횡토압을 받는 소일시멘트벽체(SCW)의 설계식에 대한 적정성 평가 및 제안 (Adequacy Evaluation and Proposal for Design Formula of Soil Cement Wall Subjected to Lateral Earth Pressure)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 24권 / 7호 / 524 ~ 530페이지
· 저자명 : 김현기

초록

대표적인 흙막이 가시설공법이며 차수공법인 소일시멘트벽체 공법은 원위치의 토사를 골재로 사용하므로 발현강도 및 투수성 예측, 최종내력 등에 관한 검토가 중요하다. 최근 장비의 발전과 함께 굴착법을 개선한 개량공법들이 다양하게 등장하고 있으나, 설계법이 명확하지 않고 파괴거동에 대한 해석이나 설계법에 대한 연구가 부족하여 안전사고의위험이 증가되고 있다. 본 연구는 현업에 적용되고 있는 SCW공법의 국내외 설계식에 대한 적정성 평가를 수행하고, 횡토압에 의한 아치형성 이론 및 파괴거동을 고찰하여 응력을 저감시키고 현장배합강도를 낮추거나, 효과적인 보강재설치가 가능하도록 응력저감 요인을 분석하였다. 심재(H-pile)의 종류에 따른 가상아치의 높이(h)와 두께(t)에 대한 상호관계 분석 결과, 두 값은 유사한 경향을 보였지만 플랜지 폭이 넓어질수록 f값이 더 커져 축응력이 크게 산정되는 것으로나타났다. 간편법으로 계산된 아치 높이(h)는 가상아치법과 달리 굴착직경에 절대적인 영향을 받았고, 약 7.5cm의 작은변동폭을 보였으며, 가상아치법 보다 대부분 커서 축응력이 크게 산정되나, 값이 작을 경우는 아치높이(f)를 스트레칭상수로 적용하는 수정법을 제안하였다. 아치의 두께는 가상아치법과 유사한 경향을 나타냈으나, 항상 작은 값을 보여압축응력이 더 크게 산정되는 것으로 평가 되었다. 횡토압이 작용할 경우 전단파괴로 진전하기 전 소일시멘트에 아치효과로 인한 압축영역이 지지력을 충분히 발휘하려면 아치의 높이가 커지는 것이 유리한 것으로 판단된다. 향후, 심재의편심시공과 한계간격에 대한 응력평가 관련연구가 추가적으로 수행되어야 하며, 수치해석이나 실험을 통한 검증이 필요할 것으로 사료된다.

영어초록

Recently, with the development of equipment, various improved construction methods of soil cement walls (SCW) have emerged, but the risk of safety accidents is increasing because of the lack of analysis of failure behavior and research on design methods. In this study, the adequacy evaluation of domestic and foreign design formulae of the SCW method applied in the field was conducted, and the theory of arch generation and failure behavior by lateral earth pressure was reviewed. An analysis of the correlation between variables according to the shape of the H-pile and case analysis of the three design methods showed that the virtual arch method, the simplified method, and the modified method were reasonable-level designs. In addition, in some cases, it is desirable to apply a stretching constant through a correction method. When lateral earth pressure is applied, it is considered advantageous to increase the arch height for the compression area because of the arch effect in the soil cement to exert sufficient bearing capacity before progressing to shear failure. Additional research will be needed for verification through numerical analysis or experiments.

참고자료

· 없음