개념 한 쪽
점성토 지반개량공법은 물을 많이 품은 연약 점토를 배수하거나 구조적으로 개량하여 지반의 강도와 안정성을 확보하는 방법을 다루는 분야이다. 목적에 따라 영구적인 개량공법과 공사 기간 동안만 효과를 발휘하는 일시적 공법으로 구분된다. 지반의 투수성, 압밀계수, 층 두께 등 지반 특성에 따라 적용 가능한 공법이 달라진다.
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출제기준 단원 「점성토 지반개량공법」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 일시적 vs 영구적 공법 판별 | 1 | 일시적으로 효과를 내는 공법을 구별하기 |
| 점토·모래에 따른 공법 적합성 판단 | 1 | 지반 종류에 따라 적합하지 않은 공법을 가리는 능력 평가하기 |
| 점성토 대응 공법 선택 | 1 | 점성토의 성상에 맞는 개량 공법을 선택하기 |
프리로딩 공법은 실제 구조물을 설치하기 전에 미리 상재하중을 올려 지반의 압밀침하를 선행시키는 방법으로 잔류침하를 줄이는 것을 목적으로 한다. 프리로딩은 압밀계수가 작고 압밀층 두께가 큰 지반에서는 완료에 지나치게 많은 시간이 소요되어 비효율적일 수 있으므로 적용성 판단에 시간 소요를 고려해야 한다.
샌드 드레인과 페이퍼 드레인은 점토층 내부에 배수로를 형성하여 공극수압을 빨리 낮추어 압밀을 촉진하는 배수 공법으로 점성토 개량에 적합하다. 이들 배수 공법은 압밀시간을 단축하여 설계 목표 침하를 빠르게 달성할 수 있도록 돕는다.
바이브로 플로테이션은 진동을 이용한 다짐 공법으로 주로 조립질(모래) 지반에 적합하며 점토처럼 투수계가 낮고 점성이 큰 지반에서는 효과가 미미하거나 지반 구조를 해칠 우려가 있다. 따라서 지반 입도에 따라 진동다짐 공법의 적합성을 판단해야 한다.
동결 공법과 웰포인트 공법은 일시적 개량공법에 속하는 대표 사례이다. 동결 공법은 시공 중 지반을 얼려 임시 지지벽을 형성하고 공사 종료 후 녹아 원상태로 돌아가므로 일시적 성격을 가진다. 웰포인트는 지하수를 펌핑하여 지반을 일시적으로 건조시키는 방법으로 영구적 개량을 목적으로 하지 않을 때 사용한다.
생석회 말뚝공법은 생석회의 수화 반응을 이용해 점성토의 수분을 감소시키고 팽창·발열 작용을 통해 강도를 보강하는 화학적 개량 방법으로 연약 점토에 적용되는 사례가 있다.
프리로딩 적용 사례를 판단할 때 압밀계수가 매우 작고 압밀층의 두께가 큰 지반이라면 프리로딩으로는 압밀 완료까지 장기간이 소요되어 다른 보완 공법이나 대체 공법을 고려해야 한다는 논리를 세운다. 반대로 투수성이 낮은 점토층에는 샌드 드레인이나 페이퍼 드레인으로 배수 경로를 제공하여 압밀을 촉진하는 것이 적절하다는 점을 근거로 든다.
바이브로 플로테이션이 선지로 주어졌을 때 지반이 점토임을 확인하면 이 공법은 조립질 지반 전용임을 근거로 오답으로 처리한다. 동결이나 웰포인트가 일시적 개량으로 제시되면 '일시적' 조건을 토대로 정답을 선택한다.
다음의 연약지반개량공법에서 일시적인 개량공법은 어느것인가?
정답 ① · 문항은 여러 연약지반 개량공법 가운데 일시적인 개량공법을 고르도록 하고 있다. 웰포인트 공법은 지하수를 펌프로 일시적으로 배수하여 지반을 건조시키는 일시적(temporary) 공법이고 치환공법, paper drain, sand drain 등은 배수층이나 물질을 영구적으로 도입해 지반을 개선하는 영구적 공법이다.
웰포인트 공법은 지하수를 일시적으로 퍼내어 지반을 건조시키는 일시적 공법이며, 치환·페이퍼드레인·샌드드레인은 영구적 개량에 해당한다.
다음의 연약지반 개량공법중에서 점성토지반에 이용되는 공법은?
정답 ① · 문항은 연약한 점성토 지반에 적용되는 개량공법을 묻고 있다. 생석회 말뚝공법은 점성토에 투입된 생석회가 수분과 반응해 탈수 및 발열을 통해 수분을 줄이고 강도를 향상시키는 작용을 하므로 점성토 개량에 적합하다.
연약 점성토 지반의 배수 및 강도 향상을 위해 생석회가 수분과 반응하여 팽창하고 열을 발생시키는 생석회 말뚝공법이 사용된다.
액상화(liquefaction)를 방지하기 위한 공법으로 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 문제는 액상화 방지 공법 중 해당하지 않는 것을 고르라고 묻고 있다. 샌드 드레인은 지반의 배수를 촉진해 압밀침하를 줄이는 공법으로 주용도가 압밀 개선이지 액상화 저항성 향상은 아닐 수 있다.
샌드 드레인은 지반 배수 공법으로 액상화 방지보다는 압밀 침하 감소에 주로 사용되므로 거리가 멀다.
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