[논문]고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 현장적용성 검토에 관한 연구

이광남; 김대현

doi:10.9720/kseg.2022.4.671

[국내논문] 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 현장적용성 검토에 관한 연구
A Study on the Field Application of High Strength Joint Buried Pile Retaining Wall Method 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.32 no.4, 2022년, pp.671 - 684

초록
AI-Helper

본 연구에서는 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성을 검증하고 그에 따른 현장 적용성을 확인하고자 하였다. 따라서 C.I.P 흙막이 공법과 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법을 수치해석으로 비교·분석하였으며, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법이 적용된 현장의 계측 Data와 수치해석 결과를 비교·분석하여 지반거동 및 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성 및 현장 적용성을 검증하고자 하였다. 실험결과, 단면력의 경우 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽이 C.I.P 흙막이벽보다 변위는 최소 13.6%~최대 19.7%가 감소하였고, 전단력은 최소 0.7%~최대 4.7% 정도 증가하였다. 또한 휨모멘트의 경우 최소 4.5%~최대 8.8%정도 증가하는 경향을 보였다. 굴착주변 지반의 침하량을 검토한 결과, C.I.P 흙막이벽이 최대 46.89 mm, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽이 39.37 mm로 산정되었으며, 고강도 결합 매입말뚝이 C.I.P 흙막이벽에 비해 최대 침하량이 약 17% 정도 작게 산정되었다. 현장지반을 대상으로 탄소성보법에 의해 산정된 최대 휨모멘트와 전단력을 적용하여 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽체를 설계한 결과, 모두 탄성영역 내에서 부재력이 발생되어 안전한 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study verified the stability of a high-strength combined buried pile retaining wall and its applicability in the field. A cast-in-place (C.I.P) retaining wall and the high-strength combined embedded pile retaining wall were compared and analyzed numerically. The numerical analysis assessed the ground behavior and stability (and thus field applicability) of a high-strength combined buried pile retaining wall using data measured in the field. The experimental results showed that the cross-sectional force and displacement of the high-strength bonded pile retaining wall were reduced by 13.6~19.7%, the shear force increased by 0.7~4.7%, and the bending moment increased by 4.5~8.8% relative to the values for the C.I.P retaining wall. Examination of the amount of subsidence in the ground around the excavation showed that the maximum settlement of the C.I.P retaining wall was 46.89 mm and that at the high-strength combined buried pile retaining wall was 39.37 mm. Overall, designing a high-strength combined embedded pile retaining wall by applying the maximum bending moment and shear force calculated using the elastic beam method to the site ground was shown to achieve the safety of all members, as member forces were generated within the elastic region.

주제어

표/그림 (14)

그림 Fig. 1. Cross-sectional view of high strength joint bruied pile retaintn wall method.
그림 Fig. 2. Planned floor plan for construction of earth retaining facilities.
그림 Fig. 3. Interpretation section.
표 Table 1. Results of calculation of the ground constant by stratum
표 Table 2. Physical properties of prestablished piles applied to high-strength coupled pile earth retaining method
표 Table 3. The specifications of the retaining wall
표 Table 4. The specifications of the strut
표 Table 5. Establishment of construction stage of earth retaining facility
그림 Fig. 4. Comparison of cross-sectional forces by construction stage.
그림 Fig. 5. Results of the settlement review.
표 Table 6. A study on the entrance depth of earth retaining wall
표 Table 7. Crack bending moment and shear strength of PHC pile
표 Table 8. A study on the bending of PHC pile in high strength coupled pile earth retaining wall
표 Table 9. A study on the shear of PHC pile in high strength coupled pile earth retaining wall

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 연구에서는 이를 보완하기 위하여 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성을 검증하고 그에 따른 현장 적용성을 확인하고자 하였다. 따라서 C.I.P 흙막이 공법과 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법을 수치해석으로 비교 ‧ 분석하였으며, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법이 적용된 현장의 계측 Data와 수치해석 결과를 비교 ‧ 분석하여 지반거동 및 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성 및 현장 적용성을 검증하고자 하였다.
P 흙막이 공법과 기성말뚝 흙막이공법을 토대로 수행되었다. 따라서 본 연구에서는 기존 흙막이 공법인 C.I.P 흙막이 공법 및 기성말뚝 흙막이 공법의 단점을 보완한 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성을 검증하고자 흙막이 벽체에 대하여 수치해석을 통한 비교 ‧ 분석을 수행하였으며, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 현장 시공 중 측정된 계측 Data와 수치해석 결과를 비교 ‧ 분석하여 현장 적용성을 규명하고자 하였다.
본 연구에서는 기존의 C.I.P 흙막이 공법과 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 비교를 통한 안정성을 검증하고, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 현장 적용성을 검토하고자 하였다. 본 연구를 통해 도출된 결론은 다음과 같다.
본 연구에서는 이를 보완하기 위하여 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법의 안정성을 검증하고 그에 따른 현장 적용성을 확인하고자 하였다. 따라서 C.

