연약지반의 설계 및 시공시 유의사항

▶안정 문제

연약지반상에 기준 이상으로 급속히 흙을 쌓으면 지반의 측방 변형이 증가하여, 활동 파괴가 발생할 수 있다. 일단 활동이 발생하면 주변지반이 높아지고, 그 범위는 20～70m에 이르는 경우도 있다. 활동이 발생한 지반내의 점성토는 크게 교란되어 강도가 저하되기 때문에 주변부를 포함한 복구에 많은 시간과 경비를 요하게 된다. 따라서, 연약지반 대책은 제체의 안정성 확보를 충분히 고려하여 완속 흙쌓기 시공에 의한 지반 강도의 증가를 유도하면서 흙쌓기하는 것을 원칙으로 한다. 완속 흙쌓기 시공으로 만족하지 않으면 경제성, 안정성 및 현장여건을 고려하여 압성토공법을 수행할 수 있다.

▶침하 문제

다음 그림과 같이 연약지반상의 흙쌓기에서는 침하에 의한 흙쌓기량의 증가, 제체 상단의 폭이 부족해지는 문제가 발생할 수 있다.

-제체의 침하에 따른 문제-

다음 그림과 같이 교대 접속부의 단차, 횡단구조물의 침하 문제도 발생할 수 있다. 이로 인해 침하량이 큰 구간에서는 제체폭의 여유를 확보하면서 구조물 접속부나 횡단구조물부에 선행하중재하를 가하여 사전에 침하를 촉진시키는 것을 기본으로 한다.

-교대 접속부의 침하에 따른 문제-

-횡단구조물의 침하에 따른 문제-

제체 침하에 대해서는 방치 기간을 충분히 두어 시간 효과를 효과적으로 활용하는 것이 경제적인 설계로 연결되기 때문에 공사 기간을 두는 것이 중요하다. 또한, 교대의 측방변위대책으로서는 선행재하를 가하여 지반 강도를 증가시키는 것이 효과적인 방법이다.

▶장기침하의 문제

연약지반 제체의 침하는 공용개시 후에도 장기간에 걸쳐서 계속되는 경향이 있기 때문에 횡단구조물의 단면부족, 배수불량 등 관리단계에서 보수를 필요로 하는 경우가 많다. 따라서, 설계 시 장기침하를 예측해서 설계할 필요가 있다. 특히 영업소 주변의 시설에는 장기간에 걸친 침하에 의해 공용 후 큰 지장이 발생하는 경우가 많이 발생하기 때문에 충분한 방치 기간을 확보하면서 선행재하공법 등의 대책을 검토할 필요가 있다.

▶주변 지반의 변형에 따른 문제

연약지반상 흙쌓기 시공 시에는 측방변형의 발생에 따른 주변 지반이 융기하고또한 공용개시 후 침하에 따른 주변 지반에 연동침하가 발생하여, 주변의 논, 밭 및 인접 구조물에 피해를 줄 수 있으므로 주의한다.

현장조건에 따라서 측방변형 발생 시 굴착하여 원형 복구하는 방법은 가급적 피하고 변형발생지반 상부에 하중을 가하는 압성토공법을 검토하는 경우가 많다. 그리고, 영구적인 복구 대책공법을 검토한다.

▶설계의 불확실성에 따른 문제와 계측관리

연약지반상에 제체를 시공할 경우에는 일반적인 지반의 경우보다도 상세한 토질조사를 하고 이것에 근거하여 세밀한 설계를 하는 일이 중요하다. 그러나, 주의를 기울인 설계에도 불구하고 설계시에 예측했던 구조물이나 기초지반의 거동이 실제의 거동과 일치하지 않는 경우가 많고 공사중에 구조물이나 지반의 과대한 변형이나 파괴가 발생하는 일도 자주 발생한다.

설계시의 예측과 실제 거동이 일치하지 않는 원인은 층두께나 토성이 복잡하게 변화하고 있는 연약지반의 토질조사지점의 선정 착오, 검토단면의 모델화 오류, 설계 토질정수의 결정착오, 계산식의 선택 등 설계 과정에서 많은 불확실한 요소가 포함되어 있기 때문이다. 따라서,시공에서는 이 불확실성을 배제하기 위한 방법으로 계측관리를 수행하여 실제지반의 거동을 파악하고, 당초의 설계 내용 및 시공법을 수정하는데 적극적으로 활용하여야 한다.