지반의 지지력을 증가시키는 보강토공법은 일반적으로 산악지대에서 시행되는 건설공사에 쓰여지는데, 보강토 옹벽의 높이가 일반 평지의 성토구조물보다 상당히 높아지며, 성토도로의 시공이나 고속철도 등과 같은 높은 상재하중을 지지하여야 할 경우에는 지반강성을 크게 향상시킬 수 있는 공법의 적용이 요구된다. 또한, 절토공사 현장의 환경문제 및 대지경계 등의 이유로 원지반의 절취량을 최소화 할 수 있는 공법이 지속적으로 요구되고 있으며, 이를 만족하기 위한 많은 공법들이 개발되고 있는 실정이다. 그러나, 일반적인 보강토 옹벽의 경우 옹벽 높이의 $60{\sim}80%$정도에 해당되는 보강재 길이가 요구되어 절토현장에 적용하는데 어려움이 있다. 또한, 근래에 들어 용지경계 확보와 성토구조물의 안정성 확보 등 제한적인 범위에서 적용되던 보강토 옹벽공법이 추가 보강재를 병행, 사용함으로써 절토공사 현장에도 점차 적용되는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 보강토 옹벽의 보강재 길이를 줄이는 대선에 쏘일네일링 공법과 같은 사면보강공과 연결하여 충분한 저항력을 확보할 수 있도록 쏘일네일과 강재스트립으로 보강된 복합보 강토옹벽 시스템의 설계 및 시공사례를 소개하고 실제 현장에서 측정된 계측자료를 통해 복합보강토옹벽 시스템의 적용 가능성을 검토하였다.
지반의 지지력을 증가시키는 보강토공법은 일반적으로 산악지대에서 시행되는 건설공사에 쓰여지는데, 보강토 옹벽의 높이가 일반 평지의 성토구조물보다 상당히 높아지며, 성토도로의 시공이나 고속철도 등과 같은 높은 상재하중을 지지하여야 할 경우에는 지반강성을 크게 향상시킬 수 있는 공법의 적용이 요구된다. 또한, 절토공사 현장의 환경문제 및 대지경계 등의 이유로 원지반의 절취량을 최소화 할 수 있는 공법이 지속적으로 요구되고 있으며, 이를 만족하기 위한 많은 공법들이 개발되고 있는 실정이다. 그러나, 일반적인 보강토 옹벽의 경우 옹벽 높이의 $60{\sim}80%$정도에 해당되는 보강재 길이가 요구되어 절토현장에 적용하는데 어려움이 있다. 또한, 근래에 들어 용지경계 확보와 성토구조물의 안정성 확보 등 제한적인 범위에서 적용되던 보강토 옹벽공법이 추가 보강재를 병행, 사용함으로써 절토공사 현장에도 점차 적용되는 사례가 증가하고 있다. 본 연구에서는 보강토 옹벽의 보강재 길이를 줄이는 대선에 쏘일네일링 공법과 같은 사면보강공과 연결하여 충분한 저항력을 확보할 수 있도록 쏘일네일과 강재스트립으로 보강된 복합보 강토옹벽 시스템의 설계 및 시공사례를 소개하고 실제 현장에서 측정된 계측자료를 통해 복합보강토옹벽 시스템의 적용 가능성을 검토하였다.
The reinforced earth wall, which is able to improve the strength of soil highly, is required in case of supporting high surcharge load such as high speed rail way, high embankment road, and massive reinforced earth wall in a mountainous area. And also, it is continuously required that the method is ...
The reinforced earth wall, which is able to improve the strength of soil highly, is required in case of supporting high surcharge load such as high speed rail way, high embankment road, and massive reinforced earth wall in a mountainous area. And also, it is continuously required that the method is able to minimize the amount of excavated soil on account of environmental issue, boundary of land, etc., on excavation site. However, because the required length of reinforcement should be $60{\sim}80%$ of the height of reinforced earth wall for general reinforced earth wall, in fact the reinforced earth wall is hardly applied on the site of cut slope. In this paper we studied the design and construction cases of hybrid reinforcement retaining wall system combined with steel strips and soil nails, connecting the reinforced earth wall reinforcements to the slope stability reinforcements (soil nails) to ensure sufficient resistance by means of reducing the length of reinforcements of reinforced earth wall. And the feasibility of hybrid reinforcement retaining wall system, suggested by real data measured on site, is also discussed.
