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비탈면
비탈면은 수평면에 대하여 90° 이내의 각도를 가지고 기울어진 지표면을 말한다.
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개요[편집]
- 비탈면은 경사진 지형을 말한다. 인공 비탈면은 흙깎기와 흙쌓기 등의 인공으로 만들어진 경사 지형의 사면 부분을 말한다. 흙깎기 비탈면은 부지를 조성할 때 원지반을 깎아서 만들어진 지반을 말하며, 흙쌓기 비탈면은 기존 지반 위에 흙 또는 암석을 쌓아서 부지를 만든 경우 쌓기 경계부에 만들어지는 경사진 지반을 말한다. 물매가 일정한 단순 비탈면과 물매가 변화하는 복합 비탈면이 있다. 비탈면 유형에 따른 비탈면 안정 검토를 실시하여 단ㆍ장기적으로 비탈면이 안정적으로 유지할 수 있도록 해야 한다. 비탈면 안정 검토 시 계산된 안정율(FS)이 기준 안전율보다 커야 비탈면이 안정하다. 안전율은 비탈면 내부에 가정된 파괴면 또는 실제 발생한 파괴면에서의 전단강도와 전단응력비율, 저항력과 작용력의 비율 또는 저항모멘트와 작용모멘트율로 계산된다.
깎기비탈면 시공 현황도[편집]
- 한국은 국토의 많은 부분이 산지로 구성되어 있어 각종 토목공사 진행시 다수의 깎기비탈면이 조성된다. 비탈면은 해빙기 동결융해나 하절기 집중호우로 인해 붕괴가 발생할 수 있으며 최근 기상이변에 따른 국지성 집중호우로 인해 붕괴위험이 높아지는 추세이다. 비탈면 붕괴가 발생할 경우 합리적이고 경제적인 대책을 적용하기 위해서는 비탈면의 지반상태를 면밀히 파악하는 것이 중요하다. 이를 위해서는 최초 깎기 직후 노출된 지반의 상태를 기록하는 것이 효율적이며, 깎기 직후 현황도 보고서 작성을 의무화하고 있다.
- 비탈면 현황도는 비탈면의 원지반 상태를 기록으로 보관하는 것이 목적이므로 비탈면 녹화 공법 등의 표면보호 공법이 시행되기 전에 실시하는 것을 원칙으로 한다. 현황도 작성 시에는 비탈면 안정성과 관련된 주요 특징들을 사진자료를 첨부하여 상세히 기술한다. 현황도 보고서에 포함되어야 할 주요항목으로는 비탈면을 포함한 주변지반의 지질․지형학적 특성, 주요 불연속면의 방향, 간격, 거칠기 등의 특성, 지하수 용출상태, 암맥, 단층 등의 불안정한 요인 등이 있다. 현재 전국의 일반국도에 분포하는 모든 깎기비탈면의 기초자료는 데이터베이스화 되어 유지관리에 적극 활용되고 있다.
- 비탈면에서 붕괴가 발생할 경우 비탈면 녹화 등의 표면보호시설이 적용된 상태에서는 원지반의 특성을 상세히 파악하기 어렵다. 따라서 비탈면 유지관리단계에서의 조사자료뿐만 아니라 최초 생성 당시의 자료를 확보하여 관리하는 것이 타당하다. 이에 작성된 현황도 보고서의 적정성을 검토하여 추후 유지관리 시 자료로 활용할 수 있도록 하고 있다.
