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가설 설정
- 본 분석에서 사용한 제반 제원은 표 6과 같으며, 대표단면 및 격자요소망은 그림 14 및 15와 같다. 본 분석에서 상재하중은 2t/m2의 등분포 하중이 작용하는 것으로 가정하였다.
제안 방법
- Case A에서 수행한 시험결과를 토대로, 쉬스관 길이에 따른 영향을 알아보기 위해, 쉬스관의 길이를 1m 및 2m로 변화를 주어 현장인발시험을 수행하였으며, 시험결과는 그림 8과 같다. 그림 8을 살펴보면, 쉬스관이 1m에서 2m 로 증가할 경우, 최대인발력은 0.
- Case A의 시험용 네일로부터 비교적 인발거동특성이 양호하게 평가된, No.3 및 No.5과 동일한 제원으로 프리 텐션 하중(6t)을 적용한 후, 쉬스관내에 그라우트를 충진한 후 충분히 그라우트가 경화된 뒤에 변위제어방식 현장인발시험을 수행하였으며, 시험결과는 그림 11과 같다(표2 참조). 단기 인발거동특성을 평가하기 위해 수행된 변위 제어방식 현장인발시험결과를 살펴보면, 최대인발력은 일반 쏘일네일(No.
- Case B 시험에서 평가된 최대인발력( Tmax )을 토대로, Case C 시험에서는 프리텐션 쏘일네일의 장기인발거동 특성을 규명하고자 응력제어방식 현장인발시험을 수행하였으며(표 2 참조), 그 결과는 그림 12와 같다. 그림 12는 각 하중단계(0.
- FLAC2D 프로그램을 이용한 전단강도감소기법의 적용에 있어서, 쏘일네일링 보강사면의 안전율은 Dawson 등(2000)의 연구결과에 따라 지반의 전단강도를 식(3)에 의해 단계별로 저하시켜가면서 해석하여 1000 step 계산 후의 최대 불평형력(maximum unbalanced force)과 안전율과의 관계로부터 최대불평형력이 급격히 증가하는 시점으로 결정하였다.
- 이외에도, 응력제어방식 현장인발시험을 총 3회 실시하여 프리텐션 쏘일네일 및 일반 쏘일네일의 장․단기적인 인발-변형 특성에 대해서 비교․분석하였다. 계속해서 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 안정성 평가를 위해, 예상파괴면 및 최소안전율을 결정하기 위해 사면안정해석 등에 주로 적용되고 있는 전단강도감소기법 (Shear Strength Reduction Technique)을 이용한 수치해석적 접근방법의 제시 및 분석 등이 이루어졌다.
- 따라서, 본 연구에서는 Frank and Zhao(1982)가 제안한 탄성한도 범위에 해당하는 흙과 쏘일네일간의 상대변위( y1 )에 해당하는 범위까지 발휘된 주면마찰력을 인발하중으로 환산하여, 적용가능한 프리텐션 하중으로 결정하였다.
- 또한 본 연구에서는 FLAC2D(ver 3.3) 프로그램을 사용하여 프리텐션 쏘일네일링 굴착벽체의 대표단면에 대한 parametiric study를 수행하였으며, 프리텐션 효과에 의한 안정성 증가 정도를 정량적으로 분석하기 위해 한계평형해석법을 기초로 한 Visual Nail 프로그램의 해석결과와 비교하였다.
- 를 이용하여 전단강도감소기법을 토대로 대표단면에 대한 안전율을 평가하였으며, 또한 한계평형해법 설계프로그램인 Visual Nail을 이용하여 일반적인 쏘일네일링 공법의 해석결과와 비교하였다. 또한 프리텐션 하중에 따른 쏘일네일링 보강벽체의 안정성을 보다 효과적으로 살펴보기 위해 쏘일네일링 보강벽체의 보강정도를 결정하는 무차원변수인 길이비( RL, length ratio)와 정착비( RB, bond ratio)를 변화시켜 분석하였다. 여기서, 길이비와 정착비에 대한 정의는 식(4)와 같다.
