1. 정의 및 개요
1) 비탈면은 자연적, 인공적 요인으로 경사지게 형성된 지표면을 말하며, 토사 및 암반이 중력에 의해 이동 또는 붕괴하는 현상이 발생한다.
2) 비탈면 붕괴는 사면 각도, 지반 재질, 강우, 지진, 지하수 등 다양한 조건에 의해 발생하며, 일반적으로 ‘랜드슬라이드’와 ‘랜드크리프’로 구분된다.
3) 붕괴 형태를 정확히 이해하는 것은 적절한 안정공법 선정과 피해 예방의 핵심이 된다.
2. 랜드슬라이드(Landslide)
1) 정의
- 비탈면의 토사나 암반이 활동면을 경계로 비교적 빠르게 대규모로 붕괴, 이동하는 현상을 말한다. 주로 강우, 지진, 절토작업 직후 등 외부 자극에 의해 발생한다.
2) 발생시기
- 집중호우, 지하수 상승, 지진 발생 직후, 절토 및 굴착공사 중 지반이 불안정해졌을 때 발생한다.
3) 형태
- 활동면을 따라 대규모 토체 또는 암반이 미끄러지며, 사면 하부로 이동하는 급격한 붕괴 형태를 가진다. 종종 사면 전체가 이동하여 큰 피해를 유발한다.
4) 붕괴각도
- 일반적으로 붕괴 전 사면의 경사는 30~45도 내외이며, 지반 재질에 따라 달라진다. 모래와 자갈은 30~35도, 점토질은 25~30도 수준에서 발생 가능하다.
5) 규모
- 붕괴 시 토사와 암석이 수천 ㎥ 이상 대량으로 이동하며, 도로, 주택, 시설물 파손 및 인명 피해를 유발한다.
3. 랜드크리프(Land Creep)
1) 정의
- 사면 내의 토사 및 암반이 중력과 간극수압, 지반 변형 등에 의해 매우 느리고 점진적으로 아래 방향으로 이동하는 현상을 말한다. 주로 지반의 장기적인 침하나 팽창, 반복적 건습에 의해 발생한다.
2) 발생시기
- 강우나 융설 후 장기간 포화상태 유지, 지하수위 변화, 계절적 건습반복으로 인한 지반의 체적변화가 누적될 때 발생한다.
3) 형태
- 사면 전체 또는 상부가 장기적이고 연속적으로 서서히 이동하며, 표면에 균열, 지반 융기, 변형을 동반한다. 경우에 따라 지표식생이 기울거나 전봇대, 담장이 경사지는 형태로 나타난다.
4) 붕괴각도
- 일반적으로 경사가 완만한 10~20도 내외의 사면에서도 발생하며, 비탈면 경사가 급하지 않더라도 장기간 누적 효과로 이동한다.
5) 규모
- 이동 속도가 극히 느리지만 광범위한 영역에 걸쳐 토사, 구조물, 도로 등이 점진적으로 피해를 입으며, 지반 변형이 심화될 경우 최종적으로 국부적 붕괴로 발전할 수 있다.
4.비탈면 안정공법-안전율 유지
1) 물리적 방법
- 배수공법 : 지하수위 저하를 통해 간극수압을 낮추고, 사면 안정성을 유지한다. (집수정, 배수공, 드레인보드)
- 경사완화 및 사면형상 조정 : 비탈면 각도를 완화하여 중력 방향 하중을 줄이고 붕괴 위험을 방지한다.
- 표면 피복공법 : 콘크리트 라이닝, 석축, 블록 등으로 사면을 피복하여 풍화, 침식, 수리적 세굴을 방지한다.
2) 생물·화학적 방법
- 식생공법 : 식물의 뿌리로 토사를 고정하여 침식 방지 및 지표수 유출을 완화한다.
- 화학적 안정화 : 토사에 안정화제를 혼합해 강도와 내구성을 향상시켜 안정율을 유지한다. (예: 시멘트, 석회 혼합)
5.비탈면 안정공법-안전율을 높이는 방법
1) 활동력을 저하시키는 방법
- 사면경사 완화 : 사면 각도를 줄여 토사의 중력 방향 미끄러짐 활동력을 감소시킨다.
- 사면 배수시설 설치 : 지하수위 저하로 사면 내 간극수압을 감소시켜 활동력을 저감한다.
- 사면 하중 경감 : 상부 토사나 구조물 하중을 제거하거나 감경하여 붕괴 발생력을 줄인다.
2) 저항력을 높이는 방법
- 사면 보강공법 : 락볼트, 그라우팅, 어스앵커 등으로 지반 내부의 전단저항을 증가시킨다.
- 구조물 설치 : 옹벽, 보강토 옹벽 등으로 사면의 하부를 지지해 저항력을 확보한다.
- 파일기초 및 토류벽 설치 : 지반 지지력을 강화하여 전단저항을 증가시켜 사면 붕괴를 방지한다.
6. 결론
1) 비탈면 붕괴는 발생 형태에 따라 급격한 대규모 붕괴인 랜드슬라이드와 장기적 지반 이동인 랜드크리프로 구분된다.
2) 랜드슬라이드는 급경사에서 외부 자극에 의해 즉각 발생하며 대규모 피해를 유발하고, 랜드크리프는 완만한 경사에서 서서히 진행되어 사전 경고 신호를 보이는 경우가 많다.
3) 각 형태별 붕괴 메커니즘을 이해하고 사전조사, 배수대책, 보강공법을 적절히 선택하여 비탈면 안전성을 확보해야 한다.