• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.83-96
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• 2016

흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하는 인접구조물의 안전성에 많은 영향을 미친다. 그러나 지반굴착에 따른 주변 지반의 침하는 예측하기가 쉽지 않고 굴착면으로부터 이격거리에 따른 침하량을 정량적으로 구하는 것은 더욱 어려운 일이다. 흙막이 벽체의 변형에 의한 지표침하는 수치해석(FEM)이나, 경험적 방법 Peck(1969)등으로 추정하고 있으나 주로 토사층을 대상으로 하고 있다. 본 연구에서는 토사층 하부에 암반층이 위치하는 복합지반을 굴착 할 때 암반층의 깊이와 절리경사에 따른 흙막이 벽체 배후지반의 지표침하를 대형모형실험(규격: $3m{\times}3m{\times}0.5m$)을 수행하여 측정하였다. 모형실험은 축척 1/14.5로 하고 10단계로 굴착을 하였다. 암반층 비율은 35%와 50%로 하였고 암반층의 절리경사를 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 하여 단계굴착하면서 흙막이 벽체 버팀대에 작용하는 토압(Lee 2014)과 흙막이 벽체 배후지반의 지표 침하량을 측정하였다. 암반층비율과 암반층 절리경사가 증가하면 배후지반의 지표침하량도 증가하며 암반층 절리경사 $60^{\circ}$(J60)에서는 수평지반 굴착시에 비해 최대 17배 크게 발생하였다. 흙막이벽체 배후지반에서 최대 지표침하는 경험적 방법과 달리 흙막이 벽체로부터 굴착깊이의 17%~33%만큼 이격된 위치에서 가장 크게 발생하였다. 복합지반의 지표침하는 전반적으로 경험적 추정방법에 의한 지표침하량에 비해 작게 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.593-608
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• 2018

흙막이벽체 시공 중 버팀대에 문제가 발생하여 변형되거나 제 기능을 상실하게 되면 흙막이벽체에 과다한 변형의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 모형시험을 통해 시공 중 흙막이벽체의 버팀대 일부가 기능을 상실하게 되었을 때 흙막이 벽체의 거동특성 및 배면에 인접한 터널의 거동을 파악하고자 하였다. 연구 결과, 흙막이벽체의 변형으로 인해 배면지반의 토압이 재배치되고 지표변위를 발생시켜 인접한 터널의 변형에 영향을 미쳤으며, 터널에서 가장 가까운 측벽에 위치한 버팀대를 제거하였을 때 흙막이벽체 변형 및 터널변형이 가장 크게 나타났다. 터널의 위치에 따른 평균 전이토압은 터널 심도가 0.65D에서 2.65D로 깊어짐에 따라 평균 25.6% 증가하였으며, 흙막이벽체와 터널과의 이격거리가 0.5D에서 1.0D로 증가함에 따라 전이토압이 평균 16% 증가하였다. 버팀대 제거에 따른 흙막이벽체의 수평변위는 제거되는 버팀대 부근에 집중되는 경향을 보였으며 버팀대 제거위치가 하부로 내려갈수록 수평변위는 비선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 터널 내공변위는 토피고 1.15D, 수평거리 0.5D일 때 최대 내공변위가 발생하였고, 토피고 2.65D, 수평거리 1.0D에서 최소 내공변위가 발생하였다. 가상파괴면이 터널의 중심부를 통과하는 범위인 토피고 1.15~1.65D, 수평거리 0.5D에서 터널의 내공변위가 크게 증가하는 것으로 검토되었으며, 최대 내공변위와 최소 내공변위의 차이는 약 2배 정도 발생하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.99-107
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• 2008

