기초공학 12장

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목차

연약지반의계량공법

본문내용

렌치만 설치하면 되는 간단하고 경제적인 방법이지만 단기간에는 충분한 효과를 얻을수 없다.
최근에 준설매립지반에서 전용 장비를 사용하여 트렌치를 만들어서 준설 매립 표층의 배수 및 건조 효과를 증대시킨 PTM(progressive trenching method)도 트렌치공법의 일종이다.
2)수평 진공배수공법
이 공법은 트렌치고법을 개량한 공법으로, 수륙양용 장비를 이용하여 준설매립지반의 상부에 2단으로 깊이 2m까지, 간격 30~50m로 원형 배수재를 수평으로 매설하여 배수 및 건조를 촉진하는 공법이다. 수평배수재의 설치와 동시에 흙을 되메우기하며, 수평배수를 통하여 모인 물은 외곽 트렌치와 집수정에서 펌프를 이용하여 배수한다.
3)수평 진공배수공법
초반연약지만인 준설매립지반의 표층부에 매설선을 이용하여 일정한 간격으로 배수재를 수평으로 매설하고, 진공펌프를 가동하여 지반 내부를 진공상태로 만들어 대기압의 하중을 표층에 작용시켜서 다닉간에 배수를 촉진시키는 공법이다.
4)흡입관 진공배수공법
초연약지반인 준설매립지반의 표층부에 크레인을 이용하여 일정한 간격으로 흡입관 (suction device)을 연직방향으로 설치하고 진공압을 가하는 공법이다.
12.모래다집말뚝공법(SCP공법)
연약지반을 개량하기 위하여 진동이나 충격에 의하여 모래를 지반 내에 압입하여 무래말뚝을 만드는 공법을 모래다짐말뚝공법(sand compaction pile method, SCP공법)이라고 하며, 사질토와 점성토 또 육상과 해상에 모두 적용할 수 있다. 이 공법은 샌드드레인공법과 함께 대표적인 연약지반개량공법이다.
사질토에서는 모래를 진동 압입함에 따라 밀도 증가, 지지력 증가(약 20까지), 압축침하 가소, 액상화 방지 등의 효과가 있다. 점성토에서는 잘 다져진 모래말뚝과 점토가 복합지반을 이루어 지지력(약 15까지)과 전단저항이 증가하며, 모래말뚝의 응력집중 효과와 드레인 효과에 의하여 압밀침하도 촉진된다.
모래다짐말뚝공법은 도로, 철도, 제방 등의 성토 기초지반의 개량, 건물, 공장, 탱크, 야적장의 기초 지잡의 개량, 호안, 방파제의 기초지반의 개량 등에 광범위하게 사용되고 있다.
모래다짐말뚝공법의 개량 깊이는 육상에서 35m, 해상에서는 수면아래 50~60m 정도이다. 모래말뚝의 직경은 육상공사에서는 60~80cm정도이며, 해상공사의 모래지반 개량에서는 80~120cm, 해상공사의 점토지반 개량에서는 100~200cm 정도를 많이 사용한다.
원지반의 면적에 대한 모래말뚝이 차지하는 면적의 비를 치환율이라고 하며, 모래말뚝의 타설 간격에 의해 결정된다. 성토 등 상부구조물이 걍량인 경우에는 치환율 20~40% 정도인 저치환율이, 항만공사 등 모래말뚝 자체로 지지력, 전단강도 증가가 필요한 경우에는 치환율이 70~80% 정도인 고치환율이 많이 사용되고 있다.
모래다짐말뚝공법은 콤포져공법이라고도 하며, 모래말뚝을 타설하는 방법에는 진동식 콤포져공법과 충격식 콤포져공법이 있으며, 진동식을 주로 사용한다.
진동식 콤포져공법은 강관을 진동기로 관입시킨 후 모래를 투입하고 진동으로 다지며 강관을 인발하여 모래말뚝을 조성하는 방법으로, 충격과 소음이 적으며, 균질한 모래기둥을 만들 수 있다. 충격식 콤포져공법은 내관을 해머로 사용하여 외관의 모래 마개를 때려서 관입시킨후, 모래를 투입하고 내관을 낙하하여 모래를 다지면서 외간을 인발하여 모래말뚝을 조성하는 방법이다.
양질의 모래를 구하는 것이 어렵거나 비경제적인 경우 또는 큰 강도의 개량말뚝이 필요한 경우에 모래 대신에 쇄석이나 자갈을 사용하는 것을 쇄석다짐말뚝공법 또는 스톤칼럼공법이라고 한다.
13.바이브로플로테이션공법(진동다짐공법)
바이브플로테이션공법은 길이가 약2m인 바이브로플로트라는 진동기를 사수와 진동으로 지반에 삽입하고, 그 측면에 모래를 투입하면서 진동기를 끌어올려 모래기둥을 만드는 공법이다. 이 공법은 진동과 물다짐 효과에 의하여 느슨한 사질토지반을 다지는 방법이다.
바이브로플로테이션공법의 시공순서
-진동기를 소정의 위치에 놓고, 하부의 분사장치를 작동시킨다.
-진동기 하부에서의 고압수 분사와 진동으로 지반을 교란하면서, 진동기를 1~2m/min의 속도로 관입한다.
-구멍 속에 모래를 쏟아 넣는다. 진동기 상부에서 물을 분사하여 모래를 아래로 운반한다.
-진동기를 깊이 30cm당 30초씩 진동시키면서 끌어올려, 지반을 소정의 단위중량이 되도록 다짐을 한다.
바이브로플로테이션공법이 효과적인 흙은 실트가 20% 이하이고 점토가 10% 이하인 사질토이며, 진동기의 관입간격은 1~5m 정도이고, 다짐영역의 반경은 약 2~3m정도이다.
이 공법은 지반을 균질하게 다질 수 있고, 개량된 지반의 지지력은 약 25~40 정도이다. 지하수위의 영향을 크게 받지 않으며, 상부구조물이 진동하는 경우에 효과적이다. 약 15m까지 깊은 곳의 다짐을 지표면에서 할 수 있으나, 표면층50cm 정도는 다짐이 어려우므로 별도의 다짐을 하여야 한다.
최근에는 물은 가하지 않고 진동만 가하는 로드코팩션공법이라고 하는 삽입형의 진동다짐공법도 사용되고 있다.
14.동다짐공법 및 동치환공법
1)동다짐공법(동압밀공법)
동다짐(dynamic compaction)공법 또는 동압밀(dynamic consolidation)공법은 크레인을 이용하여 중량10~40t, 밑면적 3~4의 강제 블록이나 콘크리트 블록과 같은 무거운 추를 10~30m의 높은 곳에서 여러 차례 낙하시켜 충격과 진동으로 지반을 개량하는 방법이다.
이 공법은 사질토지반이나 매립지반을 깊은 곳(약 20m)까지 개량하는 데 효과적이며, 전석섞인 자갈층, 암버력, 쓰레기 매립장 등에서도 사용할 수 있고, 실트질 점토에서는 사용 가능하다. 그러나 포화된 충적 점토 및 유기질토에서는 효과적이지 못하다.
동다짐을 하면 충격지점의 흙이 다져지고, 과잉간극수압이 발생하며, 이때 발생한 균열과 유로를 따라 과잉간극수압이 소산되면서 지반의 압축이 촉진된다. 따라서 동다짐공법은 지지력 증가, 침하측진, 잔류침하의 감소, 지진시 액상화 방지, 강제치환, 수중의 쇄석 다짐 등에 많이 이용된다.
동다짐공법을 실시할 경우에는 개량할 지반 전체를

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