Characteristics on Shear Strength and Clogging Phenomenon of Bottom Ash and Rammed Aggregate Mixture Compaction Pile

쇄석과 저회의 혼합다짐말뚝의 전단강도와 Clogging 현상 규명

  • 이동엽 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ;
  • 강형남 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ;
  • 천병식 (한양대학교 공과대학 건설환경공학과)
  • Received : 2009.12.01
  • Accepted : 2009.12.31
  • Published : 2010.03.01

Abstract

The rammed aggregate compaction pile method is widely used as soft ground improvement method because of the installed piles improve not only overall composite capacity but also discharge capacity. But the discharge capacity is declined when the clogging is generated due to the clay penetration into voids of rammed aggregate compaction pile with the time elapsed. The purpose of this study is to reduce the clogging problem occurred in rammed aggregate compaction pile constructed in the soft ground and to minimize voids of rammed aggregate compaction pile. The proper mixing ratio was determined which is based on the results of the large scale direct shear tests conducted to get strength and permeability as optimum mixing ratio of crushed stone and bottom ash. The test results indicated that the highest internal friction angle was obtained at 80:20 mixing ratio of crushed stone and bottom ash. The internal friction angle was declined when the mixing ratio of the bottom ash increased over 20%. The results of the clogging tests, presented that the mixture of 80:20 crushed stone and bottom ash is highest effective of clogging than ratio of pure crushed stone.

본 논문에서는 모래에 비해 배수성이 떨어지지 않으며 지지력이 우수할 것으로 판단되는 쇄석을 사용하여 연약점성토지반에서 쇄석다짐말뚝을 시공 후 쇄석간의 공극에 점토입자의 유입으로 인해 배수능을 상실하는 Clogging 현상에 대한 대체방안을 규명하고자 하였다. 이러한 Clogging 현상의 억제방안으로 국내 화력발전소에서 발생되는 산업폐기물인 석탄회 중 재활용 방안이 미비한 저회의 활용 가능성을 높여 보고자 쇄석과 저회의 적정 혼합비의 다짐시험에 따라 대형직접전단시험을 실시하여 최대전단강도와 내부마찰각을 파악하고, 그에 따른 Clogging 현상의 특성에 대해 실험을 실시하였다. 따라서, 쇄석과 저회의 혼합비에 따른 지지력 및 강도특성을 파악하여 적정 혼합비를 찾고, 현장과 같은 Clogging 현상을 육안으로 확인할 수 있도록 모형토조를 제작하였으며 적정 혼합비에 따른 배수능을 비교 분석하였다. 실험결과 각 혼합비에 따른 대형직접전단시험에서 쇄석과 저회의 혼합비가 80:20일 때 전단강도와 내부마찰각이 가장 크게 나타났으며 Clogging 시험에서도 쇄석 100%의 다짐말뚝보다 Clogging 억제 효과가 점진적으로 뛰어남을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 고용일, 김홍택, 박영호, 김대영 (2004), 연약지반 개량용 배수재의 Clogging현상에 관한 실험적 연구, 2004년 봄 학술발표회 논문집, 한국지반공학회, pp. 181-188.
  2. 김래현, 홍성진, 김재정, 최영민, 이우진 (2009), 꺾임이 발생한 연직배수재의 내부 막힘현상, 2009년 봄학술발표회 논문집, 한국지반공학회, pp. 729-736.
  3. 김상규 (1995), 밴드드레인의 품질과 연약지반 개량효과와의 관련, 1995년 가을학술발표회 논문집, 한국지반공학회, pp. 1.3-1.22.
  4. 김종선, 최용기, 박종호, 우상백, 이인모 (2006), 점도 변화와 폐색 현상을 고려한 그라우트재의 침투 특성, 2006년 봄학술발표회 논문집, 한국지반공학회, pp. 414-423.
  5. 신동훈 (2000), 필댐 축조용 암석재료의 대형직접전단시험, 2000년 학술발표회 논문집(II), 대한토목학회, pp. 375-378.
  6. 이대수, 김경열, 홍성연, 조화경, 황성춘 (2005), 대형직접전단시험을 이용한 조립재료의 전단거동 특성(I), 한국지반공학회 논문집, Vol. 21, No. 6, pp. 81-91.
  7. 이인모, 김주현, Lakshmi, N. R. (2000), 폐색으로 인한 부직포의 투수능 저하 현상, 2000년 봄학술발표회 논문집, 한국지반공학회, pp. 481-488.
  8. 이인모, 김형섭, 박광준 (1998), 흙/필터재의 막힘 현상에 대한 실험적 고찰, Fall '98 National Conference논문집, 한국지반공학회, pp. 65-72.
  9. 정승용, 한상재, 신현영, 김수삼 (2005), 현장조건을 고려한 연직배수재의 통수능 시험, 대한토목학회 논문집, Vol. 21, No. 5, pp. 313-321.
  10. 천병식, 고용일, 송경율, 이준기 (1999), 석탄회 자원의 채움재로서의 활용에 관한 연구, 1999년 봄학술발표회논문집, 한국지반공학회, pp. 513-520.
  11. 천병식, 고용일, 오민열, 권형석 (1990), 산업폐기물로 발생되는 석탄회의 토질역학적 특성에 관한 연구, 대한토목학회논문집, Vol. 10, No. 1, pp. 115-123.
  12. 천병식, 정헌철 (2002), 모래다짐말뚝의 모래대체재로서 동슬래그의 활용, 한국지반공학회 논문집, Vol. 18, No. 5, pp. 195-207.
  13. 한국수자원공사 (1999), 댐축조용 조립재료의 대형전단시험 표준화 방안 연구, 연구보고서, 한국수자원연구소, pp. 34-42.
  14. 한국해양연구원 (2001), 모래다짐말뚝과 쇄석말뚝의 설계 및 시공지침서, 해양수산부, pp. 42-62.
  15. 한봉수, 김용인, 김홍석, 장연수 (2003), 동수경사비 시험에 의한 토목섬유배수재의 장기막힘 특성, 2003년 정기학술대회 논문집, 대한토목학회, pp. 3218-3222.
  16. Mlynarek, J., Bogumil Lewandowski, J., Rollin, AndréL and Bolduc, G. (1991), Soil-geotextile System Interaction, Geotextiles and Geomembranes, Poland, Vol. 10, No. 2, pp. 161-176. https://doi.org/10.1016/0266-1144(91)90027-T