동다짐공법은 느슨한 지반의 개량에 주로 사용되는 공법으로 점착성 토사나 폐기물과 성토지반에도 성공적으로 적용되고 있다. 동다짐공법의 설계에 있어 지반개량심도의 결정은 중요한 요소이다. 그러나 개량심도는 다짐에너지 뿐만 아니라 다짐간격, 대상토질 특성, 포화정도 및 현장여건 등에 영향을 받고 있다. 본 연구에서는 개량심도 예측을 위하여 현장실험결과를 이용하였으며 다짐에너지, 토질특성 및 포화정도에 따른 개량심도를 평가하였다.
본 연구에서는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$시 비위생매립장 정비사업 시행시 발생하는 특수한 선별토사를 부지 복원토로 활용하기 위한 다짐방안으로 현장상황과 선별토사의 토질조사 자료, 다짐시험 특성을 분석하여 동다짐공법을 적용하였다. 동다짐 전 후에 수행한 표준관입시험(SPT)에서 N치는 12~18 범위로 동다짐 전보다 평균 89% 증가하였으며, 평판재하시험(PBT)의 허용지지력은 $150{\sim}227kN/m^2$ 범위로 다짐 전에 비해 최소 80%이상 증가하였다. 이러한 결과로 기존의 준설 및 폐기물 매립지에 적용된 동다짐 효과와 비슷한 경향을 나타내고 있음을 알 수 있었다.
본 고는 쓰레기 매립장에서 동다짐을 시행할 시 발생하는 진동을 측정하고, 그 결과를 분석하여 쓰레기 매립지반의 동다짐 진동 특성을 고찰하였다. 진동특성은 크게 쓰레기 매립지반의 일반적 진동특성과 동다짐 조건 변화에 의한 진동특성의 2가지 측면으로 검토되었다. 그 결과 연구대상 쓰레기 매립지반의 기본적인 진동특성으로 충격지점 주위에서의 전단계수 G 행 17496~58320 t/m2, 감쇠비 D=14~58%, 탁월진동수 f=6~14 Hz 등으로 나타났다. 동다짐 조건 차이에 의한 진동특성으로는 타격회수가 증가될수록 cross hole시험에 의한 전단파 및 압축파의 속도가 중가하였으며, 타격지점으로 부터의 거리와 최대입자속도는 vPP = 5.08 [D/E]-1.4의 관계를 가지며, 쓰레기층 바닥에서는 반사파의 영향으로 진동의 진폭이 커지는 것으로 나타났다. 또한 진동에 의하여 지반이 개량되는 범위는 타격지점으로 부터 반경 약 6~10 m정도인 것으로 나타났다.
사우디 아라비아 해안지역은 사브카 토사로 덮인 매우 넓은 평지구역으로 활용가치가 높지만 소금물로 된 높은 지하수위와 느슨한 밀도, 수분에 취약한 결정체 등의 함유로 갑작스런 침하 등의 문제를 가지고 있어 지지력 향상을 위한 지반개량이 필요하다. 본 연구에서는 사우디 해안지역의 사브카 지반의 특성을 분석하고 동다짐 공법의 적용성을 평가하였다. 수치해석 매개변수분석을 수행하여 동다짐 조건에 따른 사브카 지반의 거동을 분석하고 기존에 제안된 영향깊이 산정법 등이 사브카 지반에 적용이 적절한 지 평가하였으며, 동다짐 공법 적용 시 문제점과 대책에 대하여 논하고자 한다.
본 연구에서는 인천지역 준설매립지반을 대상으로 액상화 평가방법들에 대해 검토하고, 국내 지진특성을 고려하여 지진규모 6.5을 기준으로 액상화 가능성을 비교하였다. 그리고 다짐시험시공 및 동다짐 전 후에 수행한 표준관입시험 (SPT) 및 정적콘관입시험(CPT)을 토대로 지반개량효과 및 액상화 보강효과를 평가하였다. 그 결과, 동다짐은 다짐에너지가 클수록 개량효과가 우수한 것으로 나타났으며, 동다짐 후 지반강도 증가에 따라 액상화 안전율도 크게 증가되어 내진성능 향상을 크게 도모 할 수 있는 것으로 평가되었으며, 이에 따른 매립지반의 다짐관리 방안을 제시하였다.
