최근 간척지를 활용한 대규모 수출 원예 단지에 대한 수요가 증대되고 있고, 대규모 시설원예 단지 조성을 위한 현안 중에 하나는 경량 온실용 기초 설계 기준을 확립하는 것이다. 이를 위해 연약지반 기초 보강 방법에 관한 사전 연구들을 검토 하였다. 대상 공법으로는 스파이럴, 나무, 쇄석 다짐 말뚝(팽이) 및 PF 공법이며, 성능 검증을 위해 인발저항력, 지내력, 침하량 측정 등의 시험이 수행되었다. 인발저항력은 동일한 직경에서 근입 깊이가 증가할수록 저항력이 상승하는 것을 확인 할 수 있었다. 스파이럴과 나무 말뚝 기초의 성능을 비교하자면, 유사한 근입비와 마찰 면적을 갖는 기준에 대하여 스파이럴 말뚝의 인발저항력 0.8kN, 나무 말뚝은 인발저항력 1.1kN로 근소하게 나무 말뚝의 성능이 우수하다고 판단되었다. 추가적으로, 일정 근입비(L/D)의 범 위에서의 직경 변화에 따른 인발저항력을 비교하였다. 근입 비 10~12.1 범위에서는 직경 250mm구간, 근입비 14.6~16.7 범위에서의 직경 300mm구간에서 급격한 상승 값을 보였으며, 근입비 범위에 따라 인발저항력 증가 폭이 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 지반 지내력 검토를 위한 재하시험 결과의 경우, 상이한 보강 방법, 직경, 관입 깊이 등의 영향으로 단순 비교하는 것에 한계가 있지만, 나무 말뚝 105kN/m2, 팽이 말뚝 826kN/m2, PF방법 300kN/m2 수준의 최대 허용지지력을 보였다. 위 조건의 경우에, 팽이 말뚝, PF방법, 나무 말뚝 순으로 높은 지내력을 나타냈다. 간척지 기초 시공공법 타당성 검토를 위하여, 일부 국한된 시험 조건하에 인발저항력, 허용지지력, 침하량 측정 등 시험 평가 결과를 비교 검토하였다. 기초 보강 방법 별 일관성있는 경향을 파악하는데 한계가 있었지만, 풍속 40m/s에서 온실에서 받는 인발력이 20kN수준이고(Yu 등, 2012), ’97 한국형 유리온실 표준설계도에 명시된 온실의 기초 지내력 기준이 50kN/m2인 점을 고려한다면 지내력 105kN/m2 ~ 826kN/m2 범위의 기초보강 공법인 팽이, 나무말뚝 및 PF방법 모두 간척지 온실 기초에 적용하기 충분한 공법으로 간주 된다. 장기 침하량 모니터링 및 기초 보강 방법 별 수렴성과 재현성이 확보된 실증 데이터 보완을 통해, 온실 유형별 구조안정성과 경제성을 동시에 만족시킬 수 있는 기초 방식 선정과 설계 가이드 라인 제시가 가능할 것이라고 판단된다.

Among the soft ground improvement methods, PBD is the most common construction method because it is cheap and construction is fast. However, if the ground is rigid, additional work is required. In this study, the structural safety, natural vibration, and safety angle of the steel vertical tower structure were evaluated in the development of the PBD composite perforator which can be combined with drilling work and PBD construction. Structural safety was assessed when the wind load of 20 m/s was simultaneously applied to the PBD construction load of 20 tons, the perforating operation of 25 tons, and the wind speed of 50 m/s was applied only to the wind load. The natural frequencies were evaluated up to the sixth mode, and the safety angle was evaluated for static and dynamic safety angles.

