Vibro Replacement 공법

Vibro Replacement (Stone Column)공법





1. 공법의 소개

이 공법은 Vibro Compaction의 공법에서 착안 개발되었으며, 다른 상업적 이름은 Stone Column 이라고도 불려진다. Vibro Compaction이 응집성 없는 토양 즉 사질토에서 간극비를 줄여 지반의 입자 재배열에 의한 상대밀도증진 효과를 목적으로 한 공법인 반면, Vibro Replacement는 Deep Vibrator 방법으로 응집성 있는 토양에 사용된다. 이 공법에 적용되는 지반은 순수 Silt/Clay 혹은 Sand Clay 등의 혼합 침전물과 같은 토양으로 Vibro Compaction 의 진동 압밀에 반응이 없거나 반응이 작아 지반 개량이 지지 않는 지반이다. 이 지반은 Vibration에 대하여 반응이 없고 입자들이 미끄러질 뿐 조밀한 배치로 다시 배열될 수 없어 사력층을 구성하고 있는 거친 알갱이의 쇄석이나 슬래그 혹은 중간 크기의 분쇄된 골재를 관입/설치/다짐 하는 공법이다.

그리고 이 공법은 Stone Column의 주 재료인 쇄석의 투입위치에 따라 크게 상부 투입법(Top Feed)과 하부 투입법(Bottom Feed)로 구분을 한다. 상부 투입법은 고압의 물을 사용하여 관입될 포인터의 연약지반을 제거하고 진동기의 지름보다 다소 큰 관입경을 확보하여 원지반 상부에서 쇄석을 투입하여 진동기 하단에 도달케하여 진동 다짐하는 공법으로, 통상 이 공법이 많은 현장에 적용되고 있다. 하부 투입법은 상부 투입법과 달리 쇄석 투입을 진동기의 하단으로 원활하게 공급하기 위해 진동기 상부에 호퍼를 설치, 진동기의 연장 튜브(Probe)를 따라 공급관을 진동기의 끝단까지 설치하여 진동기 하단에서 쇄석을 공급 Stone Column을 진동 다짐하는 공법이다. 두 공법중 상부 투입법은 고압의 물로 관입경을 생성하여 관입하며 이로 인해 지반의 진흙이나 토양들이 물로 씻겨져 원지반 상부로 나오므로 현장의 여건에 맞게 적용을 해야 한다. 하부 투입법은 상부 투입법과 달리 고압의 공기를 이용, 관입경을 생성시키는 방법으로 고압의 물대신 고압의 공기를 사용한다는 점에서 상부 투입법과 차이가 있다.

2. Vibro Replacement 공법 작업 수행과정


1) 관입(Penetration)

Vibrator의 자중과 고압의 Water Jet을 이용, 설계 및 시공 심도에 관입한다. 관입시 Water Jet의 배수량과 압력을 조절, 진동 Vibrator의 주변의 지반을 관입경 외부로 물로 씻어 낸다.

　

2) 치환(Replacement)

생성된 관입경에 일정한 크기의 쇄석을 원지반에서 주입하여 진동기의 하단까지 도달하면 진동 다짐하여 Stone Column을 생성시키며 이 공정을 표층부까지 연속 반복한다.

　

3) 완료(Completion)

일련의 반복 작업 과정을 통해 원지반 표층부까지 완성된 Stone Column은 진동다짐으로 한층 개량된 주변의 지반과 맞물려 하나의 Stone Column이 생성된다.

　

Vibro Replacement 효과

지반의 지지력 증진 진동효과를 이용한 지반의 압밀과 쇄석이나 슬래그로 대상 지반에 치환함으로써 연약지반의 지내력을 증가시켜 상부 구조물의 지지력을 향상 시킬 수 있다.	배수효과 진동치환으로 설치된 Stone Column은 지진과 같은 지반거동으로 발생한 과잉간극수압을 효과적으로 소산시키는 뛰어난 배수효과를 가진다.
지반보강 Stone Column을 이용한 연약지반 보강은 Stone Column 재료가 상대적으로 높은 강성을 가지고 있으며, Stone Column에 전달되는 하중 분담은 지반과 Stone Column사이의 상대밀도, Stone Column의 직경, 배치간격, 하중의 특성에 따라 결정된다.	액상화 방지 Stone Column의 시공은 주변 지반의 압밀을 유도함으로써 액생화를 방지하고, 수압조절을 위한 배수 능력을 증가시키고, Stone Column을 형성함으로써 큰 전단응력에 저항할 수 있게 된다.

출처 : (주)지티이 건설