[토질 및 기초 기술사] 136회 1교시 기출문제 10번

10. 액상화 평가방법 및 대책방안

 

Ⅰ. 개요

-  액상화란 포화된 느슨한 사질토 지반에 지진, 진동 등 동적 하중이 작용할 때, 간극수압이 급격히 상승하여 유효응력이 '0'이 되는 현상이며, 전단강도를 상실하여 지반이 액체처럼 거동하며 구조물의 부동침하, 부상, 측방유동을 유발한다.

Ⅱ. 액상화 평가방법

1) 평가 원리

2) 간편법

   ① CSR (Cyclic Stress Ratio): 지진에 의해 발생하는 전단응력비 (CSR = 0.65 x (a_max/g) x (σ_v/ σ_v') x γ_d)

   ② CRR (Cyclic Resistance Ratio): 지반의 액상화 저항비 (SPT N값, 입도분포, q_c값 등을 통해 산정)

3) 판정 기준: F_L > 1.0 (보통 설계 시 1.2~1.5 적용)이면 안전, F_L ≤ 1.0이면 액상화 발생 가능성 높음

Ⅲ. 액상화 발생 가능 지반 조건

• 지반: 느슨한 실트질 사질토 (N값 20 이하)
• 상태: 지하수위가 높은 포화 상태
• 입도: 균등계수(C_u)가 작은 균등한 입도 분포

Ⅳ. 액상화 대책방안

1) 지반 개량 (밀도 증대)

• 다짐: 다짐말뚝(SCP), 진동다짐(Vibro-flotation)을 통해 상대밀도(Dr) 증대
• 치환: 액상화 취약 토사를 비액상화 재료로 치환

2) 간극수압 소산 (배수)

• Graval Drain: 쇄석 기둥을 설치하여 상승된 간극수압을 신속히 배출

3) 고결 및 고화

• 약액주입/심층혼합: 지반을 고결시켜 전단강도 자체를 증대

4) 구조적 대책

• 기초를 액상화 비발생층까지 깊게 설치(말뚝기초), 구조물 강성 증대

Ⅴ. 기술자적 제언

- 액상화 평가는 단순 N값 분석을 넘어 액상화 지수(LPI)를 산정하여 부지 전체의 위험도를 정량화해야 한다. 특히 매립지나 하구 지역의 대규모 건설 사업 시에는 실무적으로 동적 변형 시험을 병행하여 설계 신뢰도를 확보하는 것이 기술사의 역할임.