• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권6호
• /
• pp.1277-1285
• /
• 2015

H-pile과 목재 토류판을 사용하는 흙막이 공법은 오랜 기간 굴착공사에서 사용되어 온 공법이지만 H-pile 사이의 간격이 일정치 않아 규격화된 목재를 절단하거나 덧대기 공정이 추가되는 문제점이 있다. 또한, 시방규정상 3회 재사용을 위한 목재 회수시 안전사고의 위험이 따르게 되며 이러한 이유로 목재를 회수치 않고 지중에 매몰하여 여러 차례 방송매체의 지적을 받은 바 있다. 이 연구에서는 이상의 문제점을 보완하기 위하여 기존의 목재 토류판을 대신하여 강재 요소를 적용하는 방안을 제시하였다. 강재 흙막이 구조체는 자유 확폭과 개별 흙막이 구조체를 연결하는 커넥터를 통해 시공 편의성 및 재활용을 위한 회수가 가능한 것이 특징이다. 또한, 해체 시 커넥터를 통한 구조체간의 연결성으로 지중인력투입없이 해체가 가능하다. 이러한 흙막이 구조체의 강도특성을 분석하기 위해 UTM장비를 사용하여 휨 강성시험, 반복 사용의 능력을 확인하기위한 피로 강도시험, 그리고, 흙막이 구조체의 회수 시 연결부 구조체의 성능을 확인하기위한 인장 강도시험을 수행하였다. 또한, 장점으로 부각된 내용이 현장에서 실제 가능한지 여부를 확인하기 위한 현장시험과 다양한 지반조건에 따른 수치해석을 통해 현장 적용성을 평가하였다. 연구결과, 구조적 특성뿐만 아니라 설치 및 해체시의 시공 편의성이 매우 탁월한 것으로 나타났으며 향후 구조체의 재사용과 함께 시공 경제성 증진에도 크게 기여할 것으로 판단된다. 특히, 다단굴착시 굴착배면에 흙막이 구조체가 밀착되어 설치가 가능한 점은 기존 공법에서 지적되어 온 배면지반의 뒷채움 불량이 발생할 여지가 없어 시공 및 시공 후 시설물의 안전성 증진에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제3권2호
• /
• pp.99-110
• /
• 2003

본 연구에서는 트랜치 굴착시 토석붕괴 방지시설에 대한 시공상의 안전성과 시공성 그리고 작업성에 주안점을 두어 재료의 경량화 및 구조체의 표준화를 시도하였다. 즉, 위험도 사전평가와 안전관리기법을 검토하고 흙막이 부재의 적용성과 흙막이 구조의 역학적 안정성을 검토하였으며, 이들 결과로부터 흙막이 구조체의 역학적 거동매카니즘 규명과 규격의 표준화를 위하여 경량흙막이 구조체의 구조안전성과 구조해석을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 흙막이 구조의 역학적 타당성과 토질역학적 조건을 고려한 신소재 활용성을 확보하기 위하여 흙막이 부재의 역학적 성능과 부재에 작용하는 토압정수를 제시하였으며, 흙막이 구조체의 해석이론과 방법을 제시하였다. 2) 강화합성수지(FRP)를 사용한 경량판넬 부재의 지질구조가 경질점성토인 조건을 대상으로 구조해석 결과, 지하수위 조건에 따라서 판넬의 역학적(휨모멘트, 전단력, 축응력) 특성이 변화하고 있었으며, 역학적 해석결과가 허용응력 범위에 있음을 알 수 있어 이는 경량판넬이 트랜치 굴착시에 흙막이 구조로서 유용성을 알 수 있었다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.64-72
• /
• 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
• /
• 제25권1호
• /
• pp.41-54
• /
• 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.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제9권5호
• /
• pp.186-193
• /
• 2008

흙막이를 지지하는 버팀대를 가설재가 아닌 주(主)구조체로 이용하는 SPS(Strut as a Permanent System) 공법이 개발되어 최근 국내 공사현장에서 활발하게 활용되고 있다. 이 공법은 건축공사 현장에서 원가절감, 공기단축, 구조적 안정성 향상, 건설환경 개선 등 다양한 이점을 주는 반면 지하층고의 증가와 철골부위 내화피복을 추가로 수행하여야 하는 문제점이 있다. 지하층고의 증가는 흙막이 깊이 및 지하 최저부위 굴착량 증가의 문제점을 유발하고, 내화피복 공사는 공사환경을 열악하게 함은 물론 공사비 증대의 요인이 된다. 따라서 본 연구는 SPS 공법의 문제점을 개선한 모듈화된 철골철근 복합 구조시스템(modularized hybrid structure system)을 제안하는 것을 목적으로 한다. 제안된 공법은 구성원리와 함께 실험을 통하여 구조적 성능을 검증되고 다양한 공사조건을 만족시키는 시공성능이 분석된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권3C호
• /
• pp.91-96
• /
• 2009

