문제] 석축 붕괴 원인과 방지 대책에 대하여 기술하시오.
답]
I. 개요
① 석축은 자중과 마찰력으로 토압과 수압에 저항하는 구조물이다.
② 석축의 붕괴는 주로 기초 지반의 지지력이 부족하여 침하를 일으키나 돌의 마찰력이 부족한 곳에서 돌이 빠져나올 때 일어난다.
③ 석축을 안전하게 시공하려면 기초지반을 견고히 하고, 돌쌓기 방법에서 마찰력의 감소를 초래하는 방법은 절대로 피해야 한다.
Ⅱ. 안정 조건
1) 활동
① 석축의 뒷면에 작용하는 횡토압의 수평력보다 기초 저면에서의 마찰력이 커야 한다.
② 안전율(Fs) = 기초 저면에서의 마찰력의 합계 / 수평력의 합계 > 1.5
2) 전도
① 석축에 작용하는 수직력의 합(저항 Moment)이 수평력의 합(전도 Moment)보다 커야 한다.
② 안전율(Fs) = 저항 Moment / 전도 Moment > 2.0
3) 지지력
① 기초지반에 작용하는 최대압력이 지반의 허용 지지력을 넘어서는 안된다.
② 안전율 (Fs) = 지반의 허용 지지력 / 연직력의 합력 ≥ 1.0
III. 석축 붕괴의 원인
1) 배수공 설치 불량
- 설치 전격, 배수구멍 막힘.
2) 석축쌓기 불량
① 무리한 높이 시공
② 줄눈시공불량
③ 콘크리트 시공 불량
3) 석재 불량
① 석재의 규격미달, 재질의 불균질
② 석재의 품질이 불량하여 석축의 강도와 내구성 저하
4) 기초지반 침하
① 기초지반, 연약지반에 대한 처리 불량
② 지반의 지지력 부족, 부등침하
5) 배수불량
① 지표수, 지하수 처리 불량
② 축대 전면 배불림
6) 상수도관 파열
① 석축 배면 매설 상수도관 파열
② 수압 증가 석축 붕괴
7) 뒤채움 불량
① 다짐시공 불량
② 뒤채움 높이 시공 불량으로 투수성, 강도 저하
8) 동결 융해
① 동결융해 반복으로 재료 부식
② 재료분리 발생
9) 뒤채움재 불량
* 입도 투수성 ⇒ 암축성 강도 ⇒ 시방규정 부적합 ⇒ 배수불량 ⇒ 토압증가 ⇒ 석축붕괴
10) 줄눈시공 불량
① 줄눈의 위. 아래 연속 시공 불량
② 석축의 맞물림 불량으로 석축 변형
Ⅳ. 방지 대책
1) 기초지반 처리 철저
① 지반조사 치환, 굴착
② 쇄석 포설, 진동 다짐, 약액주입 배수처리, 지지력 확보
2) 뒤채움 시공 철저
① 최대치수 150mm 이하, 강도, 입도 ⇒ 시방규정 ⇒ 붕괴방지
② 다짐두께는 20cm 층다짐 ⇒ 램머 다짐
③ 석축 쌓기 높이와 병행시공
3) 배수시설 철저 시공
① 배수 구멍은 12m²당 1개소
② PVC pipe 규격 65~100mm
③ 석축 상.하부에 배수측구 설치
④ 배수 구멍이 막히지 않도록 유의
4) 적합한 석재 재료 사용
① 크기, 형상이 시방 규정에 적합
② 표면은 거칠고, 강도, 내구성이 큰 재료
③ 비중은 2.5이상, 압축강도 50Mpa 이상
5) 석축 쌓기 시방 규정 준수
① 1일 1.2m이상 쌓기 금지
② 압력 방향에 직각 쌓기
③ 이음부는 엇갈리게 쌓기
④ 석축 구배, 높이 규정 준수
6) 적합한 뒤채움 재료 선정
① 소요강도 확보 및 다짐 용이, 투수성이 좋은 재료
② 대소 입도가 적당히 혼합된 재질이어야 한다.
7) 신축 줄눈 설치 규정 준수
① 온도변화, 건조수축 변형 방지
② 신축 줄눈 설치 규정
8) 뒤채움 Concrete 타설 관리 철저
① 석축 쌓기 높이와 병행 시공
② 양생포를 덮어 10시간 이상 습윤 양생
9) 석축 배면 지중매실물 파열 여부 관리 철저
10) 콘크리트 품질관리 철저
V. 결론
1) 석축의 주된 붕괴 원인은 돌쌓기 뒷면과 물빼기의 불완전으로 인한 토압의 증가 또는 기초지반의 침하에 기인한 것이다.
2) 사전조사 및 안정성 검토 시공관리 계획을 철저히 하여 붕괴를 사전에 예방하여야 한다.
2024.06.20 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공기술사 서브노트 : 건축공사 시 재해발생 요인과 개선방향을 기술하라.