연약지반 계측기 종류 및 배치기준

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1. 연약지반 현장계측 목적

• 연약지반 개량의 설계는 복잡한 자연현상(토층 및 특성)을 단순화 시켜 시행되므로 실내시험이나 현장시험의 자료를 이용한 설계의 추정치에 내포된 불확실성(Uncertainty) 및 설계단계에서의 자료의 부족을 시공중의 계측관리를 통해 보충하고, 이를 통한 적절한 실제수정을 하는데 계측관리의 목적이 된다.
• 쌓기공의 시공관리 시 현장계측에는 침하, 변형, 수압 및 토압측정이 현장계측의 대상이며 연약지반상에 쌓기공사의 현장상태에 적용되는 계측기와 자료에 대해서는 현장계측항목과 예측 및 관리법에 나타내었으며 도표로부터 계획하고 있는 쌓기에 있어서의 기술적인 문제점이 어디에 있는지에 따라서 계측항목과 계측공정이 달라지는 것을 알 수 있으므로 사전설계의 내용을 정확하게 파악하여 현장계측 계획을 세워야 한다.

현장계측 항목	측정계기 조사방법	얻어지는 자료	대표적인 예측법 및 관리법
쌓기상태	수준측량	쌓기고, 형상
변 위	변위말뚝	쌓기주변 지표면 수평연직 변위	안정관리법
	Inclinometer	쌓기주변 지표면 수평변위	◦MATSUO-KAWAMURA법 ◦TOMINAGA-HASHIMOTO법 ◦KURIHARA법
	지층변위계(경사계)	지반내 수평변위
침 하	지표면 침하계	쌓기하 지표면 침하
	층별 침하계	쌓기하 지반의 각 심도별 침하
응 력	간극 수압계	지반내 간극수압	침하예측법
	토 압 계	지반내 토압, 쌓기하중
토질조사	사 운 딩	토층구성, 지반강도 (qc)	◦ 쌍곡선법
	보 링	토층구성, 지반강도 (N)	◦ ASAOKA법
	샘 플 링	U/D 채취	◦ 평방근법
	실내시험	물리, 압밀, 강도특성 및 기타
정기관찰	육안관찰	균열, 부분융기, 부분침하

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2. 연약지반 현장계측의 중요성

• 설계에 포함된 불확실성으로 인하여 설계할 때의 예측과 실제거동의 상태가 부합되지 않는 경우가 있는데 이 경우 구조물이나 지반의 과대한 변형이나 파괴에 이르지 않도록 현장계측에 따른 시공관리에 의하여 불행한 사태를 예지하여 필요한 대책을 강구하면서 공사를 진행하는 것이 중요하다.
• 쌓기시공중 현장계측에 의하여 불안정한 징후가 관측되면 시공을 중단하고 방치기간을 두어 안정화가 되었다고 확인되면 공사를 재개하고 그렇지 않으면 쌓기하중을 경감하는 등의 대책을 세워야 한다. 따라서 안정관리 방법에 대해서는 개념적으로 나타내면 쌓기하중에 따라 지반내에 생기는 현상은 압밀과 전단이 복합된 것이고 압밀이 전단보다 우세하면 안정상태가 되고 전단이 크면 불안정한 상태가 된다.
• 현장에서 쌓기작업 시의 현장계측 방법은 아래 그림과 같이 수행한다.

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3. 연약지반 현장계측기 종류 및 배치기준

• 연약지반상의 도로쌓기에 대한 현장계측기의 설치에 관한 배치항목은 지표면 침하계(침하판) 및 대표단면 간극수압계, 층별침하계, 수위계 및 지중경사계 등으로 분류되며 설치에 대한 배치기준 및 계획빈도는 계측빈도와 배치계획도에 나타내었다.
• 일반적으로 계측기 설치는 100～200m 마다 설치하고 대표단면은 각 구간마다 1개소 이상 설치하는 것을 원칙으로 하되 지반조건과 쌓기조건에 따라 조정하여 설치하는 것으로 한다.