제안 방법

신축부지에 대한 지반조사는 Fig. 2와 같이 부지내 BH-4개소를 수행하였으며, 흙막이 구조검토에 사용된 설계정수인 지반정수는 실내시험 결과값 중 가장 불리한 값을 선정하여 안전측으로 검토하였다.
고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽의 설계를 수행하였으며, 탄소성보법에 의해 산정된 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽의 단면력을 적용하였다.
본고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법 및 C.I.P 흙막이벽을 탄소성보법으로 구조해석을 수행하였으며, 해석결과를 토대로 흙막이 가시설의 안정성과 성능을 비교 검증하였다. 구조해석과 설계는 경상북도 ○○군 일원의 흙막이 가시설 공사를 대상으로 하였다.
휨 강도가 검증된 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽, C.I.P 흙막이벽을 탄소성보법으로 구조해석을 수행하고 흙막이 가시설의 안정성과 성능을 비교하였다.

대상 데이터

Table 2에 제시된 흙막이벽을 각각 적용하고 지보재는 총3개소에 적용하였다. 시공 1단계는 굴착깊이 1.
P 흙막이벽을 탄소성보법으로 구조해석을 수행하였으며, 해석결과를 토대로 흙막이 가시설의 안정성과 성능을 비교 검증하였다. 구조해석과 설계는 경상북도 ○○군 일원의 흙막이 가시설 공사를 대상으로 하였다.
지보재는 H빔 300 × 300 × 10 mm, t = 15 mm이고, 재질은 SS400이다

데이터처리

산정된 대표단면에 대하여 MIDAS사의 GEO-X(ver.4.6) 프로그램을 적용하여 해석을 수행하였다. GEO-X는 탄소성보법 해석을 위한 프로그램으로 유한요소해석법이 아닌 굴착단계별 지반의 응력변화에 따른 단면력을 확인할 수 있다.

성능/효과

(1) 흙막이벽의 단면력을 비교한 결과, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽이 C.I.P 흙막이벽보다 변위는 최소 13.6%~최대 19.7%가 감소하였고, 전단력은 최소 0.7%~최대 4.7% 정도 증가하였다. 또한 휨모멘트의 경우 최소 4.
(3) 현장지반을 대상으로 탄소성보법에 의해 산정된 최대 휨모멘트와 전단력을 적용하여 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽체를 설계한 결과, 모두 탄성영역 내에서 부재력이 발생되어 안전한 것으로 나타났다.
P 흙막이벽과 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽의 근입장을 검토한 것이다. 최종 굴착단계에서의 근입부 안전율은 C.I.P 흙막이벽이 1.506, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽은 1.512로 산정되었다. 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽의 근입부 안전율이 소폭 크게 산정된 것은 흙막이벽의 강성 증가로 인해 주동토압뿐만 아니라 수동토압도 증가되었기 때문이다.
최종굴착 전후인 시공 4~5단계에서 급격한 변화를 보이고 있으며, C.I.P 흙막이 공법 대비 고강도 결합 매입말뚝 흙막이 공법에서 휨모멘트와 전단력이 크게 나타남을 알 수 있다.
현장지반을 대상으로 탄소성보법에 의해 산정된 최대 휨모멘트와 전단력을 적용하여 부재를 설계한 결과, 고강도 결합 매입말뚝은 모두 탄성영역 내에서 부재력이 발생되어 안전한 것으로 나타났다.
흙막이벽의 단면력을 비교한 결과, 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽이 C.I.P 흙막이벽보다 부재력은 크게 산정되고 변위는 작게 산정되었다. 이는 고강도 결합 매입말뚝 흙막이벽의 휨 강성이 C.

참고문헌 (31)

Borja, R.L., Lee, S.R., 1990, Cam-Clay plasticity, Part 1: Implicit integration of elasto-plastic constitutive relations, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 78(1), 49-72.

상세보기
Borja, R.L., Lee, S.R., Seed, R.B., 1989, Numerical simulation of excavation in elastoplastic soils, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 13(3), 231-249.

상세보기
Bowles, J.E., 1988, Foundation analysis and design, 4th edition, Mcgraw-Hill Book Company, 468-668.
Brown, P.T., Booker, J.K., 1986, Finite element analysis of excavations, School of Civil and Mining Engineering Research Report No. 532, The University of Sydney, 207-220.
Caspe, M.S., 1966, Surface settlement adjacent to braced open cuts, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, 92(4), 51-59.