연약지반의 평가를 위한 물리탐사기법의 적용성을 알아보기 위해 총 6개월간의 전기비저항 모니터링자료를 취득하였다. 추가적으로 다중채널 표면파 탐사(Multichannel Analysis Surface Wave; MASW)를 실시하여 전단파 속도와 연약지반의 강도분포를 파악하고자 하였다. 또한, 콘 관입시험(Cone Penetration Test; CPT)과 시추 시료의 실내시험을 이용하여 물리탐사 자료와의 상관성을 확인하고 탐사 자료의 신뢰성을 높이고자 하였다. 그 결과 장기간의 모니터링 자료로부터 연약지반의 거동양상을 파악할 수 있었고, 추가 탐사를 통해 얻은 전단파 속도와 실내 시험간의 유의미한 상관관계가 확인되어 연구 지역 연약지반의 강도를 평가하는데 있어 표면파 탐사의 유용성을 확인 할 수 있었다. 최종적으로 지구통계학적 방법을 이용하여 물리탐사 자료와 이종 자료에 대한 3차원적인 지반 분포 영상을 획득하였다. 본 연구를 통해 넓은 영역에서의 연약지반 평가를 위해서는 장기간의 전기비저항 모니터링으로 영역 전체의 특성을 파악해야 함을 알 수 있었다. 이를 보강할 수 있는 추가적인 탐사 자료와 시추 자료를 이용한다면 경제적이고, 신뢰성 있는 평가가 이루어 질 수 있을 것으로 판단된다.

King Seong carried out the large-scale construction transferring the capital from Wungjin (Gongju) to Sabi (Buyeo) in 538. But because most of the Buyeo area was the low swamp in the time, it needed above all to form a site before transferring the capital. Until recently, in addition to the scientific excavation, the relief excavations for the construction of new building or the formation of road were conducted on many sites in the Buyeo area. As a result, many remains which were formed on the low swamp including the temple site of Neungsan-ri, Dongna Castle, the remains of Ssangbuk-ri (280-5 Bukpo, Hyeonnaedeul) and the remains of Gua-ri were identified. Also in these remains, the various engineering construction methods irrespective of the nature of remains were used for the purpose of the soft ground reinforcement as follows: mattress method of construction, pile designation, stone alignment, filing of decomposed granite soil, culverts and storage tanks. Especially, the mattress method of construction and the pile designation are thought to be the traditional engineering construction method at least in that they are appeared since the Three Han Sates era. And these soft ground construction methods had an effect on the construction of reservoir in Japan at the time. In the future, the construction method for soft ground reinforcement shall be concerned and studied further in the architecture and the civil engineering as well as the archeology.

In the Sosan reclamation land constructed by Hyundai Co,1984, the basic soil test and electric resistivity survey are carried out for the soft grounds around Tee and Kkot islands composed of tuffbreccia, and granite, respectively. The soil of soft grounds are classified as sandy clay(SC) and sandy silt(SM) in the Tee island, and as sandy silt(SM) in Kkot island according to the unified standard classification system. The vertical distribution of the electric resistivity is identified 4 layes with the value 30∼224 Ωm, 3∼59 Ωm, 0.15∼1.5 Ωm, 110∼1280 Ωm(Tee island:112∼122 Ωm, Kkot island:1260∼1283 Ωm), and the layers are interpreted as aeration layer, freshwater saturated layer, seaweater saturated layer, weathered layer, and basement rock respectively. The electric resistivity value decreases with increase of salinity, and pore water and clay mineral content.

본 연구에서는 유한 요소 해석을 바탕으로 연약 지반의 콘크리트 직사각형 피라미드 기초의 접지 하중과 접지 면적을 고려하여 불충분 한 설계 능력을 보완하고 하중에 의한 침하의 영향을 연구하였다. 이 연구의 결과로, 사각 피라미드 기초가 일반 기초보다 18% 더 효과적이라는 결과가 나왔는데, 이는 압밀침하에 체적의 변화에 따라 밀접한 관계를 가지고 있으며 과잉간극수압이 소산 하는 시간에 비해 비교적 짧은 시간에 일어나는 하중의 변화로 발생한 것으로 해석되었다. 해석 시 지층의 경계조건에 따라 압밀층은 상단과 하단 중간에 이루어져 있고, 압밀이 진행 되는 시간에 비해 짧은 시간에 하중이 가해져 하중이 완전히 작용하기 전에는 압밀이 전혀 발생하지 않는 것으로 해석되었다.

South Korea has a soft ground in many areas, and many reinforcing method were used to build the structure on the soft ground. PF method is eco-friendly and secure a bearing capacity by forming a basis of bulbs through mixing the soil and a high-performance "Bindearth", and can control the settlement. Here are we introduce a test case study method through the recent case of the PF.

