해성점토층에서 SRC 지반보강에 관한 현장적용성 평가

이승준(Seungjun Lee),이석영(Seogyoung Lee),천병식(Byungsik Chun) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.1

현재 서해안 지역에는 대규모의 항만공사 및 간척사업 등 대규모의 투자와 개발이 집중되고 있는 실정에 있어 연약지반 처리라는 문제점이 큰 이슈가 되고 있다. 그리고 연약지반 보강 시 지반보강을 위한 공법은 사용목적과 지반조건 및 시공여건, 공사비 등을 고려하여 주입공법을 선정해야 하며, 고압분사주입공법 중 SRC공법은 강제 압송 충전시키는 방법으로서 지반의 특성과 무관하게 균질한 강도를 가지는 개량체 조성이 가능하며, Slime 발생량이 적어 환경에 대한 영향을 적게 받는 이점을 가진다. 이에 본 연구에서는 경기도 화성시 전곡리 주변 조석 차가 비교적 큰 서해안 지역의 해성점토층 지반을 대상으로 하여 SRC공법을 시공하여 지반보강 및 현장적용성에 대해 평가하고자 한다. SRC공법 현장적용 결과, 시추작업에 의해 측정된 일축압축강도시험 결과 재령 28일 강도 값이 14,700~31,800kN/m2으로 5,333kN/m2 이상의 설계기준을 모두 만족하였다. 따라서 서해안 해성점토층 지반에 SRC공법을 시공하여 지반보강에 관한 현장적용성의 평가 결과 우수한 강도 값을 나타내었으며, 이는 곧 내구성 또한 뛰어난 것으로 입증된다고 사료된다. Currently, the west coast has focused on large-scale investment and development, such as harbor construction work and land reclamation projects, with soft ground grouting issues being the major concern. In addition, grouting for soft ground reinforcement is definitely considered that construction purpose, soil condition, construction situation, and construction costs. The SRC method, which is a high pressure injection method, can easily produce well-distributed strength regardless of soil characteristics and is environmentally friendly. Therefore in this study, the SRC method was applied to marine clay on the west coast where located Jeongok-ri, Seosin-myeon, Hwaseong-si, Gyeonggi-do, Korea as well as estimated of the ground reinforcement and the application on the site. The results of the application on the site by SRC method indicated age 28 day strength is 14,700~31,800kN/m2 which is satisfied the criterion of unconfined compressive strength that more than 5,333kN/m2. Therefore the result that the SRC method constructed marine clay on the west coast indicated the outstanding strength as well as excellent durability.

미시추 구간의 지반 층상정보 예측을 위한 정규 크리깅 및 인공신경망 기법의 비교

전찬준,최창호,조진우 한국지반환경공학회 2019 한국지반환경공학회논문집 Vol.20 No.3

A large amount of site investigation data is essential to obtain reliable design value. However, site investigations are generally insufficient due to economic problems. It is important to estimate the ground profile information in unboring region for accurate earthwork-volume prediction, and such ground profile information can be estimated by using the geo-statistical approach. Furthermore, the ground profile information in unboring region can be estimated by training a model via machine learning technique such as artificial neural network. In this paper, artificial neural network-based model estimated the ground profile information in unboring region, and this results were compared with that of ordinary kriging technique, which is referred to the geo-statistical approach. Accordingly, a total of 84 ground profile information in an actual bridge environment was split into 75 training and 9 test databases. The observed ground profile information of the test database was compared with those of the ordinary kriging technique and artificial neural network. 확한 토공량 설계를 위해서는 충분한 량의 지반조사 자료가 필요하나 비용적인 문제로 인하여 제한적인 지반조사가 수행되고 있다. 정확한 토공량 예측을 위해서 지반의 층상정보를 추정하는 것은 중요한 사항이며, 이러한 제한적인 지반조사 데이터로부터 정확한 토공량 예측을 위해서는 지구통계학적(geo-statistical) 분석방법으로 지반 층상정보를 예측할 수 있다. 또한, 기시추된 지반 층상정보를 활용하여 기계학습을 통하여 모델을 학습하여 미시추된 지반 층상정보를 예측할 수도 있는데, 본 논문에서는 인공신경망을 통하여 미시추된 지반 층상정보를 예측하고 기존의 정규 크리깅 기법과 성능을 비교한다. 이를 위하여, 84공의 지반 층상정보를 활용한다. 84공의 지반 층상정보의 데이터셋 중에서 75공을 학습 데이터셋으로 활용하였고, 나머지 9공을 검증 데이터셋으로 활용하였다. 검증 데이터셋의 실측된 지반 층상정보와 정규 크리깅 기법과 인공신경망으로 예측된 지반 층상정보를 비교 분석한다.

