Research about Application Possibility of Afforestation Reinforced Soil Steep Slope by Nonwoven Geotextile

地 盤 工 學

第26卷 第4C 號·2006年 7月 pp. 239~245

부직포를 활용한 급경사 녹화보강토공법의 적용 가능성에 관한 연구

Research about Application Possibility of Afforestation Reinforced Soil Steep Slope by Nonwoven Geotextile

조용성*·구호본**·이춘길***

Cho, Yong-Seong·Koo, Ho-Bon·Lee, Choon-Kil

···

Abstract

The steep slopes have been increased of new roads, industrial site development and large scale residential development. The preservation administration and steep slope construction are currently investigated by many researchers in Korea. However, concrete retaining wall or reinforced soil (i.e. Block or Pannel) are being applied for the steep slope, which results in the front face form of the structure being limited. This research investigates the method that can make up afforestation environment- friendly circumstances during the construction of steep slope structure. It is considered that steep slope reinforced structure would be possible based on the monitoring results about earth pressure, horizontal displacement and consolidation quality gen- erated during the construction of whole constructing reinforced structure. Also, there no problems in grassy surface, drainage, and deformation in spite of rainy season after construction period and until now. So that the seeding soil layer surface rein- forced soil method could be adopt for steep slope reinforced structure and others.

Keywords : reinforced soil, concrete retaining wall, seeding soil layer, environment-friendly, steep slope

···

요 지

선진국 진입의 길목에 있는 우리나라는 급경사면 축조 및 유지관리에 심혈을 기울이고 있으나, 급경사면 축조를 위해 철 근콘크리트 옹벽이나 보강토 옹벽(블럭식, 판넬식) 등이 사용되어지고 있다. 이러한 구조체는 전면형태가 콘크리트 벽체로서 미관의 한계성과 친환경성이 부족한 상태이다. 본 연구는 녹화를 병행할 수 있는 식생토체를 형성하고 현장에서 발생된 불 량토를 보강재(부직포) 감싸기(wrapping)방법을 적용한 80

의 급경사 성토체를 현장에서 직접 축조하였으며, 보강성토체에서 발생될 수 있는 수평변위, 침하량 및 법면에서 발생된 토압 등에 대한 계측을 실시하여 분석하였다. 이러한 보강성토체의 계측 및 시간경과에 따른 법면의 식생활착 등에 대한 조사결과, 향후 녹화가 가능한 급경사 보강토 구조물에 대한 적용이 가능할 것으로 판단된다.

핵심용어 : 보강토, 콘크리트 옹벽, 식생토체, 친환경, 급경사

···

1. 서 론

국내 토목공사에 있어서 도로 및 대단위 택지개발에 있어 서 부지활용에 대한 노력이 활발하게 이루어지고 있는 실정 으로 , 부지경계 등의 문제에 직면할 경우 급경사 토목구조물 이 필연적으로 발생되고 있다 . ^{이러한 급경사 축조를 위해}

현재 콘크리트 옹벽이나 블록식 및 판넬식 보강토 옹벽이 사용되어지고 있다 . 특히 콘크리트 옹벽은 전면이 콘크리트 벽체로서 도로 이용자의 시각에 자연스럽지 못하고 시공높 이 증가에 따라 옹벽의 자중이 증가한다 . 또한 기초지반이 연약할 경우 별도의 기초지반 보강이 필요한 실정이다 . 보강 토 공법은 성토시에 일정한 인장강도를 가진 보강재를 포설 하여 외부환경에 의해서 발생하는 전단력이나 인장력에 견

디도록 흙을 보강하는 공법이다 . 보강토는 Henri Vidal

(1966) ^{이 고안한 테일알메} (Terre Armee) ^{공법이 세계적으로}

보급된 이래 각종 유사한 보강토 옹벽 및 보강성토공법이 주로 경제적인 이점에서 개발되어 사용되고 있다 . 최근 국내 에서 지오그리드를 사용한 블록형 보강토 옹벽의 시공이 급 속히 증가하는 있는 추세이지만 , ^{전면이 콘크리트를 활용한}