본 연구에서는 대표적인 연약지반인 직접기초와 쇄석기초 공법을 연구 대상으로 결정하여 형상에 따라 변형된 사각 피라미드 기초와 비교 분석하고 3차원 유한요소해석을 이용한 침하량을 검토하고 수치해석시 연약지반의 지반조사의 결과를 가지고 지반 특성치를 의미 하는 토질 정수를 산정한다. 또한, 지층 조건에 따른 해석은 사각 피라미드 기초의 하중-침하 특성을 분석하고 구조물에 생기는 전체 침하 또는 부등 침하, 기초 지반의 지지력 부족으로 인한 성토의 파괴, 구조물의 부족으로 인한 인접지반의 융기, 지진에 의한 기초지반의 액상화 및 액상화에 의한 지지력 감소로 인한 영향 등을 고려할 수 있다.이와 같은 문제점이 있는 연약지반은 구조물의 설치 목적과 지반의 특성에 따라 일반적으로 거동이 달라질 수 있으며, 따라서 설계에 적용되는 기존의 침하량 산정 방법들에 대해 살펴보고 정확한 이해와 평가를 하여 기초 지지력 및 침하에 대한 안전성 증대에 목적이 있다. 유한요소해석을 통하여 설계시 기초 지반 조건과 기초 하부에 채움쇄석을 설치하여 interface 요소를 고려하였고 하중분산 효과를 가질 수 있도록 하겠다.본 연구에서는 연약지반에 사각 피라미드 기초공법을 이용하여 시제품을 제작하여 영향폭 1.0mx1.0m (4x4열)의 영향을 고려한 총 침하량을 산정하고 각기 다른 형태의 기초를 동일 조건의 재하폭 조건에 따라 압밀 침하량을 3차원 유한요소 해석을 통하여 압밀 침하 특성을 비교 분석한다. 또한, 지지력 보강 연속 구조체를 개발 제작함으로서 구조물의 기초에 강성지반을 형성하고 하중을 넓게 분포시켜 연약 지반상에 전달되는 응력을 감소시킴으로서 침하량을 줄일 수 있고 상재 하중에 대한 저항능력을 증대시키는 효과를 갖도록 한다.

This study is intended to analyze the stress distribution of gas pipe buried in soft ground. A numerical analysis was carried out with API 5L X 65 steel gas pipe. The analytical model describes the typical cohesive sediment bed in domestic southwest coast, and embankment load is adopted for this research. Compared with residual soil conditions, the effective stress increases by 23∼26%. From the results, it can be suggested that the difference in soil stiffness would significantly affect the stress distribution of gas pipe buried in soft clay.

Automated real-time monitoring system for ground settlement based on hole effect sensor has been developed to overcome lots of limitations of existing hand-operated monitoring system. This new technology utilizes the hole effect sensors and automatically measures the real time surface and multi-depth ground settlement from signals composed of multi-depth magnetic field measuring system. This system including pore pressure measuring sensor does not require reference points in remote distance and all mointoring system could be installed in a single boring hole.

The characteristics of grounds influences on the safety of stone bridge structure. Therefore, this study performs the modelling and analysis considering the formation of soft ground. Also, this study evaluates the structural performance through the design variables according to the characteristics of soft ground.

최근 저탄소 녹색성장이 대두되면서 정시적이고 안정적인 수송체제로서 철도의 관심이 고조되고 고속철도 및 신선철도 등 철도의 건설이 지속적으로 진행되고 있으며 이에 따라 연약지반 위에 철도노반을 건설하는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 부전-마산 복선전철사업 중 연약지반 상에 경량기포콘크리트를 이용한 piled-raft 공법의 철도노반 적용성에 관하여 실내실험 및 수치해석을 통하여 검증하였다. 수치해석 결과 압축강도 7MPa, 인장강도 0.35MPa, 휨강도 3.2MPa의 결과를 얻었으며, 말뚝간격 2.5D, 3.5D에 따라서 1.1배 차이가 나타났다. 경량기포콘크리트를 이용한 piled-raft 공법을 철도노반에 적용할 경우 충분한 안정성을 확보할 수 있었고, 말뚝간격은 3.5D로 시공할 경우 충분한 안정성 및 경제성을 확보할 수 있었다.

