캠퍼스에서-연약지반 표층처리공법
상태바
캠퍼스에서-연약지반 표층처리공법
  • 111
  • 승인 2004.06.28 08:44
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

장비·기술발전 따라 수평 진공배수공법 대체공법으로 각광
연약지반의 장비 주행성을 확보하기 위한 표층처리 시공방안으로는 생석회 혹은 시멘트계를 이용한 표층고화처리방법, 태양광선에 의해 자연방치시키는 자연건조방법, Amfirol이라는 장비를 이용하여 지속적으로 표층에 Trench를 형성시키는 P.T.M. (Progressive Trench Method) 방법, 원지반 상부에 토목섬유를 포설하여 토목섬유의 인장력을 이용하는 방법, 대나무를 격자로 묶어 대나무의 강성을 이용하는 방법 등 여러 가지 방법이 있다. 최근들어 이러한 기존 공법의 한계를 극복한 신 개념의 초연약지반 표층처리 방법이 주목을 받고 있다.

수평진공배수공법은 포화된 초연약지반의 표층에 수평으로 매설된 드레인재에 진공압을 가함으로서 초연약 매립지반 위에 단위면적당 작용하는 부압(負壓)의 크기만큼 성토하중, 즉 압밀하중을 부여하는 것과 동일한 효과를 발휘하도록 적용하여 성토재를 진공압으로 대처하여 공비와 공기를 절감하며 또한 시공성이 용이한 초연약지반 표층처리 방법이다.

1950년대초 W. Kjellman에 의해 제안된 후 진공배수공법과 관련된 연구가 간헐적으로 진행되어 왔으나 아주 특별한 경우들을 제외하고는 멤브레인 기술의 부족, 진공상태의 유지문제, 비용문제 등의 이유로 활발하게 이용되지 못했다. 그러나 근래에는 장비의 발달, 제반기술의 발전 등으로 진공배수공법의 경제성이 크게 향상되어 기존공법의 대체공법으로 가능성을 인정받게 되었다.

수평진공배수공법은 연약지반에 수평으로 배수재를 설치한 후 지중을 진공상태로 만들기 위해서 흙 표면을 멤브레인으로 덮은 후 배수재와 연결된 진공펌프를 가동하면 연약지반내부의 압력이 감소한다. 이때 진공막 하부 연약지반은 부압(負壓)에 의해 압력이 감소되지만, 외부는 대기압이 그대로 유지하고 있으므로 결과적으로 초기의 평형상태에서 부압(負壓)이 진행됨에 따라 외부의 대기압이 외력에 의한 성토하중으로 작용하게 된다. 100%의 진공도를 유지한다면 이때 가해지는 대기압의 크기는 10.33t/㎡이 되고, 이를 모래에 의한 성토하중으로 환산한다면 약 6m의 성토재하와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

준설·매립에 의해 형성된 초연약지반은 초기함수비가 매우 높고, 지반강도가 거의 발현되지 않는 슬러리 상태이며, 이러한 지반조건에서 급속한 압밀침하를 통한 강도증가를 꾀하기 위해서 실시되는 수평진공배수공법은 빠른 압밀현상의 진행 초기상태에 견주어 볼 때 상당히 큰 유효응력 범위를 경험하는 과정을 거치게 된다.

수평진공 배수공법의 효과적인 시공을 위한 종합적인 시스템 구축을 위해 (주)대우건설, 계명대학교, 중앙대학교, 서울시립대학교 등 4개 기관은 2000년부터 2년간 건설교통부로부터 연구비를 지원 받아 산학연계 연구를 실시하였다. 연구를 통해 수평배수재의 설치 간격, 배수재의 크기, 배수재의 설치 단수, 진공압의 크기 등을 결정하고 시스템화된 시공을 위한 장비와 수평진공 배수공법에 사용되는 습식펌프를 개발하였다.

또한, 고함수비의 상태에서의 배수재의 투수성과 점토의 미립자에 의해 생성되는 Clogging현상 등을 조사하여 수평배수재의 외적 형상과 내부 구조의 개선을 통해 초연약지반에서 장비의 주행성 확보를 위한 표층강도의 최적 시공방안을 도출하는 것이다. 수평진공 배수공법이라는 새로운 연약지반 표층처리 기술의 창출로 사회적 수요에 대하여 신속한 대응이 가능하여 타산업의 발전에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.




[111] 111

댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.
주요기사
이슈포토