블럭을 사용하고 있어 자연친화적이지 못하다는 지적이 발 생되고 있다 . 또한 보강토옹벽 구조물에서 뒤채움 재료는 양 질의 재료를 사용하도록 규정하고 있어 이에 대한 재료 획 득이 어려워 상대적으로 공사비의 증가를 가져오는 경우가 종종 발생하고 있다 . 따라서 본 연구에서는 기존 급경사 보 강성토체 구조물에 있어서 인지되고 있는 문제점을 파악하 고 법면 전면에 녹화가 진행되어 토목구조물의 친근감과 동

*한국건설기술연구원국토지반연구부선임연구원

(E-mail : [email protected])

**정회원·한국건설기술연구원국토지반연구부수석연구원

(E-mail : [email protected])

***한국건설기술연구원국토지반연구부선임연구원

(E-mail : [email protected])

시에 주변환경과 일치시킬 수 있는 친환경구조물을 축조하 는 연구를 수행하였다 . 이러한 급경사 보강성토체를 실제 현 장에서 직접 시공하면서 법면에 식생이 성장할 수 있도록 식생토층을 형성하였으며 , 후면에서 초본이 성장할 수 있도 록 조성하였다 . 시공이후에도 우수 등의 외적환경에 의하여 식생토층의 유실 및 세굴현상 등에 대한 세심한 관찰이 이 루어졌다 . 또한 현장에서 발생된 저소성 점토 (CL) 를 사용하 여 불량한 조건의 뒤채움 재료로서의 가능성을 확인하고자 하였다 . 본 논문에서는 불량한 뒤채움재 및 보강재 ( 부직포 ) 를 활용한 급경사 보강성토체를 시공하였을 경우에 발생될 수 있는 수평변위 , 토압 및 침하량 등에 대한 계측결과와 식생 토체의 식생성장 등에 대한 일련의 과정에 대해서 서술하고 자 한다 .

2. 시험시공 2.1 개요

시험시공은 구조체의 전면이 콘크리트가 아닌 식물체가 성 장할 수 있도록 식물 생육기반 토체를 형성하였고 , ^보강성

토체의 조성은 토목섬유 ( 부직포 ) 을 활용하여 성토체를 50

cm 높이마다 다짐과 동시에 보강토 공법의 감싸기

(wrapping) 방법을 적용하여 안정성을 확보하였다 . 보강토옹

벽 전면에 시공된 생육기반 토체에서 시공 후 약 7~10 일

이 경과하면 초종의 발아가 시작되어 시간경과에 따라 전체 녹화가 이루어지도록 한 급경사 보강성토체를 구축하였다 .

보강성토체는 높이 (H) 5.0 m, 연장 35 m, 기울기 80

이며 ,

전체적인 거동을 분석하기 위하여 다짐토체의 침하를 계측 하기 위한 침하판과 벽면에 작용하는 수평토압을 측정하기 위한 토압계 및 벽면의 변위를 계측하기 위한 전면변위계를 설치하였다 .

2.2 현장조사

급경사 보강성토체를 구축하기 위하여 일차적으로 시험시 공 현장에 대한 육안조사 및 시료채취를 실시하였으며 , 시험 장소는 잡목과 수풀이 많은 상태이고 , ^{토질은 점토를 많이}

함유하고 있다 . 또한 토질의 색깔은 대부분이 황토색을 띄었 으며 , 부분적으로 모래가 섞인 사질토가 발견되었다 .

현장에서 시료를 채취한 후 , 기초지반에 대한 스웨덴식사 운딩 시험과 평판재하시험 (PBT) 을 실시하였으며 , 시험위치는 그림 1 에 나타내었다 . 스웨덴식사운딩 시험결과 추정 N 치는

관입깊이 6.7 m 이내에서 약 10 내외로 연약한 지반을 보여

주고 있으며 , 결과를 그림 2 에 나타내었다 . 또한 시험 중

기초지반 약 1.5 m 내외에서 지하수가 확인되었다 . 그림 3

은 평판재하시험의 결과에 대하여 하중과 침하량 관계를

logP-logS 그래프로 도시한 결과로 항복하중강도는 17.5

kPa, 항복시 침하량이 35.7 mm 로 조사되었다 .

