수치해석을 통한 저슬럼프 몰탈 그라우팅으로 보강된 복합지반의 침하량 예측을 위한 응력분담비 산정

Abstract

최근 국내에서 구조물의 기초보강 , 준설매립층의 연약지반개량, 항만계류시설의 건설을 위한 연약지반 보강등에 심층혼합처리공법 또는 고압분사공법등 다양한 공법등이 적용되고 있으나, 이러한 공법들은 교반날개와 고압수로 원지반을 절삭하고 시멘트 페이스트를 교란된 원지반과 교반하는 과정에서 다량의 슬라임이 발생하여 주변지역의 환경오염문제가 꾸준히 제기되고 있다. 따라서, 양식장 인근의 지방어항 또는 상수도 구역이 인접한 하천제방에서는 저슬럼프(S=5~7cm)의 몰탈을 지반의 절삭이나 교반없이 직접 지중에 강제주입하여 슬라임을 발생시키지 않는 비배출방식의 저슬럼프 몰탈 그라우팅공법이 대안공법으로 적용되고 있다. 그러나, 이러한 공법으로 연약지반을 보강할 때 보강후 침하량 산정시 중요한 요소로 사용되는 응력분담비가 기존 연구에는 제시되지 않아 설계자가 그동안 경험적 방법등에 의존하여 적용을 하는 실정이다. 본 연구에서는 저슬럼프 몰탈 그라우팅공법으로 보강된 00 국제여객터미널 건설공사의 호안축조를 위한 연약지반의 침하량 파악을 위하여 연약지반의 보강심도를 5m, 10m, 15m로 변화시키고 그에 따른 그라우팅의 강도(8MPa∼12MPa)와 치환율(19.6%∼46.4%)을 달리 적용하면서 수치해석에 따른 연직변위량을 파악하고, 보강후 침하량 산정에 필요한 응력분담비를 산정하였다. 수치해석결과에 따른 응력분담비는 9.0에서 15.6까지 폭넓게 분포하였는데 대체로 보강심도가 깊은곳에 높은 응력분담비가 분포되는 반면 보강심도가 낮은곳에서는 낮은 응력분담비가 분포하였고, 고치환율보다 저치환율에서 높은 응력분담비가 분포하였는데, 이는 고치환율보다 저치환율에서 상부구조물의 하중에 대한 그라우팅의 응력부담이 증가하고, 낮은 보강심도보다 높은 보강심도에서 상부 응력에 대한 그라우팅의 응력부담이 증가하는 것으로 나타났다.