• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.75-85
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• 2023

굴착공사가 이루어지는 지역에서는 지하수위 변화와 지반침하를 최소화하기 위한 흙막이 벽체 공법 선정이 매우 중요하다. 이러한 측면에서 CIP 공법의 단점을 보완할 수 있는 SPW 공법은 국내 흙막이 벽체 시공 시 점차 증가하는 추세이다. 이러한 여건을 고려하여 본 연구에서는 SPW 공법의 설계요소와 흙막이 벽체의 구조적 안정요소간 상호 특성에 대하여 연구하였다. 여기서, 흙막이 벽체의 설계요소는 말뚝 간 겹침길이, 말뚝직경, H형강 보강재 규격이며 이에 따른 흙막이 벽체의 구조적 안정요소는 흙막이 벽체의 휨응력, 전단응력, 수평변위, 콘크리트 강도이다. 연구 결과 H형강 보강재의 부재력에 큰 영향을 미치는 설계요소는 말뚝직경과 H형강 보강재 규격이며, 수평변위에 큰 영향을 미치는 설계요소는 말뚝직경과 말뚝 간 겹침길이인 것으로 나타났다. 또한, 콘크리트 강도에 큰 영향을 미치는 설계요소는 말뚝직경과 H형강 보강재 규격인 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.97-108
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• 2010

발포우레탄 패커를 이용한 압력식 쏘일네일링 공법은 기존 쏘일네일링 공법의 단점을 보완하기 위하여 개발되었으며, 그라우팅 두부에 패커를 설치하여 네일 정착부를 완전히 밀폐하고 압력 그라우팅을 실시하여 정착부의 유효직경 및 인발저항력을 증가시켜 안전율을 향상시키는 공법이다. 압력식 쏘일네일링 공법에 대한 효용성을 검증하기 위하여 발포우레탄 패커 특성시험 및 현장조건을 묘사한 실내 그라우팅 주입실험, 현장시험 및 FEM해석을 수행하였다. 본 공법의 필수요소인 발포우레탄 패커의 정착력 확인을 위한 패커 특성시험 결과, 공내에 작용하는 압력에 대하여 패커가 충분히 저항함을 알 수 있었으며, 인발저항력 증가 원인 분석을 위한 실내 및 현장 시험결과, 압력 그라우트에 의하여 그라우트의 품질확보, 보강력증가 및 주변지반의 압밀효과를 확인 하였다. 끝으로 압력식 쏘일네일링 공법을 적용한 사면 및 흙막이 벽체 설계/시공 사례를 분석하여 현장 적용시 본 공법의 효용성 및 대처능력의 우수함을 입증하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권6호
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• pp.163-169
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• 2015

본 연구는 기존의 가설 흙막이 벽으로만 사용되는 현장제조 CIP를 기성제 PHC 파일로 대체하여 흙막이 겸 영구벽체로 사용하는 융합 공법을 제안하고 적용가능성을 확인하였다. PHC파일은 공장제작으로 품질을 믿을 수 있으며 재료적으로 콘크리트 강도나 긴장재의 인장응력이 CIP에 비해 우수하고 구조적으로도 큰 휨내력을 가지고 있다. 이러한 장점을 기진 PHC파일을 이용한 영구벽체 공법은 기존의 가설 흙막이 공법과 비교하면 시공이 간편하고 경제적이며 현장타설이 최소화되어 공기단축이 가능하다. 또한 공장제작을 통해 균질한 구조성능을 얻을 수 있고 흙막이와 지하외벽이 이중 시공되지 않으므로 공간활용 측면에서도 유리한 장점이 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.41-54
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• 2009

본 연구는 터파기 형태의 건설공사에서 레이커나 지반앵커 등의 추가적인 버팀이 필요 없는 2열 H-파일을 이용한 자립식 흙막이(SSR) 공법에 대한 것이다. SSR 공법은 사면파괴 방지용 억지말뚝의 역할을 하는 후열말뚝으로 1차적인 토압을 감소시켜 흙막이 벽체의 토압을 분담하고 억지말뚝과 흙막이 벽체의 일체화를 통해 흙막이 벽체의 강성을 증대시킴으로써 레이커나 지반앵커 등의 지보재가 필요 없이 지반굴착을 수행할 수 있는 자립식 흙막이 공법이다. 본 연구에서는 SSR 공법에 대한 실내모형실험 결과를 통하여 굴착에 따른 지반 및 흙막이 구조체의 변협과 토압특성을 분석하였으며, 여러 현장적용 사례와 계측결과를 통하여 굴착방법에 따른 흙막이 가시설의 실제 변형 특성 및 공법의 적용성을 평가하였다. 평가결과, 발생변위가 모두 계측 허용치 이내에서 만족하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권12호
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• pp.115-125
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• 2017

