개념 한 쪽
토목기사 기타 지반개량공법 — 주입·혼합·동결
지반개량은 다짐, 배수, 치환, 주입, 혼합, 동결로 나뉜다. 지반 종류와 목적에 맞는 공법을 골라야 하며, 개량 후에는 지지력과 침하를 다시 확인한다. 점성토에는 투수성이 낮아 침투주입이나 폭파다짐이 잘 듣지 않는다.
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뜻
주입 공법은 약액을 지반에 넣어 입자를 고결시키거나 틈을 메운다. 침투주입은 모래처럼 투수성이 큰 지반에 약액이 스며들게 하고, 막상주입은 점성토의 균열을 따라 약액을 넣는다. 제트그라우팅은 높은 압력의 물과 약액으로 지반을 절단·혼합해 고결체를 만들고, 압밀그라우팅은 약액의 압력으로 주변 지반을 압밀한다. 점성토는 투수성이 낮아 침투주입이 어렵다.
치환·혼합 공법은 약한 지반을 좋은 재료로 바꾸거나 고화재와 섞는다. 심층혼합공법은 시멘트계 고화재를 지반과 혼합해 고결시키고, 치환공법은 연약층을 양질의 흙이나 모래로 바꾼다. 점성토 지반의 침하를 줄이는 데 널리 쓴다.
열·전기 공법은 지반을 일시적으로 단단하게 만든다. 지반동결공법은 냉매로 지반을 얼려 물을 얼음으로 바꾸고, 전기삼투공법은 직류 전류로 점성토의 물을 이동시킨다. 굴착 중 지수나 임시 지지가 필요할 때 쓰는 특수 공법이다.
개량 후에는 평판재하시험, 표준관입시험, Terzaghi 지지력 계산 등으로 지지력과 침하를 확인한다. 한 변 4m인 정사각형 기초에서 c = 30kN/m², φ = 20°, γ = 19kN/m³, Df = 1m, Nc = 17.69, Nq = 7.44, Nγ = 4.97을 쓰면 qu = 1.3×30×17.69 + 19×1×7.44 + 0.4×19×4×4.97 ≈ 982.4kN/m²다. 극한하중은 982.4×16 ≈ 15,718kN이고, 안전율 3을 적용한 허용하중은 약 5,239kN(약 524t)이다.
예제
출제 패턴은 세 가지다. ① 적용성 — 점성토에 침투주입이나 폭파다짐을 적용한다고 적은 선지가 오답이다. ② 공법 구분 — 심층혼합공법을 지반을 얼리는 공법으로 적은 선지가 오답이다. ③ 확인 절차 — 개량 후 지지력과 침하 검토를 생략한다고 적은 선지가 오답이다.
자주 묻는 물음
- 점성토에 침투주입 공법이 어려운 이유는 무엇인가요?
- 투수계수가 낮아 약액이 지반 속으로 스며들지 못하기 때문입니다. 점성토에는 막상주입이나 심층혼합을 씁니다.
- 심층혼합공법은 어떤 공법인가요?
- 시멘트계 고화재를 지반과 혼합해 고결시키는 공법입니다. 연약 점성토의 지지력을 높이고 침하를 줄이는 데 씁니다.
- 개량 후 지지력은 어떻게 확인하나요?
- 평판재하시험, 표준관입시험, Terzaghi 지지력 계산 등으로 확인합니다. 허용하중은 극한하중을 안전율로 나누어 구합니다.
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