진공압밀공법

정의와 원리

진공압밀공법은 연약 점토층의 간극수압을 낮춰 압밀을 촉진하는 공법이다.

흙이 받는 유효응력은 전응력에서 간극수압을 뺀 값이다.

간극수압이 줄면 전응력은 그대로여도 유효응력이 커져 점토가 압밀된다.

구성과 배수 원리

구성은 지표의 기밀막, 수평 배수층, 연직배수재, 진공펌프로 이루어진다.

기밀막은 대기 유입을 막아 진공을 유지하고, 배수층은 간극수를 모은다.

진공펌프가 집수관을 통해 지중을 감압하면 간극수가 빠져나간다.

연직배수재는 배수거리를 줄여 압밀 시간을 단축하는 역할을 한다.

압밀 시간과 배수거리

압밀에 걸리는 시간은 Terzaghi 1차원 압밀 이론의 시간 식으로 구한다.

소요시간 t는 최대 배수거리의 제곱에 비례한다.

그래서 연직배수재를 촘촘히 설치해 배수거리를 줄이면 압밀이 빨라진다.

시공 흐름

시공은 기밀막 설치, 진공 가동, 간극수압 저하, 압밀 촉진 순으로 진행된다.

기밀이 깨지면 진공압이 떨어져 원리 자체가 성립하지 않는다.

배수층이 막히면 간극수가 빠지지 않아 압밀이 멈춘다.

계측으로 진공압과 간극수압, 침하를 확인하며 진공을 관리한다.

공법 비교

진공압밀과 성토 재하 공법을 같은 기준으로 비교한다.

진공압밀의 하중원은 대기압이라 성토재가 필요 없다.

성토 재하는 흙의 중량을 올리므로 측방변형 대책이 따로 필요하다.

진공압밀은 성토재 없이 압밀을 촉진하는 것이 핵심 차이다.

하중 한계와 보완

진공압으로 얻는 하중은 대기압 수준이다.

목표 하중이 80kPa 이상이면 성토를 병행해 하중을 보완한다.

투수성이 큰 사질토 층은 진공이 새기 쉬워 차수벽이 필요하다.

차수벽은 비용을 늘리므로 지층의 투수 조건으로 적용을 판단한다.

정리

진공압밀공법의 핵심을 세 가지로 정리한다.

원리는 진공압으로 간극수압을 낮춰 유효응력을 키우는 것이다.

구성은 기밀막, 배수층, 연직배수재, 진공펌프로 이루어진다.

진공압만으로 부족하면 성토 하중을 더해 보완한다.