The reinforced earth wall, which is able to improve the strength of soil highly, is required in case of supporting high surcharge load such as high speed rail way, high embankment road, and massive reinforced earth wall in a mountainous area. And also, it is continuously required that the method is able to minimize the amount of excavated soil on account of environmental issue, boundary of land, etc., on excavation site. However, because the required length of reinforcement should be $60{\sim}80%$ of the height of reinforced earth wall for general reinforced earth wall, in fact the reinforced earth wall is hardly applied on the site of cut slope. In this paper we studied the design and construction cases of hybrid reinforcement retaining wall system combined with steel strips and soil nails, connecting the reinforced earth wall reinforcements to the slope stability reinforcements (soil nails) to ensure sufficient resistance by means of reducing the length of reinforcements of reinforced earth wall. And the feasibility of hybrid reinforcement retaining wall system, suggested by real data measured on site, is also discussed.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서, 본 연구에서는 보강재의 연결방법 결정을 위하여 실내인장강도시험을 수행하여 보강재의 연결 방법을 결정하였다. 실내인장강도시험은 보강토 옹벽 의보 강재가 트러스 부재임을 감안하여 실시하였으며, 시험기기 및 전경은 그림 3과 같다.
따라서, 본 연구에서는 쏘일네일과 강재스트립으로 보강된 복합보강토옹벽 시스템의 현장적용성을 공학적으로 규명하기 위하여 복합보강토옹벽 시스템이 적용된 보강재의 공학적 특성 평가를 실시하였고, 실제 도로 현장을 대상으로 시험시공을 실시하여 복합보강토 옹벽 시스템의 거동특성을 파악하였다. 이를 위해 지중 경사계, 토압계, 층별침하계 등의 각종 계측기를 매설하여 시공 중 및 시공 후의 작용토압, 지중침하특성 등의 거동특성을 분석하였다.
본 연구에서는 절토사면에 대한 보강토옹벽의 적용성 확대를 위해 제안한 복합보강토옹벽 시스템의 설계 및 시공사례를 소개하고 실제 현장에서 측정된 계측자료를 통해 제안된 복합보강토옹벽 시스템의 적용 가능성을 검토하였다. 본 연구를 통해 얻은 결과를 요약하면 다음과 같다.
본 연구에서는 현장 시험시공이후, 장기적인 보강 토 옹벽의 거동특성을 알아보기 위하여 다양한 계측을 통해 전반적인 옹벽의 거동을 살펴보았다. 복합보강토옹벽 시스템의 현장계측 항목은 표 3과 같다.
제안 방법
경사계 설치전경이다. 경사계는 보강토체의 지중 수평변위를 측정하기 위해 케이싱 설치 완료 후 계측을 수행하였으며, 경사계가 지오그리드 인장영역의 영향을 받지 않기 위해 경사계 직경의 1배 지름원을 절단하여 설치하였다. 계측구간은 시험시공 구간 중 옹벽의 높이가 가장 높은 단면을 기본적으로 결정하였으며, 보강토옹벽 구조체의 일체화 거동 여부를 알아보기 위하여 15m 이격된 거리에서 현장계측을 수행하였다.
계측지점의 편의를 위해 옹벽의 높이가 가장 높은 계측지점을 계측점 A로 결정하였으며, 15m 이격된 거리를 계측점 B로 하였다. 계측관리에서의 계측항목은 옹벽 구조체의 전반적인 거동을 확인할 수 있도록 지중경사계, 토압계및 층별 침하계로 결정하였다. 현장계측은 현장시험시공이 종료된 이후를 기준으로 하여 주기적으로 수행하는 것으로 하였다.
경사계는 보강토체의 지중 수평변위를 측정하기 위해 케이싱 설치 완료 후 계측을 수행하였으며, 경사계가 지오그리드 인장영역의 영향을 받지 않기 위해 경사계 직경의 1배 지름원을 절단하여 설치하였다. 계측구간은 시험시공 구간 중 옹벽의 높이가 가장 높은 단면을 기본적으로 결정하였으며, 보강토옹벽 구조체의 일체화 거동 여부를 알아보기 위하여 15m 이격된 거리에서 현장계측을 수행하였다. 계측지점의 편의를 위해 옹벽의 높이가 가장 높은 계측지점을 계측점 A로 결정하였으며, 15m 이격된 거리를 계측점 B로 하였다.
