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고속도로 붕괴 절토 비탈면의 설계사례
A Case Study on Design of Slope Failure in Expressway 원문보기

한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄, 2009 Sept. 25, 2009년, pp.713 - 727  

유병옥 (한국도로공사 도로교통연구원 방재환경연구팀) ,  장현익 (한국도로공사 도로교통연구원) ,  심재원 (한국도로공사 도로교통연구원) ,  한원준 (한국도로공사 도로교통연구원) ,  나광희 (한국도로공사 도로교통연구원)

초록
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절토비탈면의 붕괴는 주로 지질구조 적으로 취약한 구간에서 강우, 지진, 발파진동, 굴착 등의 외적인 요인이 작용하였을 때 비탈면의 붕괴가 수반되는 경우가 많으며 내적인 요인으로 작용하는 지질구조는 구조선의 종류에 따라 붕괴규모나 붕괴양상에서 상당한 차이를 보이는 특성을 보인다. 특히, 비탈면 붕괴는 단층이나 점토가 충전된 구조선에서 문제가 많이 발생되고 방향성이 뚜렷한 엽리절리에서 붕괴가 빈번한 실정이다. 단층은 일반적으로 모든 암종에서 나타나는 지질구조이나 특히, 변성암중 편마암에서 붕괴빈도가 빈번하게 발생되고 점토층이 수반되는 경우에 심하다. 본 논문은 공사당시 비교적 규모가 크게 붕괴가 발생된 붕적층 절토 비탈면과 단층파쇄대 및 암질불량의 비탈면의 붕괴사례의 안정검토 사례를 소개하고자 한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 검토비탈면은 교량의 Abut와 Pier사이에 존재하는 비탈면으로 붕괴시 커다란 피해가 예상되며, 추가붕괴의 가능성 또한 존재하고 있어 교대와 교각의 안정성 확보를 위해 현장지반조사를 실시하고 그 결과를 토대로 대책공법을 강구하고자 한다.
  • 절토비탈면은 얇은 토층과 풍화토, 풍화암, 연암, 경암 등의 풍화도가 다른 물질로 구성되어 지반구성 물질에 대한 공학적인 판단은 많은 경비가 요구되고 또한 그 한계성을 가지고 있어 시공 중 또는 후에 비탈면의 안정성 문제가 대두되고 있는 실정이다. 그러나 우리는 많은 비탈면붕괴를 경험하면서 이들 비탈면에서의 문제점을 그동안 조사된 대표적인 붕괴사례를 토대로 검토하고자 한다.
  • 그러므로 본 논문은 비교적 큰 붕괴가 발생된 붕적토층으로 이루어진 사면과 단층에 의해 붕괴가 발생된 대표적인 절토비탈면의 사례를 소개하고자 한다.
  • 그리고 P1을 시공하기위해 비탈면하부 일부를 절취하는 도중 붕괴가 발생하여 매우 불안정한 상태이다. 따라서 본 검토비탈면의 안정성을 확보할 수 있는 방안을 강구하고자 한다.
  • 본 논문은 붕적층 및 단층이 수반된 절토비탈면에서의 큰 붕괴규모를 보였던 절토 비탈면의 붕괴사례를 검토하였다.
  • 추가적인 비탈면의 붕괴를 방지하기 위하여 현 상태에서 단계적으로 굴착+앵커보강의 방법을 반복하면서 비탈면안정을 꾀하는 방안이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
절토비탈면의 안정에 영향을 미치는 요소로는 무엇이 있는가? 절토비탈면의 안정에 영향을 미치는 요소로는 암종, 풍화, 지질구조의 특성 등의 내적인 요인과 강우, 융해, 지진, 발파 등의 외적인 요인을 들 수 있으나 이들 중 암반비탈면의 내적인 요인들이 비탈면 안정에 커다란 영향을 주는 주요인으로 작용할 수 있으므로 국내에 분포하는 암반의 내적 요인들에 대한 지질학적인 구분과 공학적인 특성을 파악하는 것이 매우 중요한 일이다.
본 논문에서 붕적층 및 단층이 수반된 절토비탈면에서의 큰 붕괴규모를 보였던 절토 비탈면의 붕괴사례를 검토한 결과는 어떠한가? 1) 절토비탈면의 안정성은 굴착 중에 많은 붕괴가 발생되는 것으로 미루어 지질구조 및 지반상태가 붕괴의 영향에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 판단되며, 이 지질구조에 외적인 강우, 굴착, 발파진동 등의 외부적인 요인이 가미가 되었을 때, 비탈면의 안정성에 영향을 주는 것으로 판단된다. 2) 붕적층의 절토비탈면을 절취하는 경우에는 지반조사를 통해 붕적층의 분포면적, 심도, 지반상태 등을 파악하는 것이 매우 중요하며, 이에 대한 적절한 대책이 요구된다. 3) 붕적층 비탈면의 경우에는 대규모의 붕괴가 발생될 가능성이 높으며 시공 중에 경사완화 등의 방법이 좋으나 여건상 어려운 경우에는 억지말뚝이나 앵커 등으로 보강하는 것이 적절한 방법이다. 4) 비탈면의 붕괴에 가장 큰 영향을 미치는 단층은 비교적 연장성이 매우 크며 점토층이 수반되는 경우가 많아 빈번한 붕괴를 유발시키는 지질구조선이 된다. 5) 시공 및 유지관리 시에 단층 파쇄대 및 단층점토층이 수반되는 경우에는 구조선의 규모에 따라 적절한 대책을 강구하여야 하나 앵커보강과 같은 방법이 비교적 안정한 구조물을 만들 수 있을 것으로 판단된다.
일본 도로공단의 보고서에 의하면 비탈면붕괴를 규모에 따라 무엇으로 나눌 수 있는가? 일본 도로공단(1986)의 보고서에 의하면, 일반적으로 비탈면붕괴를 규모에 따라 붕괴와 슬라이딩으로 나눌 수 있는데 붕괴를 다시 세분화하면, 비탈면붕괴, 낙석으로 나눌 수 있다. 붕괴와 슬라이딩의 차이는 명확하지 않으나 붕괴의 특징으로는 이동속도가 빠르고 낙석은 암반의 균열(암반 중에 발달한 절리, 편리, 층리 등의 균열)이 확대되어 암괴나 작은 암석이 떨어지거나 급경사의 붕적토 퇴적물, 화산쇄설물, 고결도가 낮은 사력층에 포함되는 암괴 또는 암석이 비탈면에서 낙하하는 현상을 말한다.
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