지반함몰 방지를 위한 지하수 재주입 실험적 연구

신은철(Eunchul Shin),박춘성(Chunsung Park) 한국지반환경공학회 2017 한국지반환경공학회논문집 Vol.18 No.5

지하수위 저하를 방지하기 위한 방법으로 지반 굴착에 따라 배출된 지하수를 대상 지반에 다시 재주입함으로써 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하를 방지하는 방법에 관한 연구이다. 지하수 재주입에 따른 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하를 분석하기 위해 지하수 재주입 여부와 흙막이 벽체 배면으로부터 거리 등 조건을 달리하며 재주입정 위치별 효과를 확인할 수 있는 실내모형실험을 수행하였다. 실험을 통해 지하수위에 영향을 미치는 인자와 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하경향을 분석하고, 지하수 재주입에 따른 지반함몰 방지효과에 대한 연구를 수행하였다. 지하수위의 영향을 고려한 침하분석 결과, 흙막이 전면을 굴착할 때 지하수위 저하에 따라 지표면 침하가 발생, 흙막이 벽체 배면에서 최대가 된다. 또한 흙막이 길이를 기준으로 흙막이 벽체배면으로부터 재주입정 위치별 거리 비에 따라 침하량이 달라지는 것으로 분석되었다. 지하수의 영향에 의한 지반함몰 및 침하를 방지하기 위한 방법으로 흙막이 벽체 배면으로부터 가까운 위치에 지하수를 재주입 할 때 지반함몰 및 침하 방지 효과가 크고 최대 침하영향거리도 감소하는 것으로 분석되어 지하수 재주입정 공법의 지반함몰 방지효과를 확인하였다. It is a method of suppressing back ground subsidence by re-injecting groundwater back to the target ground and recovering the underground water level. In order to analyze the subsidence of the back ground due to maintaining the underground water level, indoor model experiments were conducted. Through this study, the factors influencing on the groundwater and the tendency of subsidence back ground by experiments were analyzed and the effect of ground subsidence by reinfusion of groundwater was also investigated. As a result of the subsidence analysis with considering only the influence of the underground water level, the settlement of the ground occurs as the underground water level at the time of ground excavation goes down. The closer to the back of the retaining wall, the maximum settlement occurred. Moreover, it was analyzed that the influence distance where subsidence occurs from retaining wall to the point of about 1.8 H on the basis of the ground collapse. The most effective location of water reinjection is the closet location to the back of braced-cut wall for reducing the groundwater down and also minimizing the ground settlement.