비탈면의 분류[편집]
- 비탈면은 인공사면(artificial slope)과 자연사면(natural slope)으로 구분된다. 인공사면은 선택된 재료를 가지고 축조하므로(성토 또는 흙쌓기 사면) 재료의 구분이 명확하고 재료의 공학적 성질을 알 수 있다. 그러나 자연사면은 자연으로 형성되어 있거나 인위적으로 자연사면을 깎아 만들어(절토 또는 흙깎기 사면) 사면을 구성하는 흙과 암석이 층을 이루거나 뒤섞여 있어 불균질한 경우가 많다. 사면은 중력의 작용을 받아 아래로 내려오려는 힘(driving force)을 받는 반면 비탈면을 구성하는 흙은 전단강도를 발휘하여 사면의 활동(sliding)을 방지하려는 힘(resisting force)을 발휘한다. 이 두 힘 사이의 균형이 깨져 내려오려는 힘이 커지면 사면파괴(slope failure)가 발생하며 이때 형성되는 파괴면을 활동면(sliding surface)이라고 한다. 무한 비탈면사면안정해석방법을 정하기 위한 목적으로 사면을 무한사면(infinite slope)과 유한사면(finite slope)으로 구분하기도 한다. 전자는 사면을 구성하는 흙덩이의 깊이가 사면의 길이에 비하여 매우 얕으며 활동면의 형태가 평행한 직선인 사면이다. 후자는 활동하는 흙덩어리의 깊이가 사면의 높이에 비하여 비교적 큰 사면을 말한다. 무한사면의 해석은 침투수가 있는 경우와 없는 경우로 나누어 수행한다.
건설사의 비탈면 구분[편집]
- 쌓기비탈면 : 기존 지반위에 흙 또는 암버럭을 쌓아서 부지를 형성할 때 쌓기 경계부에 만들어지는 경사진 지반을 말한다. 쌓기에 사용하는 재료와 다짐의 정도에 따라서 비탈면 높이와 비탈면 경사를 다르게 설정하여야 한다. 쌓기 비탈면은 재료에 따라서 암쌓기 비탈면 또는 흙쌓기비탈면으로 구분한다.
- 깎기비탈면 : 기존 원지반을 깎아서 부지를 조성할 때 형성되는 경사진 지반을 말하며 비탈면 높이가 약 5m 이상 되는 경우부터 중요하게 다룬다. 깎기비탈면은 원지반의 상태를 정확히 파악하는 것이 중요하며, 특히 암반과 토사의 경계부분, 원지반 내부의 불안정한 특징 등을 찾는 것이 매우 중요하다. 깎기비탈면은 흙으로 이루어진 토사비탈면과 암으로 이루어진 암반비탈면으로 구분한다.
시공사의 비탈면 구비조건[편집]
- 건설공사 비탈면은 시공 완료 후부터 유지관리단계에서 지진, 강우, 장기적인 기상변화 등 재해요인이 발생하더라도 주구조물의 안정성을 직접적으로 저해하거나 주구조물의 기능을 마비시키는 붕괴가 발생하지 않아야 한다.
- 비탈면의 건설로 인하여 주변 인명 및 재산에 위해한 요인이 발생하지 않아야 하며, 보강시설, 안전시설 등의 대책을 강구하여야 한다.
- 비탈면은 지반의 풍화, 지하수 조건의 변화 등 장기적인 불안정 요인이 발생할 수 있으므로 규명되지 않은 사항에 대해서는 가급적 안전 측으로 설계한다.
- 비탈면 안정해석에서는 반드시 기준안전율을 만족하도록 설계하여야 한다.
- 비탈면에 시공하는 각종 보강, 보호, 점검, 안전시설 등은 장기적으로 성능을 발휘하는 내구성이 있는 재료와 부식에 대한 저항성이 있는 재료를 사용한다.
- 비탈면은 위의 조건을 감안하여 최대한 경제적인 시공이 되도록 설계하고, 현장 여건에 적합한 안전한 시공이 될 수 있도록 설계한다.
- 비탈면 기준에서 제시하지 않은 구비 조건이라 하더라도 관계법규 및 기준을 검토 후 반영해야 하며, 발주자의 요청과 민원 등을 검토하여 반영할 수 있다.
