연약지반의 측방유동 발생 없이 성토를 시공

성토지지말뚝은 연약지반에 성토를 급속히 시공할 경우 성토하중과 같은 편재하중으로 인한 하부 연약지반의 측방유동 피해 없이 신속히 시공할 수 있는 공법으로 활용될 수 있다. 즉, 말뚝을 연약지반 아래 단단한 지지층까지 설치하고 말뚝지지 성토지반 속에 발생하는 지반아칭현상에 의해 성토하중을 말뚝에 전이시켜 지지층에 직접 전달함으로써 연약지반에 성토하중의 재하가 일어나지 않게 할 수 있다. 따라서 연약지반의 측방유동 발생 없이 성토를 시공할 수 있다. 비교적 새로운 공법이다 보니 참고할 서적도 드물어 설계·시공에 어려움이 많았다.
이에 그간의 저자의 연구업적을 모아 「성토지지말뚝」이라는 본 서적을 출간하게 되었다. 「성토지지말뚝」은 전체 13장으로 구성되어 있는데 제1장과 제2장에서는 성토지지말뚝의 개념과 성토지반 속 지반아치에 관한 기존 연구를 정리 설명하였다. 이후 본문에서는 성토지지말뚝 위에 토섬섬유의 포설 여부에 따라 크게 두 부분으로 구분할 수 있다. 즉, 제3장에서 제9장 및 제13장에서는 토목섬유로 보강하지 않은 성토지지말뚝에 관한 내용을 설명하고 제10장에서 제12장까지는 토목섬유를 말뚝과 함께 복합 적용한 「토목섬유보강 성토지지말뚝」에 관련 사항을 설명한다. 이 「토목섬유보강 성토지지말뚝」은 GRPS(Geogrid-reinforced pile-supported) 성토 시스템이라 칭한다.
토목섬유 무보강 성토지지말뚝은 말뚝캡(캡보나 단독캡)의 형태 및 설치 간격에 따라 성토지반 속의 파괴형태를 2차원 반원통형 파괴 및 3차원 반구돔형 파괴 해석을 실시하여 말뚝에 전이되는 성토하중과 말뚝의 효율을 산정하는 이론해석을 실시하고 모형실험과 현장실험으로 이론식의 합리성과 적합성을 설명한다. 특히 제9장에서는 성토 이전에 연약지반 지표면을 모두 콘크리트 슬래브로 덮고 성토시공을 실시하는 파일슬래브공법을 설명한다. 또한 제13장에서는 성토지지말뚝을 지중매설관보호공법으로 적용한 응용사례를 설명한다.
한편 토목섬유 보강 GRPS 성토 시 시템을 적용할 경우는 말뚝전이 성토하중과 토목섬유지지 성토하중을 각각 별도로 산정하여 말뚝에 최종적으로 전이되는 성토하중과 효율을 산정하는 이론해석을 실시하고 모형실험과 현장실험으로 이론해석의 합리성과 적용성을 검증하였다.