5.3.3

5.3.3 심층 혼합처리 공법(CDM 공법, cement deep mixing)

a. 공법의 개요

∎심층 혼합처리 공법

: 개량의 대상이 되는 점성토에 시멘트 밀크등의 고화제을 주입 해 가면서 지반을 교반하여 혼합하고 고화하는 공법

∎ 개량방법

• 블록식 방법(그림5.34) :고화처리개량을 개량 대상토 전부에 걸쳐서 행하는 방법

• 벽식방법(그림5.35) : 개량 대상토 중에서 고화처리 개량을 한 벽 혹은 격자를 구성하고 이들 사이의 흙 전체로서 개량효과 를 발현시키는 방법,

• 말뚝형상으로 개량하는 방법

∎고화제의 배합이나 주입량

• 개량 대상토의 토질조건에 따라서 다르기 때문에, 채취된 흙을 대 상으로 실내 배합시험을 행하고,

• 실내시험 강도와 현장강도의 상관등과 안전율을 고려하여 주입해 야 할 고화제의 배합설계

• 특히 개량 대상토에 유기물을 함유하는 경우에는, 고화 강도의 발 현에 문제가 발생하는 수가 많으므로, 배합에 주의가 필요

∎고화제의 주입 및 교반하는 방법

① 교반날개의 하부에 배치한 구멍으로부터 고화제를 토출해 가면 서 교반날개를 회전하여 굴삭과 교반을 동시에 행하고, 소정의 심도까지 관입하는 방법

② 우선, 교반날개를 회전해 가면서 소정의 깊이까지 관입한 후, 교 반날개를 역회전시켜, 고화제를 토출해 가면서 뽑아내는 방법

그림5.34 심층혼합처리 공법(블록식) 그림5.35 심층혼합처리 공법(벽식)

b. 시공순서

(a) 채취한 개량 대상토를 이용한 배합시험의 결과에 기초해서 배 합을 결정한다.

(b) 말뚝형상으로 형성된 개량체들이 충분히 접합하여 개량체 전체 가 일체로서 기능할 수 있도록 한다.

(c) 말뚝간의 접합은 선행한 말뚝이 충분히 고화하지 않는 25시간 이내에 행한다

(d) 개량체의 고화시간을 지연시켜서 인접해 형성되는 말뚝의 접합 이 용이하게 시공할 수 있도록 하기 위해, 고화지연제를 이용하 는 수도 있다.

∎개량체를 형성하는 방법

• 굴삭 및 관입해 가면서, 교반날개를 회전해가면서 교반 및 혼합하 는 방법

• 소정의 개량심도까지 굴삭 및 관입한 후, 위로 뽑아 올리면서 교 반 • 혼합하는 방법

c. 시공기계

∎ 심층 혼합 처리선의 구조(그림5.36)

∎ 심층 혼합 처리선의 사진(그림5.37)

∎심층 혼합 처리선의 중요한 기능

• 점성토 중에 시멘트 밀크등의 고화제를 주입하는 것

• 주입된 고화제와 점성토를 교반 • 혼합하는 것

∎ 말뚝을 형성하는 위치의 관리가 중요하므로, 정확도가 좋은 위치결정이 될 수 있도록, 작업선에 GPS를 갖추는 것이 필요

그림5.36 심층혼합처리 공법(블록식) 그림5.37 심층혼합처리 공법(벽식)

d. 시공관리

∎시공 관리상 중요한 사항

: 소요의 고화제의 주입관리와 충분한 교반 • 혼합관리

∎고화제의 주입관리

• 계량기나 유량계를 이용한 자동기록장치로 행함

∎고화제와 점성토가 충분히 교반 • 혼합되어 있는가의 여부

• 탑재된 시공관리 계기(관입심도계, 회전계, 교반 토오 크계, 관입 • 인발 속도계, 슬러리 토출유량계, 경사계 등)에 의한 자동 기록장치로 행함

