최근 건축공사가 활성화됨에 따라 기존 구조물과의 근접한 공사 그리고 인접 굴착공사와 병행하여 굴착공사가 진행되는 환경이 증가하고 있지만 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 두 개의 굴착 흙막이 구조물에 대해 기존 굴착 흙막이 구조물과 후속 굴착 흙막이 구조물 간의 상호작용 분석을 위해 수치해석을 수행하였다. 수치해석 분석결과 선행 굴착으로 인해 작용하는 지보재의 하중을 고려하지 않는 경우 구조물에 발생하는 변위는 과소평가 될 수 있는 것으로 분석되었고, 지보재에 작용하는 응력은 과하게 평가되어 실제 지반의 거동을 모사하기 위해서는 선행굴착으로 인해 발생하는 지보재 응력을 고려해야 하는 것으로 분석되었다.
최근 건축공사가 활성화됨에 따라 기존 구조물과의 근접한 공사 그리고 인접 굴착공사와 병행하여 굴착공사가 진행되는 환경이 증가하고 있지만 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 두 개의 굴착 흙막이 구조물에 대해 기존 굴착 흙막이 구조물과 후속 굴착 흙막이 구조물 간의 상호작용 분석을 위해 수치해석을 수행하였다. 수치해석 분석결과 선행 굴착으로 인해 작용하는 지보재의 하중을 고려하지 않는 경우 구조물에 발생하는 변위는 과소평가 될 수 있는 것으로 분석되었고, 지보재에 작용하는 응력은 과하게 평가되어 실제 지반의 거동을 모사하기 위해서는 선행굴착으로 인해 발생하는 지보재 응력을 고려해야 하는 것으로 분석되었다.
Recently, as the building construction works have been activated, the environment in which the excavation work is proceeding in parallel with the existing structure and the adjacent excavation work is increasing. However, there is not a lot of research on this. In this study, numerical analysis was ...
Recently, as the building construction works have been activated, the environment in which the excavation work is proceeding in parallel with the existing structure and the adjacent excavation work is increasing. However, there is not a lot of research on this. In this study, numerical analysis was carried out for interaction analysis between former excavation construction and follow-up excavation on two excavation retaining structures in parallel with excavation. As a result of numerical analysis, if the supporting load of strut is not considered, it was analyzed that the displacement distribution in the structure can be underestimated and acting stress of strut is overestimated. It was analyzed that the support stress causes by the former excavation should be considered in order to simulate the actual behavior characteristic.
Recently, as the building construction works have been activated, the environment in which the excavation work is proceeding in parallel with the existing structure and the adjacent excavation work is increasing. However, there is not a lot of research on this. In this study, numerical analysis was carried out for interaction analysis between former excavation construction and follow-up excavation on two excavation retaining structures in parallel with excavation. As a result of numerical analysis, if the supporting load of strut is not considered, it was analyzed that the displacement distribution in the structure can be underestimated and acting stress of strut is overestimated. It was analyzed that the support stress causes by the former excavation should be considered in order to simulate the actual behavior characteristic.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
이에 본 연구에서는 건축구조물을 위한 흙막이 구조물과 지하철 연결 통로 흙막이 구조물이 병행 굴착되는 경우에 대하여 수치해석 기법을 이용해 그 영향을 평가하였다. 특히 가시설의 특히 선행 굴착이 이루어진 가설 흙막이 구조물의 지보재 작용하중이 인접하여 병행굴착이 이루어지는 가설구조물에 어떠한 영향을 주는지 수치해석을 통해 분석하였다.
본 연구에서는 선행 굴착이 되어 있는 조건에서 후속 병행굴착이 이루어지는 경우 2지점의 흙막이구조물과 지반과의 상호작용을 알아보기 위하여 수치해석을 수행하였다. 이를 위해 실제 시공된 조건과 동일하게 흙막이 광장의 흙막이 구조물이 시공된 순서로 단계별 시공 과정을 모사하고 환승 통로 측 흙막이 구조물이 단계별로 시공되는 조건에 따른 인접해 있는 2개의 흙막이 구조물의 거동을 수치해석 기법을 이용하여 분석하였다.
수치해석은 인접해서 시공되는 2지점의 흙막이 구조물중 선행되어 시공된 흙막이 구조물에 작용하는 버팀하중이 고려되는 경우와 고려되지 못하는 경우의 수치해석이 인접해 있는 2개의 흙막이 구조물의 상호 거동에 어떠한 영향을 주는지 알아보기 위하여 수행되었다. 본 연구에서 수행된 수치해석의 종류를 Table 2에 제시하였다.
(3) 본 연구에서는 병행굴착이 이루어지는 경우 가설구조물 간의 상호작용을 수치해석적 접근으로 거동특성을 확인해 보았다. 단순히 병행공사의 시공과정을 수치해석으로 모사하는 것으로는 정확한 병행굴착으로 인한 가설구조물의 거동을 예측하기가 어렵고 선행공사로 인한 지보재의 하중을 고려해야 하는 것으로 분석되었다.