경제수준의 향상에 따른 자동차보급율의 급격한 증가는 공동주택단지의 주차공간 부족현상을 심화시키고 있다. 준공 당시에는 주차장 설치기준을 만족하였겠지만, 현재의 법규나 주민의 요구를 만족시키지 못하는 실정이다. 노후 공동주택은 건물구조체의 내구성에 문제가 없음에도 불구하고, 설비의 노후화와 주차공간의 부족으로 기존의 건물을 철거하고 재건축하는 방법을 채택하는 경우도 있다. 이로 인한 국가적 차원의 자원낭비와 자원의 재활용 및 재사용 측면에서 문제가 많다. 또한 주차난으로 인한 화재 사망사고도 발생한 사례가 있다. 공동주택의 주차난은 단순한 불편함이 아닌 안전에 관계된 심각한 문제이다. 단지 전체의 리모델링이 아닌 주차장 확장만을 위한 리모델링이 필요하다. 본 연구는 주민들이 이주를 하지 않고 거주하는 중에 지하주차장 확대를 위한 흙막이 공법선정 방안을 제안하는 것을 목적으로 수행되었다. 흙막이공법 선정시 영향요인을 분석하고, AHP기법을 적용하여 가중치를 산정하였다. 전문가를 대상으로 흙막이공법의 적용성 평가를 실시하여 거주중에 적용 가능한 흙막이공법 선정방안을 제시하고 민감도분석을 실시하였다. 본 연구에서 제안한 공법선정 평가방법은 거주중 지하공사 흙막이공법 선정시 의사결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.64-72
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• 2022

흙막이 공사는 지하굴착을 수행하는 건설공사에서 필수적으로 적용되는 공사 기법으로, 공사 규모와 관계없이 흙막이의 계측관리는 필수적이다. 그러나 굴착깊이 10m 미만에 해당되는 소규모 건축현장(총 공사비 20억 내외)의 경우에는 1) 시공업체의 영세성, 2) 현장관리자의 역량 부족, 3) 계측기기 설치·해체 및 변위분석의 복잡성 등의 문제점으로 인해 흙막이의 계측 관리가 제대로 수행되고 있지 않는 실정이다. 상기 문제점을 해결하는 선행연구 분석 결과, 대부분의 선행연구에서는 값비싼 3D 스캐너를 활용하거나 다수의 계측기기를 설치해야 되는 문제점이 있어 소규모 건설현장에 이를 적용하는 것은 어려운 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 목적은 하나의 계측기기를 활용하여 흙막이 구조체의 변위를 파악할 수 있는 레이저 센서 기반 흙막이 구조체 변위 계측 시스템의 개념 디자인을 제안하고 개념 디자인에 적용된 요소기술의 변위 인식 성능을 검증하는 것이다. 요소기술은 2D 레이저 스캐너가 선정되었으며, 선정된 2D 레이저 스캐너를 활용하여 개념디자인이 제안되었다. 2D 레이저 스캐너의 변위 인식 검증 결과, 15mm의 변위는 충분히 파악 가능한 것으로 분석되었다. 추후, 제안된 개념디자인이 개발되고 현장에 적용될 경우 소규모 건설현장의 안전사고 저감에 기여할 것으로 분석된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.5-13
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• 2007

본 연구에서는 도심지 연약 지반에 적용된 IPS(Innovative Prestressed Support) 흙막이 시스템의 거동을 파악하고 안정성을 확인하였다. 새로운 IPS 흙막이 시스템은 강선의 인장 저항을 이용하여 띠장의 강성을 획기적으로 증가시켜 버팀보의 설치 간격을 대폭 증가시키는 공법이다. IPS 흙막이 시스템이 적용된 현장은 부산 북부 지역 내에 위치한 폭 28.8m, 길이 52.0m 그리고 굴착 깊이 16.1m 규모의 굴착 현장으로서 느슨한 매립토와 연약 점토로 이루어져 있으며 두께 650mm의 지중 연속벽, 5단의 IPS 시스템과 중앙 스트럿으로 지지되어 있다. 시공이 진행되는 동안에 경사계 6 곳, 지하 수위계 4 곳, IPS 띠장에 설치된 변위계 30 곳, 스트럿에 설치된 변형율계 20 곳에서 현장 데이터를 계측 수집하였다. 연약 지반에 적용된 IPS 흙막이 공법은 성공적으로 수행되었다. IPS 흙막이 공법의 시공을 통하여 공법의 적용성을 확인하였으며 현장 계측 결과를 분석하고 예비 설계 내용과 비교하여 연약 지반에서의 IPS 흙막이 공법의 거동을 확인하고 안정성을 평가하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.37-44
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• 2006

