2차년도 |
현장시험결과 분석을 통한 연약지반 표층처리설계 공법 정립
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ㅇ 초연약 준설매립지반 현장시험 시공 및 현장 계측 분석 - 초연약 준설매립지반 현장 정재하시험을 통한 강성재(대나무망), 비강성재(지오그리드, 지오텍스타일) 표층처리공법의 침하 및 지지력 평가 분석 - 하중증가에 따른 강성재(대나무망), 비강성재(지오그리드, 지오텍스타일) 표층처리재료와 지반의 거동 분석 - 초연약 준설매립지반 현장 반복재하시험을 통한 장비주행으로 인한 지반교란에 강도저하를 고려한 설계정수 평가 ㅇ 수치해석을 이용한 설계이론 비교분석(2) - 수치해석기법 개발 - 수치해석방법별 특성분석 - 파라미터를 변화시킨 수치해석실시 (파라메트릭 스터디) ㅇ 실내 모형시험을 이용한 표층처리공법 설계 이론 분석 (2) - 실내 모형 시험을 이용한 강성재(대나무망), 비강성재(지오그리드, 지오텍스타일) 표층처리공법의 정성적 거동 분석 ㅇ 연약지반 표층처리공법의 설계기법 정립 - 수치해석을 이용한 표층처리공법의 설계이론 비교분석 - 모형시험, 현장시험, 수치해석 결과를 통한 합리적인 설계기법 제시
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연구성과 |
기술적 기대성과 |
현재 초연약지반을 개량하는 공법에 대한 연구는 상당히 많은 진전을 보이고 있으나, 정작 초연약지반을 개량하기 위해 사용하는 중장비의 안전한 진입을 위한 표층처리공법에 대한 연구는 상당히 뒤쳐져 있는 것이 현실이다. 국내에서는 토목섬유를 이용하거나 Belt conveyor를 이용한 모래 살포방법(FBC공법), 수평진공압밀공법, 초습지용 트렌치를 이용한 PTM 공법 및 대나무망 공법 등을 사용하여 초연약지반의 표층처리를 수행하고 있으나, 표층 처리된 지반의 공학적인 거동, 설계법 그리고 시방기준 등이 확고하게 마련되어 있지 않은 실정이다. 현재는 불가피하게 외국의 설계 사례나 설계자의 판단에 의해 경험적으로 시공하고 있으며, 이로 인해 과다/과소한 설계로 불필요한 공사비가 발생하게 된다. 따라서 국내 연약지반에 맞는 표층처리공법의 설계기법 정립은 기존의 경험적 설계에 의해 발생하는 과다/과소한 설계로 인한 불필요한 공사비를 절약할 수 있으며, 장비 전도 등의 안전시공 저해요인 등을 최소화시킬 수 있다. 이와 더불어 하부지반의 소성유도방지와 시공효율의 증진으로 지반개량의 품질개선과 설계 단계에서 정확한 시공 지침을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 시행착오를 최소화하여 표층처리공법을 신속히 수행하고 이로 인한 공기 단축으로 국가적인 이익효과와 투자 효율을 증대시켜 상당한 경제적 효과를 얻을 수 있다.
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사회 경제적 파급효과 |
ㅇ 일반적으로 준설토는 일반 퇴적물인 모래나 흙이 아닌 어류와 어패류 등이 썩어 퇴비 같은 유기물 성분을 많이 포함하고 있기 때문에 해충이 서식하는데 필수적인 영양이 풍부해 최적의 조건을 갖추고 있다. 따라서 준설매립 후 장기 방치로 인한 쥐, 모기, 들짐승 등의 서식과 어패류의 부패로 인한 악취발생 및 사람이나 가축의 실족사고 등의 직접적인 폐해가 발생하고 있다. 최근 신항만 건설공사가 한창 진행 중인 남해안 일대에서 어촌 주민 4만여 명이 매년 여름철만 되면 준설토 투기장 뻘층에서 발생한 무수한 바다해충 습격을 받는 다는 보도가 있었다. 이는 대규모 항만공사를 추진하면서 환경 생태계 변화에 소극적으로 대처하여 해충들이 기하급수적으로 늘어나 항만공사장 일대를 뒤덮어 버린 것이며, 이 내용은 사회적인 이슈가 되어 국회에서도 대책방안이 다루어지기도 하였다. 이와 같은 사회적인 문제점에 의한 비용을 감소시키는 방법은 문제점 자체를 제거하는 것이 최선의 방법으로, 준설 매립의 시작단계인 표층처리공법 설계기법에 관한 연구는 장비 진입에 걸리는 시간을 최소화하여 준설매립 기간을 단축하는 효과와 더불어 준설매립지의 장기 방치로 인한 폐해를 최소화 할 수 있다.ㅇ 본 연구로 인한 사회ㆍ경제적인 파급효과는 다음과 같다. -최근 늘어나는 준설매립 지역에 표층처리공법 설계기법을 정립하여 정확한 설계가 가능하게 되면 10%정도의 공사비 절감이 가능할 것으로 기대되어 궁극적으로 국가예산 절감에 기여함. -효율적인 설계 적용으로 인한 공기 단축으로 인해 공사관리비는 물론 조기운영에 따른 국가적인 이익효과와 투자효율 증대가 기대됨. -효율적인 공법의 선택이 가능해져 과거에는 매우 어려웠던 초연약점성토 지반에 초기 진입으로 인한 안전/정밀시공이 가능해짐 -준설매립으로 인한 주변환경오염과 주변지역의 민원 감소로 준설매립공사의 이미지 제고에 이바지 할 것으로 기대됨. -환경보존 및 경제적인 기준 강화로 인해 준설매립을 서둘러 완공해야할 지역에 대한 2차 환경피해 예방을 위한 기초 안정처리에 설계기법 적용 가능 -본 연구성과는 건설교통부를 비롯해 해양수산부, 토지공사, 철도청, 지방자치단체 등에서 항만구조물 및 단지조성 등 연약지반 공사시에 있어 표층처리 설계시 폭넓게 활용될 수 있음.
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활용방안 |
-본 연구를 통해 연약지반 표층처리공법을 체계화하여 설계법이 정립된다면 안정적인 침하관리로 지반개량의 품질을 향상시킬 수 있고 심층지반 개량 시 장비의 안정시공을 극대화시킬 수 있다. -준설매립지반의 원지반 상태의 초기 물성치 획득으로 지반개량기술의 발전이 기대되며 재래경험기술과 현장착안기술의 실용화로 기술자는 누구나 경험기술을 이론화시킬 수 있다는 동기를 유발시킬 수 있다. -경제성과 시공의 안정성을 제고시킴으로서 관련분야의 기술 발전을 이룩할 수 있으며 해당 부지를 조기에 개발 할 수 있는 준설매립기술의 발전이 기대된다. -건설교통부나 해양수산부, 도로공사, 토지공사, 철도청, 지방자치단체 등에서 도로, 철도 및 항만구조물, 단지조성 등 연약지반 공사 시에 있어 표층처리 설계 시에 폭넓게 활용할 수 있다. -국내에 맞는 표층처리공법 설계소프트웨어를 개발함으로서 더욱 경제적이고 안정된 설계기술에 활용할 수 있다.
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