(4) 병행굴착은 동시굴착과 어느 한 지점의 굴착이 완료된 이후 굴착이 병행되는 조건 등 여러 조건이 있지만 본 연구는 한 지점의 굴착이 완료된 이후에 굴착이 병행되는 제한적인 조건에 대하여 수행된 연구 결과이다. 본 연구 조건과 같이 한 지점의 굴착이 완료된 시점에서 병행굴착이 수행되는 경우에 대해서는 기존 흙막이 구조물의 작용하중의 영향을 확인하였지만 굴착순서의 변화 그리고 실제 계측 결과와의 비교 분석 등의 후속 연구 및 검증이 필요한 것으로 판단된다.
제안 방법
이에 본 연구에서는 건축구조물을 위한 흙막이 구조물과 지하철 연결 통로 흙막이 구조물이 병행 굴착되는 경우에 대하여 수치해석 기법을 이용해 그 영향을 평가하였다. 특히 가시설의 특히 선행 굴착이 이루어진 가설 흙막이 구조물의 지보재 작용하중이 인접하여 병행굴착이 이루어지는 가설구조물에 어떠한 영향을 주는지 수치해석을 통해 분석하였다.
지하철역 환승통로는 광장과 인접하여 계획되어 있어 환승통로 공사를 위한 흙막이 구조물과 광장 공사를 위한 흙막이 구조물이 인접하게 계획되어 시공이 계획된 현장이다. 전반적인 광장의 흙막이 구조물의 연직벽체는 C.I.P로 계획되어 있으나, 지하철역 환승통로 인접구간은 C.I.P를 2열로 계획하여 보강함으로써 지반변위를 억제하도록 계획하였다 (Fig. 1 참조).
본 연구에서는 선행 굴착이 되어 있는 조건에서 후속 병행굴착이 이루어지는 경우 2지점의 흙막이구조물과 지반과의 상호작용을 알아보기 위하여 수치해석을 수행하였다. 이를 위해 실제 시공된 조건과 동일하게 흙막이 광장의 흙막이 구조물이 시공된 순서로 단계별 시공 과정을 모사하고 환승 통로 측 흙막이 구조물이 단계별로 시공되는 조건에 따른 인접해 있는 2개의 흙막이 구조물의 거동을 수치해석 기법을 이용하여 분석하였다. 수치해석에 사용된 프로그램은 유한차분법 기반의 범용 지반해석 프로그램인 FLAC 2D 프로그램을 이용하였다.
본 연구에서의 수치해석 단계는 실제 시공된 단계를 모사하여 실제 구조물의 거동과 동일하도록 모사하였다. 수치해석 단계는 Fig.
이론/모형
이를 위해 실제 시공된 조건과 동일하게 흙막이 광장의 흙막이 구조물이 시공된 순서로 단계별 시공 과정을 모사하고 환승 통로 측 흙막이 구조물이 단계별로 시공되는 조건에 따른 인접해 있는 2개의 흙막이 구조물의 거동을 수치해석 기법을 이용하여 분석하였다. 수치해석에 사용된 프로그램은 유한차분법 기반의 범용 지반해석 프로그램인 FLAC 2D 프로그램을 이용하였다.
성능/효과
광장 측의 흙막이 구조물이 상당 부분 공사가 진행되던 시점(전체 22m 굴착계획 중 15m 굴착)에서 환승통로 굴착공사가 시작되었으며, 광장을 위한 흙막이 구조물은 당시 시공 단계가 5단 버팀보까지 시공이 완료된 상태이며 계측관리를 통해 흙막이 변위 억제를 위한 버팀보에 작용하는 선행하중이 확인되었다. 병행굴착이 계획되는 환승통로 흙막이 구조물은 C.
4의 내용을 살펴보면 지보재 하중을 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우에 발생하는 최대 변위는 차이를 보이지 않는 것으로 나타났으나 변위 분포는 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 선행 흙막이 구조물의 지보재를 고려하는 경우가 최종굴착 시 최대변위를 보이는 영역이 더 크게 나타나는 것으로 평가되어 병행 굴착 시 선행 흙막이 구조물의 지보재 하중을 고려하지 않는 경우에는 후속 흙막이 구조물의 변위 그리고 선행흙막이 구조물의 변위를 과소 평가할 수 있는 것으로 확인되었다.
4의 내용을 살펴보면 지보재 하중을 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우에 발생하는 최대 변위는 차이를 보이지 않는 것으로 나타났으나 변위 분포는 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 선행 흙막이 구조물의 지보재를 고려하는 경우가 최종굴착 시 최대변위를 보이는 영역이 더 크게 나타나는 것으로 평가되어 병행 굴착 시 선행 흙막이 구조물의 지보재 하중을 고려하지 않는 경우에는 후속 흙막이 구조물의 변위 그리고 선행흙막이 구조물의 변위를 과소 평가할 수 있는 것으로 확인되었다.
