Gravel Compaction Pile (Stone Column) GCP, SCP, Bulging 팽창파괴

키워드 : 강도증진, 공극

1. 목적 :
- upgrade bearing capacity, reduce different settlement
- 연약지반 개량, 대규모, 심층혼합처리, 준설치환
- 높은 다짐에너지를 이용하여 Gravel 을 압입
- 밀도 증대, 액상화 방지, 수평저항력 증대 (사질)
- 전단강도 및 지지력 증가, 측방변위 억제, 압밀침하량 저감 (점토)
  - 개량 범위가 크고 부등침하를 막아야 하는 Large-Diameter Storage Tank 등에 사용.

이용 : 쇄석, 잠석, 폐건설골재 등 투수성 높은 재료로 Vibrocompozer 이용.

치환율 : 30~70%. 경제성에 대한 고찰 필요. 저치환율 공법 개발 필요.

지지력 : 2~7배 증가. 시공전, 시공후 개량 검사 시험 필요. (PBT, SPT, Vane, etc.) 혹은 실제 정재하 시험 필요.

2. 시공순서 : Vibration
- Vibro hammer/Casing/Hopper -> Insert and filling -> Extracting
- 준비/측량/감독/계측/재료확보 - 리더/연직도 - Water Jet -

3. 거동 : 구성 재료가 분산되는 비강성, 기초와는 다르게 팽창파괴거동. 하중을 가하면 부풀어지며 영향 지역까지 흙의 응력을 함께 부담.

4. 시공 시 유의사항 :
- 자재 : 40mm 이하, 200번체 3% 이하 통과, 1x10^-3 cm/s 이상 투수계수
- 타입기계 : 타입 길이, 투입재료의 양을 기록 필요.
- 시험시공 필요. --> 시공심도, 관입능력, 자동기록기의 정도
- 타입 - 인발 (1.5~3m) - 재관입 (1~2m)
- 허용오차 300mm, 2 degree 수직도
- 에상 N 치까지 도달한 경우 중단, 30 초간 200mm 이하이면 중단
- 장비는 중심에서 외곽, 기존 근처에서 신설, 경사 하부에서 위로, 후진하면서
- Clogging 되지 않도록 유의.
- 사후 침하관리, 계측관리
5. 특징, 장단점 :
- 저렴
- 횡력 거동을 잡아줄 수 있음. (Sand slip plane 을 추가하여 기초와 하부 지반의 거등을 막음.)
- Bearing Capacity check 을 위해 Static Test (신뢰성의 문제)
- Moment 나 Tension 를 받으면 안된다.
- Casing 사용 여부에 따라 장단점 달라짐.
6. 시험
- 정재하 (Test pile, Reaction pile, Group effect)
7. Bulging
- 쇄석과 지반이 하나로 거동. 연약점성토의 경우 Bulging 현상(Failure, 팽창파괴)으로 지지력 오히려 감소.

(2~3D 깊이)
연약점성토를 조립토가 밀어냄.
상부 casing 사용 으로 해결할 수 있음.
Stone Column, 진동, Vibrocompozer (쌓인 모래 밀어넣기, 인발하면서 모래 한번 더 채워넣기, 진동이 겻들여짐.)
(참고 : Vibroflotation (수평봉진동, 수직살수))
물이 있고 없고, 수직진동, 수평진동을 구분하자

복합지반 침하예측
-       등가원주모형 : 영향지름을 고려한 해석.
-       평형방법 (Equilibrium) : 응력분담비 적용. 원지반과 개량지반의 침하비 산정. 면적 치환율로 응력분담비 고려.
-       쌍곡선법 : 시간에 따른 침하량을 추측하여 장래 침하량을 예상.
-       시험에 의한 예측 : 원통형 셀시험기, 다공판, LVDT
-       초기 압밀은 비슷, 치환율이 클수록 압밀 종료 시점이 빨라짐. 압밀 촉진.



(참고)
SCP : Sand Compaction Piles, Vibro compozer, 15m 영향깊이, 2.5~4d 정도의 spacing.