사면은 직립사면, 반무한사면, 단순사면 등 형태에 따라 구분되며 각 유형의 정의와 특성이 서로 다르다. 단순사면은 일정한 경사와 높이를 가진 사면을 의미하고, 반무한사면은 일정한 경사가 계속되어 펼쳐진 특성을 가진다. 사면 분류는 설계와 안정성 판단의 기초가 된다.
사면의 안정성은 전단응력과 전단강도의 관계로 판단한다. 전단응력이 전단강도보다 크면 사면이 불안정하므로 붕괴 위험이 발생한다. 배수공사는 사면 안정에 필수적이며 물을 빠르게 빼어 전단강도를 확보하는 역할을 한다.
성토재료는 다짐성이 좋은 양질의 토사가 적합하다. 큰 호박돌이나 발파암 같은 재료는 공극과 다짐 불량을 초래하여 성토재료로 부적합하다. 성토 시에는 재료의 입도와 다짐성, 투수성 등을 고려하여 적절한 재료를 선택해야 한다.
토사의 분류는 굴착 도구와 연결하여 기억하면 유리하다. 연질토사는 삽으로 굴착 가능하고, 견질토사는 곡괭이나 괭이로 쪼개가며 굴착해야 하며, 암반 수준은 발파 등 특수 방법이 필요하다. 이러한 분류는 현장 굴착 계획과 장비 선택에 직접적인 영향을 준다.
심토층 배수는 지하에 매설된 배수관을 통해 지하수 및 침투수를 배제하는 방법이며, 배치 형식에 따라 적용처가 달라진다. 평탄지에서 전지역의 균일 배수가 요구되는 곳에는 지선이 주관에 빗살처럼 모이는 어골형(herringbone type)이 적합하다. 차단형이나 선형 등은 다른 지형 조건에서 유리하므로 용도에 맞게 배수형을 선택해야 한다.
토압은 벽체의 변위 여부에 따라 주동, 정지, 수동으로 구분한다. 벽체가 전혀 움직이지 않는 상태, 즉 자연지반 상태에서는 뒷채움 흙도 정지 상태이므로 정지토압이 작용한다. 벽체가 밖으로 밀려나면 주동토압, 벽체가 흙 쪽으로 밀고 들어가면 수동토압이 작용한다.
예제
문제 유형 예시로는 세 가지를 들 수 있다. 첫째, 옹벽에 뒷채움 흙을 채운 뒤 변위가 전혀 없다고 했을 때 작용하는 토압은 정지토압임을 판정하는 문제가 출제된다. 둘째, 평탄한 경기장과 같이 전지역의 균일 배수가 요구되는 곳에는 어골형 심토배수를 적용해야 한다는 배수형 매칭 문제가 출제된다. 셋째, 성토재료로서 큰 호박돌이나 발파암은 다짐 불량으로 부적합하므로 양질의 다짐성 토사를 선택해야 한다는 재료 선다형 문제가 출제된다.
대표 기출 3문항
용벽에 작용하는 토압 중 자연지반에서 수평의 방향으로 작용하는 용력은 어떤 토압을 말하는가?
정지토압
주동토압
수동토압
활동토압
정답과 해설 보기
정답 ① · 문제는 자연지반에서 벽에 수평으로 작용하는 토압의 종류를 묻고 있다. 벽이 움직이지 않는 상태에서 흙이 벽에 가하는 수평 압력을 정지토압이라 부르며, 이는 벽의 변위가 거의 없는 자연지반 조건에서 발생하는 토압이다.
토압 3종 중 벽이 움직이지 않는 자연지반에서 수평 방향으로 작용하는 것은 정지토압이다.
토사의 종류 중 견질토사에 대한 설명은?
삽 작업을 위해 상체를 약간 구부릴 정도의 토질
삽을 상체의 힘으로 퍼낼수 있는 정도의 토질
괭이나 곡괭이를 사용할 정도의 토질
호박돌 크기의 돌이 섞이고 굴착에 약간의 화약을 사용해야 할 정도의 단단한 토질
정답과 해설 보기
정답 ③ · 조경 토공 및 굴착 작업에서 토사의 종류는 그 단단한 정도에 따라 육토, 연질토사, 견질토사, 암반 등으로 분류됩니다. 견질토사는 흙이 단단하게 다져져 있어 일반적인 삽 작업만으로는 파내기 힘든 상태의 토질을 말합니다.
견질토사는 삽으로 안 되어 곡괭이나 괭이로 쪼개야 파낼 수 있는 단단한 흙이다.
평탄한 지역에서 전지역의 배수가 균일하게 요구되는 곳에 주로 이용되는 심토층 배수방법은 어느 것인가?
어골형(herringbone type)
자연형(natural type)
선형(fan-shaped type)
차단형(intercepting system)
정답과 해설 보기
정답 ① · 문항은 평탄지역에서 전역에 걸쳐 균일한 배수가 요구될 때 적합한 심토층 배수 방법을 묻고 있다. 평탄지에선 배수관을 전면에 촘촘히 배치해 균일하게 배수하는 어골형(herringbone type)이 적합하다.