국내 고화 처리 점토의 지반공학적 물성에 관한 연구

Abstract

전 세계적으로 인구 및 생활 수준의 향상에 따라 도로, 공항, 항만 등의 여러 구조물이 증가하면서 지상에 가용 면적이 점점 줄어들고 있다. 특히 국내의 경우 좁은 국토로 농경지, 도로, 건물부지 등의 확보를 위해 해안지역을 중심으로 활발한 국토개발사업이 진행 중에 있으며 이에 따라 연약지반 개량이 필요하여 그 적용이 꾸준히 증가하고 있다. 고결공법은 연약지반 개량공법 중 하나로 압밀, 배수, 다짐 등의 물리적인 원리를 이용하는 타 공법과는 달리 연약지반, 간극수, 고화재 간의 화학적인 반응을 통해 지반의 강도를 증진시키는 공법이다. 따라서 타 공법에 비해 저소음·저진동으로 단기간에 시공이 가능하다는 강점이 있다. 또한 고화재로 사용되는 보통 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 시멘트의 확보가 용이하여 최근 그 적용이 급증하고 있다. 하지만 이러한 강점에도 불구하고 국내 DCM 공법은 고유의 시공 및 설계에 관한 체계적인 기준이나 시방서 없이 일본의 장비, 매뉴얼 등을 토대로 경험적인 적용을 하고 있는 실정이다. 특히 국내의 경우는 고결공법의 원래가 지반과 고화재의 고결화라는 화학적인 원리로 이루어짐에도 불구하고 대상지반 자체에 대한 조사와 고화 처리된 지반의 공학적 거동특성에 대한 학문적인 연구가 매우 미흡한 실정이다. 지반의 고결화는 수화반응, 포졸란 반응을 기본으로 하여 이온교환반응 등 복잡한 과정을 거쳐 이루어지기 때문에 대상이 되는 지반의 특성을 잘 파악해야 하며, 고화 처리 후의 거동 역시 대상 지반에 따라 매우 복잡하게 발현되기 때문에 이러한 거동특성을 미리 파악하여 설계 및 시공에 반영하면 보다 경제적이고 안전하게 고결공법을 통해 연약지반을 개량할 수 있을 것이다. 이에 본 논문은 고결공법의 대상이 되는 국내·외 연약지반의 특성 분석과 고화 처리된 국내 연약점토의 정적·동적 물성을 실내시험을 통하여 파악하고 이를 활용하여 예비설계자료를 구축 및 제시하였다. 예비설계자료는 연약지반 특성, 고화 처리토의 거동특성 그리고 그 두 가지의 상관관계로 구성되어 있으며, 공법 적용 시 본 자료를 이용하여 시공 전 여러 조사 및 시험 절차를 축소함으로써 공법의 경제성과 안정성을 확보할 수 있을 것이라 기대된다.