일반기술

지오그리드를 활용한 연약지반의 성토지지말뚝 공법

지오그리드로 보강한 성토지지말뚝의 일종으로서 성토 지지말뚝공법은 연약지반상에 도로제방을 축조하거나 교대뒤채움을 실시해야 할 경우 발생되는 연약지반의 측방유동과 침하의 방지를 위하여 개발되었으며, 그 우수성은 동남아시아와 유럽에서 여러 시공사례들로부터 그 우수성이 입증되었다.기존의 성토지지말뚝은 말뚝 사이 성토체의 아칭 효과 발현으로 인한 효과적 침하방지를 유도하기 위하여 말뚝을 보다 좁은 간격으로 타입하여야 하며, 또한 말뚝캡의 면적을 넓게 하여야 한다. 이러한 말뚝 타입 간격의 축소와 말뚝캡 면적의 확대만으로 침하방지, 즉 지반의 지지력을 증가시키는 데에는 그 한계가 있다. 따라서 콘크리트 슬라브를 줄기초 형식이나 혹은 그 이외의 형태로 말뚝 상부에 설치하는 방법을 사용하기도 한다.그러나, 말뚝기초에 철근 콘크리트 슬라브나 암거를 설치하는 공법은 말뚝 두부로부터 일정길이의 철근 노출이 필요하며, 모든 성토체의 하중을 거의 슬라브가 받아서 말뚝으로 전이시킴으로써 과잉침하 및 부등침하를 확실하게 방지할 수 있다. 슬라브의 비틀림이나 펀칭으로 인한 파괴를 방지하기 위해서는 철근을 통한 보강이나 보다 두꺼운 두께가 필요하게 된다. 결과적으로, 이 공법은 매우 비경제적이어서 적용범위가 극히 좁은 단점을 가지고 있다. 국내에서도 말뚝기초 상부에 우수배제용 암거나 대구경 배수관로를 설치하고 그 위에 제방을 성토한 예가 있다.따라서 본 기술은 말뚝기초의 간격을 늘리고, 말뚝캡을 상대적으로 작게 하고, 지오그리드를 보강함으로써 성토지지말뚝에 슬라브를 설치한 공법과 같은 효과를 얻는 공법이다.지오그리드를 활용함으로써 경제성과 시공속도 향상의 효과가 있다.성토지지말뚝은 연약지반상에 성토시공을 할 경우 지지력이 충분치 않아 활동파괴가 수반되는 현장에 적용할 수 있다. 이 공법은 지반내의 아칭효과이론을 근거로 설명할 수 있다.첨부의 그림과 같이 지반내에 아칭효과로 인해 상재 성토하중은 말뚝기초로 전달되고, 이 아칭효과의 극대화를 위해 성토고에 따라 말뚝캡의 면적과 간격의 조절이 필요하다.성토지지말뚝 기초의 형식은 크게 그림 2와 같이 세가지 유형으로 분류할 수 있다. 그림 2(a)는 기존의 성토지지말뚝기초를 나타낸 것으로서, 말뚝 사이 성토체의 아칭효과에 의한 침하방지를 효과적으로 유도하기 위해서는 다수의 말뚝을 상대적으로 좁은 간격으로 타입하여야 한다.