연약지반 현상 및 보강방안(히빙, 보일링, 지반융기, 액상화 등)

소개글

연약지반 현상 및 보강방안(히빙, 보일링, 지반융기, 액상화 등)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 목 적

2. 지반유동
가. 정 의
나. 발생유형
다. 판정방법
라. 사례소개
마. 보강대책

2. 지반융기 및 액상화
가. Heaving 현상
1) 정 의
2) 보강방안
나. boiling 현상
1) 정 의
2) 보강방안
다. 융기 및 파이핑 현상
1) 정 의
2) 보강방안

3. 말뚝의 부마찰력
가. 정 의
나. 발생요소
다. 발생정도
라. 판정방법
마. 보강대책

본문내용

긴 잘못인데, 교대가 가동支承(Bearing)의 가동범위를 초과
하여 이동해서 支承이 파손되었다. 흉벽(Breast Wall)의 상단이 교량의 Beam 방
향으로 움직이는 것을 교량 Beam이 직접 억지하는 형상으로 되었다.
그 결과 흉벽이 교량빔과 반대 방향으로 절곡된 것으로 생각된다.
(제일 Consultant 기술부 설계2과 교량담당과장 筒井秀樹)
2) 현 황
어느 지방 도시의 하천에 설치되어 있는 교량에 생긴 Trouble인데, 교량은 1964년
대에 설치된 길이 45.5m의 단순 강합성 Box Girder교로서 교대 배면에는 4.2m 높
이의 성토가 있고 성토 하부에는 두께 18m의 점성토층이 퇴적되어 있다. 이 연약
한 기초지반 위에 성토를 한 결과, 기초지반이 교축방향으로 이동한 것이다.
기초지반의 측방이동의 Mechanism은 충분하게 해명되어 있지 않으나 대체적으로
아래와 같이 생각들을 하고 있다. 연약한 기초지반에 어느 정도 두께 이상의 성토
를 하면 하중이 증가하지 않아도 변형이 계속되는 소성유동이라고 불리는 현상이
발생하여 흙이 수평방향으로 흐르는 것처럼 이동한다. 이 소성유동에 의한 압력을
받아서 교대 등이 이동하는 현상을 측방이동이라고 한다.
측방이동의 특징으로서 일단 움직이기 시작하면 대처방법이 거의 없다는 것을 들
수 있다. 배면의 성토를 걷어 내는 정도로는 중단시킬 수가 없다. 따라서 사전에
측방이동의 유무를 판단함으로써 움직이기 전에 대처하는 것이 중요하다.
3) 측방이동의 종식 여부를 확인
측방이동의 Mechanism이 충분하게 해명되어 있지 않은 현시점에서 정량적인 판단
을 내리는 것은 어렵다. 따라서 각 발주기관에서는 측방이동의 실태를 조사하여
과거 구조물의 계측 Data를 수량화이론에 의해 분석해서 요인을 판정하는 방법을
제안하고 있다.
교대가 측방이동을 하는 직접적인 원인은 성토이다. 기초지반이 점성토인 경우,
시간이 경과함에 따라 압밀이 진행하면서 기초지반의 전단강도가 증가하게 되는데
성토에 의해 기초지반에 걸리는 전단력을 기초지반의 전단강도가 상회하는 시점에
서 측방이동은 끝나게 된다.
그런데 이 파손된 교량에서는 파손이 발견된 시점에서도 측방이동이 계속되는 것이
보여지고 있는 현상이었다. 완성 후에 교체한 차도부의 신축장치가 교대의 연약지반 현상 및 보강방안
Report#2
측방이
동의 원인으로 기능이 상실되어 있다. 교체시기는 불명이지만 적어도 신축장치 교
체 후에도 측방이동이 계속되었다는 것을 보여주는 대목이다.
여기서 측방유동이 끝났는지 아닌지가 문제가 되어 토질시험에 의해 판정하기로 했
는데 아래의 표는 그 결과이다.
종 별
계 산 치
허 용 치
판 정
I 값
1.14
<
1.2 미만
측방이동 없음
F 값
