경사진 연약지반 성토시 전단파괴 발생 원인분석 및 보강 대책 연구

Abstract

연약지반 상에 도로를 성토하는 경우 성토체의 활동에 의한 주변지반의 융기와 전단파괴가 빈번하게 발생하여 성토 지반의 교란과 강도 저하로 인한 복구에 많은 비용과 시간이 소요되는 등 공사추진에 상당한 지장을 초래하게 된다. 본 연구에서는 고속도로 확장공사를 위한 연약지반 압밀촉진공법을 적용하고 성토 공사중 강우 이후에 성토체의 전단파괴가 발생함에 따라 추가 시추조사와 실내시험, 계측결과 등으로 원인을 분석하였다. 전단파괴의 원인으로, 첫째로 횡단면상 산지와 하천에 위치한 지형적인 특수성으로 하부에 경사진 연약지층이 존재하여 불균질한 압밀이 진행되어 활동파괴가 쉽게 일어난 점이고, 둘째로 연약지층내에 지하수위의의 존재와 강우로 인한 지하수위 상승으로 연직배수공법의 압밀효과 지연 및 간극수압 증가로 지반의 강도가 저하되었으며, 셋째로 시추조사와 실내시험결과로 확인된 비배수전단강도는 설계에 비해 매우 낮은 것으로 조사되어 설계의 한계성으로 과다하게 산정된 것으로 추정되어 성토속도가 상대적으로 급속이었음을 알 수 있었다. 이와 같은 원지반의 전단강도 증가가 충분하지 않은 상태로 지형특성을 고려하지 않은 급속성토와 경사진 형태로 분포한 모래질자갈층의 영향과 아울러 지속적인 강우로 인하여 전단파괴가 발생한 것으로 분석되었다. 동 구간의 활동 변형 방지와 지하수위 영향 차단을 위한 보강대책으로 심층혼합처리공법을 적용하여 정상적인 침하와 성토를 완료하였다. 본 연구에서와 같이 설계 지반조사의 불충분으로 확인되지 못한 연약지층의 경사 분포와 비배수전단강도의 과다 산정의 경우 단계성토의 활동에 대한 안정성 저하로 시공중 매우 위험한 사례로서, 설계 및 공사중 지형적인 특수성을 고려한 정밀한 지반조사와 계측관리 등 대책수립이 필요한 것으로 사료된다. .