연약지반 선행재하공법

선행재하공법이란

선행재하공법은 구조물을 짓기 전에 흙을 미리 쌓아 하중을 가하는 공법이다.

하중을 가하면 점성토의 압밀침하가 먼저 진행되고 지반 강도가 커진다.

즉 준공 전에 잔류침하를 없애고 전단파괴를 막는 것이 목적이다.

압밀과 간극수압

점성토는 하중을 받으면 간극수가 빠지면서 천천히 줄어드는데, 이를 압밀이라 한다.

재하 직후에는 과잉간극수압이 생기고, 배수되면서 이 압력이 줄어든다.

그만큼 유효응력이 커져 침하가 진행된다. 유효응력은 전응력에서 간극수압을 뺀 값이다.

배수거리가 길면 시간이 오래 걸리므로 연직배수공을 병용해 배수경로를 짧게 만든다.

압밀시간 계산

양면 배수 조건에서 압밀시간을 계산해 보자. 배수거리는 5m이다.

시간계수 Tv는 압밀도 90%일 때 근사식으로 구하면 0.848이다.

압밀시간은 Tv에 배수거리의 제곱을 곱하고 압밀계수로 나눈 값이다.

결과는 약 21.2년이다.

배수거리를 1m로 줄이면 같은 식으로 시간은 0.85년이 된다.

연직배수 병용 비교

선행재하는 압밀이 끝날 때까지 기다려야 해서 공기가 길다는 단점이 있다.

두꺼운 점토층에서는 PBD나 샌드드레인 같은 연직배수재를 함께 쓴다.

두 방식의 목적, 재하 기간, 대표 적용을 나눠서 비교해 정리한다.

재하 속도는 간극수압 측정값에 맞춰 조절해 안정성을 높인다.

답안 실수와 관리

첫째, 선행재하를 하중만 가하는 공법으로 쓰면 감점된다.

답안에는 잔류침하 제거와 전단강도 증가 두 목적을 함께 쓴다.

장점만 쓰고 공기 장기화, 재하중 자체의 안정 문제를 빼면 안 된다.

관리는 계측값과 설계 예측값을 비교해 성토 속도를 조절하는 흐름으로 쓴다.

정리

정리하자. 선행재하는 구조물을 짓기 전에 하중을 가해 압밀을 미리 끝내는 공법이다.

목적은 잔류침하 제거와 전단강도 증가이며, 단점은 공기 장기화다.

연직배수재로 배수거리를 줄이고, 계측으로 재하 속도를 관리한다.