1. 수압파쇄의 정의

지하수의 압력이 주변 암석이나 토양의 인장 강도를 초과할 때 발생하는 현상으로 이로 인해 균열이 발생하거나 기존의 균열이 확장될 수 있으며, 이는 구조물의 안정성에 영향을 줄 수 있습니다.

2. 발생원인

2.1 지하수 수위의 상승: 집중호우, 홍수, 또는 인공적인 물의 주입 등으로 지하수 수위가 상승하면 수압이 증가하여 수압파쇄를 유발할 수 있습니다.

2.2 구조물 하중: 댐, 건물, 도로 등의 구조물로 인해 지반에 가해지는 하중이 증가하면, 그 하중이 지하수에 의해 발생하는 압력과 결합하여 수압파쇄를 일으킬 수 있습니다.

2.3 지질구조의 변화: 지진이나 인공적인 발파 작업으로 인해 지질구조에 변화가 생겨 균열이 발생하거나 확장될 수 있습니다.

3. 방지대책

3.1. 지반 조사 및 평가

목적: 지반의 균질성, 수분 함량, 압축성 등을 파악하여 구조물 설계 시 지반 조건을 정확히 반영하기 위함.

방법: 시추, 토양 샘플링, in-situ 시험(예: 표준 침투 시험, 콘 관입 시험), 지질 레이더 탐사 등 다양한 지반 조사 기법을 사용하여 지반의 물리적, 화학적 성질을 분석합니다.

3.2. 적절한 설계 및 구조물 배치

목적: 구조물의 하중이 균일하게 분배되도록 하여 부등침하를 최소화하고, 지반에 가해지는 응력을 조절하기 위함.

방법: 지반 조사 결과를 바탕으로, 구조물의 기초를 설계할 때 하중 전달 방식을 최적화합니다. 예를 들어, 깊은 기초(말뚝 기초, 케이슨 기초 등)를 사용하여 불안정한 상부 지반층을 피하고, 하중을 더 안정적인 심부 지반층으로 전달합니다.

3.3. 지반 개선

목적: 지반의 물리적 성질을 개선하여 수압파쇄에 대한 저항력을 증가시키기 위함.

방법

 - 토양 안정화: 시멘트, 석회, 혹은 화학적 첨가물을 사용하여 토양을 안정화합니다.

 - 지반 교체: 불안정한 토양을 제거하고, 더 안정적인 재료로 교체합니다.

 - 주입공법(Grouting): 시멘트 슬러리, 화학액, 레진 등을 지반에 주입하여 토양 입자 사이의 공극을 채우고, 지반의 강도와 내수성을 증가시킵니다.

3.4. 배수 시스템

목적: 지하수 수위를 조절하여 수압을 감소시키고, 수압파쇄 현상을 방지하기 위함.

방법:

 - 수평 배수: 배수관, 터널, 혹은 빗물 배수로를 설치하여 지표수 및 지하수를 효과적으로 수집하여 배출합니다.

 - 수직 배수: 우물, 주입공, 또는 펌프 시설을 이용하여 지하수를 직접 펌핑하여 수위를 조절합니다.

 - 지반 침식 방지: 지표수가 지반을 침식하여 수압을 증가시키는 것을 방지하기 위해 표면 배수 시설을 설치하고, 토양 침식 방지 매트나 식생

4. 심벽 습윤측 다짐 이유

구조물에 작용하는 수압을 줄이고, 물의 침투를 방지하여 구조물의 안정성을 증가
습윤측으로 다짐하면, 토양 입자 사이의 공극이 줄어들어 물의 흐름을 어렵게 만들고, 이는 수압에 의한 파괴나 누수를 방지하는 데 도움

5. 수압파쇄 방지대책 중 코어폭을 넓게 설계하는 이유

5.1 수압 감소

코어폭을 넓히면 구조물 내부를 통과하는 물의 경로가 길어집니다. 이로 인해 물이 코어를 통과하는 동안의 수압이 점차 감소하게 되며, 이는 구조물 내부로의 물의 침투를 줄여 수압파쇄의 위험을 감소시킵니다.

5.2 침투유량 감소

코어의 폭이 넓을수록, 물이 코어를 통해 침투하는 데 더 많은 시간이 소요됩니다. 이는 침투유량을 감소시키며, 결과적으로 구조물 내부의 수압을 낮추는 효과가 있습니다.

5.3 구조물의 안정성 증가

코어의 넓은 폭은 구조물 내에서 더 큰 토압을 지지할 수 있는 능력을 제공합니다. 이는 구조물이 외부로부터의 하중(예: 물의 압력, 지반의 이동 등)을 더 잘 견디게 하여 전반적인 안정성을 증가시킵니다.

5.4 균열 및 침식 방지

넓은 코어는 물리적 손상에 대한 저항력을 증가시킵니다. 균열이 발생하더라도, 코어의 넓은 폭은 균열이 확장되는 것을 방지하고, 내부 침식을 최소화하는 역할을 합니다.

5. 유연성 제공

넓은 코어는 구조물이 자연적 또는 인위적 변화(예: 지반 침하, 지진 등)에 더 유연하게 대응할 수 있도록 합니다. 이는 장기적인 안정성과 지속 가능성을 향상시키는 요소입니다.