[논문]대심도 지반굴착을 위한 벽강관말뚝 흙막이공법의 설계 사례 연구

김병일; 이종구; 김경태; 홍강한; 한상재

doi:10.12814/jkgss.2023.22.1.053

초록
AI-Helper

본 연구에서는 대규모 지반굴착 조건에서 흙막이 벽체로 적용된 벽강관말뚝의 탄소성보 해석, 유한요소 해석 및 최적화 설계 등의 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 고강도 내해수강 벽강관의 경우 부식에도 유리하고 허용응력이 커 구조적으로 우수하여 흙막이 벽체로써 활용성이 높고, C-Y형 이음부의 경우 기존 P-P형 대비 인장강도와 강성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 시공 중 벽체 누수나 결함이 발생하더라도 용접, 덧댐 시공 등으로 확실한 보수가 가능한 장점이 있는 것으로 조사되었다. 벽강관 연속벽의 경우 CIP나 Slurry wall 대비 변위 순응 구조임과 동시에 동일 수평변위에 대하여 허용 휨응력이 매우 커 대심도 흙막이 측면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다. 대규모 편토압 조건에서의 지반굴착임을 고려하여 탄소성보해석 및 유한요소 해석을 실시하고, 그 결과를 상호 비교한 결과, 굴착 시 전체적인 거동, 벽체의 변위나 부재력 등 각 항목별 발생 최대값에 대해서도 두 방법간에는 정량적 수치가 유사한 것으로 나타나 추후 설계 시 두 해석방법 모두 적용가능한 것으로 나타났다. 마지막으로, 동일 직경에서 가장 두꺼운 두께의 중공형보다는 가장 얇은 두께에 콘크리트로 속채움하는 방법, 그리고 변위와 부재력의 급격한 변화가 없는 깊이 즉, 정상성 검토를 통한 근입길이 결정 시 경제적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the results of the elasto-plastic beam analysis, finite element analysis and optimization design of the steel pipe sheet pile applied as an earth retaining wall under the deep excavation were presented. Through this study, it was found that the high-strength and sea resistant steel pi...

In this study, the results of the elasto-plastic beam analysis, finite element analysis and optimization design of the steel pipe sheet pile applied as an earth retaining wall under the deep excavation were presented. Through this study, it was found that the high-strength and sea resistant steel pipe has high allowable stress, excellent structural properties, favorable corrosion, and high utilization as an earth retaining wall, and the C-Y type joint has significantly improved the tensile strength and stiffness compared to the traditional P-P type. In addition, it was investigated that even if the leak or defect of the wall occurs during construction, it has the advantage of being able to be repaired reliably through welding and overlapping. In the case of steel pipe wall, they were evaluated as the best in views of the deep excavation due to the large allowable bending stress and deformation flexibility for the same horizontal displacement than CIP or slurry wall. Elasto-plastic and finite element analysis were conducted in consideration of ground excavation under large-scale earth pressure (uneven pressure), and the results were compared with each other. Quantitative maximum value were found to be similar between the two methods for each item, such as excavation behavior, wall displacement, or member force, and both analysis method were found to be applicable in design for steel pipe sheet pile wall. Finally, it was found that economical design was possible when determining the thinnest filling method with concrete rather than the thickest hollow shape in the same diameter, and the depth (the embedded length through normality evaluation) without rapidly change in displacement and member force.

Keyword

표/그림 (21)

그림 Fig. 1. Tensile tests of SPW connectors
그림 Fig. 2. Application section with earth retaining wall
그림 Fig. 3. Case of wall defect and repair (MOLIT, 2022 etc.)
그림 Fig. 4. Engineering characteristics of earth retaining wall
그림 Fig. 5. Steel pipe sheet pile wall applied as earth retaining wall
그림 Fig. 6. Plan of earth retaining wall with SPW
표 Table 1. Design soil parameters
그림 Fig. 7. Section of elasto-plastic analysis
표 Table 2. Design wall parameters
표 Table 3. Max. shear force step (after Strut 9 removal and backfill construction)
표 Table 4. Max. moment force step (excavation 20.7m, before Strut 12 construction)
그림 Fig. 8. Section of FEM analysis
그림 Fig. 9. Results of FEM Analysis 1 (Displacement, after structure construction)
그림 Fig. 10. Results of FEM Analysis 2 (Differential settlement, and angular displacement, after structure construction)
표 Table 5. Max. shear force step (after Strut 9 removal and backfill construction)
표 Table 6. Max. moment force step (excavation 20.7m, before Strut 12 construction)
표 Table 7. Comparison of elasto-plastic beam analysis and finite element analysis results (Maximum value of all step)
표 Table 8. Optimized design 1 (wall thickness)
표 Table 9. Optimized design 2 (embedded depth, member force, max. shear force)
표 Table 10. Optimized design 2 (embedded depth, member force, max. moment)
표 Table 11. Optimized design 2 (displacement)