상세보기
Choi, J.S., Yoon, E.J., 2007, Application of excellent-joint pile to improve waterproofing and continuous-boring in cast in place pile method, Proceedings of the Korean Society of Civil Engineers Annual Conference & Civil Expo, Seoul, 850-853.
Choi, Y.Y., 2010, Practical verifications for the advanced retaining walls of waterproofing and structural characteristics, Master's Thesis, Seokyeong University, 1-76.
Clough, G.W., Tsui, Y., 1974, Performance of tied-back walls in clay, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 100, 1259-1273.
Clough, G.W., Tsui, Y., 1997, Static analysis of earth retaining structures, In: Desai, C.S., Christian, J.T. (Eds.), Numerical Methods in Geotechnical Engineering, MGH Book Company, 506-527.
Cole, K.W., Burland, J.B., 1972, Observation of retaining wall movements associated with a large excavation, Proceedings of the 5th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Madrid, 45-53.
Coulomb, C.A., 1776, Essai sur une application des regles de maximis et minimum a quelques problemes de statique relatifs a l'architecture, Memoires de l'Academie Royale des Sciences, Paris, 7, 343-382.
Egger, P., 1972, Influence of wall stiffness and anchor prestressing on earth pressure distribution, Proceedings of the 5th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Madrid, 259-264.
Ghaboussi, J., Pecknold, D.A., 1984, Incremental finite element analysis of geometrically altered structures, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 20(11), 2051-2064.

상세보기
Hong, W.P., 1985, A study on design of earth-retaining structure constructed by a row of bored piles, Journal of Civil and Environmental Engineering Research, 5(2), 11-18 (in Korean with English abstract).
Jang, J.S., 2006, Analysis on the earth retaining wall movement caused by deep braced excavation in soft ground, Master's Thesis, Konkuk University, 1-66.
Jin, H.M., 2020, A study on the applicability of braced wall system using high strength concrete pile by test-bed, Master's Thesis, Keimyung University, 1-83.
KEC(Korea Expressway Corporation), 2005, Detailed design criteria for Earth retaining facility, 1-27.
KIBSE (Korean Institute of Bridge and Structural Engineers), 2018, A study on the design criteria of road bridges, 1-312.
KSGE (Korean Society of Geotechnical Engineering), 2018, A study on the basic design criteria of structure, 1-892.
Lee, J.H., 2019, Stability of a soil retaining wall to minimize displacement on deep excavation, Doctor's Thesis, Daejin University, 1-152.
Lee, S.R., Boija, R.I., Seed, R.B., 1989, Nonlinear elastoplastic finite element analysis of braced excavations in clay, Reserch Report No. SU/GT/89-01, Stanford University, 1-163.
Liao, S.M., Li, W.L., Fan, Y.Y., Sun, X., 2014, Model test on lateral loading performance of secant pile walls, Journal of Performance of Constructed Facilities, 28, 391-401.

상세보기
Liu, G., Tang, L., Wu, Y., Wu, Y., Zhuang, Y., 2015, Study on the stress characteristics of the secant pile wall in the foundation pit support, Proceedings of the Seventh International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation (ICMTMA), Nanchang, 1095-1100.
Murphy, D.J., Clough, G.W., Woolworth, R.W., 1975, Temporary excavation in varved clay, Journal of the Geotechnical Engineering Division, 101(3), 279-295.

상세보기
Rankine, W.J.M., 1857, On the stability of loose earth, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 147, 9-27.

상세보기
Shim, J.W., Son, S.G., Choi, J.S., Yoon, E.J., Yoon, S.J., 2008, A study on strength and waterproofing characteristics of excellent-joint pile (new cast in place pile method), Proceedings of the Korean Society of Civil Engineers Annual Conference & Civil Expo, Seoul, 917-920.
Simo, J.C., Taylor, R.L., 1985, Consistent tangent operators for rate-independent elastoplasticity, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 48(1), 101-118.

상세보기
Terzaghi, K., 1936, A fundamental fallacy in earth pressure computations, Boston Society Civil Engineers Journal, 23(2), 71-88.
Terzaghi, K., Peck, R.B., 1967, Soil mechanics in engineering practice, 2nd edition, John Wiley and Sons, New York, 394-413.
Tschebotarioff, G.P., 1973, Foundations, retaining and earth structures, 2nd edition, Mcgraw-Hill Book Company, Inc., New York, NY, 415-432.
Yang, C.K., 2019, Aseismic characteristics of earth retaining structures by stiffness of wall and strut, Doctor's Thesis, Suwon University, 1-166.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증