2.66
<
4 이상
측방이동 있음
FR 값
46.3
≥
3 이상
측방이동 없음
측방이동량
δ(mm)
7.7
≤
100 이하
<표 1-2 측방유동 판정 결과>
세 개의 판정식 중에서 두 개는 측방이동의 위험은 없다로, 나머지 한 개는 측방
이동이 있을 수도 있다라는 결과였다.
조사를 담당한 Consultant는, 이 교량의 경우 F값에 의한 판정결과는 신뢰성이 낮다
고 생각하여 측방이동은 수렴되었다고 판단하였다. 연약층의 사이에 화산회층과 사
력층이 협재되어 있어 점착력이 낮기 때문에 점착력에 중점을 두는 F값은 적당하지
않다고 생각하였기 때문이다.
마. 보강대책연약지반 현상 및 보강방안
Report#2
1) 보강공법 개요
공 법
내 용
적용가능
위치
장 단 점
Preloading
압밀촉진과 Preloading을 병행하여 지반을 안정시킨 후 성토부를 굴착하고 말뚝 항타
공사기간이 충분한 곳
- 가장 확실한 공법
- 공기가 길다
- 시공이 불편
- 공사비 저렴
압성토
교대전면에 압성토하여 활동 방지
압성토 부지확보가 가능한 곳
- 공기가 길다
- 시공이 간편
- 공사비 저렴
치환
연약지반을 치환한 후 말뚝 항타
연약지반 심도가 얕은 곳
- 심도가 얕은 곳은 가장
확실한 공법
- 공기가 짧다
- 공사비 고가
사면활동방지
(S.C.P)
사면활동범위 내를 S.C.P로 처리
S.C.P 처리 부지 확보가 가능한 곳
- 공기가 짧다
- 시공이 간편
- 공사비 고가
기초지반
보완
화학약품 및 특수 처리재를 사용하여 연약한 기초지반 보완
어느 곳이나 가능
- 공기가 짧다
- 시공이 불편
- 공사비 매우 고가
뒤채움재의 경량화
교대 배면에 경량골재 및 경량 화학제품을 사용하여 측방토압을 경감
어느 곳이나 가능
- 공기가 짧다
- 시공이 간단
- 재료구입이 곤란
- 처리결과 불확실
Box 설치
콜게이트 Box나 Box Culvert를 교대배면에 설치하여 하중을 경감
어느 곳이나 가능
- 부력에 대한 대비필요
- Box 구조체의 정밀구조계산
- 시공이 복잡
Box Culvert 공법
파이프 매설 공법
Box 매설공법
EPS 공법
슬래그 뒤채움 공법
압성토 공법
프리로딩 공법
연약지반 현상 및 보강방안
Report#2
2) 대책공법의 적용
가) 적용순서
2. 지반 융기
가. Heving 현상
1) 정 의
연약한 점성토 지반에서 지반의 강도가 굴착 규모에 비해 부족할 경우에는 흙이 돌
아 나오거나 활동에 의해 굴착 바닥면이 융기하여, 흙막이벽이 변형되거나 배면 지연약지반 현상 및 보강방안
Report#2
반이 침하된다. 연약한 점성토 지반에서 생기는 이러한 현상을 히빙이라 하며, 최
종적으로는 굴착 바닥면이 파괴되어 흙막이 전체의 붕괴로 이어진다.
<그림2-1 지반의 상태>
굴착바닥면 부근에 연약한 점성토가 있는 경우, 주로 충적점성토 지반에서 소성지
수와 함수비가 높은 점성토가 두텁게 퇴적된 경우
<그림2-2 지반의 현상>
흙막이 배면에 있는 흙의 중량 및 흙막이에 근접한 지표면 하중 등에 의해 활동면
이 생기고, 굴착 저면의 융기, 흙막이벽의 볼록해짐, 주변지반의 침하가 발생하여
마침내는 흙막이가 붕괴된다.
2) 보강방안
가) 흙막이벽의 근입깊이와 강성을 늘인다.
가장 많이 사용되는 방법이며, 일반적으로 필요 근입깊이는 흙막이벽 하단을 지나연약지반 현상 및 보강방안
Report#2
는 활동면이 소정의 안전율을 만족

키워드

시공학,   히빙,   보일링,   액상화,   지반융기,   지반유동