2.3 실내시험

보강성토체 구축을 위한 성토재료에 대한 기본적 물리·역 학적 자료를 확보하기 위하여 성토재료에 대한 물리시험 및 전단시험을 수행하였다 . 성토재료에 대한 액·소성한계시험

(KS F 2303, 2304), 비중시험 (KS F 2308), 입도시험 (KS

F 2302, 2309) 등은 KS 기준 근거로 시험하였다 . 특히 입도

시험의 경우 , No.10 체 (2 mm) 를 기준으로 No.10 체 잔류시

료는 체분석시험으로 , No.10 체 통과시료는 비중계분석시험으 로 실시하였다 . 체분석과 비중계분석 시험결과 균등계수 ( C

)

는 7.64, 곡률계수 ( C

) 는 1.16 으로 , 입도분포는 다소 불량하 게 조사되었다 . 액·소성시험의 액성한계 ( ω

), 소성한계 ( ω

),

소성지수 ( PI ) 및 입도시험의 결과로부터 시험에 사용된 시료 를 통일분류법 (USCS) 으로 분류한 결과 , CL( 저소성 점성토 )

로 조사되었다 . 일반적으로 CL 은 저소성무기질 점토로서 , 압 축성과 팽창성은 보통이고 불투성이며 , 배수가 불량한 흙으 로 도로의 노상이나 기층재료 또는 성토재료로는 잘 사용되 지 않는 것이 일반적이다 . 성토재료에 대한 다짐시험 (KS F

그림 1. 현장시험 위치도

그림 2. 심도별 추정 일축압축강도 및 N 값

그림 3. PBT 시험의 하중과 침하량 관계 (logP-logS)

2312) 은 자연 건조시킨 흙 시료의 함수비를 변화시켜서 동일 한 부피와 에너지로 다져서 함수비와 건조밀도 관계를 작성 하여 최대건조단위중량 및 최적함수비를 구하였다 ( 표 1).

본 보강성토체에 사용된 흙의 파괴과정 변형에 따른 저항 력을 측정하여 응력 - ^{변형률 관계로부터 파괴강도와 잔류강도}

를 구하고 , Mohr-Coulomb 파괴기준의 전단강도 정수 ( c , φ )

등을 구하기 위하여 성토재료의 물리 및 다짐시험의 결과를 바탕으로 최적함수비와 일정한 다짐으로 시료를 제작하여 소 형직접전단시험을 수행하였다 . 성토재료의 전단시험결과에 의

한 Mohr-Coulomb 파괴포락선은 그림 4 에 나타내었으며 , 시

험결과 성토재료의 전단강도 정수 ( c , φ ) 는 각각 7.84 kPa, 28

로 조사되었다 .

2.4 안정성해석

토목섬유의 경우 강도 , 감소계수 , 설계안전율 등을 포함하 므로 ReSAA(Reinforced Slope Stability Analysis) 프로그 램을 이용하여 보강재 배열 ( 길이와 간격 ) 을 결정하였다 .

ReSAA 프로그램의 모든 안전율 해석은 한계평형해석에 근

거하며 , 내적과 복합안정성 등도 평가할 수 있다 . 활동에 대 해서는 사용자가 내부 쐐기경사를 결정함에 따라 두 부분의 쐐기파괴 메카니즘을 이용하여 평가되고 , 보강성토체 주위의 저부 전체파괴에 대한 안정성은 Bishop's circle 을 이용하여 평가된다 . 보강재 설계강도는 보강재 자체의 장기 공간적 안 정성과 보강토 구조물의 전체적인 내구성을 고려하여 결정 하여야 한다 . 공간적 안정성은 보강재의 과도한 크리프 변형

없이 장기하중을 지탱할 수 있다는 것이며 , 보강재의 장점은 불량한 조건의 흙에서도 오래 견딜 수 있다는 점이다 .

FHWA(Federal Highway Administration) 에서는 보강재의

허용인장강도 ( T

) 에 대해서 부분안전율 개념에 입각하여 극 한인장강도 ( ^T

) ^{를 감소계수} ( ^RF ) ^{로 나눈 값을 취하고 있다} .

감소계수는 보강재 설치시 손상계수 ( RF

) 및 보강재 강도감 소계수 ( RF

), 등을 고려하며 , 크리프 감소계수 ( RF

) 등을 적 용한다 . 따라서 허용인장강도 , T

는 다음 식 1 과 같이 표현 되며 , 보강재 설계파라미터 및 목표안전율 입력데이터를 표

2 에 나타내었다 .