단계성토에 따른 연약지반의 전단강도 및 압밀거동 특성

방성택(Seongtaek Bang) 한국지반환경공학회 2020 한국지반환경공학회논문집 Vol.21 No.7

해성점토로 구성된 서남해안 지역의 연약지반은 퇴적물의 성분, 입자크기의 분포, 입자형상, 흡착이온 및 간극수의 특성, 조류, 온도 등에 의해 많은 영향을 받는다. 또한, 응력이력, 간극수의 변화, 용탈과정, 가스형성 등의 지반공학적 특성은 매우 복잡한 양상을 나타내고 있다. 본 연구에서는 서남해안 연약지반을 대상으로 압밀에 따른 강도증가 특성을 규명하기 위하여 현장시험 및 실내시험을 통하여 연약지반의 물리적・역학적 특성을 평가하고 성토하중에 의한 지반의 침하, 간극수압, 수평변위 등 연약지반의 압밀거동을 파악하기 위하여 간극수압계, 침하계, 경사계, 층별침하계 등의 계측기를 설치하고, 지반의 전단강도증가를 확인하기 위해 단계별로 피에조콘 관입시험을 실시하였다. 이와 같은 실험을 통하여 단계별 성토에 따른 지반의 전단강도증가를 확인하고 압밀침하량을 측정하여 기존에 제시된 경험적 방법 및 이론에 의한 강도증가와 압밀측정치를 비교하여 강도증가율 및 압밀거동을 분석하였다. The soft ground in the southwest coastal area composed of marine clay is greatly influenced by sediment composition, particle size distribution, particle shape, adsorption ions and pore water characteristics, tide and temperature. In addition, the geotechnical properties are very complex due to stress history, change in pore water, dissolution process and gas formation. In this study, the physical and mechanical properties of the soft ground were evaluated through field tests and laboratory tests to investigate the strength increase characteristics according to consolidation on the soft ground in the southwest coast. In addition, in order to understand the consolidation behavior of soft ground such as subsidence, pore water pressure, horizontal displacement of soil by embankment load, measuring instruments such as pore water pressuremeter, settlement gauge, inclinometer and differential settlement gauge was installed, and a piezocon penetration test was carried out step by step to confirm the increase in shear strength of the ground. Through this, it was confirmed that the shear strength of the ground is increased according to the stages of filling. In addition, by evaluating the properties of consolidation behavior, strength increase and consolidation prediction by empirical methods and theories were compared to analyze the characteristics of strength increase rate and consolidation behavior in consideration of regional characteristics.

2026 한국지반공학회 봄학술발표회 세션별 후기

김병수,정성훈,임정열,김한샘,이창호,장준봉,구태서,고길완,고규현,박상우,나선홍,최현준,이석재 한국지반공학회 2026 지반 : 한국지반공학회지 Vol.42 No.3

배수삼축압축시험을 통한 SCP 시공과정 중 정지토압계수 평가

권영철(Kwon, Youngcheul) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.11

모래다짐말뚝(SCP)는 연약지반 내에 다짐에 의해 형성된 모래말뚝을 조성하여 지반 개량효과를 극대화하는 공법이다. 점성토 지반에서는 압밀촉진 및 배수 효과, 느슨한 모래지반에서는 다짐 등을 통해 액상화 대책공법으로 주로 사용되고 있다. SCP의 설계에 있어 강성이 큰 SCP 본체 부분도 함께 고려하지 않으면 과도하게 안전을 고려한 설계가 되며 시공비용이 늘어나 경제적으로도 불리할 가능성이 매우 높다. SCP 타설에 의한 지반 내의 응력상태의 변화나 다짐 메커니즘에 대해서는 지금까지의 연구 결과에 의해 어느 정도 구명되었으나, SCP와 원지반을 복합지반으로 고려한 연구는 사례가 적어 충분히 설명될 만큼 연구 성과를 얻지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 SCP 개량지반을 SCP와 원지반으로 구성된 복합지반으로 취급하였으며, SCP 타설에 의한 응력상태나 밀도변화를 모사한 요소시험(CID test)을 수행하여 SCP 시공에 따른 원지반의 응력상태의 변화를 K0와 SCP 치환율의 관계를 통해 고찰하였다. 동시에 반복삼축압축 시험장치를 이용하여 SCP의 시공과정을 실내에서 재현할 수 있는지에 대해도 검토하였다. 시험결과 SCP 시공 초기 원지반의 응력상태의 변화가 가장 크게 발생하고 있으며, 특정 시점 이후에는 SCP 시공을 위한 진동이 지반의 응력특성 변화에 큰 영향을 미치지 못하고 있었다. 또한 SCP에 의한 원지반의 거동을 실내에서 재현하기 위해서는 케이싱 진동에 해당하는 반복재하를 실시하는 것이 반드시 필요하다고 판단된다. SCP is a construction method that maximizes the effects of ground improvement by creating sand piles, which are formed by the compaction within soft ground. SCP is mainly used for consolidation and drain effects in clayey soils, and as a liquefaction countermeasure through effects such as compaction in loose sandy soils. In the design of SCP, if the sand piles with high stiffness are not taken into account, it can become a design that overly considered safety, and increased construction costs are highly likely to cause economic disadvantages. The changes in stress conditions and compaction mechanisms in the subsurface have been identified to a certain extent by study findings to date. However, the studies that considered SCP and in-situ ground as composite ground are fairly limited, and therefore, those studies have not achieved enough results to fully explain the relevant topics. In this study, the ground improved by SCP was regarded as the composite ground that consists of SCP and in-situ ground. Moreover, employing a CID test, this study examined the changes in the stress conditions of in-situ ground according to the installation of SCP through the relations between K0 and SCP replacement ratio. At the same, whether the SCP installation procedure can be recreated in a laboratory was examined using a cyclic triaxial test. According to the test results, the changes in the stress conditions of the original ground occurred most largely in an initial stage of SCP installation, and after a certain time point, the vibration for SCP installation did not have a great influence on the changes in the stress conditions of the ground. Moreover, in order to recreate the behaviors of in-suit ground according to SCP in a laboratory, cyclic loading, which corresponds to casing vibration, was concluded to be essentially required.

