[건축시공기술사 장판지] 3-2. 연약지반개량 원리·종류·공법

목차 숨기기

1. 연약지반개 사고 FLOW(시험장 리마인드)

지반개량은 연약하거나 불리한 지반 조건을 설계 및 시공이 가능한 상태로 개선하기 위한 공학적 조치로서, 토공·기초공사의 안전성·내구성·경제성을 확보하는 핵심 수단이다.

건축시공기술사 시험에서 지반개량은 단순한 공법 나열이 아니라,

① 지반 문제의 본질 파악 → ② 지반 특성(사질토/점성토) 구분 → ③ 지배 이론 선정 → ④ 개량 원리 도출 → ⑤ 공법 선택

의 사고 과정을 평가하는 영역이다.

지반의 전단강도 및 침하 성능이 구조물 요구 성능을 만족하지 못하는 상황으로, 지반 특성에 따른 지배 이론을 바탕으로 적절한 지반개량 원리 및 공법을 선정하는 것이 핵심이다.

모든 지반개량 공법은 궁극적으로 지반의 전단강도 증가를 목표로 한다. 이때 가장 기본이 되는 이론이 Coulomb 전단강도식이다.

τ = c + σ′tanϕ

▷ 따라서 지반개량 공법의 선택은 Coulomb 전단강도식의 각 항(c, σ′, φ) 중 어느 요소를 주로 개선하는가에 따라 체계적으로 분류할 수 있다.

사질토 지반의 특성
- 점착력 거의 없음 (c ≈ 0)
- 느슨한 구조
- 액상화(Liquefaction) 가능성, Sand bulking 현상, boiling, Quick sand
- 상대밀도 및 내부마찰각이 성능 지배
지배 이론 (Coulomb 관점)
- 내부마찰각, 유효응력이 핵심
- 간극수압 시 전단강도 급감
주요 개량 원리 및 공법
- 다짐
  - 모래다짐말뚝공법(SCP ; sand compaction pile)
  - 진동다짐공법
  - 약액주입공법 : LW공법, SGR공법, JSP공법
  - 동다짐공법(dynamic compaction)
  - 전기충격공법
  - 폭파다짐공법
- 배수
  - Sand drain공법 (액상화저감)
  - gravel drain
- 치환 : 치환공법
- 액상화 저감 : 다짐 + 배수 복합 적용

점성토 지반의 특성
- 낮은 전단강도
- 큰 압밀침하
- 장기 변형
- 간극수압 소산 지연
- 예민비, 소성변형, Thixotropy, Heaving, Quick clay
지배 이론 (Coulomb 관점)
- 점착력, 유효응력이 핵심
- 시간 의존적 거동 중요
주요 개량 원리 및 공법
- 치환
  - 굴착치환공법, 미끄럼치환공법, 폭파치환공법
  - 압밀공법(재하공법)
  - 탈수공법(배수재-모래, paper, 포대)
  - 배수공법(지하수위 저하)
    - Deep well 공법
    - Well point 공법
  - 고결공법
    - 생석회말뚝공법
    - 소결공법
    - 동결공법
  - 전기침투공법
  - 침투압공법
  - 대기압공법(진공압밀공법)
  - 표면처리공법

현상 → 지반구분 → Coulomb 요소 → 개량원리 → 공법 → 유의사항

간극수압, 부력, 양압력
- 간극수압
- 부력과 양압력
모래의 팽창(Sand bulking)
- Sand bulking
swelling, slacking, thixotropy
- Swelling(팽윤현상)·Slacking(비화현상)
- Thixotropy
과압밀비(OCR)
- 과압밀비(OCR)
액상화
- 액상화(Liquefaction)
Dam up 현상
- Dam up 현상