Suction Drain 공법에서 단계 진공압 적용기간에 따른 압밀 효율에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 연약지반을 개량하는 방법으로서 연직배수재를 지반에 타설하고 타설된 배수재를 통하여 직접 진공압을 가하여 압밀을 촉진 시키는 Suction Drain 공법의 적용방법에 관하여 실험을 수행하였다. 이 공법을 지반에 적용함에 있어서 적용 진공압에 의해 배수재 주변부에 지반이 경화하여 발생하는 하드닝 존(Hardening Zone)과 배수재자체의 막힘(Clogging)현상의 발생은 개량효율을 감소시키는 요인으로 지적되었다. 발생되는 하드닝 존과 막힘 현상을 최소한으로 감소시켜 개량효율을 높이기 위해서는 목표 진공압까지 단계적으로 재하 하여야 한다는 연구는 있었으나 구체적으로 그 적용법이 제시된 바가 없다. 이에 본 연구에서는 단계진공압을 -0.2kg/cm2에서 최종 -0.8kg/cm2의 최종진공압까지 -0.2kg/cm2의 단계로 단계진공압을 적용하였을 단계진공압의 적용기간을 산정하고, 개량효율을 평가하기 위해 실험을 진행 하였다. 실험종료 후 결과를 침하량, 콘 저항치, 함수비 그리고 간극수압을 이용하여 개량 정도를 파악하였고, 배수재 주위의 하드닝 존의 너비를 측정하여 각 조건에 따른 경화정도를 파악하였다. 측정된 침하량을 Monden의 시산법을 이용하여 압밀도를 구하여 최적의 단계진공압을 산정하였다. 시산법을 이용하여 산정된 Suction Drain 공법에서 단계진공압의 적용은 -0.2kgf/cm2에서는 압밀도가 3%에 도달하는 시점까지, -0.4kgf/cm2에서는 압밀도 10%, -0.6kgf/cm2에서는 18%, 그리고-0.8kgf/cm2에서는 목표압밀도에 도달할 때까지 적용하면 된다는 결과를 얻었다. 산정된 단계진공압 적용기간의 압밀효율을 평가하기 위하여 유한요소 프로그램인 Suction-CAIN을 이용하여 산정된 단계진공압 기간을 수치해석을 행한 결과 실측치와 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 산정된 적용기간의 적용이 적절하다는 결과를 얻을 수 있었다.