급속한 경제성장과 산업 경제적 특성상 해외 교역의 비중이 높은 우리나라는 대단위 기간구조물을 수용할 수 있는 토지가 매우 부족한 실정이어서 연약지반이 널리 분포하고 있는 서남해안 지역의 개발을 꾸준히 진행해오고 있다. 연약지반의 경우 항만, 항공, 교량과 같은 구조물의 축조 시 지지력 부족 및 침하, 전단변형 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하고 연약지반의 조기 침하 및 강도증진을 위해 다양한 지반개량공법들이 적용되고 있으며 연약지반의 ...
급속한 경제성장과 산업 경제적 특성상 해외 교역의 비중이 높은 우리나라는 대단위 기간구조물을 수용할 수 있는 토지가 매우 부족한 실정이어서 연약지반이 널리 분포하고 있는 서남해안 지역의 개발을 꾸준히 진행해오고 있다. 연약지반의 경우 항만, 항공, 교량과 같은 구조물의 축조 시 지지력 부족 및 침하, 전단변형 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하고 연약지반의 조기 침하 및 강도증진을 위해 다양한 지반개량공법들이 적용되고 있으며 연약지반의 압밀에 소요되는 시간을 단축시키기 위해 연직 배수공법이 많이 사용되고 있다.
연약지반개량공법에는 SCP공법, 전기충격공법, 약액주입공법, 치환공법, 재하공법, 샌드 드레인 공법, 연직배수공법 등이 있다. 연약지반 개량 시 연직배수공법은 전단강도의 증가 및 잔류 침하량의 감소를 촉진하고 수평배수거리 단축을 통한 압밀을 촉진하기 위한 목적으로 적용되고 있다. 이러한 연직배수공법에서 현재까지 주로 사용되는 연직 배수재는 Plastic Board Drain(이하 PBD), 샌드 드레인, 페이퍼 드레인 등이다. 그 중 연약지반에서 시공의 용이성과 경제성을 지닌 압밀촉진 공법 중 하나인 PBD공법이 많이 적용되고 있다. PBD는 기존 샌드 드레인을 대체할 수 있는 공법으로서 국내에서도 널리 사용되고 있으며 많은 현장에서 그 성과가 좋지만 그 효율성 및 적용성에 대한 확실한 신뢰성은 확보하지 못한 실정이다.
연직 배수재는 재료자체의 성능과 관련하여 PBD가 가지고 있는 통수능력이 연약층의 두께에 비례하여 영향을 크게 받으며, 배수재 타입 시 사용되는 맨드렐, 타입기기 및 타입방식에 의한 주변지반의 교란영향으로 배수성능이 저하되는 등 문제점이 있다. 또한, PBD를 타설 후 강우나 성토재료 수급 불안정 등 기타 현장여건에 따라 성토 재하중을 바로 실시하지 못해 수개월 동안 방치에 따른 배수재의 통수능 감소에 대한 문제점도 가지고 있으나, 기존 연구사례 및 실내실험에서는 이러한 조건을 고려하지 않고 바로 통수능을 실시하고 있는 실정이다.
다른 문제점으로는 현장에서의 PBD 근입 깊이는 준설매립지반 뿐만 아니라 원지반까지 근입하여 시공하고 있으므로, 준설매립지반과 원지반의 지층에 대한 PBD의 통수능 효과도 같이 고려해서 분석해야 한다. 하지만 기존실험이나 연구사례를 보면 원지반 상부의 준설매립토에 대해서만 통수능 실험을 실시하여 현장 시공과 실내실험의 조건이 상이하다는 것을 알 수 있다.
따라서 본 연구에서는 두가지 조건에 대한 각각의 복합통수능 실험을 위해 현장과 유사한 조건의 실내 모형실험 장치를 개발하였다. 방치기간에 따른 실험은 0 day, 30 day, 60 day, 90 day 4가지 조건으로 수행하였으며, CL(준설토), CL(준설토)+CL(원지반), CL(준설토)+ML, CL(준설토)+SM 4조건의 원지반 조건에 대하여 하중단계별로 각각 통수능 실험을 실시하고, 그 효과를 비교ㆍ분석 하였다.
복합통수능 실험 분석 결과, 방치기간에 따른 조건에서는 PBD 타설 후 방치기간이 길어질수록 통수능 효과는 감소되는 것으로 확인되었고, 압밀도 90% 도달 시간 및 간극수압 소산도 느리게 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 원지반을 고려한 통수능 분석은 원지반의 세립분 함량이 적을수록 통수능은 빠르게 발생하였고, 압밀도 90% 도달시간 및 간극수압 소산도 빠르게 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 논문에서의 실내모형 장치를 통해 얻은 결과는 현장조건에 따라 PBD의 통수능 및 지반개량 효과 등이 상이하게 나타났으므로 실무에 적용 시 이러한 조건들을 감안하여 반영해야 할 것으로 사료된다.