∎고화처리가 종료된 개량체가 소요의 강도에 도달하고 있는가의 여부의 확인

• 볼링에 의해서 채취한 시료의 1축 압축시험에 의해 행함

∎완성형 관리 : 최종적인관리

• 타설위치, 연직도, 인접말뚝과의 접합, 천단고, 선단심도 슬러 리 토출량등으로 행함

항만과 방재(1)

1. 연안침식

연안침식 가속화

연안침식 대책 수립 필요

연안의 효율적 이용과 보전

각종연안구조물 건설 댐, 하천개수,하구둑 공사

무분별한 연안개발

태풍 · 해일

1.2. 연안침식의 영향인자

연안침식

파 폭풍

파의 굴절

에너지 집중

해빈표사 연안류, 조류

2. 해안의 단면

• 해안은 육역과 수역으로 나누어지고, 그 경계는 통상 정선(수제선)이다.

- 해안 종단면상의 명칭은 그림 1과 같다

• 원빈 또는 충빈 (offshore): 외빈보다 외측이며, 대륙붕의 끝까지 의 구간

• 외빈(shoreface or inshore): 충빈의 육지쪽 끝에서 해안쪽의 내측 으로 평균간조 정선까지를 말함.

- 이 부분에는 파랑이 부서져서 쇄파대가 이루어 지고, 연안사주나 계단상의 단면이 발생한다.

• 해빈(shore or beach : 전빈과 후빈)

- 전빈(foreshore or beach face) : 평균간조 정선에서 평균만조위의 수위부근까지, 항상 파도가 소상하는 즉, 파랑이 거슬러 올라가는 범위까지

- 후빈(backshore or back beach) : 전빈의 육지끝에서 해안선까 지를 말한다. 전빈에서 사구대등의 전면까지의 구간

3. 해안침식

3-1. 해안침식과 해빈변형

• 해안침식: 정선(shore line)이 파의 침식작용에 의하여 해안이 조금씩 후퇴하는 현상을 말하고, 이와 같은 해안을 침식해안(결괴해안)

- 원인으로서는 하천에 의한 토사보급의 감소, 인

공구조물에 의한 표사의 차단 등

• 폭풍 때의 파랑은 전빈의 모래를 외해측으로 이동시켜 외해측에 연안사주를 발달시킴.

• 연안사주(longshore bar)는 사빈해안에서 파 가 쇄파되면 해저의 모래가 교란되어 이동하 고 쇄파선부근에 연안방향과 길게 평형으로 쌓이면서 형성됨

- 이것은 해저 모래의 입경이 작고 파의 파형 경사가 큰 해안에서 잘 발달되며, 해저에

해안선에 평행하게 발달된 나지막한 모래 퇴

적물의 둔덕.

3-2. 해안침식의 원리

- 점(x, y)에서의 수심을 h로 하고 단위폭당의 표사 량을 각각 𝑞

, 𝑞

로 하면(그림 2)

그림 2. 해저수심변화와 표사량

3-3. 해안침식의 요인

 해안침식은 어느 해역에서 유출하는 표사량이 유입하는 양보다 많은 경우에 발생.

• 하천 유출토사의 감소: 하천 유출토사량의 감

소에 수반하는 하구선상 충적 해안의 침식의

예는 많다. 지금 그림 4에서 하천에서의 유출

토사 Q가 감소하면 해안선은 후퇴하기 시작한

다.

그림 10-4. 하구선상 충적해안의 침식

• 해안표사의 저지: 방파제나 하구도류제에 의한 해안표사의 차단으로 하류측 해안침식 발생.

- 그림 5와 같이 해안호안이나 돌제군 등에

의해서 해안정선을 고정시키면 하류측 해안침 식을 초래

• 이와 같이 구조물에 의한 해안침식은 연간 표

사량이 한쪽 방향으로 탁월한 장소에서는 현저

하게 발생

그림 5. 호안이나 돌제군에 의한 하류측 해안침식

3.4 해안의 지형 변화

(1)톰보로의 형성

(1)tombolo

(3)사취의 형성

항만과 방재(1)

4. 해안침식 유형

• 동해안- 해안선이 단순하며 수심경사가 급하고, 수km길이의 넓 은 백사장과 석호가 분포하는 지역이 많으며, 곶으로 경계가 구분된 작은 규모의 백사장, 그리고 암석해안 등 다양한 해 안지형이 분포.

