Sheet Pile 인발 침하

정의

인발 침하는 강널말뚝을 뽑을 때 빈 공간을 따라 주변 지반이 내려앉는 현상이다.

말뚝이 빠진 자리를 주변 흙이 채우면서 지반이 함께 가라앉는다.

준설매립지나 연약 점성토 지반에서 자주 문제가 된다.

발생 원리

인발 중 말뚝과 흙 사이의 마찰이 말뚝 표면을 따라 흙을 끌어올린다.

말뚝이 빠져나간 공간에 주변 흙이 흘러 들어와 체적이 줄어든다.

빈 공간을 채운 흙이 압축되어 지표가 내려앉는다.

연약 지반에서는 과잉간극수압이 남아 침하가 장기간 이어진다. 침하는 인발 직후의 즉시 침하와 압밀 침하로 나뉜다.

계산 예

예로 준설매립지 지하철 공사에서 강널말뚝을 뽑는 경우를 보자.

인발 저항력은 말뚝 주면 마찰의 합에 말뚝 자중을 더한 값이다.

주면 마찰응력 20 kPa, 주면적 30 ㎡, 자중 50 kN을 넣는다.

계산하면 인발 저항력은 650 kN이다.

결과는 인발 장비 선정의 근거가 된다. 장비 용량이 650 kN 이상이면 인발이 가능하다.

인발 방식 비교

인발 방식은 진동 인발, 정적 인발, 충격 인발로 나눌 수 있다.

진동 인발은 주변 흙을 교란해 침하를 키운다. 정적 인발은 교란이 작다.

근접 구조물이 있으면 정적 인발을 우선 검토한다.

답안에서는 인발 침하를 흙막이 변위나 저면 융기와 섞어 쓰지 않도록 한다.

직접 풀기

방금 배운 계산을 직접 해 보자.

주면 마찰 20 × 30에 자중 50 kN을 더하면 인발 저항력이 나온다.

정리

정답은 650 kN이다. 주면 마찰 600 kN에 자중 50 kN을 더한 값이다.

지금까지 내용을 정리한다.

인발 침하는 뽑은 자리의 공극을 주변 흙이 채우며 생긴다.

대책은 인발 순서, 공극 충전 주입, 근접 구조물 계측이다.

시험에서는 원인과 대책을 짝지어 쓰는 것이 핵심이다.