(1)

보강성토체의 안전율을 산정하기 위하여 보강토층과 자연 지반의 배면토 및 기초지반으로 구분하여 실내외에서 구한 물성값을 사용하였다 . 특히 보강토층의 설계에서는 점착력을

‘0’ 으로 사용하는 것이 추천되므로 안전율 계산에서 ‘0’ 의 값 을 사용하였으며 , 배면토는 실내시험의 결과를 바탕으로 하 였다 . 또한 기초지반은 현장에서 조사된 스웨덴식사운딩 시 험결과로 확인된 강도정수를 사용하였다 . 표 3 은 프로그램에 적용된 현장발생토의 입력데이터를 나타내었다 .

위와 같은 강도파라메타를 입력하여 프로그램 수행 ( 그림

5) 에 의해 보강재의 포설길이는 3.5 m 로 조사되었으며 , 보강

재는 안전율을 감안하여 89.8 kPa ^{의 강도를 갖는 보강재를}

사용하였다 . 지오텍스타일은 크게 보강작용 , 여과 및 배수작 용 등으로 나눌 수 있으며 , 지오텍스타일의 장점을 최대한 이용하기 위하여 부직포를 포설하였다 . 사용된 보강재의 역 학적 특성은 표 4 ^{에 나타내었다} .

T

T

--- RF _RF ^T

id

× RF

× RF

---

= =

표 1. 성토재료의 물리 및 다짐시험 결과

자연함수비 (%) 액성한계 (%) 소성한계 (%) 소성지수 (%) 통일분류법 (USCS)

성토재료

28.71 45.33 24.38 20.95 CL

최적함수비 (%) 비중 ( G

) 최대건조단위중량 (kN/m

) 최대습윤단위중량 (kN/m

)

19.56 2.62 16.17 19.40

그림 4. 성토재료의 Mohr-Coulomb 파괴포락선

표 2. 보강재 설계파라미터 및 목표안전율 입력데이터 보강재 파라미터 입력 계수 목표 안전율 입력 계수 설치시 손상계수 , RF

1.2 흙의 전단강도 1.3

보강재 강도감소계수 , RF

1.1 보강재 강도 1.3

크리프 감소계수 , RF

1.67 인발저항 1.5

표 3. 현장발생토의 입력데이터

성토재료 보강토 배면토 기초지반

내부마찰각 , φ (

) 28 28 30

점착력 , ^c (kPa) 0 7.84 98

단위중량 , γ (kN/m

) 16.17 16.17 16.17

표 4. 시험성토에 사용된 보강재

품 명 중량 (g/m

) 인장강도 (kPa) 투수계수 (cm/sec) 두께 (mm)

부직포 211.6 89.8 2.8 × 10

2.05

한국산업규격 (KS K) 0514-1991 0520-1995 2322 0506-1996

3. 보강성토체 축조 3.1 축조방법

보강성토체 축조는 전면 형태를 유지하기 위한 슬라이드폼 ,

그린시트 , 성토체의 보강을 위한 보강재로 구성되며 , 식생환 경을 조성하기 위한 식생기반층을 형성하여 식물의 성장이 용이토록 하였다 . 성토체 축조는 다음과 같은 시공순서 과정 으로 형성된다 .

① 기초지반 굴착 → ② 원지반 정리 및 다짐 → ③ 슬 라이드폼 설치 및 바닥 철근배근 → ④ 그린시트 포설 →

⑤ 보강재 제단 → ⑥ 보강재 포설 → ⑦ 전면 성토벽 형

성 → ⑧ 보강재 감싸기 (wrapping) → ⑨ 전체 성토 (0.5

m) → ⑩ 식생기반층 조성물 만들기 → ⑪ 식생기반층 공간 에 조성물 채우기 → ⑫ 반복시공으로 단계적 축조 .

위와 같이 성토높이 0.5 m 시공이 완료되면 곧바로 0.5

m 씩 반복시공으로 성토체를 만들고 연속적인 방법으로 성토 체를 축조하였다 .

3.2 식생토층

전면의 식생은 기존 외부취부방식에서 탈피하여 녹생토와 초류종자가 혼합된 식생기반토층 내부에서 식생이 성장하는 방법을 적용하였으며 , 식생조성물의 형상을 유지하고 초류종 자가 안정적으로 활착이 될 수 있도록 하기위하여 그리시트

(green sheet) ^{를 사용하였다} . ^{그린시트는 식생기반토체의 보}

습효과를 증대시키고 식생조성물이 유실되지 않도록 하며 ,

강우시 침식이나 세굴 등으로부터 보호될 수 있도록 하였다 .