계측구간은 시험시공 구간 중 옹벽의 높이가 가장 높은 단면을 기본적으로 결정하였으며, 보강토옹벽 구조체의 일체화 거동 여부를 알아보기 위하여 15m 이격된 거리에서 현장계측을 수행하였다. 계측지점의 편의를 위해 옹벽의 높이가 가장 높은 계측지점을 계측점 A로 결정하였으며, 15m 이격된 거리를 계측점 B로 하였다. 계측관리에서의 계측항목은 옹벽 구조체의 전반적인 거동을 확인할 수 있도록 지중경사계, 토압계및 층별 침하계로 결정하였다.
현장에서 시행되었다. 당 현장의 복합보강 토 옹벽 시스템 적용 현장은 그림 4에 도시된 바와 같이 계곡 부에 위치하며 총 연장이 61.82m 구간으로서 절성토부 및 편절부 시공시 하부의 1단, 2단은 쏘일네일과 사다리꼴 강보강재(Steel strip)를 일체로 한 복합보강토옹벽으로 시공하였으며, 상부 3단과 4단은 통상적 인 블럭식 지오그리드 보강토옹벽을 적용하였다. 그림 5는 시험 시공현장에 적용된 복합보강토옹벽 시스템의 대표 단면이며, 보강재의 적용현황은 표 2와 같다.
따라서 복합보강토옹벽공법 에서 의보 강재 연결은 턴버클 커플링 B 또는 양면 용접 연결을 적용하는 경우가 구조적 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단되어 보강재 연결방법으로 결정하였다. 또한, 네일과 스티 립 연결 지압판은 지압판연결2의 방법이 지압판 연결 1에 비해 인장강도가 1.6배 정도 크게 나타났는바, 지압판연결2 방식으로 결정하였다.
또한, 보강재는 전면의 콘크리트 블록과 체결이 가능하도록 하여 일체화 거동이 가능하도록 하였으며, 사면보강공과 연결하여 보강재의 인발저힝력을 극대화할 수 있도록 고안하였다(그림 1
연결부는 스틸 스트립의 길이연장을 위한 스트립 간 연결부와 가압판을 이용한 스틸스트립과 네일 연결부가 있으며(그림 1(b) 참조), 그 중 스틸스트립의 연결은 2가지 종류의 턴버클 커플링 A(TB10-4), B(TB20-4)와 1가지 종류의 일반용접으로 총 3가지 경우에 대해 시험을 실시하였다. 또한, 보강재와 지압판 연결시스템에 대한 인장강도시험은 지압판 연결 1(락볼트), 지압판연결2(쏘일네일)로 구분하여 실시하였다.
실내인장강도시험은 보강토 옹벽 의보 강재가 트러스 부재임을 감안하여 실시하였으며, 시험기기 및 전경은 그림 3과 같다. 연결부는 스틸 스트립의 길이연장을 위한 스트립 간 연결부와 가압판을 이용한 스틸스트립과 네일 연결부가 있으며(그림 1(b) 참조), 그 중 스틸스트립의 연결은 2가지 종류의 턴버클 커플링 A(TB10-4), B(TB20-4)와 1가지 종류의 일반용접으로 총 3가지 경우에 대해 시험을 실시하였다. 또한, 보강재와 지압판 연결시스템에 대한 인장강도시험은 지압판 연결 1(락볼트), 지압판연결2(쏘일네일)로 구분하여 실시하였다.
거동특성을 파악하였다. 이를 위해 지중 경사계, 토압계, 층별침하계 등의 각종 계측기를 매설하여 시공 중 및 시공 후의 작용토압, 지중침하특성 등의 거동특성을 분석하였다.
대상 데이터
그림 5는 시험 시공현장에 적용된 복합보강토옹벽 시스템의 대표 단면이며, 보강재의 적용현황은 표 2와 같다. 그림 5에 도시된 바와 같이 본 현장에서 수행된 시험시공 옹벽은 다단옹벽 형태로 밑에서부터 1단 옹벽 9.12m, 2단 옹벽 7.0m, 3단 옹벽 7.0m, 4단 옹벽 7.0m 등으로 총 30.12m 로 되어있다. 또한, 일반적으로 Soil nail의 연직설치 간격은 1.
현장 시험시공은 제안된 복합보강토옹벽 시스템의 현장 적용성 및 안정성 확보 여부를 평가하기 위한 목적으로 강원도 삼척시 도계읍 내의OO간 도로 확포장공사' 현장에서 시행되었다. 당 현장의 복합보강 토 옹벽 시스템 적용 현장은 그림 4에 도시된 바와 같이 계곡 부에 위치하며 총 연장이 61.