급속한 경제성장과 산업 경제적 특성상 해외 교역의 비중이 높은 우리나라는 대단위 기간구조물을 수용할 수 있는 토지가 매우 부족한 실정이어서 연약지반이 널리 분포하고 있는 서남해안 지역의 개발을 꾸준히 진행해오고 있다. 연약지반의 경우 항만, 항공, 교량과 같은 구조물의 축조 시 지지력 부족 및 침하, 전단변형 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 개선하고 연약지반의 조기 침하 및 강도증진을 위해 다양한 지반개량공법들이 적용되고 있으며 연약지반의 압밀에 소요되는 시간을 단축시키기 위해 연직 배수공법이 많이 사용되고 있다.
연약지반개량공법에는 SCP공법, 전기충격공법, 약액주입공법, 치환공법, 재하공법, 샌드 드레인 공법, 연직배수공법 등이 있다. 연약지반 개량 시 연직배수공법은 전단강도의 증가 및 잔류 침하량의 감소를 촉진하고 수평배수거리 단축을 통한 압밀을 촉진하기 위한 목적으로 적용되고 있다. 이러한 연직배수공법에서 현재까지 주로 사용되는 연직 배수재는 Plastic Board Drain(이하 PBD), 샌드 드레인, 페이퍼 드레인 등이다. 그 중 연약지반에서 시공의 용이성과 경제성을 지닌 압밀촉진 공법 중 하나인 PBD공법이 많이 적용되고 있다. PBD는 기존 샌드 드레인을 대체할 수 있는 공법으로서 국내에서도 널리 사용되고 있으며 많은 현장에서 그 성과가 좋지만 그 효율성 및 적용성에 대한 확실한 신뢰성은 확보하지 못한 실정이다.
연직 배수재는 재료자체의 성능과 관련하여 PBD가 가지고 있는 통수능력이 연약층의 두께에 비례하여 영향을 크게 받으며, 배수재 타입 시 사용되는 맨드렐, 타입기기 및 타입방식에 의한 주변지반의 교란영향으로 배수성능이 저하되는 등 문제점이 있다. 또한, PBD를 타설 후 강우나 성토재료 수급 불안정 등 기타 현장여건에 따라 성토 재하중을 바로 실시하지 못해 수개월 동안 방치에 따른 배수재의 통수능 감소에 대한 문제점도 가지고 있으나, 기존 연구사례 및 실내실험에서는 이러한 조건을 고려하지 않고 바로 통수능을 실시하고 있는 실정이다.
다른 문제점으로는 현장에서의 PBD 근입 깊이는 준설매립지반 뿐만 아니라 원지반까지 근입하여 시공하고 있으므로, 준설매립지반과 원지반의 지층에 대한 PBD의 통수능 효과도 같이 고려해서 분석해야 한다. 하지만 기존실험이나 연구사례를 보면 원지반 상부의 준설매립토에 대해서만 통수능 실험을 실시하여 현장 시공과 실내실험의 조건이 상이하다는 것을 알 수 있다.
따라서 본 연구에서는 두가지 조건에 대한 각각의 복합통수능 실험을 위해 현장과 유사한 조건의 실내 모형실험 장치를 개발하였다. 방치기간에 따른 실험은 0 day, 30 day, 60 day, 90 day 4가지 조건으로 수행하였으며, CL(준설토), CL(준설토)+CL(원지반), CL(준설토)+ML, CL(준설토)+SM 4조건의 원지반 조건에 대하여 하중단계별로 각각 통수능 실험을 실시하고, 그 효과를 비교ㆍ분석 하였다.
복합통수능 실험 분석 결과, 방치기간에 따른 조건에서는 PBD 타설 후 방치기간이 길어질수록 통수능 효과는 감소되는 것으로 확인되었고, 압밀도 90% 도달 시간 및 간극수압 소산도 느리게 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 원지반을 고려한 통수능 분석은 원지반의 세립분 함량이 적을수록 통수능은 빠르게 발생하였고, 압밀도 90% 도달시간 및 간극수압 소산도 빠르게 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 논문에서의 실내모형 장치를 통해 얻은 결과는 현장조건에 따라 PBD의 통수능 및 지반개량 효과 등이 상이하게 나타났으므로 실무에 적용 시 이러한 조건들을 감안하여 반영해야 할 것으로 사료된다.
Korea with rapid economical growth and the industrial characteristic has developed west-south coast region where soft ground are spreaded widely to solve the lack of land to build large-scale mainstay structures. In the case of construction like building bridge, airport and port on soft ground, ther...
Korea with rapid economical growth and the industrial characteristic has developed west-south coast region where soft ground are spreaded widely to solve the lack of land to build large-scale mainstay structures. In the case of construction like building bridge, airport and port on soft ground, there are some problems like the lack of bearing capacity, settlement and shear displacement. Many ground improvement methods are used to solve these problems and to increase the strength of soft ground and accelerate the consolidation settlement. The vertical drainage method is the best widely used method for soft ground to decrease the time of consolidation.
