프리로딩 제거시기

정의

프리로딩 제거시기는 과재하중을 걷어내는 시점을 정하는 문제다.

과재하중은 영구하중에 더해 얹는 임시 하중으로, 압밀을 미리 진행시킨다.

기본 제거 기준은 평균압밀도 90% 이상이다.

구성요소와 원리

프리로딩은 성토 하중, 배수층, 연직배수재, 계측장치로 구성된다.

과재하중으로 과잉간극수압이 소산되어 압밀침하가 미리 일어난다.

시간계수는 Tv = cv·t / Hdr² 이고, 양면배수면 Hdr 은 두께의 절반이다.

평균압밀도와 시간계수

평균압밀도 U는 현재 침하량을 최종 압밀침하량으로 나눈 비율이다.

U가 60% 이하이면 Tv 는 π/4 · U² 로 근사한다.

60%를 넘으면 Tv = 1.781 − 0.933 log(100−U%) 식을 쓴다.

제거 시기 결정 절차

제거 시기는 계측을 반복하며 목표 평균압밀도 도달 여부로 판단한다.

절차는 cv, 배수거리, 공사기간을 정하고 목표 U에 대응하는 시간을 구한다.

계측 결과가 목표 U에 도달하면 과재하중을 제거하고, 미달이면 계측을 계속한다.

헷갈리는 두 개념

앞 문제의 정답은 목표 U 미달 시 계측을 계속하는 것이다.

평균압밀도 U는 침하량 비율이고, 간극수압 소산은 깊이별 상태를 본다.

양면배수에서 배수거리는 두께의 절반이다. 두께 전체로 잡으면 틀린다.

제거 직후에는 과잉간극수압이 남아 있어 침하가 아직 끝나지 않았다.

계산 예제

예로 점토층 두께 8 m, 배수거리 4 m, cv 2.0 m²/year인 경우를 본다.

목표 U 90%에 대응하는 시간계수 Tv 는 0.848이다.

압밀시간은 t = Tv·Hdr²/cv 로 구하고 값을 대입한다.

결과는 약 6.8년이다. 공사기간 안에 끝내려면 연직배수재를 병용해야 한다.

정리

정리하면 제거 기준은 평균압밀도 90% 이상을 기본으로 한다.

목표 U는 공기와 잔류침하 허용치에 따라 정한다.

제거 판정은 침하곡선, 간극수압 소산, 잔류침하를 함께 확인한다.