문제] 도로 공사 시 절토와 성토의 경계부에 발생하는 하자원인과 대책에 대하여 기술하시오.
답]
Ⅰ. 개요
① 절토와 성토의 경계부에는 지지력의 불균등, 풍수에 의한 성토체의 연약화, 다짐 불충분 등으로 침하발생이 우려된다.
② 경계부의 균열은 포장 파손의 원인이 되므로 성토 재료 선정 및 시공관리를 철저히 하여 단차를 예방해야 한다.
Ⅱ. 단자(부등침하)의 문제점
① 부등침하 발생
② 구조물 손상(측방유동)
③ 상부 포장체 파손
④ 성토체 지지력 저하
⑤ 교통 주행성 저하
--- > 안전성감소, 사용성 저하
Ⅲ. 하자(균열) 원인
1) 땅깍기부와 쌓기부의 지지력 차이
① 땅깍기부와 흡쌓기부의 지지력이 불균등
② 압축성 차이로 시공 후 단차 발생
2) 기초지반 처리 불량
① 벌개 제고 등 기초지반에 대하여 처리가 불량
② 성토 완료 후 부등침하 발생
3) 지반활동 발생(sliding)
① 기초지반과 성토부의 접착 불충분으로 지반 활동
② 층따기 시공 불량
4) 배수처리 불량
① 홈쌓기면의 배수 불량 시 우수 침투하여 침하 발생
② 침투수 → 유호응력감소 → 전단강도저하 → 단차
5) 성토체의 연약화
① 절, 성토 경계 구간에 지표수, 홍수 집중
② 성토체로 침투하여 지반 연약화로 침하 발생
6) 다짐 불량
다짐두께, 다짐횟수 ⇒ 다짐장비, 시험다짐 ⇒ 다짐순서, 성토재료 ⇒ 관리불량 ⇒ 침하발생
7) 성토재료 부적정
- 흙쌓기에 부적정한 재료 사용으로 배수성과 다짐도가 저하
8) 기초지반의 접사로 흙쌓기 만료 후 침하발생
- 기초지반이 경사져 있을때 부등침하 발생
IV. 방지 대책 (노반 축조시 유의사항)
1) 연약지반 처리 철저
치환공법, 압밀공법 ⇒ 탈수공법, 다짐모래말뚝 ⇒ 약액주입, 폭파공법 ⇒ 지반개량
① 사질토 점성토 지반에 적합한 공법 선정
② 사전조사를 철저히 한다
2) 접속구간 설치
① 단차로 인한 포장 파손 억제
② 땅깍기면과 상부 노상면 연결구간에 1:4 접속 구간 설치
3) 층파기 사용
① 원지반의 지표면 경사가 1:4보다 급할 경우 반드시 층따기 시행
② 충따기는 꼭 1.0m, 높이 0.5m 이상.
4) 지하 배수구 설치
① 상부노체면 또는 땅깍기면에 지하배수구 설치
② 유공관 맹암거로 유도 배수
5) 적합한 성토 재료 선정
① 재료 시험하여 결정
② 시방 규정에 적합해야 함
성토재료 → 잔류침하 小 , 투수성 小 → 전단강도 大 → 지지력 증대
6) 다짐시공 철거
① 현장다짐시험 실시 : 실내다짐 : Rdmax 결정, 들밀도시험 : Rd결정
② 다짐두께, 다짐장비, 다진횟수 결정.
③ 경계부 흙쌓기 다짐시공 철저 → 부등침하 방지
④ 다짐도 시방규정
7) 시공순서 준수
① 바깥에서 중심으로 다짐
② 상부포장체 변형방지
③ 배수구배 4%를 유지.
8) 여성토 시공
① 침하가 우려되는 곳에 여성호 실시
② 여성토는 침하량을 계산하여 침하만큼 여성토 실시
9) 기초지반 처리 철저 → 벌개제근, 부식토 제거
10) 직접 장비 선정
① 토질 특성에 맞는 적정 장비 선정
② 절토부와 성호부가 겹쳐지도록 다짐
11) 적정 시공 속도
① 편토압에 의한 단차가 발생하지 않게한다.
② 적정한 시공 속도 유지
12) 재료의 안정처리
① 흙쌓기 재료를 안정처리하여 공학적 성질 개선
② 다짐도 확보
13) 동질 재료 확보
① 땅깍기 부분은 흙쌓기부의 노상재료와 같은 재료로 되메우기
② 소정의 다짐도 균일하게
V. 품질관리
1) 평판재하 시험에 의한 지지력 Test.
2) proof Rolling에 의한 변형량 측정.
3) 현장밀도 측정에 의한 함수비 조절
4) 다짐시험에 의한 다짐도 확보
VI. 결론
1) 균열에 의한 단차를 방지하기 위해서는 흙쌓기 재료의 선정, 다짐 및 배수 등의 시공관리에 철저를 기하여야 한다.
2) 특히 재료 선정에 있어서는 주어진 재료를 안정처리 하여 공학적 성질을 개선시키는 등의 검토가 필요하다.
♦ 토공작업의 개발 방향
2024.05.17 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축공사 특기시방서 : 도배공사 특기시방서(特記示方書)