지주식흙막이 벽체에 작용하는 수평토압의 감소율에 관한 연구 :A Study on the Reduction Rate of Lateral Earth Pressure on the Wall of Inclined Earth Retaining Structure

김자영

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김자영 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: 임종철

발행연도: 2018

저작권: 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (3)

2018

지주식흙막이 벽체에 작용하는 수평토압의 감소율에 관한 연구

김자영 사회환경시스템공학과 2018.01 학위논문

2017

연약점토지반에 설치된 IER 지주식 흙막이의 효과적인 수평변위억제 방법에 관한 연구

김자영 , 임종철 , 서민수 외 3명 한국지반공학회논문집 2017.10 학술저널

2015

보수 · 보강공법에 적용된 IER 지주식 흙막이 공법의 현장 사례

김자영 , 임종철 , 서민수 외 2명 대한토목학회 학술대회 2015.10 학술대회자료

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대형화와 고층화로 인해서 굴착공사에 적용되는 가시설 흙막이는 안정성을 확보하기 어려운 경우가 발생하고 있다. 이런 경우에 흙막이 구조에 보조공법인 앵커나 버팀대를 복합적으로 사용하여 구조적인 안정성을 확보하고 있으나, 이런 보조공법을 이용한 방식은 시공 시 공간 활용 면적의 감소나 시공기간의 증가와 같은 문제점이 생기고 있다.
이런 문제점들을 개선하기 위해서 많은 자립식 흙막이 공법이 개발되고 있다. 그 중에서 사면에 설치하여 사면활동력을 억제하는 효과가 있는 억지말뚝을 경사지게 설치하여 억지력을 증가시킨 지주식 흙막이 공법(Inclined Earth Retaining Structure Method, 이하 IER 공법)이 개발되었다.
IER 공법은 여러 연구를 통해서 구조적 안정성이 우수한 자립식 흙막이인 것으로 평가 되고 있다. 그러나 기존 연구는 수평변위를 이용한 흙막이나 지반의 변형을 중심으로 연구되어 있는 실정으로 토압에 관한 연구가 필요성이 제기되었다. 그래서 본 논문에서는 현장실험을 통해서 전면벽체에 작용하는 토압에 대한 연구를 진행하였다.
현장실험은 여러 지역에서 IER 두부체결구에 작용하는 응력에 의한 변형률을 측정하기 위해서 변형률계를 설치하고, 깊이에 따라 작용하는 토압을 측정하기 위해서 토압계도 설치하였다.
그 결과, 깊이에 따른 토압은 기존 연구에서 제안한 토압작용 기구와는 달리 굴착깊이 중간지점에서 최대토압감소율이 나타나는 것으로 분석되었다. 그리고 변형률계를 통한 총토압분석을 통해서 수평토압감소율은 44.54~99.56% 사이에서 분포하는 것으로 분석되었다. 결론적으로 IER 공법의 설계 시에 안정해석에 적용할 수평토압감소율은 최소감소율인 44.54%를 고려하여 안전측인 40%를 적용하는 것을 제안하였다.

As the size of the construction structure increases gradually, it is not so easy to secure the stability of the temporary retaining wall structure in the excavation works. In this case, the retaining wall structure is secured with structural stability by using anchor or brace for reinforcing. However, this method with reinforcement method has problems such as a decreasing of the space utilization area or an increasing of the construction period during construction.
To improve these problems, many self-supporting retaining wall methods have been developed. Among them, Inclined Earth Retaining Structure Method(i.e. IER method) was developed. In that method, inclined stabilized piles acts a role to reduce earth pressure on the retaining wall.
IER method has been evaluated as a self-supporting earth retaining wall with excellent structural stability through various studies. However, since the previous studies have been mainly focused on the deformation of the ground or the retaining wall using lateral displacement, the necessity of research about the earth pressure has been brought up. Therefore, in this paper, the earth pressure acting on the front wall was studied on experiments. In the field test, were measured in order to calculate the reaction forces acting on the IER head fixing structure. And a earth pressure gauge was installed to measure the earth pressure according to depth.
As a result, it was analyzed that the earth pressure according to the depth present the maximum earth pressure reduction rate at the middle point of excavation depth, unlike the earth pressure mechanism proposed in the previous studies. And through analysis of the total earth pressure by strain gauge, it was analyzed that the lateral earth pressure reduction rate was distributed between 44.54% and 99.56%. Concludingly, in the design of the IER method, it is suggested that the lateral earth pressure reduction rate applies% for safety considering the minimum reduction rate of 44.54% to be applied to the stability analysis.

#지주식 흙막이 #수평토압 감소율

제 1 장 서 론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 종래의 연구 2
1.2.1 모래지반의 실내모형실험 2
1.2.2 점토지반의 실내모형실험 3
1.2.3 IER 공법에 의한 작용하는 힘다각형 제안 4
1.2.4 점토지반에 적용된 현장실험 5
1.2.5 IER 공법의 수평변위억제효과 분석 6
1.2.6 IER 공법의 최적설치간격분석 7
1.2.7 IER 공법의 해석방법 제안 8
1.3 연구의 목적 10
제 2 장 흙막이 공법의 안정해석 12
2.1 일반적인 흙막이 해석의 개요 12
2.1.1 근입깊이 검토 12
2.1.2 탄소성보법 14
2.1.3 굴착저면의 안정 19
2.2 IER 공법의 안정해석 방법 24
제 3 장 현장실험 26
3.1 현장실험의 계측기 26
3.1.1 지중경사계 26
3.1.2 변형률계 30
3.1.3 토압계 34
3.2 현장실험의 현황 35
3.2.1 IER 구조 형식 35
3.2.2 현장실험의 지반상태 35
3.2.3 현장별 계측기 설치 현황 37
3.3 현장실험의 결과 43
3.3.1 양산 A 아파트 현장 43
3.3.2 용인 B 아파트 현장 44
3.3.3 영도 C 아파트 현장 46
3.3.4 동탄 D 아파트 현장 47
3.3.5 용인 E 근린생활시설 현장 48
3.3.6 신평 F 아파트 현장 49
제 4 장 토압감소효과 분석 51
4.1 깊이별 토압감소효과 분석 51
4.1.1 SP-E1의 계측결과 분석 53
4.1.2 SP-E2의 계측결과 분석 56
4.1.3 깊이별 수평토압감소율에 대한 고찰 59
4.2 벽체에 작용하는 총토압 59
4.2.1 변형률계 계측결과를 이용한 벽체에 작용하는 측정토압 계산방법 59
4.2.2 이론토압 계산방법 62
4.3 벽체에 작용하는 총토압 분석 68
4.3.1 양산 A 아파트 현장 68
4.3.2 용인 B 아파트 현장 70
4.3.3 영도 C 아파트 현장 73
4.3.4 동탄 D 아파트 현장 82
4.3.5 용인 E 근린생활시설 현장 88
4.3.6 신평 F 아파트 현장 90
4.4 수평토압감소율 분석 92
4.4.1 계측토압과 이론주동토압의 비교 92
4.4.2 배면지주의 설치간격에 따른 토압감소 분석 95
4.4.3 지반의 N치에 의한 토압감소 분석 96
4.4.4 굴착깊이에 따른 토압감소 분석 101
4.4.5 회전변위에 의한 토압감소 분석 103
제 5 장 결 론 105
5.1 토압계 계측 결과 분석 105
5.2 변형률계 계측 결과 분석 105
5.3 수평토압감소율제안 106

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