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건설실무정보
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| 연약지반 수평 배수공법 개선(수평배수재: SAND MAT → GRAVEL MAT) | |||
| 국토해양부 | |||
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1. 일반현황 (1) 공사명 : 광양시 관내 국도대체 우회도로 (월전~세풍) 건설공사 (2) 공사기간 : 2001. 12. 04 - 2010. 12. 03 (3) 공사비 : 94,579백만원 (4) 사업개요 : 토공사(절토 196만㎥, 성토 211만㎥), 포장공사 1,786a, 하수관 및 암거 2,051m, 교량 18개소 등 (5) 발주처 : 익산지방국토관리청 (6) 시공회사 : 현대산업개발(주), 일신종합건설(주), 덕흥종합건설(주) (7) 설계회사 : 한국기술개발(주), 보람엔지니어링(주) (8) 감리회사 : (주)평화엔지니어링 |
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| 기타 | |||
| 토공 | |||
| 건설일반 | |||
| 시설물분류>운송 교통시설>도로운송시설;공종분류>토목공종>지반개량공사>연약지반처리 | |||
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2. 현황 및 문제점 (1) 국내에서 연약지반용 수평배수공법으로 적용하고 있는 Sand MAT의 재료로는 세척사나 육사가 이용되고 있는 실정이며 Sand MAT용 모래는 투수성이 우수하여 연약지반처리시 최종 배수통로인 수평배수층에 적합하다고 볼 수 있음 (1.1) 그러나 Sand MAT 공법은 몇가지 단점과 기술적 문제점이 있어 쇄석을 이용한 대체공법의 개발이 요구된다고 할 수 있음 (2) 연약지반처리를 위해서는 수평재(Sand MAT)와 수직재(SD/SCP)가 3:1 정도의 모래가 소요됨 (2.1) 수평배수재의 수요가 훨씬 많지만 국내의 모래 골재원은 거의 고갈되어 가고 있어 가격은 차치하고라도 구득 자체가 힘들어 공사착수를 못하고 있는 건설공사현장이 늘어나고 있는 실정이므로 너무나 비경제적임 (3) 현재 육사의 경우 거의 고갈되었고 바다모래를 세척하여 사용하는 경우가 대부분인데 그 경우 세척미비로 염분에 의한 농작물 피해가 발생되어 민원의 대상이 되고 있음 (4) 덤프트럭을 이용한 모래 운반시 모래가 차에서 날리거나 흘러내리고 현장 내에서도 운반시 날리는 등 손실이 많은 것으로 보고되고 있음 (5) Sand MAT를 모래로 포설하여 장비를 이동시킬 경우 덤프진입이 거의 힘들고 페이로더의 작업이 힘들어 그 위에 또 다시 석분이나 자갈을 깔아 진입로를 만들어서 작업이 이루어지는 것이 통례이며 모래가 쉽게 흐트러지기 때문에 연약지반 처리장비의 이동도 쉽지가 않는 것이 일반적인 현상임
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3. 개선내용 (1) Gravel MAT 공법의 도입 (1.1) 본 기술은 연약지반처리를 위해 수평배수재로 쓰이는 Sand MAT용 모래의 대체 재료인 쇄석골재(Gravel)를 이용한 Gravel MAT공법으로 개발되었음 (1.2) 본 기술은 특정지역에 국한된 적용이 아니라 연약지반으로 분류된 전 지역에 적용이 가능한 공법이며 Sand MAT와 같은 방법으로 연약층 위에 포설되어 배수층을 형성하여 배수기능과 장비이동성을 확보하고 지반강도를 증대시키면서 연약지반을 개량하게 됨. (1.3) 기존의 Sand MAT보다 수평배수층의 지지력이 더 크고 배수능력이 탁월하여 연약층의 압밀도는 증가하고 매트층 자체의 침하량은 감소하게 됨 (1.4) 배수로와 접하는 연약층에서 있을 수 있는 Quick Sand 현상이나 액상화 등도 방지하고 연약지반 개량효과가 개선되는 공법이며, 장비이동성의 탁월한 개선 효과가 있음 (2) Gravel MAT 공법의 장단점 (2.1) 장점 (2.1.1) 대부분의 건설현장 주변에 있는 석산에서 쉽게 구입이 가능하고 모래에 비하여 가격이 싸므로 상당히 경제적이다. (2.1.2) 쇄석골재 특성상 지반 포설후 지지력 및 전단강도가 커서 모래재료보다 재질적 우수성이 확보된다. (2.1.3) 40mm 쇄석골재 입도분포상 조립율이 높아 포설 후 다짐율이 적고 흐트러지지 않아 강성을 유지하므로 장비이동성이 아주 우수하다. 모래처럼 덤프나 건설장비의 진입 및 이동을 위하여 포설 초기부터 진입로에 석분이나 쇄석골재를 깔지 않아도 되므로 작업효율성이 우수하다. (2.1.4) 입경분포가 고르고 입자가 커서 기존의 Sand MAT공법보다 배수효과가 아주 우수하며 빠른 배수효과로 압밀침하가 빨리 이루어질 수 있어 단계성토를 위한 공기단축에도 도움이 될 수 있다. (2.1.5) 성토체 하부에 Gravel MAT층이 지반의 전단강도를 증가시켜 성토체의 기초지지력을 향상시킬 수 있다. (2.1.6) Sand MAT설계시 성토체와 함께 고려하는 점착력 C, 내부마찰각 Φ 및 단위중량도 모래보다 쇄석골재(Gravel)가 더 크므로 사면 안정성에도 더 효과적이다. (2.1.7) 운반중에 적재차량으로부터 바람에 날리거나 누수가 없다. (2.2) 단점 (2.2.1) 석산에서 암발파를 통해 다시 쇄석골재를 생산하기 때문에 사실상 2차 제품으로 암석의 질에 따라 품질이 좌우된다. (2.2.2) 생산량이 비교적 적어 미리 생산해 놓지 않으면 일시에 대량을 공급하기는 어렵다. (2.2.3) 다루기에는 모래보다 다소 불편하다. (2.2.4) 입도가 모래처럼 균질하지 못하여 편석 등이 생길 수 있다. (3) 공사비 증감
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4. 결론 (1) 공사 진행이 거의 힘든 상황에서 쇄석골재 모형시험을 통하여 대체 재료를 개발, 적용함으로써 예정된 공정을 준수하고 배정예산을 절감, 소화하면서 기존 SAND MAT 공법보다 더 우수한 품질을 확보하였음 (2) 향후 모든 연약지반공사에 수평배수재를 모래대신 쇄석골재로 대체 사용할 수 있고, 연약지반 설계에 대체 재료를 반영할 수 있는 품질개선 연구 성과와 시공사례를 마련하였음
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