석션드레인공법은 연직배수재를 통해 연약지반에 직접 진공압을 가하게 되므로 진공압에 의해 배수재 주변의 경화영역이 형성된다. 이러한 경화영역은 지반의 투수성을 저하시켜 간극수 배출 효율이 급격히 저하된다. 본 연구에서는 배수효율을 저하시키는 요인 중 하나인 경화영역을 최소화하기 위해 단계 진공압을 고려하였다. 단계 진공압(-20kPa, -40kPa, -60kPa, -80kPa) 적용 기간이 경화영역과 지반개량 효과에 미치는 영향을 평가하기 위해 부산 해성 점토를 대상으로 단계별로 진공압 적용일자를 달리하여 실내시험을 수행하였다. 강도(CPT) 및 함수비 시험과 이론적 검증을 통해 경화영역의 범위는 약 7.0cm 이내이고, 경화영역 내에서의 투수계수 저하비는 약 2.0~4.0으로 평가되었다. 또한, 일괄적인 진공재하방식보다는 단계재하방식이 최종침하량 측면에서 더 우수한 것으로 나타났으며, 단계별 진공압의 적용기간도 대상 점토의 특성을 고려하여 결정되어야 함을 보였다. 수치해석 결과 경화영역을 고려하는 것이 실측값에 유사한 결과를 도출할 수 있음을 확인하였다.
Suction drain method can directly apply vacuum pressure to the soft ground through vertical drains so it can make hardening zones around them. These hardening zones make steeply lower the discharge efficiency of the pore water with decreasing permeability. This paper considered a stepped vacuum pressure to minimize a hardening zone which is one of the important parameters that can decrease discharge efficiency. A series of laboratory tests were conducted in order to examine the effect of the hardening zones and to evaluate their effects to the ground improvements with varying durations which applied stepped vacuum pressures(-20kPa, -40kPa, -60kPa and -80kPa) with Busan marine clay. According to strength(CPT), water content test and theoretical investigation indicate a size of the hardening zone within 7cm and the decreasing ratio of permeability about 2.0~4.0. Also, the total settlements are larger for the stepped vacuum pressure than the instant vacuum loading. The application time with vacuum pressure is determined considering the geotechnical properties of the interested clays. Results of numerical analysis show that consolidation behavior is appropriate to measurement for considering hardening zones.