악지형[편집]
- 악지형(惡地形)은 덜 굳은 암석지역이 빗물의 침식으로 인해서 경사가 가파른 비탈면 또는 톱니 모양의 능선을 무수히 만들어 통행하기가 힘든 지형을 말하며 배드랜드라고도 한다. 미국의 로키산맥 동쪽 기슭이나 볼리비아의 라파스 부근, 중국 화베이지방의 황토지대 등에 발달하였다. 배드랜드라고도 한다. 구릉의 사면이 소규모의 것은 2∼3m의 작은 골짜기로, 대규모의 것은 수십 m 깊이의 무수한 골짜기로 깎이어 톱니 모양이 되었다. 세계적으로 볼 때 강수량이 적은 건조지역에 많으며 식물이 거의 없다. 암석의 상태로는 두꺼운 풍화층(風化層)을 가진 화강암이나 두꺼운 역층(礫層) 지역에서 생기기 쉽다. 미국의 로키산맥 동쪽 기슭이나 볼리비아의 라파스 부근, 중국 화베이[華北]지방의 황토지대 등에 발달하였다.
영서고원[편집]
- 영서고원(嶺西高原)은 태백산맥 서쪽 비탈면에 펼쳐진 고원 모양의 산지이다. 영서산지 또는 태백고원이라고도 한다. 백악기 말에 생긴 산지가 제3기 올리고세에 이르기까지 오랫동안 침식작용을 받아 준평원이 되었다가 신제3기 마이오세에 융기한 고위평탄면이다. 북쪽 추가령 부근의 평강고원에서 남쪽 소백산맥까지 약 6,000㎢에 걸쳐 펼쳐지며, 강원도 총면적의 약 31%를 차지한다. 고원 내에는 광주산맥·차령산맥 등이 북동∼남서 방향으로 뻗어 있다. 지질은 대부분 화강암·화강편마암으로 구성되어 있으나, 북쪽의 평강·철원 지역은 현무암 용암대지가 발달했고, 남쪽 영월 일대는 광대한 석회암 지역으로 카르스트지형이 발달했다. 고원에서는 일찍이 화전(火田) 경작이 활발하게 이루어졌으나 농업의 근대화에 따라 고랭지농업이 발달하여 근래에는 무·감자·옥수수·홉 등을 대량 재배한다. 대규모 육우·면양 목장도 있다.
골바람[편집]
- 골바람(valley wind)은 곡풍이라고 하여, 낮 동안 산의 비탈면과 골짜기가 햇빛에 가열되어 상승하면서 골짜기를 따라 위로 부는 바람이다. 맑은 낮에 뚜렷하게 발생하는 국지풍이다. 곡풍(谷風)이라고도 한다. 낮 동안에 햇빛에 의해 산의 비탈면과 골짜기는 다른 곳에 비하여 가열되어서 지면 부근의 공기가 따뜻해진다. 이 더워진 공기는 밀도차에 의해 부양력(浮揚力)이 생기므로 산의 비탈면이나 골짜기를 따라 상승한다. 이때 밀도차가 클수록 강한 바람이 불어 올라간다. 여름에 산에 올라갔을 때 시원하게 느껴지는 것은 바로 이 골바람이 산의 비탈면을 따라 계속 공급되기 때문이다. 이 바람은 햇빛이 강하게 내리쪼일 때 뚜렷하며, 구름이 많은 흐린 날에는 거의 생기지 않는다. 또한 햇빛이 있더라도 충분한 부양력이 있어야 하므로 대체로 10∼16시경에 뚜렷하다. 산악지대나 구릉지대에 나타나는 국지풍의 하나이다.
슬럼프구조[편집]
- 슬럼프구조(slumping structure)는 해저의 비탈면 위에 퇴적한 지층군이 지진, 파랑, 많은 양의 퇴적작용 등에 의해서 해저의 비탈면 위로 급격히 이동하여 그때까지 평행을 이루던 층리면이 엇갈린 구조이다. 퇴적물을 이동하게 하는 원인은, 지진, 파랑(波浪), 급격한 다량의 퇴적작용, 지각운동에 의한 해저사면의 변화 등에 의해 해저에서 사태나 이류(泥流)가 생겼기 때문이라고 생각된다. 층간습곡(層間褶曲)이나 층내단층(層內斷層)이라고 일컬어지는 것 중에는 슬럼프 현상에 의한 것이 있다.
