폐기물매립장 선별토사에 적용된 동다짐공법의 개량심도에 관한 연구 = A Study on the Improvement Depth of Dynamic Compaction Method Applied to Selected Soils of Waste Landfill

국문 초록 (Abstract)

국내에서 사용이 종료된 폐기물매립장의 정비를 위한 굴착, 선별, 이적, 소각 등 이른바 Landfill mining을 시행하는 과정에서 발생하여 최종적으로 남게 되는 선별토사를 어떻게 얼마나 안정화시키고, 어떠한 지반개량을 하여야 타매립장 복토재 또는 성토재로 재활용할 수 있는지에 대한 구체적인 연구가 미흡한 실정이다.
또한, 동다짐공법(Dynamic Compaction Method)은 지반에 가하는 다짐에너지가 크므로 느슨한 사질토 지반, 버력매립층, 광산폐석매립층, 준설매립지반 또는 폐기물매립장 표층부 등에 널리 적용되어 왔다.
○○시에서는 사용이 종료된 관내 폐기물매립장을 정비하는 과정에서 발생한 실트질 성분의 선별토사를 부지복원토로 성토하면서 동다짐공법으로 지반개량을 시행한 바 있는데, 이는 선별토사로만 성토층에 동다짐공법을 적용한 최초의 사례가 되었다.
본 연구에서는 상기 정비사업에서 발생한 선별토사에 대한 특성을 국내 타지역에서 발생한 모래질 선별토사와 비교 분석하였다. 또한, 적용할 지반개량공법의 검토 및 선정, 동다짐공법의 설계․시공, 동다짐 전⋅후의 표준관입시험에 의한 N치의 변화와 평판재하시험에 의한 지지력 확보 여부 확인, 동다짐 전⋅후의 N치 증가량과 타격에너지를 이용한 역해석에 의한 연구대상 선별토사의 개량심도계수를 산정하였다.
또한 선별토사 성토층의 지반개량에 적용할 공법을 검토함에 있어, 함수비가 큰 실트질 선별토사 성토층을 일반적인 층다짐을 실시하는 것이 곤란한 점과 다짐의 효율성, 경제성, 현장여건 등을 고려하여 검토한 결과 동다짐공법을 선정하였다.
유기물을 함유한 선별토사로만 성토된 지반의 동다짐을 위하여 현장조사 및 시험, 설계, 시공 과정에서의 다짐의 적정성 및 다짐 효과에 대한 분석을 하였다.
동다짐 전･후에 수행한 표준관입시험(SPT)에서 N치는 평균 6.7에서 평균 13.6으로 목표 N치 12 이상을 확보하였으며, 평판재하시험(PBT) 에서는 동다짐 전 허용지지력은 평균 83kN/m2를 나타냈으나, 동다짐 시공 후에는 150∼227kN/m2으로 산출되어 최소 80% 이상 증가한 것으로 확인되었다.
이러한 결과로 동다짐 설계시 개량목표심도인 1구간 7m, 2구간 6m를 초과한 8m 이하까지 개량된 것으로 나타났다.
따라서, 동다짐 시공에 대한 확인시험과 역해석을 통해 본 연구대상 선별토사에 적용할 수 있는 개량심도계수를 α=0.38∼0.57 범위로 산정하고, 확률통계분석에 의해 대표값 α=0.51를 제안하였다.

목차 (Table of Contents)