본 연구는 흙막이 가시설 구조물의 기본 요소가 되는 띠장의 강성을 증진시키기 위한 새로운 방법을 도출함에 목적이 있다. 이를 위하여, 띠장 부재에 탄소섬유판을 부착하고 또한 강연선을 통하여 프리스트레스 긴장력을 도입하는 실험을 수행하였으며, 탄소섬유판 및 프리스트레스 강선으로 긴장력이 도입된 부재는 보강되지 않은 부재보다 더 높은 하중에 이르기까지 선형구간이 확대되며 초기강성 및 극한강성이 크게 향상되는 것으로 실험결과 나타났다. 또한 탄소섬유판에 발생하는 변형율은 $8,000-11,000{\mu}{\epsilon}$의 범주로 나타나, 탄소섬유판과 띠장 부재의 부착능력이 탁월하고 탄소섬유판의 보강효과가 매우 우수한것으로 나타났다. 본 연구에서는 띠장 구조체의 휨 강성을 높이고자 하는 새로운 방법이 제시되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.15-26
• /
• 2003

도심지에서 깊은굴착 및 근접굴착과 관련하여 흙막이 구조물의 설계와 시공에 있어서 주변지반 및 인접구조물의 안전성 확보를 위하여 신뢰할 만한 예측기술이 요구되고 있다. 깊은 굴착 및 근접굴착에서 흙막이 구조물의 지지체에 대한 사전재하의 적용이 연구되었고, 경제적인 효과가 있음은 알려져 왔으나 많은 연구자들에 의하여 완전히 이해되거나 인정될 만한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 흙막이 벽체의 수평변위를 억제하여 지반침하를 감소시키는 사전재하 적용의 효과에 대하여 연구를 수행하였고, 사질토지반에서 굴착주변지반의 변위 및 구조물의 손상을 예측하는 모형실험을 수행하였다. 본 연구의 수행결과는 사전재하하중 50%, 70%를 적용하였을 때, 20%의 벽체수평변위가 감소하였고, 지반침하 및 지중변위는 30%내지 40% 감소하였다. 또한 각 단계별 굴착시 사전재하하중에 따른 심도별 지중침하율 및 벽체에 작용하는 토압분포를 제시하였다.

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

• 한국농공학회논문집
• /
• 제46권2호
• /
• pp.93-103
• /
• 2004

In trench excavation, essential factor of earth-retaining temporary work structure should be easy taking to pieces and movement, and dead weight must be less. This paper studies about the light weight material and application as earth-retaining structure to prevent the slope failure of sand soil ground caused by the variation of groundwater level in trench excavation. That is, light weight earth-retaining structural is proposed and a simulation with FEM on application of proposed structural in sandy soil is presented. The results are summarized as follows; (1) The study proposed FRP H-shaped pannel for the light weight member, and also presented estimation method about stability. (2) Mechanical property (bending moment, shear force, axial force, displacement) were changed according to groundwater level, but these values had been within enough safety rate and allowable stress. Therefore, proposed light weight pannel with FRP is available for bracing structure in trench excavation.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.93-101
• /
• 2010

도심지의 제한된 공간에서 대형 건축 지하구조물을 축조하기 위한 지하 굴토공사는 주변지반의 안정이 최우선 되어야 하며, 이를 위해서 흙막이 공사가 필수적으로 검토되어야 한다. 가설 흙막이 구조에서 응력부담재로 주로 사용되고 있는 H-Pile은 주열식 흙막이 벽체에서 지하외벽의 시공 이후에는 방치되므로 재료의 낭비를 초래하게 된다. 이를 개선하기 위하여 가설재인 H-Pile과 지하벽을 합성한 합성지하벽 공법이 개발되어 현재 많은 국내의 현장에 활용되고 있다. 본 연구에서는 지하합성벽의 전단내력을 평가하기 위하여 총 5개의 실험체를 제작하였다. 실험변수로는 전단연결재에 따른 합성율과 벽체 두께를 변수로 하여 실험을 실시하였으며, 기준식에서 제시하는 콘크리트 전단강도와 H-Pile의 전단강도를 실험값과 비교 분석하였다. 실험결과 합성율이 증가함에 따라 전단강도는 상승하지만 그 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 합성지하벽의 전단강도 산정시, 콘크리트 강재의 웨브 뿐만아니라, 강재플랜지의 기여도를 고려한 새로운 식을 제시하고 이를 이용한 계산결과와 실험결과를 비교한 결과 좋은 대응을 보이는 것으로 나타났다.