- 본 분석에서는 대표단면을 설정한 후(그림 14 참조)관련변수를 변화시켜가면서(표 6 참조), 한계평형해석법 및 전단강도감소기법 등에 각각 근거하여 각 시공단계별로 안정성을 검토하였다. 해석결과는 표 7에 요약․정리하였다.
- 본 연구에서 활용한 분석기법의 적용성을 확인하기 위해, 지반․구조물 관련거동 해석 프로그램인 FLAC2D를 이용하여 단계별 굴착시공과정에 따른 정면벽체의 거동예측을 위한 분석이 추가적으로 수행되었다. 대표단면은 그림 14와 동일하게 하고, 쏘일네일의 길이를 8m로 정하여 프리텐션 쏘일네일링(pretension force = 6 t/m2 ) 공법 및 일반 쏘일네일링 공법의 경우를 비교․분석한 결과는 그림 17과 같다.
- 본 연구에서는 변위제어방식 및 응력제어방식 현장인발 시험을 모두 수행하였으며(표 2), 현장인발시험시 쉬스관내부의 쏘일네일 거동 및 고정콘과의 일체거동 등을 확인하기 위해, 변형율계(strain gauge)를 쏘일네일 상․하면에 1m 간격으로, 시험네일 1본당 총 10개씩 부착하였다. 변위제어방식 현장인발시험의 인발속도는 Clouterre 연구보고서(1991)에 소개된 변위제어방식 현장인발시험방법을 참고하여, 1mm/분(허용오차 ±10% 이내) 정도로 하였다.
- 본 연구에서는 프리텐션을 적용한 쏘일네일링 공법을 제시하고(그림 1), 또한 프리텐션 쏘일네일링 구조체의 인발거동특성 등을 확인하기 위해서 변위제어방식 현장인발시험을 총 9회 실시하여, 프리텐션 쏘일네일링 구조체의 관련 설계변수인 쉬스관(sheathing pipe) 길이 및 고정콘 유․무 등에 대한 영향을 분석하였으며, 또한 프리텐션 하중의 평가도 다루어 졌다. 이외에도, 응력제어방식 현장인발시험을 총 3회 실시하여 프리텐션 쏘일네일 및 일반 쏘일네일의 장․단기적인 인발-변형 특성에 대해서 비교․분석하였다.
- 본 연구에서는 현장인발시험을 통한 프리텐션 쏘일네일의 인발거동특성 등을 주로 분석하여 보았으며, 또한 전단 강도감소기법 및 한계평형해석기법 등을 이용하여 프리텐션 쏘일네일링 구조체의 안정성 평가를 수행하였다. 얻어진 연구결과의 주요부분을 요약․정리하면 다음과 같다.
- 1 Tmax 의 하중단계별로 변위량을 측정하였다. 응력제어 방식에 의한 현장인발시험시 최초 하중단계는 0.2 Tmax 이며, 각 하중단계별로 하중을 1시간동안 일정하게 유지하였으며, 0.7 Tmax 의 하중단계에서는 하중을 3시간동안 일정하게 유지시켜 네일의 크리프 거동을 관찰하였다(김홍택 2000). 시험용 쏘일네일은 25mm 이형철근을 사용하였으며, 천공직경은 105mm, 삽입경사각도는 15°로 하였다.
- 또한 인발시험은 인발력이 최대치를 지나 점차 감소하는 경향을 나타내거나, 일정한 값에 수렴할 경우 종료하였다. 응력제어방식으로는 변위제어방식으로부터 결정된 최대인발력( Tmax )보다 작고 동시에 네일의 탄성한계값( TG)의 0.6배 이내의 하중으로 결정하였으며, 각 0.1 Tmax 의 하중단계별로 변위량을 측정하였다. 응력제어 방식에 의한 현장인발시험시 최초 하중단계는 0.
