[토질 및 기초 기술사] 138회 1교시 기출문제 7번

7. 프리로딩(Preloading) 제거시기 결정방법

 

Ⅰ. 프리로딩의 정의

- 프리로딩은 구조물 축조 전 대지 내에 미리 하중을 가하여 점성토 지반의 압밀을 촉진시키고 강도를 증진시키는 공법이며, 제거시기 결정은 잔류 침하로 인한 구조물의 유해한 변형을 방지하고, 공기 단축과 경제성을 확보하기 위한 핵심 공정 관리 항목임

Ⅱ. 프리로딩 제거시기 결정을 위한 주요 판단 기준

1) 설계 압밀도 도달 여부: 통상 설계에서 목표로 하는 압밀도(U=90% 이상)에 도달했을 때 제거

2) 잔류 침하량 검토: 구조물 허용 잔류 침하량(통상 2.5~5.0cm 이내)이 허용치 이내로 들어오는 시점 판단

3) 지반 강도 증진 확인: 압밀에 의한 비배수 전단강도(cu) 증가량이 상부 구조물 하중을 지지하기에 충분한지 검토

Ⅲ. 제거시기 결정을 위한 구체적 방법

1) 침하량 관리법(Hoshino 법)

• 현장 계측 침하량(S-t 곡선)을 이용하여 최종 침하량(S∞)을 예측하고 현재의 압밀도 산정
• Asaoka 법: 침하량을 등간격 시간(Δt)으로 플롯하여 선형 회귀 분석을 통해 최종 침하량을 예측하는 정밀한 방법

2) 간극수압 관리법

• 지중 유효응력의 증가를 확인하기 위해 피조미터(Piezometer)로 측정한 과잉간극수압(Δu)의 소산 정도 확인

3) 현장 강도 시험법

• 현장 베인 시험(VST)이나 콘관입시험(CPT)을 실시하여 압밀 전후의 강도 증가율(Δcu / Δp)을 직접 확인

Ⅳ. 시공 시 유의사항

1) 계측 데이터 신뢰성: 계측기 파손이나 오독으로 인한 잘못된 데이터는 조기 제거를 유발하여 사후 부동침하의 원인

2) 방치 기간: 목표 압밀도에 도달하더라도 2차 압밀(크리프) 특성이 큰 지반은 추가적인 방치 기간 고려

3) 단계별 하중 제거: 급격한 하중 제거는 지반의 반동이나 인접 지반의 변형을 초래할 수 있으므로 주의

Ⅴ. 기술자적 제언

- 프리로딩 제거시기를 결정할 때 이론적 계산치에만 의존하는 것은 위험하다. 기술사는 Asaoka 법과 같은 침하 예측 기법과 과잉간극수압 소산율을 병행 검토하여 상호 검증해야 한다. 특히 최근에는 자동화 계측을 통한 실시간 모니터링이 가능하므로, 설계 시 가정한 압밀 계수(Cv)와 현장 실측치의 차이를 지속적으로 보정하여 최적의 제거 시점을 도출해야 한다.