본 연구에서는 연약지반에서의 경량콘크리트포장을 적용할때의 안전성 평가를 위해 실제 포장체 사이즈의 1/30으로 축소한 모형을 이용하여 시험을 실시하였다. 연구에서 경량콘크리트 물성을 상사비를 통하여 알류미늄 슬래프 형태로 적용하였으며 슬래브를 지지하는 말뚝 또한 일반 지름 30cm 콘크리트 말뚝을 상사비를 적용하여 알류미늄으로 적용하였다. 연약지반은 카올리나이트를 물과 혼합하여 조성하였으며 연약지반층 하부에는 모래지반을 조성하였다. 시험은 지반조성 후에 포장체를 지반에 관입하고 원심모형실험을 통해 1시간 가량 조성지반에 안정화를 시킨 후 횡방향으로 하중을 가하여 경량콘크리트포장 모형의 안정성를 평가하였다. 시험결과 1G level에서 실험이 끝나는 순간까지 모형의 평균 침하량은 약 4mm의 침하량을 보였으며 30G level에서 안정화하는 1시간동안 1mm의 침하량을 보였다. 또한 횡방향 하중재하시 유한요소 해석을 통한 말뚝이 저항할 수 있는 횡하중 7kg에서 횡방향 변위가 일어나지 않았다.

본 연구는 최근 지반공학 기술의 발전에 따라 성토제체의 자중을 가볍게 하기 위한 방안의 일환으로 화력발전소에서 발생되는 다공성의 바텀애시를 골재로 활용한 모르타르 슬러리 내부에 기포를 혼합한 경량성토공법의 활용성을 평가하고자 하였다. 개발한 경량성토층을 연약지반의 상부에 적용하였을 때 지반거동을 관측하기 위하여 모형시험기를 제작하였으며, 단계적으로 하중을 증가시켜 지반의 거동과 변형값을 측정하였다. 또한, 연약지반 현장에서 실용화되고 있는 표층고화공법과 침하량, 지반융기량, 한계하중값을 비교함으로써 개발한 기술의 효과를 비교, 검토하였다. 모형시험을 통한 관측결과, 타 연약지반처리공법과 달리 본 성토는 강도가 높아 지반변형 크기는 작은 반면 지반변형의 영역은 넓은 것으로 나타났으며, 하중-침하량과 융기량이 기존 표층고화공법에 비해 작게 나타나고 있어 연약지반 활용에 효과적인 것으로 평가되었다.

준설매립후 연직배수공법을 적용하여 지반개량을 수행하는 대규모 국가산업단지 조성 프로젝트를 대상으로, 각 심도별 채취된 불교란 시료를 이용하여 물리즉 특성 및 압밀 특성 등을 분석하기 위한 실내시험을 실시하였으며, 수평 압밀계수 및 현장 초기응력 산정을 위한 콘 관입 및 소산시험을 수행하였다. 지층을 구성하고 있는 하부의 원지반 점토층과 상부의 준설 매립층은 유사한 해성점토로 구성되어 있으나, 초기 간극비와 초기 함수비, 초기 응력상태, 방향별 투수성과 압축성 등의 압밀특성에 있어서는 시간경과에 따른 압밀거동에 있어 매우 큰 차이를 보이는 다층 지반의 특성을 띠고 있다. 압밀과 관련된 응력이력이 다른 두 지층의 초기응력을 산정하기 위하여 콘 관입시험 및 소산시험시의 간극수압 측정결과를 분석하였으며, 이를 통해 압밀이 진행중인 하부 원지반 점토층에서의 매립하중과 상부 성토에 의한 각 심도별 과잉간극수압 분포 및 이를 통한 초기응력을 산정할 수 있었다.

The effect of plastic board drains (PBDs)on ground improvement was checked out considering three crucial factors: ground settlement, undrained shear strength, and residual water head. First, the settlement analysis including initial settlement induced by reclamation of sand mat was conducted by back calculation analysis with measured data. Its result showed toot the PBDs used for this site worked well on improving soft ground. Secondly, the undrained shear strength was investigated by laboratory and in-situ tests including unconsolidated-undrained triaxial compression (UU) tests, unconfined compression tests, in-situ vane tests, and cone penetration tests. From the test results, they showed that the undrained shear strength of the improved ground by PBDs was significantly increased as well as the strength increasing ratio especially 10~15m below the ground surface on site. Thirdly, the residual water head measurement from the in situ dissipation test was found the same as the static water head, which indicated primary consolidation was completed and the effect of soil improvement with PBDs can be confirmed.