계산 예

가상의 점토층으로 계산해 본다. 두께 8m, 배수 거리 4m, 한쪽 배수로 가정한다.

압밀 소요 시간은 시간계수에 배수 거리의 제곱을 곱하고 압밀계수로 나눈다.

평균 압밀도 90%에 해당하는 시간계수는 약 0.848이다.

계산하면 약 4.3년이다.

배수재가 없으면 수십 년이 걸리지만, 배수재를 두면 수년 수준으로 줄어든다.

시험 포인트 정리

연약지반은 상대적 개념이라는 점을 먼저 쓴다.

판정은 점성토와 사질토로 나누어 쓰고, 선정은 다섯 가지 고려사항으로 판단한다.

공법은 이름만 쓰지 말고 배수, 치환, 고결 같은 원리를 함께 쓴다.