PHC-W 흙막이 벽체 공법은 연속시공이 가능한 공법이다. 기존 흙막이 공법에서는 지하수의 유출을 막기 위해 별도의 차수공법이 필요한데 반하여 PHC-W 흙막이 벽체 공법은 PHC-W 말뚝의 연결부에 차수제품을 삽입하여 지하수의 유출을 막을 수 있는 공법이다. 이 연구에서는 PHC-W 흙막이 공법에 적용할 3가지의 차수 방안을 선정하여 압력수조 실험을 진행하였다. 섬유팩내에 1액형, 2액형 우레탄을 주입하는 방안에서는 120kPa, 140kPa 이상의 압력에서 급격한 누수가 발생되었으며, 섬유팩내에 그라우팅하는 방안에서는 120kPa 이상의 압력에서 급격한 누수가 발생되었으며 이 방안에서는 차수재의 상단부와 하단부를 우레탄으로 보강한 부위에서 누수가 발생하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.7-22
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• 2023

최근 지하안전에 관한 특별법이 시행(2022년 1월)되었으며, 지하안전영향평가를 통해 계획단계부터 지하안전에 관한 사전검토가 실시되고 있다. 지하굴착을 위해서는 가설 흙막이의 구조 안전성을 확보하는 것이 중요하므로 지하안전 검토는 더욱 강화되고 있다. 본 연구에서는 토사지반에서 Soil-Cement 흙막이의 벽체 두께를 확대하고 H-pile의 선택과 설치간격을 자유롭게 할 수 있는 MFS(Multi-axis Flat Continuous Soil Cement Earth Retaining Wall) 흙막이 벽체 공법의 거동 특성을 분석하였다. 실내모형실험을 통해 MFS 공법의 H-pile 설치간격에 따른 벽체에 작용하는 하중-변위 거동을 확인하였으며, MFS 흙막이 벽체의 두께별 H-pile 설치간격 및 크기 변화에 따른 하중-변위를 3차원 수치해석으로 분석하여 벽체에 작용하는 아칭효과 높이를 산정하였다. MFS 공법에서 산정한 최대 아칭높이를 기존의 부재력 검토 방법에 적용하여 벽체에 작용하는 축력, 전단력을 정량적으로 분석하는 설계방법을 제시하였다. 그 결과 MFS 흙막이 벽체에 적용되는 H-pile 설치 간격 및 크기에 따른 축력 및 전단력이 24.6~62.9%가 저감하는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.75-83
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• 2016

지하수위의 영향을 받는 지반에 대하여 터파기를 실시할 경우 차수문제를 해결하기 위한 방법으로 현장타설말뚝 공법인 CIP (Cast-In-Place Pile) 공법이 보편적으로 사용되고 있다. 그러나 CIP 공법은 말뚝간 연결성이 좋지 않아 많은 경우 차수에 대한 별도의 처리를 필요로 한다. 본 연구에서는 수중불분리성과 침투성을 향상시켜주는 계면활성제(Hi-FA)를 활용한 그라우트를 사용하여 기존 CIP 공법 대비 보조차수 공법의 필요성을 최소화한 새로운 개념의 흙막이 공법(H-CIP)을 제시하고, 이 공법의 현장 적용성에 대하여 검토하였다. 현장 검증실험을 위하여 동일한 지반조건에 대하여 H-CIP 공법과 기존 CIP 공법으로 각각 차수벽을 시공하고, 성능검증을 위한 현장시험 및 실내시험을 수행하였다. 현장 실험결과 새로 제안된 H-CIP 공법은 기존 CIP 공법에 비하여 현장 차수능과 강도가 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.35-43
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• 2017

