폐기물 매립지를 건설부지로 활용하기 위해서는 환경과 지반공학적 측면에 대하여 종합적인 검토가 이루어져야 한다. 환경적인 측면에서는 반드시 매립폐기물 특성에 따른 매립가스의 관리방안과 침출수에 대한 대책이 이루어져야 하며, 지반공학적 측면에서는 양호한 구조물 기초지반을 조성하기 위한 적용 가능한 공법의 검토가 필요하다. 본 연구에서는 대상부지를 대규모 폐기물 매립지반인 $\bigcirc$$\bigcirc$$\bigcirc$ 매립지반으로 선정하여 환경적인 측면에서는 폐기물 특성 조사를 실시하여 매립가스 발생량 측정에 따른 매립가스 관리방안수립 및 매립가스 이용에 따른 경제성을 검토하였으며, 지반공학적 측면의 검토를 위하여 국.내외의 폐기물 매립지반을 건설부지로서 활용한 사례조사를 실시하였으며 폐기물 매립지반에 적용 가능한 공법(동다짐 공법, PG pile공법)에 대하여 현장 시험시공을 실시하여 개량특성을 파악하였다. 연구결과 매립가스의 자원화 및 안정화후의 토지이용에 따른 경제적 수익성을 파악할 수 있었으며, 폐기 물 매립지반에서의 보강공법으로서 개량 필요 심도가 비교적 얕은 경우에는 동다짐 공법이, 심도가 깊은 경우에는 PG pile공법이 개량특성이 양호한 것을 파악할 수 있었다.
본 연구는 폐기물이 매립되어있는 산업단지의 기 설계보고서와 추가로 수행된 지반조사 자료를 이용하여 매립폐기물 현황조사 결과를 바탕으로 환경오염도와 매립폐기물 안정화정도를 조사하고, 폐기물 매립 지역의 시험굴 조사를 통한 매립 폐기물의 종류와 형상 및 매립량 등을 산정하고 폐기물에 의한 토양 오염도 분석과 처리방안에 대해 검토하였다.
본 고는 폐기물 매립지반의 지반개량을 위하여 1992년 3월 16일부터 1992년 10월 25일까지 수행된 동다짐공사 결과에 대한 연구사례이며, 개량대상지역은 대전시 갑천변에 위치하는 폐기물 매립부지로 1983년부터 1989년까지 주로 도시생활 쓰레기, 연탄재, 구조물 해체 잔해물 및 일부 산업폐기물로 매립되어 형성된 지역이다. 동다짐 공사는 2개 지점에서 시험동다짐을 시행하여 그 결과를 기준으로 수행되었으며, 개량효과 분석 및 품질관리를 위하여 각종 현장확인 시험 및 지반거동 계측을 수행하였다. 또한 동다짐시 인접된 구조물에 미치는 영향을 분석하기 위하여 진동측정을 시행하였다. 제반 현장시험 및 계측자료 분석결과 전체적으로 지반의 강도증가 및 압축효과가 양호한 것으로 확인되어 본 지역의 폐기물 매립지반에 대한 동다짐공법 적용은 효과적인 것으로 나타났으며, 향후 본 지역과 유사한 폐기물 매립지반에 대한 동다짐공법 적용시 참고가 될 수 있을 것으로 기대된다.
폐기물 매립시설물은 지진에 의해 파괴될 경우 시설물 파괴로부터 인명 및 경제적인 피해와 더불어 복구하기 어려운 환경적인 문제가 발생한다. 따라서 지진시 지반 및 구조물의 거동을 정확히 예측하기 위한 신뢰성 있는 지반 가속도의 증폭현상 평가가 필요하다. 본 연구에서는 1차원 지반응답특성 평가 프로그램인 SHAKE91과 유한차분 프로그램인 FLAC을 이용 하여 폐기물 매립지에서의 지진거동 특성을 분석하였다. 1차원 해석결과 연약층이 존재하는 곳에서 지반변형이 많이 이루어졌고, FLAC 해석결과 폐기물층 사면부에서 뚜렷한 변위벡터가 발생하였으나 내진 2등급 매립지의 허용변위 30cm 이내이므로 해석 대상 구조물은 안전함을 알 수 있었다.
연약지반에 건설 운영되는 폐기물매립지는 매립하중으로 인하여 지반 및 사면파괴의 위험성을 내재하고 있다. 제한된 부지면적 내에서 안정성을 유지하며 최대의 매립용량을 확보하기 위해서는 당해 연약지반의 특성을 상세히 조사 이해하고, 폐기물의 매립특성 및 반입대상 폐기물의 반입조건 등을 파악하여 체계적이고 정량적인 안정관리를 위한 계측관리가 필요하다. 본 논문에서는 수도권매립지 제2매립지를 대상으로 계측자료를 이용하여 Tominaga-Hashimoto법, Kuriharh 법 등 매립장 안정관리를 정량적으로 할 수 있는 기법을 이용한 매립지 안정성여부를 분석하였다.