- 본 연구에서는 프리텐션을 적용한 쏘일네일링 공법을 제시하고(그림 1), 또한 프리텐션 쏘일네일링 구조체의 인발거동특성 등을 확인하기 위해서 변위제어방식 현장인발시험을 총 9회 실시하여, 프리텐션 쏘일네일링 구조체의 관련 설계변수인 쉬스관(sheathing pipe) 길이 및 고정콘 유․무 등에 대한 영향을 분석하였으며, 또한 프리텐션 하중의 평가도 다루어 졌다. 이외에도, 응력제어방식 현장인발시험을 총 3회 실시하여 프리텐션 쏘일네일 및 일반 쏘일네일의 장․단기적인 인발-변형 특성에 대해서 비교․분석하였다. 계속해서 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 안정성 평가를 위해, 예상파괴면 및 최소안전율을 결정하기 위해 사면안정해석 등에 주로 적용되고 있는 전단강도감소기법 (Shear Strength Reduction Technique)을 이용한 수치해석적 접근방법의 제시 및 분석 등이 이루어졌다.
- 최적의 프리텐션 쏘일네일 단면을 결정하기 위해 프리텐션 쏘일네일의 제원에 변화를 주면서 다양한 현장인발시험을 수행하였으며, 현장인발시험이 수행된 위치 등 현장개요는 그림 5와 같다.
- 2 Tmax ～ Tmax )별로 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 45 및 60분 등에서 측정된 네일두부(head)에서의 변위를 도시한 결과이며, 그림 13은 크리프 곡선의 기울기 α(즉, 각 하중단계별로 도시된 log t -네일의 두부변위 관계곡선의 기울기)를 인발 정도에 따라 도시한 결과이다. 특히 0.7 Tmax 단계에서는, 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 15, 20, 25, 30, 45, 60, 90, 120, 150 및 180분 등의 간격으로 네일 두부에서의 변위를 측정하였다.
대상 데이터
- 시험용 쏘일네일은 25mm 이형철근을 사용하였으며, 천공직경은 105mm, 삽입경사각도는 15°로 하였다. 쉬스관은 요철이 있는 직경 60mm, 두께 5mm의 강관으로, 길이 1m 및 2m 두 종류를 제작하였다. 현장인발시험에 적용된 시험방법 및 프리텐션 쏘일네일의 제원 등은 표 2에 정리하였다.
- 7 Tmax 의 하중단계에서는 하중을 3시간동안 일정하게 유지시켜 네일의 크리프 거동을 관찰하였다(김홍택 2000). 시험용 쏘일네일은 25mm 이형철근을 사용하였으며, 천공직경은 105mm, 삽입경사각도는 15°로 하였다. 쉬스관은 요철이 있는 직경 60mm, 두께 5mm의 강관으로, 길이 1m 및 2m 두 종류를 제작하였다.
- 쏘일네일 현장인발시험 장비는 압력장치(pressure pump), 변위계(dial gauge), LVDT, 하중계(load cell), 자료수집장치(data logger, ucs 25) 및 노트북컴퓨터 등으로 구성되었으며, 종합적으로 정리된 현장인발시험 개요도는 그림 6과 같다.
데이터처리
- 지반공학용 유한차분법 상용프로그램인 FLAC2D를 이용하여 전단강도감소기법을 토대로 대표단면에 대한 안전율을 평가하였으며, 또한 한계평형해법 설계프로그램인 Visual Nail을 이용하여 일반적인 쏘일네일링 공법의 해석결과와 비교하였다. 또한 프리텐션 하중에 따른 쏘일네일링 보강벽체의 안정성을 보다 효과적으로 살펴보기 위해 쏘일네일링 보강벽체의 보강정도를 결정하는 무차원변수인 길이비( RL, length ratio)와 정착비( RB, bond ratio)를 변화시켜 분석하였다.