동다짐은 무거운 다짐추를 고공에서 낙하시켜 낙하시 지반에 가하는 충격을 이용하여 지반을 개량하는 공법으로서, 시공시 발생하는 진동에 의하여 주변 구조물매 피해가 유발될 수도 있다. 본 연구는 쓰레기 매립지반에서 동다짐을 시공할시 수행된 진동 측정자료들을 분석하였으며 그 결과 다음과 같은 사실들을 확인할 수 있었다. \circled1 동다짐시 발생하는 진동의 입자속도는 Longitudinal, vertical, Transversal 방향순으로 그 크기가 크며, 체감을 또한 Lcugitudinal, Vertical, Transversal 방향순으로 큰 것으로 나타났다. \circled2동다짐시 발생하는 진동의 탁훨 진동수는 7-9 Hz내외이다. \circled3구조물에 인접한 동다짐은 다짐추의 낙하고를 저하시켜 충격에너지를 감소시켰으며, 이를 이용하여 구조물께 대한 피해를 애방할 수 있었다. \circled4사무기기는 켜놓은 상태가 꺼놓은 상태보다 진동에 대하여 약하므로 사무기기에 대한 진동피해를 줄이기 위하여는 비 업무시간을 이용하여 사무실에 10m까지 인접하여 동다짐을 실시할 수 있었다.
본 연구에서는 부지 내 절토부에서 발생하는 암버력을 층당 7m씩 총 9층으로 단계별 동다짐 성토하여 조성된 최대 63m 고성토(高盛土) 암버력 지반의 거동특성을 파악하기 위해, 각 층 성토 완료 시 지중침하계를 설치하여 성토 중 침하량을 분석하였다. 또한, 암버력을 성토 단계별로 동다짐할 경우 하부 성토지반의 구속압 증가로 인하여 지반의 변형특성이 초기 상태와 차이가 발생할 것으로 예상됨에 따라 시공이력을 반영한 수치해석을 실시하여 지중침하계로부터 계측한 성토 단계별 침하량과 비교하였다. 한편, 최종 성토완료 후 선행재하 시 계측한 침하량을 분석하여, 본 연구대상 현장의 2차 크리프 침하량을 예측하였다.
현재 미국, 유럽, 일본 등을 중심으로 기존의 다짐평가시험보다 빠르고 간편하게 다짐도를 평가할 수 있는 장비들이 개발되어 사용되고 있지만 국내에서는 아직 이러한 다짐평가장비의 사용이 보편화 되어 있지 않다. 이 연구에서는 모형지반에서 진동핸드로울러를 이용하여 다짐을 실시하고 기존 다짐평가 방법인 들밀도시험결과와 새로운 다짐평가장비인 지오게이지(geogauge), 간이지지력측정기(CASPFOL), 동평판재하시험기(LFWD), 동적콘관입시험기(DCP) 결과를 비교 분석하고 시험장비간 상관성 평가를 수행 하였다. 그 결과 상관계수는 $70{\sim}95%$로 대부분 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 지오게이지, 동평판재하시험기 그리고 간이지지력시험기 등과 같은 지반강성도를 평가할 수 있는 시험장치와 현장 다짐도 측정에 가장 많이 사용되는 평판재하시험을 다짐횟수, 함수비 그리고 다짐층 두께 등을 변화해 가면서 현장시험을 수행한 결과, 다음과 같은 잠정 결론을 내릴 수 있었다. 1) 지오게이지와 동평판재하시험기 그리고 간이지지력 시험기에서 측정된 결과는 모두 다짐도 증가에 따른 지반 강성 증가 현상을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 2) 함수비에 따른 지반강성 증감 현상은 지오게이지와 간이지지력시험 결과에서만 일부 뚜렷하게 나타났으며, 동평판재하시험이나 기준 시험인 평판재하시험은 함수비 증감에 따라 지반강성 증감 현상이 뚜렷하게 나타나지 않았다. 3) 다짐충 두께 변화에 따른 지반강성도 평가시험 결과 본 시험에서 수행한 지오게이지, 동평판재하시험, 간이지지력 시험은 물론 기준시험인 평판재하시험의 경우에도 일정한 경향이 뚜렷하게 나타나지 않아 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 간편하고 신속한 시험이 가능한 다양한 지반강성평가 시험장치를 이용해 현장에서 다양한 조건의 지반에 대해 다짐도 평가 시험을 수행한 결과, 함수비 및 다짐두께가 일정한 경우 다짐횟수 증가에 따라 모든 시험 결과가 지반강성도가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 추후 다양한 지반조건에 대해 다양한 시험을 수행하여 다짐도 및 지반강성도의 연관성에 대한 자료가 축적된다면, 본 시험에서 수행한 시험방법으로도 현장 다짐도 측정이 가능할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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