[논문]스톤컬럼[Stone Column]공법의 최신 설계법과 적용

스톤컬럼[Stone Column]공법의 최신 설계법과 적용 원문보기

이충호 ((주)혜인이엔씨) , 김종수 ((주)현대산업개발) , 강현준 ((주)쏠레땅시범양)

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품질관리장치에 의하여 매 2초 간격으로 기록되는 "Ampere 대비 깊이” 주상도는 그림 9와 같이 쇄석 말뚝의 전 깊이에 대하여 형성된 측방구속정도 (=Ampere에 비례)에 관한 정보를 제공한다. 이러한 모든 시공관련 변수의 완벽한 문서화는 작업의 지속적인 품질 확보 및 현장인부의 작업성을 이중검토할 수 있으므로 진동탐침을 2m 인발 후 lm만 재관입하는 것과 같은 실수를 안전하게 탐지할 수 있으며, 또한 설계상의 스톤컬럼 구근과 실제 지반 조건을 반영하는 구근의 최소 다짐도를 유지하기 위한 스톤컬럼의 소요직경을 평가할 수 있는 기능을 부여한다.

미국에서 최초로 시도된 스톤컬럼공법은 Salt Lake시에 위치한 모르몬교도 교회 건립공사에서 기초공법으로 사용되었다. 당시 스톤컬럼 시공 방법은 독립전쟁에서 사용되었던 오래된 대포를 이용하여 지표면으로부터 자갈골재를 강재 타설하는 방법으로 시행되었다.

개량되지 않았을 경우에 발견된 파괴원호에 대하여, 한계평형해석결과, 개량 후에는 안전율이 2.64 로 증가되었다. 그러나 Plaxis해석결과, 사면 쇄석 말뚝을 시공 후에는 더 이상 이 원호는 최소 안전율을 나타내지 않으며 파괴원호는 성토사면 상에 놓이게 된다.
이후 그림 13과 같은 검토순서를 따라 직경 1000mm의 스톤컬럼으로 치환율 14.5% 정도로 지반개 량을 시행한 조건으로 복합지반의 전단 강도(유효강도정수)를 산정하여 수치해석을 수행한 결과, 안전율이 약 1.65로 증가된 것으로 검토되었다. 이상의 일련의 과정을 요약하면 다음과 같다.
당시 다짐이 잘되지 않던 실 트질 모래층을 대상으로 진동다짐공법을 시공하던 중에 뭔가 좋은 효과가 있지 않을까 하는 현장 기능공의 바램으로 자갈골재를 진동다짐공 내에 타설하게 되었다. 후에 이러한 시도가 진동다짐 만에 의한 지반개량효과가 아니라는 것이 밝혀지게 되었으며, 이리하여 형성된 지중 자갈말뚝은 기대 이상의 큰 지지 효과를 발휘 할 수 있었다.

그러나 현장여 건은 지반의 다층퇴 적구조와 심도의 영향으로 연약정도에 대하여 많은 변화가 있으므로, 설계 시에 이러한 모든 조건을 반영하기란 쉽지 않다. 그래서 설계 시에는 전반적인 지층의 변화를 산정하고 적정 치환율과 구경의 스톤컬럼을 설계한 후, 실제 시공 시 지반 연경도에 따라 스톤컬럼의 다짐도를 유지하는 시공 방안이 적용되어야 할 것으로 판단된다.

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