연약지반 개량공법 - 전기삼투 공법

전기삼투 공법

전기삼투현상을 그 원리로 하는 공법이다. 이 현상은 러시아의 Reuss(1809)에 의하여 처음으로 발견되었다. 그 후 전기삼투 매카니즘은 Wiedemann(1852)과 Quincke(1861)에 의해 규명되었다. 그 이후 계속해서 Helmholtz(1879), L.Casagrande(1951), Mitchell(1967), Banerjee(1980) 등의 여러 학자에 의해 발전되어왔다. 이 공법은 연약지반을 빠른 시간내에 압밀시켜 소정의 강도를 얻도록 하는데 그 목적이 있고, 수 십년간 일본을 비롯한 세계 각지의 실트에서 점토질 실트, 예민한 점토에 이르기까지 절취사면과 굴착, 연약지반의 안정, 배수를 위한 기술로서 많이 적용되어 왔다.

전기침투 현상이란 토중에 매립된 전극을 직류전원에 접속하면 흙 속의 간극수는 양극에서 음극을 향하여 흐르는 것을 말한다. 전기 침투에 의해 흙 속의 간극수는 탈수되어 흙의 강도가 상승된다. 이 이론을 응용하여 철도선로나 도로의 노상보강 또는 사면안정 등에 활용하였다. 전기침투에 의해 연약한 점성토 등이 고결되는 것을 전기화학적 고결이라 한다. 즉, 음극으로 Well Point 의 집수관을 양극에 소모가 적은 자성산화 철봉 등을 이용, 이들을 지반 내에 박아 넣어 양극간에 직류전류를 흐르게 하고 양극간의 흙의 탈수를 꾀한다. 이 공법은 하중을 필요로 하지 않는 탈수공법으로 매우 연약한 지반의 개량에 적당하다. 또 전압을 높이면 투수계수가 작은 점토층의 압밀도 조기에 끝낼 수가 있지만 이 경우에는 매우 다량의 전력소비를 동반한다.

[그림 1.2-7-17] 전기삼투공법의 원리