지하수위 저하를 방지하기 위한 방법으로 지반 굴착에 따라 배출된 지하수를 대상 지반에 다시 재주입함으로써 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하를 방지하는 방법에 관한 연구이다. 지하수 재주입에 따른 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하를 분석하기 위해 지하수 재주입 여부와 흙막이 벽체 배면으로부터 거리 등 조건을 달리하며 재주입정 위치별 효과를 확인할 수 있는 실내모형실험을 수행하였다. 실험을 통해 지하수위에 영향을 미치는 인자와 흙막이 벽체 배면의 지반함몰 및 침하경향을 분석하고, 지하수 재주입에 따른 지반함몰 방지효과에 대한 연구를 수행하였다. 지하수위의 영향을 고려한 침하분석 결과, 흙막이 전면을 굴착할 때 지하수위 저하에 따라 지표면 침하가 발생, 흙막이 벽체 배면에서 최대가 된다. 또한 흙막이 길이를 기준으로 흙막이 벽체 배면으로부터 재주입정 위치별 거리 비에 따라 침하량이 달라지는 것으로 분석되었다. 지하수의 영향에 의한 지반함몰 및 침하를 방지하기 위한 방법으로 흙막이 벽체 배면으로부터 가까운 위치에 지하수를 재주입 할 때 지반함몰 및 침하 방지 효과가 크고 최대 침하영향거리도 감소하는 것으로 분석되어 지하수 재주입정 공법의 지반함몰 방지효과를 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.27-36
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• 2005

본 연구에서는 도심지 굴착 현장에 적용된 IPS(Innovative Prestressed Support) 흙막이 구조물의 거동을 파악하여 시스템의 안정성을 확인하였다. 새로운 흙막이 지보재인 IPS 띠장은 지반 굴착으로 인한 토압을 자체의 휨강성을 이용하여 버팀보에 전달하는 특징을 가지고 있다. IPS 띠장의 휨강성은 기존 굴착 공법에 적용된 띠장에 비해 월등하기 때문에 IPS 띠장을 활용하면 흙막이 벽체를 지지하는 버팀보의 설치 간격을 획기적으로 법힐 수 있으며 굴착시에 법은 작업 공간을 제공한다. 이로 인해 굴착 공사에 사용되는 강계의 물량을 줄일 수 있다. 또한 IPS 띠장에 강선의 인장력을 도입하여 선행 하중을 가함으로써 지반 굴착으로 인한 흙막이 벽체의 변형을 제한할 수 있다. 본 연구에서는 IPS 흙막이 공법을 적용한 도심지 굴착 현장에 시공 전기간 계측을 수행하여 그 적용성과 안정성을 확인하였다. 현장 계측 결과를 분석하여 혁신적인 흙막이 지보재인 IPS 띠장과 IPS 흙막이 벽체 그리고 코너 스트친의 거동을 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.77-83
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• 2012

최근 도심지에서의 대심도, 대규모 굴착공사는 인접구조물의 침하 및 다양한 제약사항으로 인해 흙막이 벽체를 이용한 굴착공사가 일반화되어 있다. 이러한 지반의 굴착은 평형상태를 이루고 있는 굴착 주변지반의 응력상태를 이완시켜 굴착면 주변지반 침하 및 흙막이 벽체의 변형을 유발시킨다. 이에 본 연구에서는 지반보강의 목적으로 무기질계 고성능 지반안정재인 NDS공법을 적용할 경우에 흙막이 벽체 배면에 적용하여 지반의 보강 효과를 규명하였다. 최적 주입압 및 주입량을 산정하기 위하여 주입시험을 수행하였다. 산정된 주입량과 주입압으로 대형토조모형시험을 실시하였으며 무보강/보강에 의한 영향 검토, 보강 시상재하중(50kPa/150kPa)에 의한 벽체 거동도 검토하였다. 흙막이 벽체 배면 그라우팅 시 지반보강 효과를 모형토조실험을 통하여 규명하였다. 주입시험 결과, 적정 주입압은 350kPa, 경제성을 고려한 각 노즐의 한 단계당 적정 주입량은 10L로 판단된다. 모형토조시험 결과, 최대변위는 흙막이 벽체 배면에 그라우팅을 실시한 경우 무보강일 때의 변위보다 약 81% 감소한 것으로 나타났다. 보강된 배면에 상재압 50kPa와 150kPa를 작용한 상태에서 단계별 굴착에 따른 흙막이 벽의 거동을 파악한 결과, 벽체 변위는 보강만한 경우에 비해 각각 약 58%와 57% 증가한 것으로 나타났다.