토공사 핵심정리 - 지반개량공법[출처] 토공사 핵심정리 - 지반개량공법|작성자 Archi So

 

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Ⅰ. 지반개량공법

1. 사질토(N≤10) 느슨지반 이하

• 진동다짐공법(Vibro floatation)
• 모래다짐말뚝공법(Vibro composer, Sand compaction pile공법)
• 전기충격공법 : 고압방전
• 폭파다짐공법 : Dynamite
• 약액주입공법 : JSP, LW, SGR공법
• 동다짐공법(Dynamic compaction method)

1) 진동다짐공법(Vibro Floatation) : Vibro Float를 수펴앙향으로 진동하여 water jet와 동시에 작용시켜 느슨한 모래지반을 개량하는 공법

2) 모래다짐말뚝공법(Vibro Composer) : Casing을 소정의 위치까지 고정시킨 후 상부 호퍼로 Casing안에 일정량의 모래를 주입하면서 상하로 이동 및 다짐을 통하여 모래말뚝을 만드는 공법

3) 전기충격공법 : 사질토에서 Water jet로 굴진하면서 물의 공급을 통하여 지반을 포화상태로 만들고 방전 전극을 삽입하여 고압방전을 일으키고 이로 인한 충격력으로 지반을 다지는 공법

4) 폭파다짐공법 : 다이너마이트 등의 화약류로 지중을 폭파하고 급격한 가스의 압력을 일으켜 그 압력으로 지반을 다지는 공법

5) 약액주입공법 : 약액을 지반에 넣어 지반의 투수성을 감소시키거나 또한 지반강도를 증가시키는 방법, 약액으로는 물유리계(대부분 사용), 리그린게, 우레탄계이며, 물유리계를 많이 사용.

① JSP공법 ( Jumbo Special Pile) : 연약지반 개량공법으로 이중관 로드 선단에 부착된 제트노즐로 시멘트밀크 경화제를 초고압(200kg/cm2)으로 분사시킴으로써 원지반을 교란혼합시켜 지반을 고결시키는 주입공법

㉠ 용도

㉡ 특징

• 소형장비로 좁은 장소 시공이 가능
• 차수성 우수하여 지하수 유입이 많은 곳에 사용가능
• 개량체 강도가 비교적 커서 지반보강효과가 크다.
• N치 30이상의 지반(특히 풍화암반)에서는 시공효과가 불확실

② LW공법 (Labiles Waterglass method) : 규산소다 수용액과 시멘트 현탁액을 혼합하여 지상의 Y자관을 통하여 지반에 저압(10~20Kg/cm2)으로 주입시키는 공법

㉠ 시공순서

㉡ 특징

• 약액주입공법 중 고결강도가 높다.
• 주입재를 소정의 위치에 균일하게 일정범위 주입이 가능하므로 확실한 주입효과 기대.
• 천공과 주입으로 작업공종을 분리하여 진행시킬 수 있다.
• 1열 시공시 차수효과 기대가 곤란하여 보통 2열 시공한다.

 

6) 동다짐공법

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2. 점성토(N≤4), 연약이하

1) 치환공법 : 굴치환공법, 미끄럼치환공법(활동치환), 폭파치환공법

2) 압밀공법

① Preloading 공법 : 구조물을 축조할 곳에 흙을 성토하여 먼저 침하시켜 흙의 전단 강도를 증가시킨후 성토부분을 제거하는 공법

② Surcharge공법(압성토 공법) : 본체 성토 흙의 측면에 소단 모양의 흙을 성토하여 흙의 활동에 대한 저항모멘트를 증가시켜 성토지반의 흙의 활동파괴를 예방하는 공법

③ 사면선단재하공법 : 본체 성토흙의 측면에 흙을 성토하여 비탈면 끝부분의 전단강도를 증가시킨후 성토부분을 제거하여 비탈면을 마무리 하는 공법

3) 탈수공법(연직배수공법, Vertical drain공법)