3차원 지반모델링 기반의 지반함몰 위험 지반 레이어 개발 방법

강정구(Junggoo Kang),강재모(Jaemo Kang),박준환(Junhwan Parh),문두환(Duhwan Mun) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.12

도심지에서 빈번하게 발생하는 지반함몰 사고는 지하시설물의 노후화, 지하개발 활동에 따른 지반의 교란과 지하수 변화 등 다양한 원인에 의해 발생하고 있다. 지반함몰 위험을 사전 예측하기 위해서는 지반함몰 사고에 영향을 미치는 인자들에 대한 지반 공학적 및 수리학적 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 현재 운영되고 있는 지반조사 데이터 및 지하수위 변동 정보를 이용하여 지반함몰이 발생한 연구대상 지역의 3차원 지반모델링 및 월별 지하수위에 대한 자료 분석을 수행하였으며, 이를 활용해 실제 지반함몰 발생 이력과 지반조건 및 지하수위 변화와의 관계성을 확인하였다. 또한, 기존 시추정보에서 통일 분류 체계(USCS)에 따라 제시된 흙의 공학적 특성을 지반함몰과 연관된 공학적 지표인 흙의 내부 침식 민감도로 재구성하여 지반함몰 위험도를 가시화하는데 활용하는 방법론을 제시하였다. 연구결과, 지반함몰 발생 지역의 지반은 내부 침식이 취약한 모래(SM, SC, SP, SW)가 40% 이상 구성되어 있음을 확인했으며, 지하수위 변화에 따른 지반함몰 발생빈도와의 관계성도 확인할 수 있었다. The deterioration of underground facilities, disturbance of the ground due to underground development activities, and changes in ground water can cause ground subsidence accidents in the urban areas. The investigation on the geotechnical and hydraulic factors affecting the ground subsidence accident is very significant to predict the ground subsidence risk in advance. In this study, an analysis DB was constructed through 3D ground modeling to utilize the currently operating geotechnical survey information DB and ground water behavior information for risk prediction. Additionally, using these results, the relationship between the actual ground subsidence occurrence history and ground conditions and ground water level changes was confirmed. Furthermore, the methodology used to visualize the risk of ground subsidence was presented by reconstructing the engineering characteristics of the soil presented according to the Unified Soil Classification System (USCS) in the existing geotechnical survey information into the internal erosion sensitivity of the soil, Based on the result, it was confirmed that the ground in the area where the ground subsidence occurred consists of more than 40% of sand (SM, SC, SP, SW) vulnerable to internal erosion. In addition, the effect of the occurrence frequency of ground subsidence due to the change in ground water level is also confirmed.

