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
- SWP 적용에 따른 효과를 파악하기 위하여 시공전과 시공후에 대해 표 1과 같은 조사 및 시험을 수행하였다.
- 그러나 대부분이 투수계수가 큰 사질지반에 제한적으로 적용되고 있고 곡선 형태의 수위곡선을 나타내기 때문에 주변 지반의 부등침하영향 등 Log 수위관리가 어렵고, 영향범위가 작아 대량으로 설치해야 하는 등 개선이 필요한 실정이다. 따라서 본 시공사례에서는 진공흡인력을 이용하여 지하수의 집수능력을 중력배수의 경우와 비교해 2~20배 이상의 양수능력으로 대폭 개선한 슈퍼웰포인트공법 (SWP 공법)의 적용효과를 조사하여 확인한 사례를 나타내고자 한다 .
제안 방법
- 따라서 슈퍼웰포인트는 깊이 13~22m에 설치간격 30m 내외로 총 12본을 설치하였다 그리고 본 공법으로 처리된 지하수는 철분의 과다 함유로 인해 지상에 노출시키지 않고, 인근 조절지의 지하로 되돌리는 VPRW공법을 채택하였다. VPRW(Recharge well)공법은 점토층 아래에 존재하는 자갈층까지 굴착하 하여 깊이 25~30m, 설치 간격 약 40m 로 총 12본을 설치하였다.
- 이에 굴착구간내에서 Dry work를 목적으로 양수된 지하수는 약품처리+여과의 방법으로 지상배출을 검토하였으나 대용량 처리에는 고가의 경비가 필요하여 SWP공법으로 양수된 지하수를 인근 조절지의 지하속으로 다시 복수(recharge)하는 공법(VPRW공법)을 병행하였다 .
- 함수비 시험결과, 적용 전과 후의 결과를 설치위치를 기준으로 SWP에서 이격거리에 따른 효과로 분석하였으며 그 결과는 다음의 표와 같다.
- 현장 여건상 터파기 작업으로 인하여 3월 7일에서 4월 21일까지 관측공의 수위측정을 수행하였다. 위 측정 결과 관측공 1번에서는 해발기준 -5.
대상 데이터
- 따라서 슈퍼웰포인트는 깊이 13~22m에 설치간격 30m 내외로 총 12본을 설치하였다 그리고 본 공법으로 처리된 지하수는 철분의 과다 함유로 인해 지상에 노출시키지 않고, 인근 조절지의 지하로 되돌리는 VPRW공법을 채택하였다. VPRW(Recharge well)공법은 점토층 아래에 존재하는 자갈층까지 굴착하 하여 깊이 25~30m, 설치 간격 약 40m 로 총 12본을 설치하였다.
- 공사지역은 그림 4에 나타내는 것과 같이 지하부 본체 시공 구간 길이가 342m, 굴착폭 10.6m, 굴착 깊이는 GL-12.8m ~ GL-9.0m이며 지하수 대책이 필요한 구간은 357m로써 지하수위 저하를 위해 슈퍼웰포인트공법이 적용되었다.
- 공사지역은 센다이 평야의 해안근처에 있으며 지반은 충적층과 조사층 ,세사층을 주로 모래층이 호층을 이루며 GL-20~22m까지 계속되고 있고 그 하부로는 제 점성토층이 얇게(약 1m정도) 퇴적된 지질구조로 되어있다. 모래층의 N치는 30전후이며 점성토층은 N치 5정도로 나타났다.
- 현장의 위치는 부산시 동구 초량동 철도부지내의 경부고속철도 제 00-0공구 노반공사 중 개착 BOX 구간 총 600M구간이며 이 구간은 개착 BOX공사 구간으로서 계획지반고까지 터파기 및 가시설을 시공하고 있는 현장이다.
성능/효과
- (1) 다량의 용해성 철분이 함유된 지하수는 SWP 법으로 양수하여 인근 지하속으로 다시 복수하는 VPRW공법으로 해결하였으며, 당초 자연 지하수위면 GL-2.0m에서 최종굴착깊이 GL-12.8m까지 주변지반 침하없이 지하수위를 저하시켜 구조물 굴착공사를 완료할 수 있었다.
