토목기사 실기 빈출 20 | 피압수에 대한 굴착저면 한계깊이
피압대수층의 압력수두를 양압으로 바꾸고 잔류 점토층 자중과 안전율을 맞춰 최대 굴착깊이를 구하는 문제다.
문제
무엇을 답해야 하나요?
원지표에서 15.0 m 아래에 피압대수층 상단이 있고, 피에조수위는 원지표에서 3.0 m 아래이다. 대수층 위 포화 점토층의 단위중량은 20.0 kN/m³, 물의 단위중량은 9.81 kN/m³이다. 단위면적에서 저항은 잔류 점토층 자중 W=γ_sat t, 양압은 U=γ_w h_p로 단순화하고 FS=W/U≥1.20을 적용한다. ① 양압, ② 필요한 최소 잔류두께, ③ 최대 굴착깊이를 구하시오.
표고차인 압력수두와 굴착깊이·잔류두께의 기하관계를 구분하는지 확인한다.
시험장 답안
먼저 채점답안을 완성하세요
- 대수층 상단과 피에조수위의 깊이 차 12 m를 먼저 구한다.
- FS=γ_sat t/U에서 t를 구한 뒤 전체 깊이 15 m에서 빼 H_max를 산정한다.
상세 풀이
답이 만들어지는 순서
압력수두와 양압
피에조수위는 지표 아래 3 m, 대수층 상단은 15 m이므로 차이는 12 m이다.
h_p=15-3=12; U=9.81×12확정: U=117.72 kPa
필요 잔류두께
자중/양압이 1.20이 되도록 한계 두께를 구한다.
t_min=1.20×117.72/20.0확정: t_min=7.0632 m
최대 굴착깊이
전체 피복깊이에서 필요한 잔류두께를 뺀다.
H_max=15.0-7.0632확정: H_max=7.9368 m≈7.94 m
채점 핵심
이 표현은 답안에 남기세요
- 압력수두 h_p=12.0 m
- 양압을 결정하는 표고차이다.
- 양압 U=117.72 kPa
- 단위면적에 작용하는 상향 수압이다.
- 최소 잔류두께 t_min=7.063 m
- 안전율 1.20을 만족하는 토층 두께이다.
- 최대 굴착깊이 H_max=7.94 m
- 잔류두께를 보존하는 굴착 한계이다.
감점 방지
자주 틀리는 지점
대수층 상단과 피에조수위의 표고차 12 m가 압력수두다.
H_max=15-t_min으로 변환한다.
변형 대비
문제가 바뀌어도 적용하는 기준
감압정으로 피에조수위를 낮추면 새 압력수두로 U와 t_min을 다시 계산한다.
수위차로 양압, 안전율로 남길 흙, 전체에서 빼 굴착깊이다.
근거와 주의
자료의 성격을 확인하세요
빈출 개념의 직접 링크 계보가 확인되었다. 본 학습문제의 문장·조건·수치·도식은 그 계보를 복제하지 않고 독립 구성했으며, 실제 기출 원문이나 공식 답안으로 간주하지 않는다.
현행 기준 주의: 피에조수두 기준면, 굴착저면, 대수층 상단, 잔류토층의 포화·수중단위중량, 단위면적, 안전율 위치를 표시한다. 실제 굴착은 3차원 누수·차수벽·감압·보일링·저면융기와 시공단계를 함께 검토해야 한다.