팽창성 흙

팽창성 흙의 정의

팽창성 흙은 함수비 변화에 따라 체적이 팽창하고 수축하는 점토질 흙이다.

마른 점토는 줄어들고, 젖은 점토는 부풀어 오른다.

이 성질은 주로 스멕타이트, 몬모릴로나이트 계열 점토광물의 함량으로 정해진다.

이 때문에 같은 땅의 건물도 기울거나 벽에 금이 간다.

수분 변화가 부등융기로 이어지는 과정

팽창토의 피해는 구조물 하중보다 수분 변화가 원인이다.

강우·누수·증발로 활동층의 함수비가 변하면 점토 입자 사이로 물이 흡착되어 체적이 늘어난다.

구속된 상태에서는 이 체적 증가가 팽창압으로 나타나 기초와 바닥판을 밀어 올린다.

건조기에는 수분이 빠져나가 체적이 줄고 균열과 침하가 생긴다.

수분 분포가 위치마다 달라 융기와 침하가 엇갈리면 부등융기가 생긴다.

팽창성 판정 지표

팽창성은 여러 시험을 조합해 판정한다. 대표 지표는 아터버그 한계와 활성도다.

소성지수가 참고 기준값 이상이면 팽창 가능성이 높다고 본다.

액성한계 LL이 50 이상이면 팽창성이 크다고 본다. 두 값은 판정 보조 지표다.

활성도 A는 PI를 0.002mm 이하 입자 함량으로 나눈 값이다. 1.25 이상이면 활성 점토다.

소성지수와 액성한계는 단독으로 판단하지 않는다. 조성, 밀도, 함수비, 구속 조건을 함께 본다.

저감 대책의 조합

앞 문제의 정답은 0.002mm 이하 입자 함량이다.

팽창토 대책은 하나만으로 부족하다. 수분관리, 지반개량, 기초형식을 조합한다.

수분관리는 지표 배수와 누수 차단이다. 저렴하지만 사용 중의 수분 변화는 통제하기 어렵다.

지반개량은 팽창성이 낮은 흙으로 바꾸는 치환이 대표적이다. 치환 깊이가 활동층을 덮어야 한다.

기초형식은 강성 매트로 부등변형을 분산하거나, 안정층에 말뚝을 지지시킨다.

정리

지금까지 팽창성 흙의 판단과 대책을 정리한다.

팽창토는 함수비 변화로 체적이 변하는 점토질 지반이다. 원인은 팽윤성 점토광물이다.

판단은 지수 하나가 아니라 여러 시험의 조합으로 한다. 기준값은 보조로 쓴다.

팽창량, 팽창압, 부등변형을 함께 보고 기초를 설계한다.