참고문헌 (12)

Choi, W. H., La, Y. S. and Kim, B. J. (2018), "A Study on？Flexural Rigidity of Two-row Overlap Pile Wall for Deep？Excavation Support", Journal of the Korean Geosynthetics？Society, Vol.17, No.1, pp.33-43
Gaba, A. R., Simpson, B., Beadman, D. R. and Powrie, W.？(2003), Embedded retaining walls: guidance for economic？design, Publication No. FR/CP/96, CIRIA, London, U.K.
Hwang, S. H. (2010), Design of Earth Retaining Structures,？CIR.
Inazumi, S., Kimura, M., Kakuda, T. and Kobayashi, M.？(2011), "Water Cut-Off Performance of H-Jointed Steel Pipe？Sheet Piles with H-H Joints Attaching Water-Swelling Materials", Soils and Foundations, Vol.51, No.6, pp.1019-1035.

상세보기
Kim, Y. S., Han, S. J., Kim, B. I., Hong, K. H., and Kim,？J. H. (2019), "A Case Study on Verification of Reduction of？Deformation with the Scale Model Test of CS-H Wall", 2019？Korean Geosynthetics Society Fall Conference, Seoul, pp.101-103.
Korea Ports and Harbours Association (2022), Development？and Evaluation of Design Examples for Steel Pipe Sheet Pile？Wall with Seawater Resistant Steel, KPHA.
Korea Rail Network Authority (2020), Temporary structure,？Publication No. KR C-06040, KRNA, Daejeon, Korea.
Korean Geotechnical Society (2018), Structure Foundation？Design Code, KGS.
Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2022), Report？on the Investigation of the Ground Settlement Accident in？Yangyang-gun, MOLIT.
Nakagawa, K., Gotou, M. and Makida, N. (2004), "Earth？Retaining Wall Construction Using Large-Diameter Long？Steel Pipe sheet piles by the Insertion Method", Tobishima？Technical Bulletin, No.53, pp.23-31
Tamura, H., Nishiyama, Y., Inazumi, S. and Kimura, M.？(2006), "Development and Practical Application of H-Jointed？Steel Pipe Sheet Piles", Journal of Geotechnical Engineering,？Vol.1, No.3, pp.113-122.
You, H. S., Yang, H. J. and Kim, K. S. (2012), "A Study？on the Construction Cost Analysis of the Steel Pipe Sheet？Pile", 2012 KSCE Conference, Gwangjoo, pp.1102-1105.？

이 논문을 인용한 문헌

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

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

[국내논문] 대심도 지반굴착을 위한 벽강관말뚝 흙막이공법의 설계 사례 연구
The Case Study of Design on Steel Pipe Sheet Pile for Earth Retaining Wall on Deep Excavation 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

표/그림 (21)

표/그림 (21)

참고문헌 (12)

이 논문을 인용한 문헌

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 대심도 지반굴착을 위한 벽강관말뚝 흙막이공법의 설계 사례 연구 The Case Study of Design on Steel Pipe Sheet Pile for Earth Retaining Wall on Deep Excavation 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

Keyword

표/그림 (21) 모든 표/그림 보기

표/그림 (21) 슬라이드로 보기

참고문헌 (12)

이 논문을 인용한 문헌

활용도 분석정보

활용도 Top5 논문 더보기

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

오픈액세스(OA) 유형

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 대심도 지반굴착을 위한 벽강관말뚝 흙막이공법의 설계 사례 연구
The Case Study of Design on Steel Pipe Sheet Pile for Earth Retaining Wall on Deep Excavation 원문보기

초록
AI-Helper

표/그림 (21)

표/그림 (21)

활용도 Top5 논문