지반침하로 인한 지하공동 복구재료의 현장적용성 평가

방성택(Seongtaek Bang),백승주(Seungju Baek) 한국지반환경공학회 2020 한국지반환경공학회논문집 Vol.21 No.3

최근 도심지에서 많이 발생되는 지반함몰은 교통흐름에 방해가 될 뿐만 아니라 재산적인 손실과 함께 인명피해도 심각하게 발생되는 등 시민들의 안전을 위협하는 요인이 되고 있다. 따라서 함몰된 지반을 긴급하게 복구하여 추가 피해에 대비하여야 하는데 현재 국내의 지반 함몰에 대한 구체적인 기준이 미흡하고 함몰 원인의 정확한 규명 및 재발생에 대한 대책이 미흡한 실정이다. 함몰된 지반의 복구방법으로는 함몰된 흙을 재사용하여 되메우기를 하거나 기타 성토재료를 사용하여 되메움 한 후 도로를 포장하는 방법을 가장 많이 사용하고 있는데 이는 지반함몰을 일시적으로 방지하는 방법에 불과할 뿐 근본적인 해결책으로 볼 수 없다. 또한 이러한 방법으로 보강된 지반은 되메움재의 불량 및 다짐불량 등으로 인하여 추가적인 지반함몰이 발생될 가능성을 배제할 없다. 이 연구에서는 지반 침하로 발생된 지하공동의 복구에 활용할 수 있는 복구재료로써 개량된 준설점토의 공학적 특성을 분석하기 위하여 친환경고화재(EHSM) 및 화강풍화토의 혼합비율을 변화시켜 제작한 공시체에 대한 일축압축강도시험을 수행하였으며, 복구재료의 환경변화에 따른 강도 특성을 규명하기 위하여 동결융해시험을 수행하고 각 단계별 시험이 종료되면 강도분석을 위하여 일축압축강도 시험 및 동탄성시험을 수행하였다. 또한 복구된 지반의 강도특성을 평가하기 위하여 동평판재하시험을 실시하여 복구된 지반의 개량효과를 검증하였다. Recently, ground pits that have been occurring frequently in urban areas are hindering traffic flow and causing property damages and loss of human life, acting as factors that are threatening the safety of citizens. Therefore, sunken ground must be quickly restored and provisions must be made for additional damage but current domestic detailed standards regarding ground pits and accurate definitions regarding causes and measures to be taken for reoccurrences are lacking. Restoration methods of sunken ground include backfilling by reusing sunken soil or other fill material and paving the road and while this is the most often used method, this only prevents ground from sinking temporarily and can not serve as a fundamental solution. Also, additional ground pits can occur on ground that is reinforced using this method due to faulty backfill material or faulty hardening. This study used Eco-friendly High-Strength Material (EHSM) as restoration material that can be used in the restoration of underground cavities that have occurred due to ground subsidence to analyze the engineered characteristics of modified dredging clay and test pieces made from changed ratios of EHSM and weathered granite soil were uniaxial compression tests were conducted and freezing-thawing tests were conducted to study strength properties according to environmental changes of restoration material, and after tests were concluded by each level, uniaxial compression tests and dynamic elasticity tests were conducted for intensity analysis. Also, to evaluate strength characteristics of the restored ground, dynamic plate load tests were conducted to verify the improvement effectiveness of the restored ground.