대륙사면[편집]
- 대륙사면은 대륙과 대양의 경계부로서 전(全)해저의 11%에 해당한다. 일반적으로 평균 경사는 4° 정도이나 아래쪽은 완만한 편이다. 계단형을 이루는 곳이 많고 1,000m 부근에 평탄면, 즉 해단(海段)이 있으며, 대륙붕 외연(外緣)에서 약간 깊은 바다 밑의 협곡, 즉 해저곡(海底谷)을 볼 수 있는 경우가 많다. 이 해저곡이 침수곡(沈水谷)인지 혹은 해저침식(海底浸蝕)에 의한 것인지에 관해서는 여러 이견(異見)이 있다. 깊이는 보통 200~3,000m 정도에 이르며 지구 전체에서는 약 4,600만㎢를 차지하고 있다.
비탈면 녹화공법[편집]
- 바람직한 비탈면 녹화를 위해서는 비탈면의 안정을 전제로 비탈 조형, 녹화 방법, 녹화 후 경관 변화 및 유지관리 방안을 검토하는 것이 필요하다. 녹화 계획 수립의 첫 번째 단계에서는 식생 복원 녹화의 목표를 수립하는데, 여기에서는 식생 천이가 용이하게 이루어져 생태계 회복에 유효하고 주변 식생과 조화되는 식물 군락의 조성 등을 중요하게 고려하여야 한다. 이때 주변의 토지 이용과 산림 구조, 비탈면의 토질, 경사, 방위 등을 고려하여 키 큰 수림형, 키 낮은 수림형, 초본 주도형 군락 중 하나를 목표로 하되, 해당 지역에 적합한 자생 식물을 적극 활용하는 계획을 수립한다.
- 비탈면 복원 녹화 목표가 수립된 이후에는 식물 정착을 위한 비탈면 안정화 작업과 시공 시기별 적용 방법에 대한 검토가 수행된다. 비탈면은 구조적으로 매우 다양하기 때문에 비탈의 토질, 토양, 경사 등의 환경 조건이 복원 녹화의 목표로 설정된 식물 군락의 생육에 적합하지 못하면 식물의 생육 환경을 개선시키거나 생육 기반을 안정화하는 작업이 선행되어야 한다. 또한 비탈면 녹화는 식물체를 이용하는 것이므로 시공 시기가 매우 중요한데 일평균 기온이 10∼25℃일 때를 식생 공사를 위한 최적기로 보고 있다. 기온이 25℃ 이상일 때에는 고온 건조하여 해를 받기 쉬우므로 여름철 시공은 피하도록 한다. 그러나 공기의 형편에 따라 부득이 시공할 경우에는 건조의 해를 잘 받지 않는 방법을 선택하여야 한다. 기온이 10℃ 이하에서는 동상에 의한 건조의 위험과 붕락 등을 일으키기 쉬우므로 가급적 동절기의 시공은 피하여야 한다.
동영상[편집]
참고자료[편집]
- 〈악지형(badland,惡地形)〉, 《두산백과》
- 토목로드, 〈비탈면 설계기준(경사/지하수위/낙석방지망/수평배수공)〉, 《네이버블로그》, 2019-11-24
- 효롬, 〈(환경용어) 26# 비탈면 녹화 / 식물 및 공법 선정 기준〉, 《네이버블로그》, 2019-07-30
- 주식회사 대성조경, 〈비탈면녹화/사면녹화 그리고 비탈면붕괴 시공사〉, 《네이버블로그》, 2013-03-22
같이 보기[편집]