이론/모형
- 프리텐션 쏘일네일링에 대한 안정해석기법은 김홍택 등(1999)에 의해 소개된바 있으나, 제시된 한계평형해석법(Limit Equilibrium Method, LEM)을 토대로 프리텐션 하중에 의한 벽체에 작용하는 압축력 증가, 구속효과 및 주면마찰력 증가 등을 고려하기에는 아직까지 이에 대한 연구가 다소 부족한 실정이다. 따라서, 사면의 안정성 평가 방법 중 파괴시까지 지반의 전단강도를 감소시켜가면서 접근하는 방법인 전단강도감소기법(Shear Strength Reduction, SSR)을 이용하여 프리텐션 효과에 의한 벽체에 작용하는 압축력 증가 등을 고려한 쏘일네일링 지하 굴착 벽체의 안정성을 평가하였다(김홍택 등, 2002).
- 본 연구에서는 변위제어방식 및 응력제어방식 현장인발 시험을 모두 수행하였으며(표 2), 현장인발시험시 쉬스관내부의 쏘일네일 거동 및 고정콘과의 일체거동 등을 확인하기 위해, 변형율계(strain gauge)를 쏘일네일 상․하면에 1m 간격으로, 시험네일 1본당 총 10개씩 부착하였다. 변위제어방식 현장인발시험의 인발속도는 Clouterre 연구보고서(1991)에 소개된 변위제어방식 현장인발시험방법을 참고하여, 1mm/분(허용오차 ±10% 이내) 정도로 하였다. 또한 인발시험은 인발력이 최대치를 지나 점차 감소하는 경향을 나타내거나, 일정한 값에 수렴할 경우 종료하였다.
- )을 평가할 수 있으며, 인발-변형 관계로부터, 인발시 쏘일네일과 흙사이에서 유발되는 주면마찰력 등의 상호관계를 평가할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일네 일과 흙사이 주면마찰력 발휘는 Frank and Zhao(1982)가 제안한 두 개의 선형법칙(bilinear law)에 근거하여 인발-변형 관계를 탄성한계 및 소성한계로 분리하여 규명하였다. Frank and Zhao(1982)가 제안한 두 개의 선형법칙(bilinear law)에 따르면, 초기기울기( kβ)의 직선과 초기기울기( kβ)의 1/5 직선이 최대주면마찰력( qsmax)의 1/2 지점에서 교차하며(그림 4), 초기기울기(kβ)의 직선의 범위내에서는 탄성거동을 한다고 밝힌 바 있다.
- 프리텐션 하중을 결정하기 위해, Case A의 프리텐션 시험용 네일 중, 비교적 최대인발력 및 인발거동특성 등이 좋게 평가된 No.3 및 No.5를 대상으로, Frank and Zhao(1982)가 제안한 두 개의 선형법칙을 적용해 보았다. 현장인발시험으로부터 평가된 인발력( T)을 식(1)에 대입하여 주면마찰력( qs )을 결정하였으며, 이를 토대로 Frank and Zhao가 제안한 두 개의 선형법칙을 적용한 이론적 결과치와 시험결과를 서로 비교하면 그림 10과 같다.
- 5를 대상으로, Frank and Zhao(1982)가 제안한 두 개의 선형법칙을 적용해 보았다. 현장인발시험으로부터 평가된 인발력( T)을 식(1)에 대입하여 주면마찰력( qs )을 결정하였으며, 이를 토대로 Frank and Zhao가 제안한 두 개의 선형법칙을 적용한 이론적 결과치와 시험결과를 서로 비교하면 그림 10과 같다.
성능/효과
- (1) 고정콘 설치 유․무에 따른 현장인발시험결과를 살펴보면, 고정콘이 설치된 No.1, No.3 및 No.5 등의 시험용 쏘일네일은, 고정콘이 설치되지 않은 No.2, No.4 및 No.6 등에 비해 최대인발력이 13～15% 정도 증가되는 것으로 평가되었다.
- (2) 쉬스관 길이에 따른 영향을 알아보기 위해 수행한 현장인발시험결과를 살펴보면, 쉬스관의 길이가 1m에서 2m로 증가할 경우, 최대인발력의 감소는 0.8～3.4% 정도로 비교적 감소경향이 작은 것으로 나타났다.