성능/효과
(1) 실내인장강도 시험결과 스트립의 턴버클 커플링 A 의 경우에는 응력집중으로 인하여 보강재의 인장강도에 비해 작은 하중에서 파단이 일어나는 것으로 평가되었으나, 턴버클 커플링 B와 용접연결의 경우에는 비교적 큰 하중에도 파단되지 않고 강도를 확보하고 있는 것으로 평가되어 구조적인 안정성을 확보할 수 있을 것으로 사료된다.
(2) 시험시공 현장의 수평토압은 최대 1.23宙n?으로 이론값인 3.0由n?에 비해 작은 것으로 측정되었다.
(3) 시험시공 현장의 최대침하량은 약 &0mm로 측정되어 FHWA 기준(佥L)을 만족하는 것으로 나타났다.
(4) 수평변위 계측결과 지오그리드영역은 보강토옹벽 하단으로 내려 갈수록 수평변위가 증가하는 경향을 보였으나, 복합보강토옹벽 영역은 보강토옹벽 하단으로 내려 갈수록 수평변위가 증가하다 감소하는 경향을 보였다. 보강토옹벽 전체 최대변위는 지표 아래 15.
(5) 이상의 현장계측 결과로부터 쏘일네일과 강재스트립으로 보강된 복합보강토옹벽은 벽체의 수평토압, 지중침하, 활동특성 등을 고려할 때, 안정성 측면이나 효율성 측면에서 충분한 적용성을 지니는 것으로 판단되었다.
보였다. 보강토옹벽 전체 최대변위는 지표 아래 15.5m영역에서 8.21mm로 측정되어 FHWA기준(佥L)을 만족하는 것으로 나타났다.
0由n?에 비해 작은 것으로 측정되었다. 보강토옹벽의 뒤채움재로 사용된 현장발생토가 어느 정도의 점착력을 가지고 있고, 지오그리드에 의한 인발 및 응력전이특성, 전면벽체의 수평변위 발생에 따른 토압 감소효과의 영향이 클 것으로 판단되며 쏘일네일+강재스트립 복합체에 의한 작용토압 감소효과도 작용했을 것으로 사료된다
그러나, 본 현장의 경우는 계곡 부에 위치한 사면에 급구배를 지니며 성토가 이루어지고, 지형상 보강토옹벽의 설치형상이 비대칭이므로 일정한 경향성을 보이지는 못하는 것으로 판단된다. 본 시험시공 현징-의 최대침하량은 약 8.0mm 정도를 나타내는 것으로 측정되었으며, 전체적인 침하량은 옹벽 높이가 최대 30m 이상인 측면을 감안할 때 미소한 것으로 판단된다.
0m 깊이로 분포한다. 수평변위 계측결과는 그림 11 과 같이 지오그리드영역은 보강토옹벽 하단으로 내려갈수록 수평변위가 증가하는 경향을 보였으나, 복합보강토옹벽 영역은 보강토옹벽 하단으로 내려 갈수록 수평 변위가 증가하다 감소하는 경향을 보였다. 보강 토 옹벽 전체 최대변위는 지표아래 15.
시험시공현장의 계측결과 파악된 토압의 변화양상은 그림 9와 같이 현장발생토압은 일정기간 다소 크게 변화하는 경향을 보이나, 시간 경과에 따른 변화량은 미소하며 최대 1.23tfn? 정도인 것으로 계측되었다. 이때, 현장 수직 토압은 이론값의 경우 토압계의 매설깊이 12m, 단위 중량 lEt/n?, 형상을 고려한 토압계수 70=0.
실내인장강도시험은 시편이 파단될 때까지 진행하였으며, 그 결과는 표 1과 같이 스트립의 턴버클 커플링 A의 경우에는 응력집중으로 인하여 보강재의 인장강도에 비해 작은 하중에서 파단이 일어나는 것으로 평가되었으나, 턴버클 커플링 B와 용접연결의 경우에는 비교적 큰 하중에도 파단되지 않고 강도를 확보하고 있는 것으로 평 가되었다. 따라서 복합보강토옹벽공법 에서 의보 강재 연결은 턴버클 커플링 B 또는 양면 용접 연결을 적용하는 경우가 구조적 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단되어 보강재 연결방법으로 결정하였다.
