[토질 및 기초 기술사] 133회 1교시 기출문제 10번

스미어존(Smear zone)

 

Ⅰ. 스미어존의 정의

- 스미어존은 PBD(Prefabricated Band Drain)나 샌드드레인 시공 시 천공·삽입 과정에서 발생하는 교란대(disturbed zone) 를 말하며, 해당 영역은 자연지반 대비 투수계수가 낮아(ks < kh), 수평배수 효율이 크게 저하됨

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Ⅱ. 스미어존의 개념도

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Ⅲ. 스미어존 발생원인

1) 시공장비 삽입·인발 과정에서의 전단교란 : 드레인 설치 시 맨드릴 주면에 전단응력 발생 → 점토구조 파괴

2) 맨드릴 직경이 클수록 교란영역 확대 : 스미어존 반경(rs)은 드레인 반경(rd)의 약 2~6배에 달함

3) 연약점토의 전단저항 저하 및 미세입자 재배열 : 구조교란으로 투수경로 차단 및 간극수 흐름 방해

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Ⅳ. 스미어존의 영향 및 문제점

1) 유효투수계수 감소 → 압밀지연

2) 설계압밀시간 증가 : 압밀시간(Tv) → 실제는 계산보다 길어짐

3) 잔류침하·불균등침하 유발 : 배수효율 저하로 비균등한 침하 발생

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Ⅴ. 대책 및 기술자적 제언

1) 시공장비 개선 : 슬림형 맨드릴 사용 및 윤활재 적용으로 교란 최소화

2) 드레인 간격 축소 : 스미어존 영향 반영 시 설계간격 조정 필요

3) 시험적 검증 : 현장투수시험(CPTU, FVT 등)으로 ks/kh 비(보통 1/3~1/10) 확인

4) 수치해석 반영 : Barron식 압밀해석 시 스미어효과 고려 계수 적용

5) 기술자적 제언

    ① 스미어존은 시공 시 필연적으로 발생하므로, 설계단계에서 영향 반영이 가장 중요

    ② 시공 전후로 배수능 검증 및 모니터링(공극수압, 침하계측) 을 통해 실제 압밀효율을 확인

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✅ 핵심 요약

• 정의 : 드레인 설치 시 발생하는 투수저하 교란대
• 영향 : 압밀속도 저하, 침하지연
• 대책 : 슬림맨드릴, 드레인간격조정, ks/kh 보정