[지반공학]제 2장 연약지반(점성토지반 개량방법/사질토지반 개량공법/주입 및 고결공법)#2

 이번 포스팅에서는 점성토지반 개량방법과 사질토지반의 개량공법 그리고 주입 및 고결공법에 대한 이야기를 해보려고합니다.

 연약지반은 건조물의 기초 지반으로서는 충분한 지지력을 갖지 않은 지반을 말하며 이번 단원에서는 연약지반을 개량하는 방법에 대해 소개하고 있습니다.

 과년도에서 연약지반을 개량하는 공법의 종류를 묻는 문제가 종종 출제되니 암기하시기 바랍니다. 이번엔 암기법이 없습니다. 단순히 설명을 참고하여 연상하며 암기하면 도움이 됩니다.

 제 1장~6장까지는 계산문제가 많이 출제되고 있는데, 7장부터는 암기위주의 내용이 나오니 조금만 더 화이팅합시다.

점성토지반 개량공법

이전글에서 연약지반의 개량공법에 대해서 공부했습니다. 종류에 대한 표가 상당히 중요하며 암기를 해야하는데, 이번 단원은 각각의 공법들을 설명한 것입니다. 하지만, 각각의 공법들이 무엇인지 서술하는 문제는 출제되지 않았고, 가끔 특성에 대해서 몇가지 써라. 하는 문제는 출제되었으니 그 부분이 나오면 다시 등장하겠습니다.

▶2021/02/17 - [토목기사-산업기사] - [지반공학]제 2장 연약지반(연약지반/Vertical drain 공법)#1

 1. 프리로딩 공법(Preloading method, 사전압밀공법, 선행압밀공법)

  (1)프리로딩 공법의 개요

   : 구조물을 건설하기 이전에 구조물 중량보다 크든가 또는 이와 같은 하중을 성토 등의 방법으로 재하하여 기초지반의 압밀침하를 촉진시키고 지반의 강도를 증가시켜서 기대하는 정도의 강도에 도달한 것을 확인한 후, 하중을 제거하고 구조물을 건설한 공법으로 선행압밀공법(Precompression method)이라고도 한다.

 

 2. 침투압공법(MAIS 공법, 삼투압)

  : 수분이 많은 점토층에 반투막 중공원통(25mm)을 넣고, 그 안에 농도가 큰 용액을 넣어서 점토 속의 수분을 빨아내는 방법으로 상재하중 없이 압밀을 촉진시킬 수 있는 지반개량공법이다.

 

 3. 치환공법

  : 연약지반 처리 중 지반의 연약토를 제거하고 양질의 토사를 치환하여 비교적 단기간 내에 기초처리를 할 수 있는 공법을 치환공법이라 한다.

  (1)굴착치환공법

   : 굴착기계로 연약층을 굴착한 후 여기에 양질의 모래를 메우는 공법이다.

  (2)폭파치환공법

   : 연약층의 범위가 넓을 때 폭약으로 연약층을 일시에 폭파시켜 모래를 치환하는 공법이다.

  (3)강제치환공법

   : 직접 양질토를 연약지반 위에 투하하여 그 자중으로 기초지반에 파괴를 일으켜 연약토를 주위로 배제시킴으로써 지반을 개량하는 공법이다.

  ①강제치환공법의 장·단점

장점	단점
·시공이 단순하고 공기가 빠르다. ·공사비가 저렴하다. ·국내 실적이 많다.	·잔류침하가 예상된다. ·개량효과의 확실성이 없다. ·이론적이며 정량적인 설계가 어렵다.

 

 4. 쇄석말뚝 공법(Stone column method)

 

 5. 샌드 매트 공법(Sand mat method)

출처: https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=621014&cid=42322&categoryId=42322

  (1)Sand mat의 역할

• 시공기계의 주행성(Trafficability)을 확보
• 지하수위 상승시 횡방향 배수로 성토지반의 연약화 방지
• 연약층 압밀을 위한 상부 배수층을 형성
• 지하배수층이 되어 지하수위를 저하

Sand mat의 역할을 서술하라는 문제가 종종 출제되었습니다. 위 그림을 참고하시고, mat가 깔려 있다면 점토층보다는 시공기계가 주행하기 편할 것입니다. 그림에서 보듯이 성토층과 기존에 연약층 사이에 배수층이 형성된다는 것을 생각하고 암기하시면 좀 도움이 되지 싶습니다.

 

사질토지반 개량공법

 1. 다짐모래말뚝 공법(Sand compaction pile, Compozer method)

   : 연약지반 중에 진동 또는 충격하중을 사용하여 모래를 압입하고, 직경이 큰 압축된 모래기둥을 조성하여 지반을 안정시키키는 공법으로, 느슨한 사질토지반에 널리 활용되고, 점성토에도 적용이 가능한 공법이다.

 

 2. 바이브로 플로테이션  공법(Vibroflotation method)

  : 모래지반의 봉상의 진동기를 삽입하여 진동시키면서 물을 분사시켜 물다짐과 진동에 의해 지반을 다지며, 동시에 발생된 공극에 자갈 등을 보급해서 지반을 개량시키는 공법이다.

 

 3. 동다짐공법(Heavy taping method, Dynamic consolidation method)

  : 동다짐공법은 동압밀공법이라고 하며, 중량이 큰 중추 10~40t의 강재 블록이나 콘크리트 블록과 같은 중추를 10~30m의 높은 곳에서 여러 차례 낙하시켜 충격과 진동으로 지반을 개량하는 방법으로, 사질토지반이나 매립지반을 개량하는 데 효과적이며, 포화된 점성토에서도 사용가능하다.

 

주입 및 고결방법

 1. 주입공법(Impregnation method)

   : 지반 속에 주입관을 삽입하여 응결제(Chemical grout)를 지중에 압송 주입하여 일정시간 경과시켜 지반강도를 증대시키거나 용수·누수를 방지해 지반의 불투수화를 시키는 공법이다.

  (1)주입재의 종류

   주입재-비약액계(현탁액형): 시멘트계, 점토계, 아스팔트계

  (2)주입약액의 구비조건

• 점성이 작아야 한다.
• 충분히 경제성이 있어야 한다.
• 혼합의 과정 및 주입과정에서 안정되어야 한다.
• 주입재의 입자는 토립자의 크기보다 작아야 한다.
• 고결 후 화학적 반응이나 지하수류의 침식에 저항할 수 있어야 한다.

  (4)주입공법의 분류(주입 매커니즘에 의한 공법)

• 침투주입공법(LW, SGR 공법): 차수
• 고압분사공법(JSP 공법 등): 지반보강
• 교반혼합공법(SCW 공법 등): 차수
• 컴팩션주입공법(CGS 공법 등): 지반보강

 

 2. 생석회 말뚝공법

   : 생석회가 물을 흡수하면 발열반응을 일으켜 소석회가 되며 이때에 그 체적이 2배로 팽창하는 원리를 이용하여 연약점성토에 생석회의 말뚝을 박아 지반을 개량하는 공법이다.

 

 3. 동결공법

  : 동결관을 땅속에 박고 이 속에 액체질소 같은 냉각제를 흐르게 하여 주위의 흙을 동결시켜, 동결토의 큰 강도와 불투성의 성질을 일시적인 가설공사에 이용하는 공법이다.