• 남해안,남서해안- 2,000여 개의 섬과 복잡한 해안선으로 이루 어진 전형적인 리아스식 해안을 이루고 있으며, 암석해안, 사질해안, 간석지 등 다양한 형태의 해안지형.

• 서해안- 조차가 크고 넓은 간석지로 이루어져 있으며, 지역에

• 따라 갯벌이나 넓은 백사장이 나타남. 특히, 백사장과 해안 사구로 이루어진 지역이 많음.

4.1 우리나라 연안의 특성

• 연안침식현상- 백사장침식, 사구포락, 토사포락, 호안붕괴로 구분.

3.2 연안침식유형과 피해

유형별 연안침식 지역별 연안침식

• 해안개발 및 해안구조물 등의 건설에 따른 파랑 또는 흐름의 변화 로 사빈의 모래 가 유실되어 사빈폭이 줄어들고 자갈층 또는 기반암 이 노출되는 현상.

•평상시 전빈에서 사빈으로의 모래공급이 원활하다면 침식된 사빈은 회복되기도 하나, 그렇지 못할 경우, 파랑의 영향으로 호안의 붕괴 등 직접적 피해 발생.

•비교적 파랑이 탁월한 동해안 또는 남해안 동부 해안에 주로 발생되 며, 인근 해 안개발 및 해안구조물의 영향이 탁월하게 나타남.

1) 백사장침식

백사장침식 원리

백사장침식의 피해사례

•사구포락은 장기적인 해수면 상승 및 외빈과 사빈의 모래총량 감소 로 사구로의 모래공급이 감소될 때 나타남.

•백사장 침식과는 달리 급격한 사빈의 폭과 높이의 변화는 미미 하며, 전방사구가 육지측으로 후퇴하고 급경사를 형성.

•조차가 크고 비교적 파랑의 영향이 작은 서해안 일대에서 발생.

2) 사구 포락

사구 포락의 원리

사구 포락의 피해사례

•해안의 급사면인 해식애(Sea cliff)가 주로 태풍 및 폭풍해일 발생시 해안으로 내습한 파랑에 의해 침식을 받아 표토가 포락되어 나타나는 현상.

•자연적인 침식, 퇴적작용으로 복원이 가능한 백사장 침식, 사구포락 현상과는 달리 포락된 표토는 간석지 또는 외해로 이동, 퇴적되며 자 연적인 복원이 이루어 지지 않음.

3) 토사 포락

토사 포락의 원리

토사 포락의 피해사례

•파랑내습시 반사파랑에 의해 호안 전면의 지반이 세굴되어 호안의 선단부가 노 출되고 배후토사가 유출, 침하되어 호안이 붕괴되거나 지지력이 상실되어 전도 되는 현상.

•사질해안 지역에 설치된 호안의 붕괴는 침식발생 기구가 해안선 침 식 또는 사구 포락과 같은 맥락으로 볼 수 있음.

•해안선 침식 또는 사구포락이 심화된 지역에서 발생.

4) 호안 붕괴

호안 붕괴의 원리

호안 붕괴의 피해사례

사면 붕괴 방지원리 및 기법

사면에 금속, 합성섬유, 천 등의 보강재를 넣어 흙과 보강재가 일체가 되어 전단에 저항하도록 조성하는 공법

•넓은 백사장이나 사구지역에 적용 가능한 사빈안정화공법으로 인공적으 로 식생을 조성하여 비사를 방지하는 방법.

•자연환경의 변화를 최소화하는 방안으로 사빈 폭이 넓은 백사장 후빈지역 이나 인공으로 조성된 사구 등에 적용.