후속연구
. 복합보강토옹벽 제2단의 상부에서 발생한 최대변위는 제1, 2단 옹벽과 제3, 4단 옹벽간의 적용공법의 연속시공 시 상이한 지반변위억제 시스템으로 인한 지반 거동으로 사료되는바, 향후 시공시 본 연구결과를 반영함이 비람직할 것으로 시료된다.
BSI (1995), 'BS8006 : 1995 - Code of Pructice for Strengthcned/ Reinforced Soils and Other Fills.', Brilish Standard Institution, London, UK., pp.127-212
Elias. V. and Christopher. B. R. (1999), 'Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slopes Design and Construction Guidelines', FHWA Demonstration Project 82 Reinforced Soil Structures MSEW and RSS, Publication No. FHWA-SA-96-071. Federal Highway Administration. U.S. Department of Transportation, pp.213-325
Elias. V., Christopher, B. R., and Berg. R. R. (2001), 'Mechanically Stabilized Earth Walls and reinforced Soil Slopes Design and Construction Guidelines', Publication No. FHWA-NHI-00-043, National Highway Institute, Federal Highway Administration. U.S. Department of Transportation
Gassier. G. and Gudchus, G. ( 1983). 'Soil Nailing-StatiSlical Design'. Proceedings af 8th ECSMFE, Helsinki, Finland. Vol.2. pp.491-494
GEO (2002), 'Guide to Reinforced Fill Structure and Slope Design', GEOGUIDE 6, Geotechnical Engineering Office. Hong Kong, pp. 124-213
Guilloux, A. and Schlosser, F. (1982), 'Soil Nailing: Pructical Applications', Symposium on Recent Developments in Ground Improvement Techniques. Bankok, Thailand. pp.389-397
Ingold. T. S. (1982), 'An Analylical Study of Geotcxtile Reinforced Embankments', proceedings of 2nd Interational Conference on Geotextiles, Industrial Fabric Association International. Las Vegas. pp.683-688
Jewell, R. A. ( 1990), 'Revised Design Charts for Steep Reinforced Slopes', Proceedings of Symposium on Reinforced Embankments Theory and practice in British Isles. Cambridge, September, Thomas Telford. pp.1-27
Leshchinsky, D. (1997a). 'ReSlope - A Software to Facilitate Design of Gcosynthetic-Reinforced Steep Slopes', Geotechnical Fabrics Report, January-February, 1997. pp.40-46
Leshehinsky. D. (1997b), 'Design Procedure for Geosynthetie Reinforced Steep Slopes'. Technical Report REMR-GT-23. Prepared for Headquaners. U.S. Army Corps of Engineers Waterway Experiment Station, Washington, DC., pp.34-52
Leshchinsky, D. and Bocdekcr. R. H. ( 1989). 'Geosynthetic Reinforced Soil Structures', Journal of Geotechnical Engineering. ASCE, Vol. 115, No.10. pp.1459-1478
NCMA (1997). 'Design Manual for Segmental Retaining Walls', Collin, J., Edilor, Second Edition, National Concrcte Masonry Association, Herndon, Virginia, USA
Ruegger. R. (1986). 'Geotextilc Reinforced Soil Structures on which Vegetation Can Be Established', Procedding of the 3rd International Conference on Geotextiles, Vienna, Austria, pp.453-458
Schlosser, F. (1982). 'Behaviour and Design of Soil Nailing', Symposium on Recent Develpmenmt in Ground Improvent Technieques, Bankok, Thailand. pp,399-413
Schlosser, F. (1993), 'Recommendations Clouterre, 1991 (English Translation)', Federal Highway Administration, FHWA-SA-93-026
Schmertmann. G. R., Chouery-Cunis. V. E., Johnson. R. D., and Bonapane. R. (1987). 'Design Charts for Geogrid-Rcinforced Soil Slopcs', Proceeding of Geosynthetics '87, New Orleans. U.S.A., pp.108-120
Shen. C.K., Bang. S., and Herrmann. L.R (1981), 'Ground Movement Analysis of an Earth Support System'. Journal of the Geotechnical Engineering, ASCE. VoI.107. GT12., pp.512-374
Stocker, M. F., Korber. G. W., Gassler. G. and Gudehus, G. (1979), 'Soil Nailing', C. R. Coll. Int Reinforcement Des Sois. Paris. pp. 469-474
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.