연약지반 계측

정의

연약지반 계측은 연약지반 위 구조물의 시공과 공용 중 지반 거동을 측정하는 관리 행위다.

침하, 간극수압, 변위를 재서 안정을 판단하고 대책을 정한다.

핵심 키워드는 침하, 간극수압, 안정 관리, 예측 시공이다.

계측이 필요한 이유

계측이 필요한 이유는 세 가지다. 설계 예측과 실제 거동의 차이를 확인하기 위해서다.

둘째는 성토 속도를 조절해 파괴를 막기 위해서다.

셋째는 개량 효과를 검증하고 공용 중 유지관리 기준을 세우기 위해서다.

압밀의 원리

성토 하중이 가해지면 간극수압이 먼저 상승한다.

간극수압이 소산되면 유효응력이 커지고 침하가 생긴다.

시간-침하 자료를 직선에 맞추면 1/b가 최종 침하량 ρ∞가 된다.

계측기의 종류

연약지반 계측에 쓰는 계측기는 측정 대상에 따라 나뉜다.

침하와 간극수압은 압밀 관리의 쌍을 이루고, 경사계는 측방유동 감시에 쓴다.

계측기 한 종류는 한 가지 거동만 재므로 여러 기기를 짝지어 배치한다.

예를 들어 침하판과 간극수압계를 같은 단면에 둔다.

계측 절차

계측은 설계 단계에서 항목, 위치, 빈도, 관리기준을 먼저 정하는 것으로 시작한다.

시공 전에 초기값을 확보하고, 단계별 자료를 즉시 그래프로 정리한다.

관리기준과 비교해 기준을 넘으면 성토 속도를 줄이거나 중단하고 원인을 분석한다.

공용 후에도 장기 자료를 모아 최종 침하와 안정성을 판정한다.

쌍곡선법 예제

가상의 예로 성토 후 지표침하판의 침하량을 쌍곡선법으로 추정해 본다.

두 관측점을 식에 대입하면 1/β는 0.00875가 된다.

따라서 최종 침하량 δf는 1/β, 약 114.3mm로 구한다.

관측값이 80mm 시점까지 계속 증가하므로 100mm를 넘는 수준으로 판단한다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다. 네 가지 문제는 안정, 침하, 액상화, 투수성이다.

지표침하판은 압밀침하량을, 간극수압계는 과잉간극수압 소산을 확인한다.

경사계는 깊이별 측방 변위를, 층별침하계는 깊이별 압축량을 나눠 잰다.

방금 문제의 정답은 침하 속도가 줄어드는 구간이다.