선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 6+340~380 구간의 절토사면 붕괴구간으로 연구대상 사면의 지반은 화학적․물리적 풍화에 극심한 영향을 받는 화산쇄설성 암석류로 구성되며, 점토층을 다수 포함한 점토질 토사 및 붕적층 등이 관찰되는 등 매우 열악한 지반조건을 갖추고 있다. 본 연구는 절토사면의 붕괴원인 분석과 더불어 주변의 열악한 지반조건에 대한 상세현장조사를 실시하고, 붕괴 절토사면의 붕괴 원인 분석, 안정성 해석을 토대로 현장특성, 시공성, 경제성과 친환경성 등 기타 제반 사항을 모두 고려한 적절한 보강대책(안)을 제시한 사례이다.
제안 방법
- 적색 토사는 저소성점토(CL)로 분류되었으며, 황색토사는 저소성실트(ML)로 분류되었다. 안정성 해석을 수행 함에 있어, 상대적으로 그 열악성이 높은 황색토사로 이루어진 단면을 대상으로 안정성 해석을 수행하였다.
- 향후 대상사면의 영구적 안정성 확보를 위하여, 붕괴산물을 정리한 이후 계단식화단옹벽를 설치하여 붕괴부를 보강하는 안을 최종적으로 선택하였다. 파쇄대 및 풍화잔류토 노출구간을 계단식옹벽으로 피복하고 붕괴부 지지력을 향상시켜 줌으로서 추가 붕괴를 차단할 수 있을 것이며, 계단식옹벽에 화단을 조성함으로서 식생에 의한 친환경성을 도모할 수 있을 것이다.
- 계단식옹벽으로 지반 보강 효과를 충분히 도모할 것으로 판단되나 주 붕괴부인 제2소단과 제3소단 사이 법면에 대하여는 계단식옹벽 내에 어스앵커를 설치함으로서 최선의 보강효과가 이루어지도록 조치하였다. 또한 실균열이 발생하였으며, 유수의 지속적 침투로 지반의 열악화를 가중시켰던 상부자연사면 진입로에 대하여 콘크리트 표면처리를 통하여 유수의 지반 침투를 최소화하여 유수에 의한 추가 붕괴를 방지하도록 노력하였다.
- 5) 대상사면은 붕괴산물을 정리한 후 하부에서 약 높이 20m의 계단식옹벽을 설치함으로서 압성토 효과에 의한 지반보강을 도모할 것을 제안하였다. 사면경사가 1:1.0 경사도로 완만하여 옹벽 전도 방지를 위한 대규모 앵커의 타설은 불가피하나, 제2소단과 제3소단 사이 법면은 붕괴의 시작부로 지반이 열화가 뚜렷이 진행되었으므로 지반보강 효과를 보다 충실히 하기 위하여 2×2m 간격의 앵커를 타설시킬 것을 제안하였다. 상부자연사면 진입로의 경우 유수의 침투가 용이한 상태였으므로 콘크리트 표면처리 및 함몰부 메우기로 유수의 유입을 최대한 배제시켜야 할 것이다.
- 본 사면의 지점별 세부상황 설명은 붕괴가 발생된 상부로부터 하부로 순차적으로 기술하도록 하겠다. 크게 상부자연사면과 사면 상단부, 사면 중간부, 사면 하단부로 구분하여 기술할 것이며, 사면 상단부는제3소단 상부 법면, 사면 중간부는제1소단과 제3소단 사이 법면, 사면 하단부는 제1소단 하부 법면으로 구분하였다.
- 본 연구에서 적용된 지반강도정수는 기존참고문헌, 실내시험 결과 등을 통하여 도출하였으며, 가장 최소의 지반강도 정수값을 안정성 해석에 사용하였다(표 2). 안정성 해석을 위하여 선택된 단면은 STA.
대상 데이터
- 연구 대상사면은 ○○우회도로 건설공사 구간 내 포함된 붕괴사면이다. ○○우회도로는 여수시에서 순천 IC(남해고속도로)로 진입하기 위하여 이용되는 기존의 국도 17호선이 순천 시내를 통과함에 따라 잦은 도로 정체를 유발시키는 점을 감안하여 순천시 진입 이전에 외곽으로 도로를 대체시켜 교통량 분산 및 원활한 물류를 유도하기 위해 건설되었다.