SCP, electronic shock method, grouting method, displacement method, surcharge method, sand drain method and vertical drainage method are the examples of the ground improvement method. In these methods, the vertical drainage method is used to increase the shear strength of the ground and decrease remain settlement, to promote the consolidation by shortening horizontal drainage distance. Plastic Board Drain(PBD), Sand Drain and Paper Drain are methods still used in these days. PBD method which has good economical and constructable properties in soft ground is used widely. PBD method is also used in Korea as the one can replace sand drain method and has resulted good outcome in many sights. But the efficiency and applicability are not defined clearly yet.
The discharge capacity of PBD is influenced by the thickness of soft ground and it decrease for many reasons like the mandrel used when drive drainage materials, driving equipment and the disturbance of surrounding ground for the type of driving method. After driving PBD, embankment surcharge might be not done for the rain, instability of supply and demand for embankment materials and other sight conditions and then the discharge capacity of drainage materials will be decreased. But existing study cases and laboratory tests didn't considering these condition.
Another problem is that the need to consider the discharge capacity of PBD with original and dredged ground together because PBD is placed into original ground in the sight. But earlier studies and tests were done for only the dredged soil on the original ground so the conditions of sight construction and laboratory test are not same.
Therefore this study compares and analyzes effect of discharge capacity after giving a load step by step in condition of CL(dredged soil), CL(dredged soil)+CL(in situ), CL(dredged soil)+ML, CL(dredged soil)+SM and 0day, 30day, 60day, 90day. So, laboratory model test device is developed for Conditions similar to field in composite discharge capacity.
In the result of composite discharge capacity test, the discharge capacity effect is smaller, the time of 90% consolidation degree is longer and dissipation of excess pore water pressure is slower as leave period is longer at the leave period control condition. Also the discharge capacity effect is bigger, the time of 90% consolidation degree is shorter and dissipation of excess pore water pressure is faster as fine fraction of the original ground is smaller at the discharge capacity analysis considering the original ground condition. The results like the discharge capacity or the effect of ground improvement contained by using laboratory test equipment in this study are different depending on the sight condition, so these are needed to consider when reflected in work.
Korea with rapid economical growth and the industrial characteristic has developed west-south coast region where soft ground are spreaded widely to solve the lack of land to build large-scale mainstay structures. In the case of construction like building bridge, airport and port on soft ground, there are some problems like the lack of bearing capacity, settlement and shear displacement. Many ground improvement methods are used to solve these problems and to increase the strength of soft ground and accelerate the consolidation settlement. The vertical drainage method is the best widely used method for soft ground to decrease the time of consolidation.
SCP, electronic shock method, grouting method, displacement method, surcharge method, sand drain method and vertical drainage method are the examples of the ground improvement method. In these methods, the vertical drainage method is used to increase the shear strength of the ground and decrease remain settlement, to promote the consolidation by shortening horizontal drainage distance. Plastic Board Drain(PBD), Sand Drain and Paper Drain are methods still used in these days. PBD method which has good economical and constructable properties in soft ground is used widely. PBD method is also used in Korea as the one can replace sand drain method and has resulted good outcome in many sights. But the efficiency and applicability are not defined clearly yet.
The discharge capacity of PBD is influenced by the thickness of soft ground and it decrease for many reasons like the mandrel used when drive drainage materials, driving equipment and the disturbance of surrounding ground for the type of driving method. After driving PBD, embankment surcharge might be not done for the rain, instability of supply and demand for embankment materials and other sight conditions and then the discharge capacity of drainage materials will be decreased. But existing study cases and laboratory tests didn't considering these condition.
Another problem is that the need to consider the discharge capacity of PBD with original and dredged ground together because PBD is placed into original ground in the sight. But earlier studies and tests were done for only the dredged soil on the original ground so the conditions of sight construction and laboratory test are not same.
Therefore this study compares and analyzes effect of discharge capacity after giving a load step by step in condition of CL(dredged soil), CL(dredged soil)+CL(in situ), CL(dredged soil)+ML, CL(dredged soil)+SM and 0day, 30day, 60day, 90day. So, laboratory model test device is developed for Conditions similar to field in composite discharge capacity.
In the result of composite discharge capacity test, the discharge capacity effect is smaller, the time of 90% consolidation degree is longer and dissipation of excess pore water pressure is slower as leave period is longer at the leave period control condition. Also the discharge capacity effect is bigger, the time of 90% consolidation degree is shorter and dissipation of excess pore water pressure is faster as fine fraction of the original ground is smaller at the discharge capacity analysis considering the original ground condition. The results like the discharge capacity or the effect of ground improvement contained by using laboratory test equipment in this study are different depending on the sight condition, so these are needed to consider when reflected in work.
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