토공 중 흙의 문제(Boiling과 Heaving, Bulking과 Swelling)

□ 토류벽

 ○ 용어 절토 및 성토의 측면을 지지하기 위한 벽

 토류벽은 옹벽과 비슷하지만 보통 현장에서 쓰이는 임시 흙막이를 말합니다. 토류벽 배면과 저면의 수위 차이와 같은 힘의 차이가 발생하면 힘의 균형이 무너지고, 그로 인하여 많은 문제가 발생합니다.

 

□ Boiling과 Heaving

 

1. Boiling

 가. 정의: 흙파기 저면이 사질지반일 때 모래입자와 지하수가 부풀어 올라 지반이 파괴되는 현상

 나. 원인: 흙막이벽의 근입 깊이 부족, 배면의 높은 지하수위, 굴착저면의 양호하지 못한 지반과 하부 피압수

 

2. Heaving

 가. 정의: 흙막이나 흙파기를 할 때 배면의 흙이 안으로 밀려 들어와 굴착 저면 바닥이 불룩하게 솟아오르는 현상으로 지반이 연약한 점성토에서 흔히 나타나며 팽상현상이라고도 함

 나. 원인: 흙막이벽의 근입 깊이 부족, 양호하지 못한 지반, 지하수위, 굴착 후 배면과 저면의 하중에 따른 안전율 계산 실수

 

3. Boiling과 Heaving의 비교

구분	Boiling	Heaving
발생	사질토	점성토
원인	전단강도 저하, 수두차	중량 차이
	상하류 수두차 → 상향 침투력	토괴 중량, 피압
대책	Fs = ic / i	Fs = 저항M/활동M
	i(=h/L)↓, h↓, L↑	(저면)양호한 재료로 치환, 근입장↑, (배면)가볍게

4. 대책

 가. Boiling: 토류벽(흙막이) 근입 깊이 깊게, 기초저면 보강(L.W., 동결 공법), 배면토 치환

 나. Heaving: Filter층 시공, 기초저면 보강(고결 공법), 배수 처리(배수로, Deep Well, Well Point 등)

 

□ Bulking과 Swelling

 

1. Bulking(표면장력 팽창)

 가. 정의: 건조상태의 모래/실트가 물을 흡수하면 느슨한 상태가 되어 마치 벌집처럼 엉켜서 건조한 상태에 비해 흙의 조직은 변화시키지 않고 체적이 증가하는 현상

 나. 원인: 수분 흡수(물 표면장력), 양호하지 못한 재료(작은 입경)

 

2. Swelling(입자 흡수 팽창)

 가. 정의: 일부 점토 광물(Montmorillonite, 가수 할로이사이트)을 함유한 암석이 물과 용매 결합하며 다량의 물을 흡수하며 체적이 팽창하여 수중에서 분산되는 현상, 팽윤현상이라고도 함

나. 원인: 흡수성 광물, 수분

 

3. Bulking과 Swelling 비교

구분	Bulking	Swelling
발생	사질토	점성토
원인	물(공극 내)의 표면장력	점토 광물의 수분 흡수
문제	팽창→겉보기 점착력↑, 다짐불량	팽창→지반 융기, 터널 지압
대책	물다짐 실시	안정처리, 치환공법

 

□ 마무리

 ○ 오묘하다 형용사 심오하고 묘하다

 

 흙은 참 오묘한 것 같습니다. 적당량의 물이 있어야 강도를 내고, 그것이 과하거나 모자라면 문제가 발생합니다. 불완전함 그 자체이기 때문에 오묘한 것일까요? 아니면 우리 인간이 아직은 무지하기에 오묘하다고 느끼는 것일까요?

 

 인간은 참으로 무지합니다. 예전 공익 광고에서 어부들이 나와 바다에 플라스틱 병과 같은 쓰레기를 버리지 말아달라며 호소한 내용이 있었습니다. 많은 사람들이 반성을 하고 환경에 대하여 경각심을 가지게 만든 광고라고 생각합니다. 하지만 바다에 버려지는 쓰레기 중 거의 절반이 어부들이 버린 어업도구라는 것을 알게 되었습니다.

 

 물론 정식으로 허가를 받고 활동하는 대부분의 선량한 어부들은 고의로 그런 행동을 하지 않겠지요. 하지만, 어쨌든 반절 가량이 어업도구들로 태평양의 쓰레기섬이 조성되었고 문제가 되고 있습니다. 들판의 동물을 잡아먹는 상업사냥이 없어진 것처럼, 상업어업도 머지않은 것 같기도 합니다.

 

 환경적인 문제와 더불어 곧 일본 후쿠시마에서 방류를 시작한다니 말이죠. 원래 회를 좋아하는 편은 아니었지만, 가끔은 즐겨먹었는데... 곧 바다 물고기와는 영영 작별을 할 것 같습니다. 흐름대로 말을 하다 보니 잡설이 길었습니다.

 

오늘 하루도 안전하게 보내셨는지 모르겠습니다. 내일은 즐거운 금요일입니다.

모두 고생하셨고 즐거운 밤 되시길 바랍니다.

고맙습니다.