Geotechnical Characteristics and Economic Feasibility Study on Sourcing External Fill Materials for Enterprise City

Hwijong Oh; Seonhu Park; Seokjin Oh; Hyeok Seo

doi:10.9720/kseg.2026.3.367

All Issue

2026 Vol.36, Issue 3 Next Page

Research Article

Geotechnical Characteristics and Economic Feasibility Study on Sourcing External Fill Materials for Enterprise City 기업도시 외부토 반입을 위한 지반특성 및 경제성 검토

30 September 2026. pp. 367-378

PDF XML

Abstract

Securing massive external fill materials for Enterprise city development is constrained by high transport costs and unfavorable soil characteristics. This study evaluated seven potential borrow pits (Site 1–7) through geotechnical and economic analyses to derive an optimal sourcing plan. Laboratory tests revealed the target soils are silty clay (CL) with an optimum moisture content (OMC) over 20% and a high internal friction angle, presenting potential challenges for compaction and stability. Economically, haul distance is the key variable, accounting for up to 80% of total costs. Site 1 showed superior cost-effectiveness at a unit cost of 10,985 KRW/m³, owing to its having the shortest transport distance of 9.6 km, owing to its having the shortest transport distance of 9.6 km, whereas It was confirmed that Site 4 and Site 5 incurred excessive transport cost surcharges, with unit costs of 20,421 KRW/m³ and 22,915 KRW/m³, respectively. Based on these cost priorities, introducing a mixing method using industrial by-product alternatives, such as steel slag, is suggested to overcome the engineering limitations of the natural soil.

Keywords

borrow pit

fill material

laboratory test

economic feasibility study

industrial by-product

대규모 택지 조성 사업인 기업도시 개발을 위해서는 방대한 양의 외부 성토재 확보가 필수적이나, 인근 토취장의 가용 자원 한계와 원거리 운반에 따른 물류비용 증가, 반입 토사의 불리한 지반 특성 등이 주요 제약 조건으로 작용한다. 본 연구는 기업도시 구성지구 인근 7개 토취장 후보지(Site 1–7)를 대상으로 현장조사, 실내 토질시험 및 운반 경로 기반의 경제성 분석을 수행하여 최적의 외부토 반입 방안을 도출하고자 하였다. 실내실험 결과, 연구대상지의 토사들은 세립분 함유량이 높은 실트질 점토(silty clay, CL)로 구성되어 있으며, 20%이상의 최적함수비(optimum moisture content, OMC)와 높은 내부마찰각을 확인하였으며, 이는 성토재로의 활용시 다짐 및 안정성 확보에 대한 문제가 야기될 것으로 사료된다. 경제성 분석 결과, 전체 소요 비용 중 흙운반비가 최대 80%에 육박하여 운반 거리가 사업성을 좌우하는 핵심 변수임이 정량적으로 규명되었다. 운반 거리가 9.6 km로 가장 짧은 Site 1이 10,985원/m³의 우수한 경제성을 보였으며, 운반 거리가 20.0 km를 초과하는 Site 4와 Site 5는 Site 1 대비 1.86–2.07배 이상 과도한 운반비 할증 발생되는 것으로 확인하였다. 따라서 각 토취장별 운반비용에 대한 우선수위를 선정하였고, 필요시 천연 토사의 공학적 한계를 극복하기 위해 제강슬래그 등 산업부산물 대체재를 혼합하는 공법의 도입이 필요할 것으로 사료된다.

키워드

토취장

성토재

실내실험

경제성 검토

산업부산물

References

Das, B., Prakash, S., Reddy, P.S.R., Misra, V.N., 2007, An overview of utilization of slag and sludge from steel industries, Resources, Conservation and Recycling, 50(1), 40-57.

10.1016/j.resconrec.2006.05.008

Hare, W.L., Koch, V.R., Lucet, Y., 2011, Models and algorithms to improve earthwork operations in road design using mixed integer linear programming, European Journal of Operational Research, 215(2), 470-480.

10.1016/j.ejor.2011.06.011

Kim, H.C., 2025, Effect of seismic load reduction on quay walls backfilled with heavyweight soil based on steelmaking slag and dredged soil, Master’s Thesis, Gwangju University, 98-100 (in Korean with English abstract).

Lee, S.H., Son, J., Lee, S.H., 2017, Development of a prototype model to establish an economic earthwork plan that includes the selection of a dump site/borrow pit, Sustainability, 9(1), 74.

10.3390/su9010074

Lim, B.I., 2025, Study on the effect of soft ground improvement method under embank using recycled materials, Master’s Thesis, Jeonbuk National University, 58-59 (in Korean with English abstract).

MOLIT (Ministry of Land, Infrastructure and Transport), 2025, Standard market unit prices for construction works in the first half of 2025, 13-41 (in Korean).

Song, S.H., 2024, A fundamental study on the application of mixed soil road body improved with soil stabilizer using recycled resources, The Journal of the Convergence on Culture Technology, 10(6), 613-618 (in Korean with English abstract).

10.17703/JCCT.2024.10.6.613

Yildirim, I.Z., Prezzi, M., 2011, Chemical, mineralogical, and morphological properties of steel slag, Advances in Civil Engineering, 2011, 463638.

10.1155/2011/463638

Information

Publisher :Korean Society of Engineering Geology
Publisher(Ko) :대한지질공학회
Journal Title :The Journal of Engineering Geology
Journal Title(Ko) :지질공학
Volume : 36
No :3
Pages :367-378
Received Date : 2026-05-11
Revised Date : 2026-06-05
Accepted Date : 2026-07-01
DOI :https://doi.org/10.9720/kseg.2026.3.367

The Journal of Engineering Geology ISSN:1226-5268(Print) 2287-7169(Online) 지질공학

All Issue