또한 그린시트의 재질은 천연소재인 ‘ 면 ’ 으로 제직하고 , 면의 특성상 습기에 예민하게 반응하여 현장에서의 자재관리 및 시공성 등의 문제가 있어 이를 극복하기 위해 위경사 밀도 를 굵게 하고 코팅 처리하여 시공관리가 용이하도록 하였다 .

위경사 눈금간격은 20 mm × 20 mm 로 크게 하여 초종의 발아가 원할하게 이루어지고 향후 유지관리가 편리토록 하 였으며 , 주변 초종으로의 천이가 용이토록 하였다 . 이러한 식 생공법은 단기적으로는 재료 특성상 외적환경으로부터 안전 하며 , 장기적으로는 식물의 생육기반층이 되는 식생토체에 초종의 활착 ( 약 1~2 개월 ) 이 이루어지도록 하는 것으로 일단 생육지반이 형성되면 , 전면이 외적환경에 대한 영향을 받지

않고 안정적인 생육기반층이 조성된다 . 식생기반토층의 형성 은 3.1 ^{절의 축조방법에서 나타낸 것과 같이 슬라이드폼을 설}

치하고 그린시트 (green sheet) 와 보강재를 포설한 후 , 보강토

체가 완성되면 슬라이드폼을 10 cm 내외로 후진한 공간에 녹화토와 초류종자가 혼합된 조성물을 채워 식생토체를 형 성한다 . 그다음 슬라이트폼을 제거하면 그림 6 과 같은 식생 기반토층이 형성되고 시간경과에 따라 식생기반토체에서 자 연스럽게 식생이 성장한다 .

4. 계측결과

보강성토체의 시공완료 후에 측면에서 발생하는 수평토압 을 측정하기 위한 토압계 (3 개 ) 와 성토체의 외부변형을 계측 하기 위한 변형핀 (4 개 ), 기초지반 성토체의 침하를 계측할 수 있는 침하판 (6 개 ) 을 설치하여 전반적인 보강토체의 거동 을 계측하기 위한 시스템을 구축하였다 ( 그림 7). 토압계 및 침하량 계측은 시공전에서부터 시공후까지 약 40 일 동안 실 시하였으며 , 수평변위는 시공후 약 30 일 동안 계측하였다 .

4.1 수평토압

성토 완료 후의 수평토압 변화를 조사하기 위하여 진동현 식 토압계를 사용하였으며 , 일정한 높이가 시공되면 토압계 를 매설하여 측정하였다 . 수평토압은 시공시에 성토하중 및 다짐장비 등에 의하여 일시적으로 크게 상승하고 있었으며 ,

시공 전후로 수평토압의 변화가 다소 크게 계측되고 있었다

( 그림 8). 특히 높이 0 m 에 설치된 토압계는 보강성토체의

하단부에 위치하고 있어 토압의 작용이 다른 위치에 비해 크게 나타나고 있는 것이 확인되고 있으며 , 시공완료 후 약

10 ^{일 이내에는 높이} 0, 2.5 m ^{에서의 수평토압 증가가 두드}

러지게 나타나고 있었다 . 이러한 원인은 다양한 상황에 의해 그림 5. 보강성토체의 안정해석 과정

그림 6. 식생기반토층 형성 및 식생

그림 7. 보강성토체의 계측시스템

발생할 수 있으나 , ^{현장에서 보강성토체의 상단부 마무리 공}

사 및 진입로 시설공사 등이 약 5 일 정도 이루어지면서 대 형장비의 영향이 작용할 수 있다는 점과 뒤채움로 사용된 저소성 점토 (CL) 로 인하여 침하가 발생하고 침하발생으로 인 한 토압이 급경사 벽면에 작용할 수 있다는 점으로 요약될 수 있다 . 이러한 과정에서 불량한 성토체를 이용한 급경사 보강성토체 축조이후의 전체적인 토압의 안정성이 확보되는 기간이 약 30 일 정도 소요될 수 있다는 것을 계측결과로 확인할 수 있었다 . 시공시점에서부터 약 40 일 동안 수평토압

을 측정한 결과 , 높이 0 m(1 단 ) 에서의 최대수평토압은

26.36 kPa, 높이 2.5 m, 4.5 m 에서는 각각 6.96 kPa,

1.18 kPa 으로 계측되었다 . 그러나 발생된 토압은 보강성토체

가 일정한 높이로 감싸기 (wrapping) 되어있어 보강재의 인장

강도 작용에 의해 충분히 지지될 수 있을 것으로 판단된다 .

