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8장 연약지반/다짐

개량공법


▪ 사질토: 다짐, 진동, 약액주입
▪ 점성토: 치환, 압밀, 탈수, 고결, 침투압
▪ 전지반: 동결, 소결

▪ 판정 기준: 강도, 압밀도, 침하량

계측


▪ 목적: 안전확보, 설계검증
▪ 계측기: 지중경사계, 침하계, 간극수압계, 토압계 등
▪ 초기 계측치 활용한 압밀 예측
▪ 안정 판정기준: 타미나가, 구리하라

[사질토] 다짐공법


▪ 진동다짐, 모래다짐말뚝(SCP/GCP), 동다짐공법
▪ GCP → 복합지반 형성
▪ 효과: 밀도↑, 간극수↓, 강도↑

[점성토] 압밀공법


▪ 프리로딩, 압성토, 진공압밀
▪ ESP 개념, 성토체 침하/안정 관리
▪ 침하 예측:
\[ t = T_v \cdot \frac{H^2}{C_v} \] ▪ 측방유동 방지:
\[ F = \frac{c_u}{\gamma H D} < 0.04 \]

[점성토] 탈수공법: 연직배수, 배수


▪ 연직배수: Sand, Paper, Pack, Plastic Drain
▪ 문제점: Smear Zone, Well Resistance
▪ 배수공법: 집수정, 맹암거, Deep/Well Point
▪ 전기침투(삼투) 탈수공법

[점성토] 치환공법


▪ 공법: 굴착치환, 자중치환, 폭파치환, 동치환
▪ 쇄석기둥 형성 → 복합지반 조성

[점성토] 고결공법


▪ 주입: 저압(LW, MSG), 고압(Jet Grouting)
▪ 심층혼합: DCM (수화+포졸란 반응)
▪ 장비: JSP, RJP, CGS, 고화재

지반 보강


EPS 블록, 토목섬유(GeoGrid, GeoTextile, PP 매트 등)
▪ 언더피닝: GCP, 파이프루프, 그라우팅
▪ 경량혼합토: 고화재 + 기포재 + 점토

폐기물 매립지


▪ 안정화 5단계, 오염물질 이동단계
▪ PRB(투수성 반응벽체)
▪ 지연계수:
\[ R = \frac{V_{gw}}{V_c} \geq 1 \] ▪ 토양증기추출법, 굴패각 혼합

다짐


▪ 다짐 vs 압밀: 공기 제거 vs 간극수 제거
▪ 다짐곡선: GW-SP-MH-CL 분류
▪ 최적함수비, 다짐에너지, CBR 시험
▪ 상대다짐도:
\[ \text{다짐도} = \frac{\gamma_{d,\text{현장}}}{\gamma_{d,\text{실험실}}} \]

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공식

[공식] Stokes 법칙

입자 침강 속도: \[ V_s = \frac{\gamma_s - \gamma_w}{18 \eta} \cdot d^2 \]

[공식] 유보율 / 체적비

\[ \text{유보율 } P = \frac{\text{유보량 (m³)}}{\text{준설토량 (m³)}} \times 100\% \] \[ \text{체적비 } = \frac{1 + e_t}{1 + e_0} = \frac{V_t}{V_0} \]

[공식] 한계 성토고

\[ h_c = \frac{q_u}{\gamma_t \cdot F_s} \quad \text{또는} \quad h_c = \frac{5.14 N_c}{\gamma_t \cdot F_s} \]

[공식] Sand Mat 설계

배수량 기준: \[ Q = L \cdot S = k \cdot i \cdot A = k \cdot \frac{\Delta h}{L} \cdot h \quad \Rightarrow \quad \Delta h = \frac{L^2 \cdot S}{k \cdot h} \]
장비주행성능 기준 (지지력 검토): \[ F_s = \frac{q_u = cN_c + \gamma D_f}{\text{성토하중 + 장비하중}} \geq 1.5 \]

[공식] 측방유동 판정

판정지수: \[ F = \frac{c_u}{\gamma_t \cdot H \cdot D} > 0.04 \]
판정수: \[ N = \frac{\mu_1 \mu_2 \mu_3 \cdot \gamma_t \cdot H}{c_u} < 1.2 \]

[공식] 연직배수 압밀 (이론)

Barron 이론: \[ \bar{U}_h = 1 - \exp\left( -\frac{8 T_h}{F(n)} \right) \]
Hansbo (교란 + Well 저항 고려): \[ \bar{U}_h = 1 - \exp\left( -\frac{8 T_h}{F} \right) \]
Yoshikuni: \[ U_h = 1 - \exp\left( -\frac{8 T_h}{F(n) + 0.8L} \right) \]

[공식] 복합지반 개량율 및 강도

개량률: \[ A' = \frac{\text{개량면적}}{\text{전체면적}} \times 100\% \]
복합 강도: \[ c' = A' \cdot c_2 + (1 - A') \cdot c_1, \quad \tan \phi' = A' \cdot \tan \phi_2 + (1 - A') \cdot \tan \phi_1 \]