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문제 정의
- (Case 2). 따라서 본 연구에서는 상기의 대책공법과 함께 각부보강공법(각부 보강파일 적용)을 적용하는 경우(Case 3)를 고려하여 보강효과를 비교해 보았다. 표 11은 본 검토에서 적용한 해석단면과 대책공법 개요도를 보여주고 있으며, 각 조건은 모두 터널 천장부 보조공법으로 강관다단그라우팅을 적용하는 경우로 가정하였으며, 천장부 보조공법의 해석입력특성치는 서울시 지반조사편람(1996)에서 제시된 일반적인 특성치로 가정하여 적용하였다(표 12).
- 따라서 본 연구에서는 일본의 지오프론트 연구회(2000)에서 제시한 설계조건 및 시공조건별 대책공법 적용범위(표 13)에 대한 연구결과 중 각부보강공법이 유리하게 적용되는 조건을 기준으로 앞서 수행한 다양한 매개변수 연구결과를 반영하여 인버트폐합, 그라우팅보강 및 각부보강공법(우각부 단면확폭, 단면확폭+윙리브 보강, 보강파일 추가보강)을 설계 및 시공에 보다 체계적으로 적용할 수 있도록 간편한 설계챠트를 제안하였다.
- 본 연구는 도심지의 천층 터널, 국부적인 연약대가 존재하는 산악지의 저토피 터널 등 터널 굴착시 지지력 확보가 어려운 취약한 지반조건에 변위발생을 억제하고 지지력 확보를 위해 적용되는 각부보강 공법의 공학적 특성과 각종 매개변수 연구를 통한 공법의 적용성과 적용효과를 검토하고 공법의 적용을 위한 챠트를 제안하여 향후 유사한 시공조건에 있어서 보강공법 선정시 설계자 및 시공자에게 도움을 주고자 한다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
- 본 연구에서는 토사 등 취약지반이 터널상반 및 하반에 출현하는 경우 지지력 확보를 위한 각부보강 공법의 공학적 특성을 검토하고 매개변수 연구를 통해 보강효과를 평가함으로써 각부보강공법의 합리적인 설계방법 및 시공법에 대해 고찰해 보고자 한다.
- 앞서 언급한 바와 같이 각부보강공법은 크게 우각부 단면을 확폭하여 콘크리트(숏크리트)를 채워 기초를 설치하는 방법(Case 1), 콘크리트 기초내부에 강지보재 등을 이용한 격자형의 윙리브로 보강하는 방법(Case 2), 콘크리트 기초 또는 윙리브 하부에 강봉, 강관 및 그라우팅을 추가적으로 설치하는 방법(Case 3) 등이 있을 수 있으며, 지반조건에 따라 각각의 방법을 현장여건 및 지반조건에 맞게 응용하여 적용하기도 한다. 본 절에서는 각부보강방법(Case 1～3)의 종류에 따라 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 해석에 적용한 지반조건은 풍화암 조건으로 가정하여 표 6에서 제시한 지반특성치로 적용하였으며, 우각부 단면 확폭부의 크기는 3.
가설 설정
- 따라서 본 연구에서는 상기의 대책공법과 함께 각부보강공법(각부 보강파일 적용)을 적용하는 경우(Case 3)를 고려하여 보강효과를 비교해 보았다. 표 11은 본 검토에서 적용한 해석단면과 대책공법 개요도를 보여주고 있으며, 각 조건은 모두 터널 천장부 보조공법으로 강관다단그라우팅을 적용하는 경우로 가정하였으며, 천장부 보조공법의 해석입력특성치는 서울시 지반조사편람(1996)에서 제시된 일반적인 특성치로 가정하여 적용하였다(표 12).
- 따라서 지반조건에 맞는 적정한 규모의 우각부 확폭이 중요하므로 본절에서는 각부보강효과가 상대적으로 큰 풍화토 지반조건에 대해 우각부 단면 확폭부의 크기를 변수로 하여 수치해석을 수행하였다. 해석에 적용된 지반특성치는 표 6의 풍화토 조건으로 가정하였으며, 우각부 단면 확폭부 변화조건은 시공사례 분석결과 일반적으로 적용되는 200～500mm로 가정하였다.
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