4.2 침하량

보강성토체를 형성하려면 보강재와 성토재가 필요하다 . 보 강성토공법은 보강재를 이용하여 보강토체의 강도를 증가시 켜 전체적인 구조물을 안정화시켜야 하기 때문에 공법의 시 공에 있어서 다짐은 매우 중요시되고 있다 . 즉 흙과 보강재 사이에 공극을 최소화하여 하나의 토체를 형성하여야 최적 의 보강성토체가 이루어질 수 있다고 하겠으나 , 본 시험시공 에서의 성토재는 저소성 고함수비의 현장 발생토로 다짐을 시행하였으며 , ^{매 층마다 상대다짐도를 측정하여 이를 기록}

하였다 ( 표 5).

시험 보강성토체는 95% 이상의 다짐이 확보되지 못하는 상태로 성토를 시행하였으며 , 침하판을 일정한 높이의 앞면 과 후면에 각각 설치하여 시공과정과 시공 완료 후 수렴할 때까지 상대침하량을 측정하였다 . 침하판의 설치위치는 그림

7 에 자세하게 나타내었으며 , 그림 9 는 침하판의 제원을 보여 주고 있다 . 기초지반에서 0 m 지점의 시공완료 후 전체 상 대침하량의 계측결과는 전면 6.5 cm, ^후면 6.8 cm, ^높이

2.5 m 와 4.5 m 에서의 상대침하량은 각각 3.2~3.5 cm,

1.3~1.5 cm 의 침하량을 보여주고 있다 . 전면과 후면에서의

침하량이 일률적으로 전면에 비해 후면에서 다소 크게 나타 나는 이유는 여러 가지 현장조건에 따른 차이가 있을 수 있 으나 , ^{보강재가 포설여부에 따라 침하량의 차이가 다소 나타}

나고 있는 것이 주원인으로 판단된다 . 그러나 전체 상대침하 량은 시공 완료 후 10 일 내외에서 거의 일정한 값으로 수

렴하고 있는 것으로 나타났다 ( 그림 10).

4.3 수평변위

시험성토체의 벽면변위 계측을 위하여 그림 7 과 같이 벽 면에 강재를 설치하여 성토 완료후의 변위를 계측하였다 . 시 험성토 중에는 현장 여건상 변위량을 측정을 할 수 없었으 며 , 성토 완료 후 측정이 가능하였다 . 측정은 수평강재의 변 형핀을 벽체에 고정하였으며 , 변형핀 상단부에 줄을 이용하 여 변형추를 수조에 위치시켜 주위환경 변화에 최소화 시킬 수 있는 시스템을 적용하였다 . 성토 완료 후의 변형을 계측 그림 8. 수평토압 계측 결과

표 5. 각 단의 상대다짐도

1 단 2 단 3 단 4 단 5 단 6 단 7 단 8 단 9 단 10 단

상대다짐도 (%) 85 78 84 76 85 85 87 85 87 90

그림 9. 침하판 제원

그림 10. 측정된 침하량과 경과일수

한 결과 , 높이 1.5~4.5 m 까지의 수평변위는 약 5.6~10.2 mm 내외로 조사되었으며 , 시공완료 후 약 30 일 이내에 모 든 수평변위가 일정하게 수렴하고 있는 것을 확인할 수 있 었다 . 특히 수평변위의 발생은 본 공법의 특징에서 각 단의

형태가 10 cm 의 식생토체 공간이 형성되어 있기 때문에 약

간의 식생토체가 중력방향으로 처지는 상태가 확인되어 있 어 이러한 영향으로 약간의 수평변위가 발생한 것으로 판단 된다 . 그러나 발생된 수평변위량은 아주 작게 나타나고 있어 전체적인 안정성에는 크게 문제가 없을 것으로 판단되나 , 사 용된 성토재료 , 보강재 ( 부직포 ) 및 보강토체의 안정화 단계에 있어서 미세한 수평변위까지의 완전한 안정성은 약 30 일 정 도가 소요된다는 판단을 할 수 있다 . 이러한 수평변위의 안 정화 기간은 수평토압의 안정화 기간과 거의 유사하게 나타 나고 있다 . 수평변위가 측정된 결과를 표 6 에 나타내었으며 ,

