수치해석을 통한 성토지지말뚝공법의 침하 특성 분석

초록

국내 철도 및 도로의 연약지반 통과 구간은 약 10% 이내의 범위를 보이고 있으며, 연약지반 통과를 위하여 치환공법과 교량공법이 주로 적용되고 있다. 치환공법의 경우 방치기간(압밀기간) 확보에 어려움을 겪고 있으며, 교량의 경우 호남고속철도 설계에 따르면 건설비가 400억원/km에 달하기 때문에, 공사기간 확보 및 건설비를 절감하기 위한 대책이 필요한 실정이다. 또한 신설노선은 고속화에 따른 침하 제한 기준이 엄격해지고 있는 실정이다. 압밀촉진을 통한 연약지반처리공법은 잔류침하 기준을 만족시키는 것이 거의 불가능하다. 말뚝지지구조형식을 이용한 침하억제형 구조가 잔류침하량을 만족할 수 있는 거의 유일한 연약지반 대책공법이다. 침하억제형 말뚝지지구조는 연약지반처리공법의 일종으로 성토 및 상부하중을 말뚝을 통하여 지지력이 양호한 지반에 전달하여 연약지반 자체의 압밀침하에 영향을 받지 않기 때문에 장기침하를 근본적으로 억제하는 능동적인 공법이다. 이러한 성토지지말뚝공법은 유럽, 미국 및 중국에서 활발히 연구되고 있으며, 특히 중국의 경우 최근 고속철도 약 150km구간에 적용된 공법으로 국내 지형조건 및 차량조건의 기술 검증이 완료된다면 국내 적용에 어려움이 없을 것으로 판단된다. 따라서 국내 현황을 고려한 성토지지말뚝공법의 침하 안정성 검토를 통해 국내 침하 기준과의 적합성에 대한 검토를 수행하였다.