콘크리트 보강 조립토 다짐말뚝의 거동특성 및 침하량 평가

Abstract

조립토 다짐말뚝공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈이나 쇄석을 사용하여 지중에 다짐말뚝을 형성하여 지반을 보강하는 공법으로 최근 들어 국내에서도 그 활용빈도가 급격히 증가하고 있는 실정이다. 기초공학적인 측면에서 구조물과 지반의 거동 평가에는 두 가지 중요한 문제가 존재한다. 그중 하나가 허용지지력 측면의 문제이며, 다른 하나는 침하량 산정 측면의 문제로서 본 연구에서는 주로 침하량 측면에 초점을 맞추어 조립토 다짐말뚝의 침하저감효과에 대한 연구를 수행하였다. 최근에 국내에서 이루어지고 있거나 계획 중에 있는 항만공사 및 대규모 산업단지 조성공사 등에 있어서 연약지반개량을 위해 소요되는 모래의 수급은 점차 원활한 재료공급이 어려운 실정이며, 앞으로도 이러한 현상은 더욱 심화될 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 모래의 부족현상을 해소하고 조립토 다짐말뚝의 적용범위를 보다 연약한 지반에까지 폭넓게 활용하고자 조립토 다짐말뚝의 팽창파괴 심도(2～3D)까지는 물/시멘트비를 조절한 입도가 균등한, 즉 등입도(uniform grain-size)의 빈배합 투수성 콘크리트로 보강하는 조립토 다짐말뚝공법의 적용성을 확인하고자 하였으며, 이를 위해 기존의 조립토 다짐말뚝이 적용된 경우와 조립토 다짐말뚝의 일부 심도를 등입도 콘크리트로 보강하는 경우에 대해 실내시험 및 수치해석을 수행하였으며, 동일한 하중이 작용하는 경우에 대한 복합지반의 침하거동을 비교함으로써 콘크리트 보강 조립토 다짐말뚝공법의 적용성을 확인하였다. 특히 실제 현장에서의 적용성 및 보강효과 검증을 위해 현장 시험시공을 시행한 결과, 상부 보강심도가 증가할수록 침하량 및 횡방향 변형량 감소 효과가 큰 것으로 나타났으며 또한 재하조건과 상관없이 무보강 다짐말뚝에 비해 상부 보강 다짐말뚝이 침하량에서는 약 33～43%, 횡방향 변형량에서는 약 36～45% 감소하는 것으로 나타나 말뚝 상부 보강에 의한 침하저감효과가 상당히 큰 것으로 평가되었다.; Recently, the granular compaction pile(GCP) method with rigid gravel or incompressible crushed stone rock have been widely used in the domestic construction to reinforce soft ground. There are two major subjects to evaluate characteristics of ground and structure behavior in view of foundation engineering. The one is concerned with bearing capacity and the other is settlement. In this study, focused on the settlement characteristics, the reinforcement effect of granular compaction pile is evaluated. In this study, the GCP method reinforced with uniformly graded permeable concrete from surface to the bulging failure depth(3～5D) is suggested for the extension of application for soft ground reinforcement method. For the verification of reinforced GCP method, large triaxial compression tests and numerical analysis are conducted. Further, the real scaled pilot tests are conducted to evaluate field applicability of reinforced GCP method. The pilot test revealed that the settlement of reinforced GCP is reduced about 33～43 percentage and the lateral deformation is 36～45 percentage in comparison with normal GCP. Finally, the GCP method reinforced with uniformly graded permeable concrete is effective and useful method to reduce settlement of pile, and is evaluated as the extension of application for soft ground reinforcement method.