- (1) 종래의 딥웰공법에 비해 진공효과와 집수능력이 1.5배~20배로 향상되었으며, 우물정로스가 적어 동수구배가 Log곡선에서 직선구배로 변화하므로 시공본수도 50% 이하로 절감되기 때문에 경제적이다.
- (2) SWP 시공에 의한 N치의 증가 효과는 불포화지반에서 더욱 크게 나타났으며, SWP 설치 위치에서 멀어질수록 증가 효과는 다소 감소하였다.
- (2) 대기압을 이용한 강제배수를 하기 때문에 기존의 중력배수로 불가능한 간극수가 제거 가능하며, 압밀탈수 효과가 크기 때문에 굴착장내의 작업성 향상과 동시에 굴착토(점성토)의 처리가 경감된다. 지반개량에 있어서도 각종 드레인공법에 비해 저비용이며 압밀침하에 필요로 하는 시간이 대폭 단축된다.
- (3) 내통관과 권선 스트레너의 이중구조로 되어 있는 특수 세퍼레이트 스크린의 개발로 대심도에서도 진공효과로 강제배수할 수 있으며, 이중관의 틈새는 물과 공기가 분리되어 하부의 통수공을 통해 우물내로 유입된다.
- (3) 현장투수시험결과, 투수계수는 SWP 시공전에 비하여 시공후에 감소되었으며 SWP 적용에 의한 투수계수 감소 효과는 이격거리와는 큰 관련이 없는 것으로 분석된다.
- (4) SWP 적용에 의한 함수비의 감소효과는 설치위치에서 가장 크게 나타났으며, 이격거리가 멀어질수록 그 효과는 감소되는 경향을 보였다. 설치 위치와 미개량층의 함수비를 기준으로 평가하면, 함수비의 감소효과가 현저하게 나타났다
- (5) 본 공법의 적용으로 인해 880ton 이상의 지하수 유출량에도 불구하고, 지하연속벽 외부 지반에서의 지하수위 저하는 거의 변화가 없었고, 침하계의 측정결과에서도 지반침하는 거의 나타나지 않았다. 따라서 지하연속벽 내부에서의 지하수위강하에 의한 외부측에의 영향은 없는 것으로 나타났다.
- (5) 진공효과를 이용하여 배수하므로 사질토, 사력토, 점성토(marine clay, k= α × 10-8cm/sec)에 이르기 까지 모든 지질에 가능하며, 이로 인하여 지하수위 저하 드라이워크 연약지반개량, 사면대책, 액상화방지, 지열이용계획, 지하수자원개발(지하댐의 양수우물, 강변여과수)에 대해서도 수자원 확보 등 효과적이다.
- 투수계수가 전반적으로 감소하게된 원인은 시공의 영향으로 간극수가 제거되면서 간극이 감소되었기 때문인 것으로 판단된다. 결과적으로 투수계수의 감소와 강도증가에 대해 효과가 있다는 근거로 판단된다.
- (5) 본 공법의 적용으로 인해 880ton 이상의 지하수 유출량에도 불구하고, 지하연속벽 외부 지반에서의 지하수위 저하는 거의 변화가 없었고, 침하계의 측정결과에서도 지반침하는 거의 나타나지 않았다. 따라서 지하연속벽 내부에서의 지하수위강하에 의한 외부측에의 영향은 없는 것으로 나타났다.
- (6) 아울러 일본의 경우, 점토층에 대한 지반강도 증가효과를 기대할 수 있기 때문에 연약지반의 개량공법으로 활용가능한 공법으로 적용성이 확대되고 있는 실정이다. 또한 기존의 연약지반 개량 공법은 개량후 재하성토에 의한 토공 및 방치기간이 필요하지만 본 공법의 경우 재하성토가 불필요하므로(재하성토 적용시 효과는 증가됨) 보다 경제적인 시공이 가능한 것으로 판단된다.
