지반 개량 공법의 종류 및 특징

지반개량 공법

안녕하세요, 꾸공남입니다.

오늘은 지반 개량 공법의 종류 및 특징에 대해 알아보겠습니다.

고층 빌딩을 짓거나 공장을 짓기 위해 큰 지내력이 요구되는 경우,

연약한 지반이기 때문에 개량이 필요한 경우 사용하는 여러가지 공법들이 있는데요.

아래와 같이 정리하도록 하겠습니다.

0. 연약지반이란?

  • 흙의 성질상 전단강도가 작고 압축성이 큰 연약토로 이루어진 지반
  • 압축성이 커서 상부구조물을 지지할 수 없는 자연상태의 지반
  • 침하 / 투수성/ 액상화의 문제로 구조물을 설치할 수 없는 지반

1.그라우트 주입 공법 (Grouting)

그라우트 주입은 지반 내부의 미세한 공간에 그라우트 시멘트 혼합물을 주입하여 지반을 강화하고 불투수성을 향상시킵니다.

그라우트가 지반 내의 공극과 고체 입자들을 물리적으로 연결하는 것인데요. 이로써 지반의 강도를 향상시키며 지반의 침하를 제어합니다.

그라우트의 강도와 물질 특성은 지반 개량 후 지지력의 중요한 요소가 되겠죠!

2.지반 안정화 (Soil stabiliztion)

지반 안정화 공법은 토양의 강도와 내구성을 향상시키기 위한 것으로, 다양한 방법이 여기에 포함됩니다.

(1) 화학적 보강 : 화학적 첨가제를 첨가하여 토양 입자간의 결합을 강화하고 토양의 강도를 향상시킴,

(2) 물리적 보강 : 토양에 물리적으로 강력한 물질을 추가하는 것 모두가 포함됩니다. 굳이 지반안정화 공법이 아닌, 각각의 이름으로 알려져 있는 경우가 더 많은데요.

  • Geosynthetic Reinforcement : 토목 합성재료를 이용하여 지반을 안정화시키는 작업입니다. 종류에 따라 배수를 목적으로 혹은 지지력을 강화시키기 위한 목적으로 사용할 수 있습니다. 응력을 분산시키고 침하를 제어할 수 있기 때문입니다.
  • 파일 공법 (Pile) : 우리가 가장 잘 알고있는 지반 개량 공법이죠. 매우 많은 종류의 파일 공법이 있으나, 주개념은 “파일(pile)”이라는 관 혹은 기둥을 지반에 삽입하여 지내력을 증가시키는 공법입니다.

3. 다짐 (Compaction)

토양의 밀도를 증가시켜 지반의 강도를 증가시키는 기술입니다.

역학에너지를 이용하여 토양의 입자 간 간격을 감소시켜 밀도를 증가시키는 방법으로, 다양한 기술이 있습니다.

건조 단위중량으로 흙의 다짐의 정도를 평가하며, 흙에 물을 첨가하면서 다짐을 실시하면 물의 윤활 작용에 의해 흙 입자의 위치가 서로 이동하게 되어 조밀하게 다져집니다.

건조단위 중량을 포함한 흙의 공학적 특성은 위의 포스팅을 참고해주세요.

평활 로울러, 양족 로울러, 공기고무타이어 로울러로 다짐을 하기도하고,

사질토를 다질 때에는 vibrofloatation_진동부유 공법을 활용해 사질토층에서 소정의 심도까지 다짐을 할 수 있습니다.

4. 배수

지반에 물이 다량 함유되어 있을 경우, 물의 유무에 따라 유효응력의 변화 및 부피의 변화가 발생하기 때문에 배수 공법으로 물을 미리 빼내는 방법이 있습니다.

특히, 점성토의 경우 “압밀”에 의해 배수가 가능하기 때문에 Sand Drain, Paper Drain, Preloading 등의 공법을 사용할 수 있습니다.

사질토의 경우 직접 물을 빼내줘야 하기 때문에, Well Point / Deep Well 공법 등으로 지반을 굴착하고 Pump를 설치하여 직접 물을 퍼내는 방법을 사용합니다.

연약지반 개량공법을 점성토와 사질토로 구분하면 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

점성토 개량공법사질토 개량공법일시적 개량 공법
개량원리종류개량원리종류
탈수Sand Drain
Paer Drain
Pack Drain
Preloading
침투압공법
생석회말뚝공법
다짐다짐말뚝공법
Compozer 공법
Vibroflotation 공법
전기충격식공법
폭파다짐공법
(탈수 X 일반적)
Well Point
Deep well
동결공법
대기압공법
전기침투공법
치환굴착치환공법
폭파치환공법
강제치환공법
배수Well Point 공법
Deep well 공법
고결약액주입(Grout) 공법

이상으로 지반개량공법에 대한 설명을 마치겠습니다.

감사합니다.

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