(1) 지보재 하중을 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우에 발생하는 최대 변위는 차이를 보이지 않는 것으로 나타났으나 변위 분포는 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 선행 흙막이 구조물의 지보재를 고려하는 경우가 최종굴착 시 최대 변위를 보이는 영역이 더 크게 나타나는 것으로 평가되어 병행굴착 시 선행 흙막이 구조물의 지 보재 하중을 고려하지 않는 경우에는 후속 흙막이 구조물의 변위 그리고 선행 흙막이 구조물의 변위를 과소평가할 수 있는 것으로 확인되었다.
(2) 지보재에 작용하는 응력은 선행 흙막이 구조물의 지보재 하중을 고려하는 경우와 고려하지 않은 경우의 차이가 더 크게 발생하였는데, 지보재 하중을 고려하지 않는 경우는 지반의 변위가 과소 평가되어 지보재에 작용하는 하중이 전반적으로 더 크게 분포하며 작용하는 하중도 특정 부위에 집중하는 형태로 분석되었다. 지보재 작용하중을 고려한 수치해석 결과는 지반변형이 큰 구간이 더 넓게 나타나 전반적으로 변위가 크며 지보재에 작용하는 하중은 작아지고 작용하는 응력도 전반적으로 흙막이 구조물 부재 전체에서 상대적으로 균등하게 작용하는 것으로 나타나 실제 지반의 거동과 유사하게 분석되었다.
(2) 지보재에 작용하는 응력은 선행 흙막이 구조물의 지보재 하중을 고려하는 경우와 고려하지 않은 경우의 차이가 더 크게 발생하였는데, 지보재 하중을 고려하지 않는 경우는 지반의 변위가 과소 평가되어 지보재에 작용하는 하중이 전반적으로 더 크게 분포하며 작용하는 하중도 특정 부위에 집중하는 형태로 분석되었다. 지보재 작용하중을 고려한 수치해석 결과는 지반변형이 큰 구간이 더 넓게 나타나 전반적으로 변위가 크며 지보재에 작용하는 하중은 작아지고 작용하는 응력도 전반적으로 흙막이 구조물 부재 전체에서 상대적으로 균등하게 작용하는 것으로 나타나 실제 지반의 거동과 유사하게 분석되었다.
후속연구
(4) 병행굴착은 동시굴착과 어느 한 지점의 굴착이 완료된 이후 굴착이 병행되는 조건 등 여러 조건이 있지만 본 연구는 한 지점의 굴착이 완료된 이후에 굴착이 병행되는 제한적인 조건에 대하여 수행된 연구 결과이다. 본 연구 조건과 같이 한 지점의 굴착이 완료된 시점에서 병행굴착이 수행되는 경우에 대해서는 기존 흙막이 구조물의 작용하중의 영향을 확인하였지만 굴착순서의 변화 그리고 실제 계측 결과와의 비교 분석 등의 후속 연구 및 검증이 필요한 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
도심지에서의 건축공사의 실정은?
도심지에서의 건축공사는 이미 개발된 구조물 또는 사회기반시설과 인접하고 있는 경우가 빈번하게 발생하고 있으며, 설계기술의 향상으로 이러한 근접공사는 구조물 측면이나 환경적인 측면 등 다각적인 검토를 통해 성공적으로 개발한 사례가 보고되고 있다. 건축분야의 개발이 활성화됨에따라서 구조물과의 근접공사뿐만 아니라 굴착 중인 흙막이구조물과 인접하여 지반굴착이 수행되는, 즉 병행굴착이 이루어지는 환경도 종종 발생하고 있는 실정이다.
도심지에서의 건축공사의 특징은?
도심지에서의 건축공사는 이미 개발된 구조물 또는 사회기반시설과 인접하고 있는 경우가 빈번하게 발생하고 있으며, 설계기술의 향상으로 이러한 근접공사는 구조물 측면이나 환경적인 측면 등 다각적인 검토를 통해 성공적으로 개발한 사례가 보고되고 있다. 건축분야의 개발이 활성화됨에따라서 구조물과의 근접공사뿐만 아니라 굴착 중인 흙막이구조물과 인접하여 지반굴착이 수행되는, 즉 병행굴착이 이루어지는 환경도 종종 발생하고 있는 실정이다.
흙막이구조물간의 상호작용에 대한 연구가 가지는 문제점은?
, 2008)등까지 가시설 계획으로 인한 구조적 안정성 그리고 환경영향 등을 검증하는 선행연구는 이미 많이 수행되었지만, 흙막이 구조물이 서로 인접하게 위치하는 병행굴착은 흙막이구조물간의 상호작용에 대한 연구는 미비한 실정이다. 특히 단순한 탄소성보법에 근거한 안정 검토로는 인접한 가설구조물의 지보재 작용하중 그리고 가설구조물-지반-가설구조물의 복잡한 상호작용을 고려하기는 어려운 문제가 있다. 이러한 경우의 지반공학적 문제해결을 위하여 수치해석 기법을 이용하고 있다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.