- 8%로 크게 나타났고 이격거리가 멀어질수록 그 효과는 감소하였다. 본 공법의 진공기화는 점성토(실트질 점토층)의 소성도를 크게 변화시키는 효과가 있으며, Dry Work에도 성과가 있는 것으로 확인되었다.
- (4) SWP 적용에 의한 함수비의 감소효과는 설치위치에서 가장 크게 나타났으며, 이격거리가 멀어질수록 그 효과는 감소되는 경향을 보였다. 설치 위치와 미개량층의 함수비를 기준으로 평가하면, 함수비의 감소효과가 현저하게 나타났다
- 시공사례를 통해 슈퍼웰포인트공법은 포화 또는 고함수비를 갖는 점성토지반에서 굴착작업이나 토공 작업을 용이하게 하기 위한 수단으로 표층의 지반강도를 개선하거나 , 함수비를 크게 감소시키는 효과가 탁월한 것으로 확인되었다. 또한 본 공법은 지하연속벽 또는 차수벽을 설치하고 내측을 굴착하는 경우, 차수벽 외측의 수위변화 없이 안전하게 굴착작업을 할 수 있는 급속 지하수위강하 공법으로도 활용성이 있을 것으로 판단되며 본 시공사례를 통해 얻은 결론은 다음과 같다.
- BH-1(BBH-1) SWP(우물정)에서 5m, BH-2(BBH-2)는 20m, BH-3(BBH-3) 37m 떨어진 지점에 시추하였다. 시험결과 불포화대 지반에서의 지반강도가 현저하게 증진되었으며. 포화대 지반에서의 지반강도는 약 1개월의 양수만으로 평균 N값이 2정도 이상 증가하였다.
- 위 측정 결과 관측공 1번에서는 해발기준 -5.49m에서 -7.48m이며, 관측공 2번에서는 -9.09m에서 -9.37m이며, 관측공 3번에서는 -7.56m에서 -7.68m로 측정되었다.
- 이상의 결과에서 가동시 약 이상의 지하수 유출량에도 불구하고 지하연속벽 외부의 지하 SWP 880ton 수위 측정결과는 변화가 거의 없었으며 기존침하계의 측정결과에서도 지하수위 강하에 따른 침하는 거의 나타나지 않았다.
- 자연상태의 지하수위는 GL-2m 정도이며 현장 투수시험 결과 투수계수 k=7.7×10-3cm/sec 정도로 조사되었다.
- (2) SWP 시공에 의한 N치의 증가 효과는 불포화지반에서 더욱 크게 나타났으며, SWP 설치 위치에서 멀어질수록 증가 효과는 다소 감소하였다. 지반강도의 증가 효과는 SWP 설치 지점에서 최대 222.8%로 크게 나타났고 이격거리가 멀어질수록 그 효과는 감소하였다. 본 공법의 진공기화는 점성토(실트질 점토층)의 소성도를 크게 변화시키는 효과가 있으며, Dry Work에도 성과가 있는 것으로 확인되었다.
- 시험결과 불포화대 지반에서의 지반강도가 현저하게 증진되었으며. 포화대 지반에서의 지반강도는 약 1개월의 양수만으로 평균 N값이 2정도 이상 증가하였다.
후속연구
- 시공사례를 통해 슈퍼웰포인트공법은 포화 또는 고함수비를 갖는 점성토지반에서 굴착작업이나 토공 작업을 용이하게 하기 위한 수단으로 표층의 지반강도를 개선하거나 , 함수비를 크게 감소시키는 효과가 탁월한 것으로 확인되었다. 또한 본 공법은 지하연속벽 또는 차수벽을 설치하고 내측을 굴착하는 경우, 차수벽 외측의 수위변화 없이 안전하게 굴착작업을 할 수 있는 급속 지하수위강하 공법으로도 활용성이 있을 것으로 판단되며 본 시공사례를 통해 얻은 결론은 다음과 같다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.