- (3) Case A(표 2 참조)의 프리텐션 시험용 네일 중, 비교적 최대인발력 및 인발거동특성 등이 양호하게 평가된 No.3 및 No.5를 대상으로, 적용가능한 프리텐션 하중을 평가해 본 결과, 탄성거동 범위내에서 적용가능한 프리텐션 하중은 6.15～6.19ton 정도로 평가되었다.
- (4) 프리텐션 쏘일네일의 단기 인발거동특성을 평가하기 위해 수행된 변위제어방식 현장인발시험결과를 살펴보면, 최대인발력은 일반 쏘일네일(No.7, 표 2 참조)에 비해, 쉬스관이 1m 설치된 의 경우(No.8)에는 14% 정도, 쉬스관이 2m 설치된 경우(No.9)에는 21% 정도 각각 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 인발거동특성 역시 프리텐션 쏘일네일이 일반 쏘일네일의 경우에 비해 양호하게 평가되었다.
- (5) 프리텐션 쏘일네일의 장기 인발거동특성을 평가하기 위해 수행된 응력제어방식 현장인발시험결과를 살펴보면, 프리텐션 쏘일네일의 한계크리프인발력은 10.66～11.53t 정도로 평가되었으며, 프리텐션 쏘일네일의 장기거동특성을 나타내는 최대인발력과 한계크리프인발력의 비( k)는 1.17～1.20 정도로서, 일반 쏘일네일의 k 값(1.22)에 비해 작게 평가되었다. 따라서 프리텐션 쏘일네일의 경우, 크리프에 의한 장기간의 변형특성은 일반 쏘일네일에 비해 작은 경향임을 알 수 있으며, 프리텐션 쏘일네일링 벽체를 장시간 방치할 경우, 인발저항력이 일반 쏘일네일링 벽체에 비하여 증가하므로 공사기간이 길어질 경우 유리한 측면이 있는 것으로 판단된다.
- (6) FLAC2D 프로그램을 이용한 전단강도감소기법의 적용에 있어서, 쏘일네일링 구조체의 안전율은 지반의 전단강도를 단계별로 감소시켜가면서 해석한 후, 최대불평형력과 안전율과의 관계로부터 최대불평형력이급격히 증가하는 시점으로 결정하였으며, 한계평형해석 결과와 비교한 결과 대체적으로 일치하는 것으로 나타났다.
- (7) 프리텐션 적용 유․무에 따른 안전율의 변화를 살펴본 결과, 프리텐션을 적용했을 경우 각 시공단계의 국부 안전율이 한계평형해석의 경우 25～63% 정도 증가하는 것으로 나타났으며, 전단강도감소기법의 경우 22%～61% 정도 증가하는 것으로 각각 나타났다. 또한, 프리텐션을 적용한 경우가 일반 쏘일네일링 공법에 비해 최종굴착단계에서의 안전율은 22(SSR)～25%(LEM) 정도로 증가하는 것으로 나타났다.
- (8) 프리텐션을 적용한 경우, 최종굴착단계에서 누적되는 수평변위량은 일반 쏘일네일링 공법에 비해 30% 정도, 지표침하량은 36% 정도 감소하는 것으로 각각 나타났다. 따라서 특히 도심지 굴착의 경우 상부에 존재하는 연약한지층에 대해 기존의 쏘일네일링 벽체가 허용변위량을 초과할 경우, 네일에 프리텐션을 가함으로써 발생변위량을 허용변위량 이내로 억제할 수 있을 것으로 기대된다.
- 그림 9에서는 변위제어방식 현장인발시험에서 평가된 최대인발력( Tmax )을 기준으로, Tmax , 3/4 Tmax , 2/4 Tmax 및 1/4 Tmax 의 인발하중이 작용할 경우에 대해, 변형율네일길이 관계를 나타내었다. 그림 9(a)를 살펴보면, 인발 하중 증가에 따른 변형율 값은 쏘일네일 두부에서 최대이고 끝단으로 갈수록 선형적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 이형철근이 그라우트체와 완전히 부착되어 있기 때문인 것으로 판단된다.