세계적으로 폐기물의 발생량이 급증하여 매립지의 숫자가 급증하고 있으나 사용이 완료된 매립지의 처리에 많은 어려움이 있다. 특히, 도시 폐기물 매립지는 인구밀집 지역과의 근접성, 부지개발에 따른 경제적 가치의 급등 등의 이유로 활용 가능한 새로운 건설부지로서 많은 관심이 집중되고 있다. 그러나, 폐기물 매립지반 위에 구조물을 축조할 경우, 특별한 안정처리 및 보강처리를 하지 않게 되면 지반침하, 구조물에 대한 지지력 확보 등에 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 수치해석시 무보강, 토목섬유 보강후 상부에 화강풍화토로 복토하여 토목섬유 보강지반의 지지력 특성을 평가하였다. 즉, 탄성모델을 기초로 2차원 해석시 하중재하에 따른 지표면의 무보강 및 보강의 경우, 각각의 수직변위 및 수평변위를 분석하여 토목섬유의 보강효과를 규명하였다.
국내 일반폐기물 매립지의 경우 함수비가 높은 쓰레기의 특성으로 인하여 매립지 내부에 누적수위가 발생하는 경우가 많고 따라서 매립된 복토재와 쓰레기의 수리특성의 파악은 매우 중요하다. 폐기물 매립지의 설계시공 과정에서 매립지 하부차수재와 주변지반의 수리특성에 대해서는 많은 지반조사와 연구가 되어있으나 매립지내부 쓰레기와 복토재의 수리적특성 및 흐름거동에 대한 조사 및 해석은 국내외적으로 되어있지 않다. 본 논문에서는 국내 대표적 폐기물 매립지에 대한 현장 지반조사로부터 쓰레기와 복토재의 지반공학적 특성을 파악하고 양수시험(pumping test)과 순간충격시험(slug test)을 이용하여 매립된 쓰레기와 복토재의 수리특성을 파악하였다. 현장지반조사 결과 매립된 쓰레기의 다짐정도는 실내시험의 최대 단위중량 값을 상회하는 것으로 나타났으며 쓰레기에 의하여 덮여진 중간 저투수성 복토재는 침출수와 가스의 수직 흐름을 방해하고 있는 것으로 보여진다. 현장 양수시험과 순간충격시험의 투수계수는 상호간에 잘 일치하고 문헌에서 나타난 잘 다져진 쓰레기의 투수계수 범위에 있는 것으로 나타났다.
세계적으로 폐기물의 발생량이 급증하여 매립지의 숫자가 급증하고 있으나 사용이 완료된 매립지의 처리에 많은 어려움이 있다. 특히, 도시 폐기물 매립지는 인구밀집 지역과의 근접성, 부지개발에 따른 경제적 가치의 급등 등의 이유로 활용 가능한 새로운 건설부지로서 많은 관심이 집중되고 있다. 그러나, 폐기물 매립지반 위에 구조물을 축조할 경우, 특별한 안정처리 및 보강처리를 하지 않은 경우, 지반침하, 구조물에 대한 지지력 확보 등에 문제점이 발생될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐기물 매립지반위에 구조물을 축조할 경우, 지오그리드 및 지오셀의 보강 효과를 규명하고자 반복평판재하시험을 수행하여 주요 영향인자인 지지력증가비, 지반계수, 스프링상수, 탄성회복율 등을 평가하였다.
본 논문은 폐기물의 하중과 침출수위의 변화를 고려할 수 있는 컴퓨터 프로그램 CONSOL을 이용하여 폐기물 매립이 진행되는 동안과 이후의 해안 폐기물 매립장의 압밀침하량을 분석하였다. 또한, 이들 변화된 기초점토지반 강도특성하에서 매립지 기초지반을 포함한 제체사면의 안정성 해석을 수행하였으며, 현장 침하계측자료와 본 논문의 이론적 침하량을 비교 검토하였다. 그 결과, 단계별 폐기물 매립이 실시됨에도 침출수위가 함께 상승할 경우 점토지반의 강도를 향상시키는 유효응력 증가가 거의 없어 매립높이가 증가할수록 안정성이 확보되기 어려운 것으로 나타났으며, 그 결과 매립경사구배를 낮추거나 배수공법에 의한 침출수위를 절감시키는 등의 보완 작업이 필요한 것으로 나타났다. 압밀해석으로부터 구한 침하량은 실측침하량 자료와 비교적 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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