- 연구지역은 행정구역상 전라남도 순천시 해룡면 일대에 해당하는 지역으로, 과업지역의 전반적인 산세는 N-S 방향이 우세하게 나타나며 부분적으로 E-S 방향의 산세가 나타난다. 이 지역의 광역적인 지형 형태는 지질구조선 및 화산암 분포에 의하여 비교적 완만한 산악 지형을 형성하고 있으며, 과업지역은 비교적 낮은 높이의 구릉 지역에 해당된다.
- 조사대상 절토사면이 위치한 지역은 주로 백악기의 화산암 및 퇴적암류로 구성되어 있으며, 이와 함께 선캠브리아기의 편마암이 국지적으로 분포하고 있다(박희인 외, ‘광양’도폭 지질보고서, 1989). 대상 사면을 이루고 있는 암은 신성리층에 대비되며, 붕괴사면에서 관찰되는 지반의 모암은 조례동안산암과 신성리층에 해당된다. 이들 화산쇄설성암석의 경우 그 경계의 구분이 명확하지 않은 것이 특징이며, 절토에 의해 법면 노출시 화학적․물리적 풍화에 굉장히 취약하여 사면안정성 측면에서 문제가 많은 암석으로 알려져 있다.
- 대상사면은 총연장 680m의 대규모 사면으로 구성되어 있으나 좌측부 절토사면 붕괴부 구간에 국한하여 조사가 실시된 구간이다. 본 사면의 기타 구간은 절토사면 시공단계에서 절취 후 실시한 식생공으로 인하여 절토사면 조사에 한계성을 가진다.
- 대상사면의 토사층은 적색토사와 황색토사로 구분된다. 대상사면에서 발견되는 적색토사와 황색토사의 입도시험과 액성․소성시험 결과를 바탕으로 통일분류법(USCS)상의 분류는 다음과 같다(표 1).
- 대상사면의 경우 구성암반은 물리적, 화학적 풍화에 취약한 잔류토사로 구성되어 있으며, 파쇄대의 발달 영향으로 풍화등급은 완전풍화에서 풍화잔류토에 해당되는 등 구성암반의 지반상태가 매우 열악하다. 또한 사면 상단부 및 중간부의 원호파괴 발생으로 지반이 훼손되어 있는 상태로 열악한 지반이 지표에 그대로 노출되어 있는 상황으로 붕괴부 및 붕괴 주변부의 지반이 약하여 추가 붕괴가 우려되므로 이에 대한 보강이 요구되는 상황이었다.
- 조사대상 절토사면은 ○○우회도로 구간 내 STA.6+340~380 구간의 절토사면 붕괴구간으로 연구대상 사면의 지반은 화학적․물리적 풍화에 극심한 영향을 받는 화산쇄설성 암석류로 구성되며, 점토층을 다수 포함한 점토질 토사 및 붕적층 등이 관찰되는 등 매우 열악한 지반조건을 갖추고 있다. 본 연구는 절토사면의 붕괴원인 분석과 더불어 주변의 열악한 지반조건에 대한 상세현장조사를 실시하고, 붕괴 절토사면의 붕괴 원인 분석, 안정성 해석을 토대로 현장특성, 시공성, 경제성과 친환경성 등 기타 제반 사항을 모두 고려한 적절한 보강대책(안)을 제시한 사례이다.
성능/효과
- 해당 절토사면의 경우 이미 대규모 절취공사가 완료된 상태이며, 일부 구간에 대한 절취는 붕괴 규모를 고려할 때 과다한 대책공법으로 현실성이 결여된 것으로 판단하여 공법 선정단계에서 제외시켰다. 현재 상태에서 붕괴부를 보강하여 추가 붕괴를 예방하고 풍화 등급이 불량한 지반의 침식을 예방할 수 있는 대책공법을 고려하여 사면안정성을 확보하는 것이 사면안정성 확보, 시공 및 예산 효율성을 고려할 때, 적합하다고 판단된다. 파쇄대 및 풍화잔류토로 구성된 사면의 특성상 절토사면의 경사각과 무관하게 지표수, 지하수 등에 의한 세굴, 침식 등이 발생할 수 있고 이러한 작용에 의해 국부적으로 추가 붕괴가 우려된다.
