보강토 공법은 성토체 내부에 보강재를 삽입함으로서 흙의 공학적 특성을 개선하며,
건설공사 현장에서 쉽게 구할수 있는 흙을 사용하여
보강토 옹벽, 보강토 교대, 보강성토사면, 기초지반 지지력 보강 등
다양하게 응용할 수 있다.
목차
- 보강토 공법의 응용
- 보강토옹벽
- 보강토 교대
- 보강성토사면
- 보강제방
- 기초보강
보강토 공법의 응용
흙 속에 삽입된 보강재는 주변 흙과의 결속력에 의하여 토체의 변형을 억제하고 보강토체를 일체로 작용할 수 있게 해 준다. 이러한 보강토 공법은 보강토 옹벽, 보강토 교대, 보강성토사면, 보강제방, 기초지반의 지지력 보강 등 다양한 분야에서 적용할 수 있다.
보강토옹벽
값싸고 구하기 쉬운 건설재료인 흙의 취약점을 보완한 보강토 공법은 기존 현장타설 콘크리트 옹벽을 대신하여 보강토 옹벽(그림 2. a) 참조)으로 적용할 수 있으며, 이러한 보강토 옹벽은 흙으로 된 연성구조물이므로 기초지반에 가해지는 접지압이 분산되어 일반 철근 콘크리트 옹벽 보다 지지력이 약한 지반에도 적용할 수 있다는 장점이 있다(그림 2. b) 참조).
보강토 교대
또한 교량의 상부구조물을 지지하고 배면토압에 저항해야하는 교대에 보강토 공법을 적용하면 구조물의 단면을 감소시킬 수 있어 경제적인 장점이 있다.
기존 RC교대는 교량 상부구조물로부터 오는 하중과 배면토압을 동시에 지지해야하기 때문 단면이 커져 공사비가 많이 드는 단점이 있다. 또한, 교대 구조물은 옹벽보다 더 큰 지지력이 필요할 수 있으며, 기초지반의 지지력이 부족한 경우에는 별도로 파일기초를 설치해야 하므로 경제성은 더욱 떨어진다.
교대 구조물에도 보강토 공법을 적용할 수 있으며, 보강토 교대는 교량 상부구조물의 하중을 보강토 겨대가 직접 지지하는 방법(그림 3. b) 참조), 보강토 교대 내에 설치된 파일기초가 교량 상부구조물을 지지하는 방법(그림 3. c) 참조), 보강토 교대와는 별개로 외부에 설치된 파일구조물이 교량상부구조물을 지지하는 방법(그림 3. d) 참조) 등으로 적용할 수 있다.
보강토 교대 내부 또는 외부에 설치된 파일 기초가 교량 상부구조물을 지지하면, 보강토 교대는 배면토압에만 저항하면 되므로 경제적인 교대 구조물을 적용할 수 있다.
보강성토사면
일반적으로 성토사면은 표면이 경사져 있으므로 토체는 더 큰 안정성을 확보하기 위하여 잠재활동면을 따라 하향으로 이동하려는 경향이 있으며, 사면의 자중 및 외부하중에 의한 전단응력이 흙의 전단강도 보다 커지게 되면 활동에 의한 파괴가 발생할 수 있으므로, 성토사면은 이러한 활동에 대한 안정을 확보할 수 있도록 충분한 경사를 가져야 한다.
이러한 성토사면에 보강토 공법을 적용하면 급경사면을 가진 보강성토사면(reinforced soil slope)을 구축할 수 있다(그림 4. 참조).
보강제방
연약지반 상에 제방을 축조하는 경우, 제방의 성토하중으로 인한 전단응력이 지반의 전단강도를 초과하면 붕괴로 이어질 수 있으나, 성토제방 하부에 보강재를 포설하면 활동에 대한 저항력이 증가되어 안정하게 보강성토제방(reinforced embankment)을 구축할 수 있다(그림 5. 참조).
기초보강
확대기초나 철도노반 등의 지지력이 부족한 경우에도 하부지반에 여러 층의 보강재를 포설하여 지반의 지지력을 개선할 수 있다(그림 2. d) 참조).
마무리
성토체 내부에 흙과의 결속력이 우수하고 인장강도가 큰 보강재를 삽입하면 전단강도가 개선된 새로운 보강토체를 형성할 수 있는데, 흙과 보강재 사이의 결속력에 의하여 보강토체의 변형이 억제되고 외력에 대한 저항력이 커진다.
이러한 보강토체를 토류구조물에 적용하면 기존 옹벽구조물이나 교대 구조물을 을 대체할 수 있고, 성토사면에 적용하면 일반 성토사면보다 사면경사가 가파른 보강사면을 형성하여 부지의 활용도를 높일 수 있다. 또한, 연약지반 상에 성토를 할 때 저면에 보강재를 설치하면 사면활동 파괴없이 연약지반 상에서 성토가 가능하다.
이렇듯 보강토 공법은 토목분야에서 다양하게 적용할 수 있다.
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