계측기명	계측목적 및 검토사항	계측기 배치원칙	규 격
층별침하계 (Magnetic Probe Extensometer)	∙연약점쌓기의 심도별 압밀침하량 측정 및 지표면 침하량과의 비교분석 ∙측정된 침하량을 이용하여 지반의 층별 압밀제정수 유추	∙연약심도가 깊거나 고쌓기지역에 간극수압계와 동일지점에 설치 ∙공당 소자는 3개씩	∙Spider magnet식 ∙여굴지역은 주변지반과 유사한 재료로 채운다.
간극수압계 (Virating Wiretype Piezometer)	∙쌓기하중에 의한 지반내 간극수압의 변화측정 ∙과잉간극수압의 소산정도 및 유효응력증가량 유추 ∙압밀의 효과확인 ∙압밀진행 및 강도증가 상황 확인	∙연약심도가 깊거나 고쌓기지역에 층별 침하계와 동일지점에 설치. ∙공당 소자는 3개씩	∙Vibrating wire 식 ∙계측매설지점은 모래를 이용하여 필터를 형성하고 그외 여굴지역은 벤토나이트로 채운다.
경사계 (Inclinomter)	∙쌓기비탈면부의 지반내 수평방향의 변형량과 변형속도 측정 ∙쌓기중앙부의 최대 침하량과 함께 분석하여 쌓기비탈면의 안정관리 ∙측방이동토압에 의한 교대의 안정성 확인	∙전단파괴가 우려되는 고쌓기지역에 좌, 우 비탈면에 설치 ∙연약지반상에 설치되는 교대중앙에 설치	∙ABS 수지형 가이드관 매설 ∙여굴지역은 주변지반과 동일한 재료로 채운다.
지하수위계	∙쌓기에 의한 지하수위의 변화 파악 ∙간극수압과 비교하여 과잉간극수압의 소산정도 및 유효응력증가량 유추	∙간극수압계가 설치된는 지점에서 쌓기에 의해 자연지반수위가 영향을 받지않도록 쌓기비탈면에 이격하여 설치	∙다공관길이는 충분한 것을 사용 ∙여굴지역은 모래로 채운다.
지표침하판	∙설치지점의 전침하량 측정 ∙쌓기속도조절, 프리로딩제거시기 판정	∙연약지반쌓기 시 100m 간격으로 쌓기단면 중앙에 설치	∙침하판 : 1.0m×1.0m×0.11m ∙침하봉 : 1인치 ∙보호관 : 6인치

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4. 연약지반 현장계측빈도 및 배치도

계측 구분	지반개량 시공중	쌓기기간중	성토종료 후
			최초1월	1개월～3개월	3개월 이후
층별침하계, 지하수위계, 간극수압계	1회 / 3일	1회 / 3일	1회 / 1주	1회 / 2주	1회 / 1월
지표침하판(침하판단용)	-	1회 / 3일	1회 / 1주	1회 / 2주	1회 / 1월
지표침하판(안정판단용)	-	1회 / 1일	1회 / 3일	1회 / 1주	1회 / 1월
경사계	-	1회 / 1일	1회 / 3일	1회 / 1주	-

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5. 연약지반 계측항목 및 설치간격

구 분	설치간격(m)	배치위치	비고
침 하 판	100	쌓기단면 중앙 및 노견
층별침하계	200	쌓기단면 중앙
지중경사계	200	쌓기단면 선단 및 교대중앙
간극수압계	200	쌓기단면 중앙
지하수위계	200	쌓기단면 중앙
	400	쌓기단면 선단

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연약지반 허용침하량 기준

연약지반 판정기준

연약지반 개량공법의 분류 및 적용지반

연약지반 개량공법 비교(SCW, 쇄석다짐말뚝(VCCP), 모래다짐말둑(SCP))

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