- )이 발휘되는 것으로 나타났으나, 시험결과곡선은 이에 비해 다소 인발거동특성이 양호하게 평가되었다. 또한, 그림 10(a)를 살펴보면, 탄성한계변위( y1 ) 내에서 발휘되는 주면마찰력 ( qs )은 3.93t/m2으로 평가되었으며, 이를 인발하중으로 환산하면 6.19t이 되므로, 탄성거동 범위내에서 적용가능한 프리텐션 하중은 6.19t 정도인 것으로 판단된다. 계속해서 그림 10(b)를 살펴보면, 탄성한계변위( y1 ) 내에서 발휘되는 주면마찰력( qs )은 3.
- 이는 이형철근이 그라우트체와 완전히 부착되어 있기 때문인 것으로 판단된다. 그림 9(b) 및 9(c)를 살펴보면, 그라우트체와 완전히 부착 된 부분에서의 이형철근의 변형 정도는 일반 쏘일네일의 경우와 유사하게 나타났으나, 쉬스관이 설치된 부분에서의 변형율은 네일 두부에 가해준 인발하중을 대부분 유지하고 있는 것으로 나타났다.
- 대표단면은 그림 14와 동일하게 하고, 쏘일네일의 길이를 8m로 정하여 프리텐션 쏘일네일링(pretension force = 6 t/m2 ) 공법 및 일반 쏘일네일링 공법의 경우를 비교․분석한 결과는 그림 17과 같다. 그림 17을 살펴보면, 최종굴착단계에서 누적되는 수평변위량은 일반 쏘일네일링 공법에 비해 30% 정도, 지표침하량은 36% 정도 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 특히 도심지 굴착의 경우 상부 연약토층에 대해 기존의 쏘일네일링 벽체가 허용변위량을 초과할 경우, 벽체의 네일에 프리텐션을 가함으로써 발생변위량을 허용변위량 이내로 억제할 수 있을 것으로 기대된다.
- 5과 동일한 제원으로 프리 텐션 하중(6t)을 적용한 후, 쉬스관내에 그라우트를 충진한 후 충분히 그라우트가 경화된 뒤에 변위제어방식 현장인발시험을 수행하였으며, 시험결과는 그림 11과 같다(표2 참조). 단기 인발거동특성을 평가하기 위해 수행된 변위 제어방식 현장인발시험결과를 살펴보면, 최대인발력은 일반 쏘일네일(No.7)에 비해, 쉬스관이 1m 설치된 경우 (No.8)에는 14% 정도, 쉬스관이 2m 설치된 경우(No.9)에는 21% 정도 각각 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 인발거동특성 역시 프리텐션 쏘일네일이 일반 쏘일네일의 경우에 비해 양호하게 평가되었다.
- 따라서 프리텐션 쏘일네일의 경우, 크리프에 의한 장기간의 변형특성은 일반 쏘일네일에 비해 작은 경향임을 알 수 있으며, 프리텐션 쏘일네일링 벽체를 장시간 방치할 경우 인발저항력이 일반 쏘일네일링 벽체에 비하여 증가하므로 장기간의 공사에 있어서 유리할 것으로 판단된다(표 4 및 5).
- 22)에 비해 작게 평가되었다. 따라서 프리텐션 쏘일네일의 경우, 크리프에 의한 장기간의 변형특성은 일반 쏘일네일에 비해 작은 경향임을 알 수 있으며, 프리텐션 쏘일네일링 벽체를 장시간 방치할 경우, 인발저항력이 일반 쏘일네일링 벽체에 비하여 증가하므로 공사기간이 길어질 경우 유리한 측면이 있는 것으로 판단된다.
- 72로 각각 평가되었다. 따라서, 한계평형해석에 의한 안전율은 전단감소기법 등에 의해 평가된 안전율과 거의 유사한 것으로 나타났다.
