초록
쏘일네일링 공법은 지하굴착 및 사면보강에 그 적용성이 점차 확대되고 있으나, 도심지 특히 상부에 연약한 토사층이 존재하는 경우, 또한 시공여건등에 따라 네일의 설치길이가 제한되는 경우에는, 벽체변위 및 지표침하를 최소화시킬 수 있는 방안이 필요시 된다. 이와 같은 경우에, 변위 및 침하를 최소화시키는 주목적과 더불어 전체적인 안정성 증대도 동시에 도모할 수 있는 프리텐션 쏘일네일링 굴착벽체 시스템이 효율적이며, 이에 대한 시공도 국내의 경우에 극히 제한적으로 이루어진 바 있다. 그러나 본 프리텐션 쏘일네일링 굴착벽체 시스템에 대한 체계적인 해석절차 및 설계기법은 아직까지 정립된 바 없는 실정이며, 또한 프리텐션을 가하지 않는 일반 쏘일네일링공법의 경우에도, 전단 및 휨모멘트에 대한 안정성 확보를 위해 요구되는 숏크리트 전면벽체의 두께 및 와이어매쉬량의 산정 등에 대해서 명확한 해석절차가 제시되어 있지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는, 쏘일네일링 굴착공법에 대해 해석 및 설계 측면에서의 미흡한 점을 보완함과 동시에 향후 적용 가능성이 클 것으로 판단되는 프리텐션 쏘일네일링 시스템에 초점을 두어 학문적 기초에 입각한 설계 및 시공을 유도하기 위해, 관련 해석절차 및 설계기법을 체계화하여 제시하였다. 제시된 내용은, 1) 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 굴착단계별 최대긴장력 결정 및 안전해석기법, 2) 요구되는 숏크리트 전면벽체의 두께 및 와이어매쉬량과 첫단 네일의 한계설치깊이 등을 결정하기 위한 해석절차, 또한 3) 전면벽체의 관입전단파괴 가능성에 대한 신뢰도 분석기법 등이다. 예측결과를 실제의 시공사례와 비교\ulcorner분석하여, 본 연구 제시 절차 및 기법의 적합성을 확인하고자 하였다. 또한 제시기법을 이용해 프리텐션 네일링 시스템의 효용성 분석과, 이외에도 다이레이턴시 각 및 영향원 반경 등 주요인자에 대한 영향 및 FLAC$^{2D}$ 프로그램을 이용해 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 발생변위 억제효과 등을 분석하였다.다.
Application of the soil nailing method is continuously extended in maintaining stable excavations and slopes. Occasionally, however, ground anchor support system may not be used because of space limitations in urban excavation sites nearby the existing structures. In this case, soil nailing system with relatively short length of nails could be efficiently adopted as an alternative method. The general soil nailing support system, however, may result in excessive deformations particularly in an excavation zone of the existing weak subsoils. Pretensioning the soil nails then, could play important roles in reducing deformations mainly in an upper part of the nailed-soil excavation system as well as improving local stability. In the present study, the analytical procedure and design technique are proposed to evaluate maximum pretension force and stability of the pretensioned soil nailing system. Also proposed are techniques to determine the required thickness of a shotcrete facing and to estimate probability of a failure against the punching shear. The predicted results are compared with the limited measurements obtained from the excavation site constructed by using the pretensioned soil nails. Based on the proposed procedure and technique, effects of the radius of a influence circle and dilatancy angle on the thickness of a shotcrete facing, bonded length and safety factors are analyzed. In addition, effects of the reduction of deformations expected by pretensioning of the soil nails are examined in detail throughout an illustrative example and FLAC$^{2D}$ program analysis.s.