① Sand Drain공법 : Ø400~500

: 재하중에 의하여 생기는 압밀침하를 단기간 내 진행시키고 또한 압밀에따른 지반강도 증가를 기대하도록 연약점토층에 Sand pile을 형성 강제 압밀 배수시키는 공법

② Paper Drain공법 : Ø400~500

: 합성수지로 된 카드보드를 땅속에 박아 압밀을 촉진시키는 연약지반 개량공법으로 상부에 단단한 모래층이 없고 깊이가 얕은 지역의 지반 개량에 주로 사용

③ Pack Drain 공법 : Ø 120 * 4개(파손여부 파악가능), 주로 사

: 모래기둥의 절단된 단점을 보완하기 위해 합성섬유마대(PACK)에 모래를 채워 넣어 연약지반 속에 연속된 배수 모래기둥을 형성함으로써 성토하중에 의한 압밀배수를 촉진시키는 공법, 시공속도가 빠르고 모래량 적게들어 원가절감됨.

4) 배수공법

• 중력식 : 집수정, Deep well(1*10 -2 cm/sec)
• 강제식 : 진공식 Deep well(1*10 -3 cm/sec),

Well point((1*10 -4 cm/sec)

• 복수 : 주수, 담수
• 기타 : 배수판, 영구배수공법(Dewatering)

① Deep Well공법 : 지표에서 지중 깊이 우물을 파서, 지하수를 배수하기 위한 펌프를 설치하여 지하 수위를 저하시키는 공법

 

② Well Point 공법 : 파이프 선단에 여과기를 부착하여 지중에 1~2M간격으로 설치하고 흡입펌프를 이용하여 지하수위를 저하시키는 공법

③ 복수공법(Recharge well method) : 지하굴착공사 시 지나친 배수로 지하수위 저하에 따른 주변지반과 건물의 피해를 방지하기 위하여 주변 지반을 주수함으로써 흙의 함수량을 일정하게 유지하는 공법

※ 주수 : 물을 흘러들어가게 하는 것을 말함

④ 배수판공법 [방습이 주목적임(결로수)] : 건물 내부 벽과 바닥에 공간을 두어 그 공간 속에서 물이 이동하여 집수정으로 모이게하여 지하수를 처리하기 위해 이용되고 있으나, 원래는 방습(결로등)의 목적으로 만들어진 것.

⑤ 영구배수공법(Dewatering공법)

5) 고결공법 : 생석회 말뚝공법, 소결공법, 동결공법

• 동결공법 : 지중에 액체질소 등 냉동가스를 주입하여 지중의 수분을 일시적으로 동결시켜 지반강도와 차수성을 높이는 지반개량공법으로서, 저온 액화가스방식과 브라인(Brine)방식이 있다.

6) 동치환공법(Dynamic Replacement method), 쇄석말뚝 : 크레인에 7~20톤의 해머를 연약지반에 미리 포설하여 놓은 쇄석, 모래, 자갈등의 골재를 타격하여 쇄석기둥을 형성하는 공법

7) 전기침투공법 : +극 -> -극

8) 대기압공법(진공배수공법, 진공압밀공법 Vacuum Consolidation Method)

① 토공사 진공배수공법 : 지반개량 부위에 Sand Filter(Sand Mat)를 시공하여 진공상태로 만들고 재하중으로서 성토 대신 대기압을 이용하여 탈수에 의해 연약토층의 압밀을 촉진시키는 공법

② 콘크리트 진공배수공법(Vacuum Dewatering) : 콘크리트를 타설한 직후 진공매트 또는 진공거푸집 패널을 사용하여 콘크리트 표면을 진공상태로 만들어 표면 근처의 콘크리트에서 수분을 제거함과 동시에 기압에 의해 콘크리트를 가압 처리하는 공법, 보통 20~30Cm까지의 두께정도만 가능함.

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3. 사질토 + 점성토(혼합공법)

1) 입도조정법 : 모래 + 자갈

2) Soil Cement 공법 : Soil + Cement

• 지반보강
• 흙막이용