지반굴착에 의한 일반적인 흙막이공과 친환경성을 만족시키기 위한 조경 및 보강옹벽 등의 시공을 동시에 적용하게 되면 시공기간이 증가하고, 이에 따른 비용도 커지게 된다. 이러한 단점을 극복하여 흙막이벽과 옹벽구조물의 기능을 동시에 가지는 옹벽겸용 흙막이벽 공법이 제시된 바 있다. 하지만 기존에 제시된 공법은 굴착깊이에 대한 한계성을 가지고 있기 때문에 본 연구에서는 기존 공법을 응용한 설계패턴을 제시하였고, 시공사례를 통하여 응용설계법에 대한 시공성 및 안정성을 평가하였다. 그 결과, 배면의 여유공간이 부족한 현장의 경우 일반적인 흙막이벽이 갖는 말뚝의 변위 및 굴착한계깊이가 다소 해결될 수 있는 공법으로서의 적용이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.267-281
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• 2015

본 연구에서는 흙막이벽과 같은 수직굴착과 터널과 같은 지하공간의 연속적인 굴착에 따른 지반 거동과 토압 변화를 실험적으로 연구하였다. 굴착 단계별로 벽체 거동, 토압 변화, 그리고 지표 침하의 측정이 가능한 길이 160cm, 높이 120cm의 모형 토조를 제작하였다. 실험은 균일하게 조성된 사질토 지반에서 벽체에 임의의 변위를 가하고, 토압 변화와 지표 침하를 확인하는 방식으로 수행하였다. 모형실험은 흙막이벽과 지하공간의 연속적인 시공을 모사하기 위하여 흙막이벽 굴착을 모사하는 우측벽체 10개 및 지하공간 굴착을 모사하는 하부벽체 5개를 순서대로 거동시켜 모사하였다. 실험 결과, 벽체의 주동변위로 감소된 토압이 주변 벽체로 분담되는 아칭현상이 모든 벽체에서 발생함을 확인하였다. 연속되는 시공을 모사한 실험에서 phase마다 아칭현상을 확인할 수 있으나, 하부1단 벽체의 거동 시, 우측10단 벽체는 다른 경우와 달리 토압이 50%정도만 회복됨을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.63-75
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• 2013

기존의 흙막이 공법의 문제점을 보완하고 개선하기 위해서 새로이 고안한 공법이 지주식 흙막이공법이다. 지주식 흙막이 공법은 전면지주와 배면지주를 사항으로 설치하여 일체화시킨 가시설 공법으로, 배면지주의 설치로 인해 전면지주에 작용하는 토압을 효과적으로 분산시켜 가시설의 구조적인 안정성을 증대시킨 공법이다. 본 연구에서는 점토지반의 실내모형실험을 통해 배면지주의 설치 여부와 지주 하부의 고정 조건 등을 달리하여 지주식 흙막이 공법의 역학적 특성을 확인하였다. 실내모형실험결과 배면지주의 설치로 인해 IER 벽체의 수평변위가 효과적으로 감소하는 것으로 분석되었으며, 배면지주의 간격 및 고정 조건에 따른 효과가 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.31-36
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• 2018

최근 건축공사가 활성화됨에 따라 기존 구조물과의 근접한 공사 그리고 인접 굴착공사와 병행하여 굴착공사가 진행되는 환경이 증가하고 있지만 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 두 개의 굴착 흙막이 구조물에 대해 기존 굴착 흙막이 구조물과 후속 굴착 흙막이 구조물 간의 상호작용 분석을 위해 수치해석을 수행하였다. 수치해석 분석결과 선행 굴착으로 인해 작용하는 지보재의 하중을 고려하지 않는 경우 구조물에 발생하는 변위는 과소평가 될 수 있는 것으로 분석되었고, 지보재에 작용하는 응력은 과하게 평가되어 실제 지반의 거동을 모사하기 위해서는 선행굴착으로 인해 발생하는 지보재 응력을 고려해야 하는 것으로 분석되었다.