- 9)에는 21% 정도 각각 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 인발거동특성 역시 프리텐션 쏘일네일이 일반 쏘일네일의 경우에 비해 양호하게 평가되었다. 이를 통해 제한적이긴 하지만 프리텐션으로 인한 부분적인 변위억제 및 주면마찰력 증가 등의 효과를 간접적으로 확인할 수 있었다.
- (7) 프리텐션 적용 유․무에 따른 안전율의 변화를 살펴본 결과, 프리텐션을 적용했을 경우 각 시공단계의 국부 안전율이 한계평형해석의 경우 25～63% 정도 증가하는 것으로 나타났으며, 전단강도감소기법의 경우 22%～61% 정도 증가하는 것으로 각각 나타났다. 또한, 프리텐션을 적용한 경우가 일반 쏘일네일링 공법에 비해 최종굴착단계에서의 안전율은 22(SSR)～25%(LEM) 정도로 증가하는 것으로 나타났다.
- 표 7의 해석결과를 살펴보면, 프리텐션을 적용한 경우 각 시공단계의 국부안전율이 한계평형해석(LEM)의 경우 25～63% 정도 증가하는 것으로 나타났으며, 전단강도감소기법(SSR)의 경우 22～61% 정도 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 프리텐션을 적용한 경우가 일반 쏘일네일링공법에 비해 최종굴착단계에서의 안전율은 SSR은 22%, LEM은 25% 정도 각각 증가하는 것으로 나타났다.
- 0m인 경우에 대해 평가된, x방향 변위속도 분포를 나타낸 것이다. 이 경우에 최소안전율은 일반 쏘일네일링 벽체의 경우 Fs =1.39로, 프리텐션 쏘일네일링 벽체의 경우 Fs =1.70으로 각각 평가되었으며, 한계평형 해석결과, 일반 쏘일네일링 벽체의경우 Fs =1.38로, 프리텐션 쏘일네일링 벽체의 경우 Fs =1.72로 각각 평가되었다. 따라서, 한계평형해석에 의한 안전율은 전단감소기법 등에 의해 평가된 안전율과 거의 유사한 것으로 나타났다.
- 또한, 인발거동특성 역시 프리텐션 쏘일네일이 일반 쏘일네일의 경우에 비해 양호하게 평가되었다. 이를 통해 제한적이긴 하지만 프리텐션으로 인한 부분적인 변위억제 및 주면마찰력 증가 등의 효과를 간접적으로 확인할 수 있었다.
- 표 7의 해석결과를 살펴보면, 프리텐션을 적용한 경우 각 시공단계의 국부안전율이 한계평형해석(LEM)의 경우 25～63% 정도 증가하는 것으로 나타났으며, 전단강도감소기법(SSR)의 경우 22～61% 정도 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 프리텐션을 적용한 경우가 일반 쏘일네일링공법에 비해 최종굴착단계에서의 안전율은 SSR은 22%, LEM은 25% 정도 각각 증가하는 것으로 나타났다.
후속연구
- 그림 17을 살펴보면, 최종굴착단계에서 누적되는 수평변위량은 일반 쏘일네일링 공법에 비해 30% 정도, 지표침하량은 36% 정도 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 특히 도심지 굴착의 경우 상부 연약토층에 대해 기존의 쏘일네일링 벽체가 허용변위량을 초과할 경우, 벽체의 네일에 프리텐션을 가함으로써 발생변위량을 허용변위량 이내로 억제할 수 있을 것으로 기대된다.
- (8) 프리텐션을 적용한 경우, 최종굴착단계에서 누적되는 수평변위량은 일반 쏘일네일링 공법에 비해 30% 정도, 지표침하량은 36% 정도 감소하는 것으로 각각 나타났다. 따라서 특히 도심지 굴착의 경우 상부에 존재하는 연약한지층에 대해 기존의 쏘일네일링 벽체가 허용변위량을 초과할 경우, 네일에 프리텐션을 가함으로써 발생변위량을 허용변위량 이내로 억제할 수 있을 것으로 기대된다.
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