• <국문초록>
• 목 차 Ⅰ
• 그 림 목 차 Ⅳ
• 표 목 차 Ⅵ
• 국 문 초 록 Ⅷ
• 제1장 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구 동향 3
• 1.2.1 동다짐공법 연구동향 3
• 1.2.2 개량심도계수 연구동향 5
• 1.2.3 국내 폐기물매립장 선별토사 연구동향 6
• 1.3 연구내용 및 방법 8
• 제2장 동다짐공법 및 선별토사에 대한 이론적 고찰 9
• 2.1 일반적인 다짐특성 및 관리방법 9
• 2.1.1 다짐 이론 9
• 2.1.2 다짐 특성 10
• 2.1.3 현장 다짐관리 12
• 2.1.4 다짐 장비의 적합성 14
• 2.1.5 함수비가 다짐에 미치는 영향 15
• 2.2 동다짐공법 이론적 고찰 15
• 2.2.1 동다짐공법 개량원리 15
• 2.2.2 동다짐공법의 개량 정도에 영향을 미치는 주요인자 18
• 2.2.3 동다짐공법 특징 26
• 2.3 동다짐공법 설계조건 29
• 2.3.1 설계 흐름도 29
• 2.3.2 동다짐공법 설계조건 30
• 2.3.3 동다짐공법 항목별 설계방법 32
• 2.3.4 동다짐공법 시공시 유의사항 35
• 2.4 동다짐공법 개량심도 36
• 2.4.1 동다짐에 의한 개량심도 36
• 2.4.2 개량심도에 영향을 주는 인자 37
• 2.4.3 지반종류별 개량심도계수(α) 연구사례 38
• 2.4.4 시공사례 분석에 의한 개량심도 45
• 2.5 폐기물매립장 선별토사 특성 50
• 2.5.1 폐기물매립장 정비방안 50
• 2.5.2 폐기물매립장 선별토사의 분리 52
• 2.5.3 선별토사의 지반공학적 특성 53
• 2.5.4 선별토사 활용 사례 56
• 2.5.5 도로 성토재료로서의 활용성 분석 57
• 제3장 동다짐공법 설계 및 시공 58
• 3.1 현장특성 및 현황분석 58
• 3.1.1 매립장 정비사업 개요 58
• 3.1.2 현황 분석 63
• 3.1.3 선별토사의 다짐관리 기준 64
• 3.2 지반조사에 의한 선별토사 특성 분석 65
• 3.2.1 시추조사에 의한 선별토사 특성 65
• 3.2.2 토질시험 결과 분석 67
• 3.2.3 다짐시험 결과 분석 70
• 3.3 선별토사층 다짐공법 선정 72
• 3.3.1 일반적인 연약층 지반개량공법 72
• 3.3.2 지반개량공법 검토 74
• 3.3.3 선별토사층 다짐공법 선정 76
• 3.4 동다짐 설계 및 시공 78
• 3.4.1 동다짐공법 설계조건 선정 78
• 3.4.2 동다짐공법 본시공 설계 83
• 3.4.3 동다짐공법 시공 89
• 3.4.4 진동에 대한 연직차수벽 보호 91
• 제4장 지반개량 확인을 위한 현장시험 96
• 4.1 현장 확인시험 96
• 4.2 시추조사 및 표준관입시험 98
• 4.2.1 시추조사 98
• 4.2.2 표준관입시험 비교 분석 99
• 4.2.3 실내 토질시험 분석 101
• 4.3 평판재하시험 결과 102
• 제5장 분석 및 고찰 105
• 5.1 본 연구대상 선별토사에 적용된 동다짐공법의 적정성 평가 105
• 5.2 동다짐 시공결과에 의한 개량심도계수 역해석 107
• 5.2.1 개량심도의 선정 107
• 5.2.2 개량심도계수 산정 107
• 5.3 본 연구대상 선별토사에 대한 개량심도계수 제안 109
• 5.3.1 산정된 개량심도계수의 적정성 분석 109
• 5.3.2 기존에 제시된 개량심도계수와의 비교 분석 109
• 5.3.3 본 연구대상 선별토사의 개량심도계수(α) 제안 111
• 제6장 결론 및 제언 112
• 6.1 동다짐공법에 의한 선별토사 성토층 지반개량 112
• 6.2 선별토사의 개량심도계수 제안 113
• <참고문헌> 114
• <ABSTRACT> 123

참고문헌 (Reference)

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32 남승혁, "“수치해석을 이용한 느슨한 매립지반에서 동다짐 개량심도와 진동영향 예측”", 한양대학교 대학원 석사학위논문, 2012

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