항만 및 연안구조물 건설을 위한 연약지반 대책공법

Abstract

최근 들어 방파제나 안벽과 같은 일반적인 항만 구조물 이외에도 해상풍력 구조물이나 부유식 구조물, 인공섬 등 다양한 해양 구조물에 대한 관심과 연구가 많이 이루어져오고 있다. 일반적으로 해양 구조물의 주요 외부 하중은 횡방향 파랑 하중이며, 이 횡하중을 지지하기 위하여 중량이 큰 상부구조물을 통한 중력식 구조물을 주로 활용하고 있다. 국내 주요 항만 및 연안 구조물들이 주로 위치하게 되는 남해안이나 서해안의 경우, <그림 1>에 나타난 바와 같이 지질 특성상 연약지반이 대부분 존재하게 된다(장인성 등, 2007). 이에 따라 상부구조물의 하중을 지지하기 위하여 막대한 예산을 투입한 연약지반 대책공법을 적용하고 있으며, 지반개량공사는 대규모로 확대되고 지반개량에 소요되는 비용도 매년 증가일로에 있다. 또한 관련 공법도 매우 복잡하고 다양한 다학제적 수준이 요구되고 있으며, 개량 장비개발도 고급화 및 대규모화 되는 추세에 있다. 더욱이 연약지반이 두터울 경우에는 적절한 지반개량공법이 없어 안정성 확보에 많은 어려움을 겪고 있고, 시공 중에 예상치 못한 많은 사고 사례가 보고되고 있다.해상에서의 연약지반 대책공법은 육상에서 활용하는 공법과 큰 차이가 없지만, 주로 준설매립지반과 같이 초연약지반에 대한 처리가 많이 이루어져야하므로 이에 맞는 공법이 필요하다.점성토 지반에 대해서는 지반 보강 및 배수 등의 목적으로 표층처리공법과 치환공법, 배수공법, 고결공법 등 다양한 방식의 처리기법이 활용되고 있으며, 사질토 지반의 경우에는 지반 보강의 목적으로 다짐이나 치환 방식 등이 활용되고 있다. 일반적으로 연약지반 대책공법을 선택할 때에는 대상지반의 종류 및 처리 목적, 공사기간, 공사비 등을 전체적으로 검토하여 결정하게 된다.이번 글에서는 항만 및 연안 구조물을 시공하는데 있어 필요한 연약지반 대책공법에 대한 이해를 높이기 위한 목적으로 표층처리/치환/배수/고결/경화 등의 분류에 따라 국내에서 많은 실적을 보유하고 있거나 최근 활용도가 증대되고 있는 공법을 위주로 소개하고자 한다. 본문에서는 각 공법에 대한 간단한 개요, 특징, 그리고 적용 현장 등을 간략하게 정리하였다.