급경사지 쌓기비탈면 붕괴 유형

급경사지 쌓기비탈면 붕괴 유형

• 쌓기비탈면은 노면수 유입으로 인하여 기반암과 성토부의 경계부가 붕괴되는 경우가 많다. 즉 암반 위에 성토를 실시한 편절편성구간에서 집중강우시 계곡부 및 노면수가 쌓기비탈면으로 유입되어 암반면 위로 지하수가 흘러 토사가 세굴 및 유실되고, 상부 토층이 유실되면서 붕괴가 발생되는 유형에 해당한다.
• 쌓기비탈면은 인접부에 비탈면이 붕괴된 토사나 토석류가 발생되어 유로를 차단시키는 지역 도로의 구조상 집수가 잘 되는 지역에서 붕괴발생빈도가 높다.
• 일반적으로 비탈면의 붕괴 형태로 알려진 암반 붕괴는 암반으로 이루어진 깎기비탈면에서 주로 발생되는 현상으로 쌓기비탈면의 붕괴 양상의 분류법에는 맞지 않는다.
• 일본도로협회에서는 쌓기비탈면의 붕괴 형태를 규모에 따라 구분되어져 왔으며, 이는 "얕은 성토 붕괴", "깊은 성토 붕괴", "기초지반을 포함한 붕괴"로 크게 구분된다.

 

1. 얕은 성토 붕괴

• 쌓기비탈면의 구성재료가 침식을 받기 쉬운 토양으로 구성되어 있고, 배수가 갖추어지지 않을 때에는 표면수가 집중되어 성토 표면 지반을 세굴시키고, 차츰 커다란 표층 붕괴로 진행되는 경우가 많다.
• 또한, 시공 직후의 강우로 인한 토사의 붕괴나, 침투수의 영향으로 팽윤·약화되지 쉽게 되는 흙을 덧붙여 시공한 경우에는 강우시에 경계부를 중심으로 붕괴가 일어나는 경우가 있으며, 이러한 표층 부분위 분괴는 성토 본체의 기능까지 영향을 미치는 일은 드물지만, 붕괴가 넓은 범위로까지 번져 보다 대규모적인 붕괴를 유발시킬 수 있다.
• 성토재료가 가는 모래사 화산재층 등으로 구성된 경우 우기 시 빗물에 의해 표면 침식됨에 따라 세굴 홈(gully)이 발생되며, 보통 이런 붕괴 양상은 성토면이 침식을 받기 쉬운 흙으로 구성되어 있고 배수 설비가 불충분한 경우에 발생하게 된다.
• 빗물의 침식으로 인해 표층활동이 생기는 경우 아래와 같은 형태로 붕괴가 발생하며, 특히 토질이 점성토이거나 사질토, 실트 등 포화도 상승으로 인하여 강도가 현저하게 저하되는 지반에서 나타나기 쉽다.
• 이런 붕괴 형태는 성토 내의 다짐 정도가 불균일할 때 일어나는 현상으로 성토 내부층은 잘 다져지고, 표층부는 다짐 정도가 느슨한 경우 그 경계면이 불연속면이 되어 침투된 물이 경계부에서 고이거나 성토표층부의 간극수압이 상승되어 발생하는 표층활동의 형태이다.

얕은 성토 붕괴 : 빗물의 표면침식에 의한 붕괴

 

얕은 성토 붕괴 : 빗물 침식에 의하여 표층활동이 생기는 경우

 

• 배수공이 토사나 유송잡물 등으로 막혀 월류된 계곡수나 도로상의 노면수가 쌓기비탈면 쪽으로 유입되어 세굴이나 붕괴가 발생되는 형태이며 이러한 붕괴 형태는 성토 재료의 종류는 거의 관계가 없으나, 침식되기 쉬운 흙일수록 붕괴에 취약한 것으로 알려져 있다.

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• 이러한 붕괴가 발생하는 요인은 도로 선형의 급커브 지점 등 노면이 편구배가 되는 지점 또는 종단방향으로 하향 구배로 변한 지점, 특히 양쪽 조건이 중복된 노면수가 하나의 지점으로 집중되는 경우에 관찰된다.
• 또한 집중호우기시 성토부에 설치된 배수시설이 막히거나 성토 내 매설한 횡배수관의 단면 부족 및 배수관 막힘 현상으로 물이 월류할 경우 관찰된다.

얕은 성토 붕괴 : 노면수의 한 지점 집중이나 배수공 막힘으로 표면수가 성토면으로 유입되는 경우

 

2. 깊은 성토 붕괴

• 고함수비의 점성토로 높은 성토를 급속하게 시공했을 경우에는, 성토 내의 과잉 간극수압이 발생되어 성토의 깊은 부분부터 붕괴되거나 구성 지반이 돌출되는 경우가 있다. 이러한 붕괴는 특히 성토재료가 화산재질의 점성토로 구성될 때 발생된다.
• 경사진 지반 위에 성토를 한 경우에는 강우 뿐만 아니라 지반으로부터의 침투수의 영향을 받아 성토 내의 지하수위가 상승되니 때문에, 붕괴가 성토 전체로 미치는 경우도 있지만 일반적으로 기반암이 급구배를 이루고 있을 경우 유수가 침투되면 기반암과 성토재료 사이에서 활동면이 형성되게 되고 활동면이 깊을 경우 깊은 성토붕괴가 발생하게 된다.

깊은 성토 붕괴 : 고함수비 점성토 지반의 돌출

 

깊은 성토 붕괴 : 기반암 상단부 성토부에 활동면이 형성되는 경우

 

• 주변으로부터 지표수나 지하수 보급이 풍부한 지형 조건에 성토를 한 경우 간극수압의 상승에 의해 쌓기비탈면이 붕괴되기도 한다.
• 특이 아래의 좌측 그림과 같이 쌓이비탈면 상단부 깎기비탈면 쪽에서 넓고 깊은 계곡이 형성되어 있는 경우 깊은 성토 붕괴가 발생될 수 있으므로 주의가 필요한다.
• 또한 완전쌓기비탈면과 같이 성토부의 깊이가 굉장히 깊을 경우 지하수 상승에 의한 자유수면 형성의 영향으로 붕괴가 발생될 수 있으며, 이럴 경우 도로 자체가 완전히 파손되는 경우가 많다.

깊은 성토 붕괴 : 깊은 성토파괴를 유발하는 지형 형태와 깊은 성토재료로 구성된 쌓기비탈면 붕괴

 

3. 기초지반을 포함한 성토 붕괴

• 표층부의 풍화가 심한 급경사면 또는 지반 내에 쉽게 활동하는 토층이 발달한 비탈면(연약지반)상에 성토를 하게 되면, 지반 내에 활동면을 발생시키고 대뮤고적인 붕괴를 일으키는 경우가 있으며 연약지반 상에 시공한 성토에 발생하는 붕괴는그 전형적인 것이다.
• 또한, 옛 산사태지의 두부에 성토를 행한 경우에도 산사태가 재발되어 지반의 대규모 붕괴가 발생하기도 한다.
• 이러한 붕괴들은 모두가 그 자체 상태로 산사태가 발생할 위험성을 지닌 불안정한 비탈면상에 성토를 시공한 것이 직접적 계기가 되어 발생된 경우가 많고 이러한 붕괴 형태는 일반적으로 대규모이며, 토사가 비탈면 아래의 먼 곳에까지 이르러 큰 재해를 야기하는 경우가 있기 때문에 산사태와 더불어 충분히 주의할 필요가 있다.

 

출처 : 급경사지 관리 실무편람