그림 11 은 측정된 전체 수평변위량을 보여주고 있다 . 일반적 으로 보강토벽의 경우 시공 후 벽 높이의 1% 보다 훨씬

적은 수평변위를 일으키는 것으로 조사되고 있고

(Allen,1991), 전형적인 보강토옹벽의 시공 후 최대수평변위

는 벽 높이의 0.9~1.5% 로 알려지고 있다 (Christopher,

1993). 따라서 본 시험성토 완료 후 30 일 동안 발생된 최대

수평변위는 0.2% 로 매우 작게 나타나고 있어 보강토옹벽의 최대수평변위 기준에 만족하고 있는 것으로 판단된다 .

그림 12 는 보강성토체 시공완료 후의 기상자료를 바탕으 로 약 500 일 정도의 기온 및 강수량 변화를 조사하였다 . 특 히 지표수의 보강성토체내의 침투를 방지하기 위하여 차수 매트를 최상단부에 포설한 후 약 50 cm 높이 내외의 2%

경사로 복토하여 지표수가 자연스럽게 소단측구로 배수되도 록 하였다 . 따라서 시공완료 이후에 여름철 집중적인 강우가 몇 차례 발생하였으나 , 전체적인 보강성토체의 특이한 변화 는 발견할 수 없었다 . 사진 1 은 시험시공 성토체 완공 직후 표 6. 측정된 최대 벽면변위

수평변위 위치 1.5m 2.5m 3.5m 4.5m

최대 수평변위 (mm) 10.2 9.8 8.4 5.6

최대 수평변위 (%) 0.20 0.19 0.16 0.11

그림 11. 시험성토 수평변위 계측결과

그림 12. 시험시공 지역의 기후변화

사진 1. 시험시공 성토체 완공 직후 모습

사진 2. 시공 30 일 후 녹화상태

사진 3. 시험시공 약 4 년경과 후 법면상태 (2006.4)

의 모습 , 사진 2 는 성토완료 30 일 후의 법면 녹화상태 , 사 진 3 은 현재의 법면상태를 보여주고 있으며 , 성토완료 이후 약 4 년이 지난 현재까지도 특이한 문제점은 나타나지 않고 있다 .

5. 결 론

상태가 불량한 뒤채움재와 보강재 ( 부직포 ) 를 이용하여 높

이 5 m, 연장 35 m, 기울기 80

의 급경사 성토체를 축조

하여 보강성토체의 안정성 및 법면에서의 식생상태 등에 대 하여 조사한 결과 , 다음과 같은 결론을 도출할 수 있었다 . 1. 보강재 ( 부직포 ) 로 보강된 높이 5 m 의 급경사 성토체에서

발생된 최대수평토압은 26.36 kPa 으로 보강재에서 발휘되 는 인장력에 의해 충분히 지지될 수 있었다 .

2. 시험 보강성토체의 상대침하량은 보강재 포설여부에 따라 다소 차이를 보여주었으며 , 계측된 수평변위는 성토높이에

따라서 약 5.6~10.2 mm 내외로 조사되었다 . 또한 높이

0 m 에서 발생된 최대수평변위는 0.2% 로 작게 나타났다 . 3. ^{시험성토에 의해 계측된 결과들에 의하면 시공직후 약} 30

일이 경과하면 침하 , 변위 및 토압의 변화가 안정되어 보 강성토체의 내·외적 안정성을 확보할 수 있었다 . 또한 법 면의 식생기반층은 급경사로 형성되어 약간의 처짐 등의 현상이 발견되었으나 , 시공 직후부터 식생이 활착되어 약

30 일 이내에 전면에 녹화가 진행되었다 .

4. 보강재 ( 부직포 ) 와 불량한 성토재료 (CL) 를 이용한 급경사

보강성토체 축조에서의 계측결과로부터 시공직후에 토체 의 수평 및 연직변형이 크게 일어났으며 , ^{보강성토체는 일}

정한 시간경과 후에 전체적인 토체의 안정성이 확보될 수 있었다 . 따라서 불량한 성토재료를 이용한 급경사 보강토 구조물에 적용에 있어 세심한 주위가 필요할 것으로 판단 된다 .

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( 접수일 : 2006.1.11/ 심사일 : 2006.4.7/ 심사완료일 : 2006.5.17)