- 1) 조사대상 절토사면을 구성하는 암석은 풍화에 취약한 화산쇄설성암석이며, 단층파쇄대의 작용, 물리적․화학적 풍화의 결과 황토 및 점토로 변질되어 있는 등 매우 열악한 지반조건을 가진다. 화산쇄 설성 암석의 경우 절토에 의해 법면 노출시 화학적․물리적 풍화에 굉장히 취약하여 시간 경과에 따른 사면안정성 측면에서 위험요소를 많이 포함하는 암석에 해당된다.
- 2) 대상사면은 총연장 20m, 최대높이 22m의 사면으로, 원호파괴가 발생되었으며, 단층파쇄대 또는 염기성암맥의 관입부에 해당된다. 상단부는 인장균열 및 함몰부가 5매 이상 관찰되며, 붕괴부 및 붕괴부 주변부의 지반 상태가 열악하여 추가 붕괴가 우려된다.
- 4) 한계평형해석 검토해석을 실시하였으며, 건기시 안정해석 및 우기시 안정해석 결과 모두 허용안전율에 미달되는 것으로 확인되었다.
- 5) 대상사면은 붕괴산물을 정리한 후 하부에서 약 높이 20m의 계단식옹벽을 설치함으로서 압성토 효과에 의한 지반보강을 도모할 것을 제안하였다. 사면경사가 1:1.
- 이것으로 추정하여 보았을 때 현재 도로부는 도로 개설 이전에는 계곡부에 해당되는 지형으로 추정되며, 우기시 지하수 또는 지표수의 유입이 용이하여 지반의 습윤 조건이 “습합(wet)"이상의 상태로 붕괴에 취약한 부분이었음을 예상할 수 있었다.
- 3) 조사대상 절토사면에 적용된 지반강도정수값은 RMR, 실험식, 기존문헌 등을 참조하여 산출하였으며, c=1.98 (t/㎡), ø=15°이다.
- TALREN을 이용한 건기시 안정성 해석 결과, 산출안전율은 1.09로 허용안전율인 1.5에 미치지 못하여 불안정한 상태였음이 확인되었다.
- 5에 미치지 못하여 불안정한 상태였음이 확인되었다. 또한 본 사면에 대한 우기시 안정성 해석을 수행한 결과, 산출안전율은 0.64로 건기시에 비해 급격히 안전율이 감소되는 것으로 나타나 사면의 안전율을 확보하기 위한 공법의 적용이 필요한 것으로 확인되었다(그림 22와 그림 23).
후속연구
- 향후 대상사면의 영구적 안정성 확보를 위하여, 붕괴산물을 정리한 이후 계단식화단옹벽를 설치하여 붕괴부를 보강하는 안을 최종적으로 선택하였다. 파쇄대 및 풍화잔류토 노출구간을 계단식옹벽으로 피복하고 붕괴부 지지력을 향상시켜 줌으로서 추가 붕괴를 차단할 수 있을 것이며, 계단식옹벽에 화단을 조성함으로서 식생에 의한 친환경성을 도모할 수 있을 것이다. 계단식옹벽으로 지반 보강 효과를 충분히 도모할 것으로 판단되나 주 붕괴부인 제2소단과 제3소단 사이 법면에 대하여는 계단식옹벽 내에 어스앵커를 설치함으로서 최선의 보강효과가 이루어지도록 조치하였다.
- ○○우회도로는 여수시에서 순천 IC(남해고속도로)로 진입하기 위하여 이용되는 기존의 국도 17호선이 순천 시내를 통과함에 따라 잦은 도로 정체를 유발시키는 점을 감안하여 순천시 진입 이전에 외곽으로 도로를 대체시켜 교통량 분산 및 원활한 물류를 유도하기 위해 건설되었다. 현재 본 도로는 개통 후 도로의 이용율이 상당히 높으며, 향후 2012년 여수세계박람회(EXPO 2012 YEOSU KOREA) 유치와 함께 중요하게 사용될 도로 중 하나이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.