기계학습 기반 지하매설물 속성 및 밀집도를 활용한 지반함몰 위험도 예측 모델

이성열,강재모,김진영 한국지반환경공학회 2023 한국지반환경공학회논문집 Vol.24 No.4

Ground subsidence shows a mechanism in which the upper ground collapses due to the formation of a cavity due to the movement of soil particles in the ground due to the formation of a waterway because of damage to the water supply/sewer pipes. As a result, cavity is created in the ground and the upper ground is collapsing. Therefore, ground subsidence frequently occurs mainly in downtown areas where a large amount of underground facilities are buried. Accordingly, research to predict the risk of ground subsidence is continuously being conducted. This study tried to present a ground subsidence risk prediction model for two districts of ○○ city. After constructing a data set and performing preprocessing, using the property data of underground facilities in the target area (year of service, pipe diameter), density of underground facilities, and ground subsidence history data. By applying the dataset to the machine learning model, it is evaluated the reliability of the selected model and the importance of the influencing factors used in predicting the ground subsidence risk derived from the model is presented. 지반함몰의 주요 발생원인은 지하매설물의 손상으로 알려져 있다. 지반함몰은 상·하수관의 손상으로 인한 물길 형성에 따른 지반 내 토립자의 이동으로 공동이 형성되어 상부지반이 붕괴되는 메커니즘을 보이고 있다. 따라서 지반함몰은 지하매설물의 밀집도가 높은 도심지를 중심으로 발생하고 있으며, 사고 발생 시 인명 및 경제적 피해를 야기하므로 사고에 대한 대비가 반드시 필요하다. 이에 따라 지반함몰 위험을 예측하기 위한 연구가 꾸준히 수행되고 있으며, 본 연구에서는 ○○시의 2개 구를 대상으로 지반함몰 위험도 예측 모델을 제시하고자 하였다. 대상 지역의 지하매설물 속성 데이터(활용년수, 관직경)와 지하매설물 밀집도, 지반함몰 이력 데이터를 활용하여 데이터셋을 구축하고 전처리를 수행한 뒤, 기계학습 모델에 적용하여 최적의 평가지표가 도출되는 모델을 선정하였으며, 선정된 모델의 신뢰도를 평가하고 모델에서 도출되는 지반함몰 위험도 예측 시 활용된 영향인자의 중요도를 제시하고자 하였다.

건조 모래지반의 상대밀도에 따른 무리말뚝의 동적거동특성

김흥태,강홍식,정구식,안광국 한국지반환경공학회 2023 한국지반환경공학회논문집 Vol.24 No.9

The lateral load which is applied to the pile foundation supporting the superstructure during an earthquake is divided into the inertia force of the upper structure and the kinematic force of the ground. The inertia force and the kinematic force could cause failure to the pile foundation through different complex mechanisms. So it is necessary to predict and evaluate interaction of the ground-pile-structure properly for the seismic design of the foundation. The interaction is affected by the lateral behavior of the structure, the length of the pile, the boundary conditions of the head, and the relative density of the ground. Confining pressure and ground stiffness change accordingly when the relative density changes, and it results that the coefficient of subgrade reaction varies depending on each system. Horizontal bearing behavior and capacity of the pile foundation vary depending on lateral load condition and relative density of the sandy soil. Therefore, the 1g shaking table tests were conducted to confirm the effect of the relative density of the dried sandy soil to dynamic behavior of the group pile supporting the superstructure. The result shows that, as the relative density increases, maximum acceleration of the superstructure and the pile cap increases and decreases respectively, and the slope of the p-y curve of the pile decreases. 지진 시 상부구조물을 지지하는 말뚝기초에 가해지는 수평 하중은 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력으로 구분된다. 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력은 서로 다른 복잡한 메커니즘을 통해 말뚝기초에 피해를 입힐 수 있기 때문에 지반-말뚝-구조물의 상호작용을 적절히 예측하고 평가하는 것이 말뚝기초의 안전한 내진설계를 위해 필요하다. 지반-말뚝-구조물의 상호작용은 구조물의 동적특성, 말뚝의 길이, 두부 경계조건 및 지반의 상대밀도에 영향을 받는다. 지반의 상대밀도가 달라지면 그에 따른 구속압 및 지반 강성이 변화하며 결과적으로 지반반력계수도 각 시스템에 따라 달라지게 된다. 말뚝기초의 수평방향 지지거동 및 극한지지력은 수평방향 하중조건 및 모래지반의 상대밀도에 따라 다르게 나타난다. 이에 본 연구에서는 건조된 모래지반의 상대밀도가 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 상대밀도가 증가함에 따라 상부구조물의 가속도는 증가하고 말뚝캡의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 p-y 곡선의 기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.