• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.191-201
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• 2000

본 연구에서는 굴착부지가 넓고 지하수위가 높은 점성토지반에 얕은 굴착시 종래에 널리 적용되었던 강널말뚝 흙막이공 대신 줄말뚝을 이용한 흙막이공을 제안하였다. 줄말뚝을 이용한 흙막이 구조물의 거동을 관찰하기 위하여 지하굴착기간 동안 경사계 및 지하수위계를 설치하여 말뚝과 지반의 수평변위와 지하수위 변화를 조사하였다. 현장계측결과 말뚝과 지반의 변형거동은 굴착면 기울기, 말뚝두부구속조건, 말뚝설치간격, 굴착지반의 안정수 등의 요소에 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 줄말뚝을 이용한 흙막이공의 시공성과 안정성뿐만 아니라 근접시공의 문제점이 없는 연약지반에서는 강널말뚝 흙막이공보다 경제적인 공법임을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.475-482
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• 2009

절토사면에 설치된 흙막이벽의 거동은 도심지 굴착공사에 적용된 흙막이벽의 거동과는 다를 것이다. 배면경사지에 설치된 흙막이벽 설계법을 확립하기 위하여는 흙막이벽 및 배면지반의 변형거동을 상세히 규명할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 아파트 신축부지 절개사면의 보강을 위하여 앵커지지 흙막이벽과 억지말뚝이 설치된 사면을 대상으로 계측을 수행하였다. 계측결과 굴착초기에는 흙막이벽의 변형이 배면경사지반의 변형보다는 크게 발생되나, 굴착깊이가 깊어짐에 따라 배면경사지반의 변형이 크게 발생되었다. 이는 굴착으로 인한 흙막이벽의 변형이 흙막이말뚝의 강성과 앵커인장력에 의하여 억제되었기 때문으로 판단된다. 앵커에 도입된 선행인장력은 흙막이벽의 거동에만 큰 영향을 미치며, 강우로 인한 흙막이벽의 변형은 지하수위의 변화보다 지표부근에서 침투된 침투수의 영향이 큰 것으로 나타났다. 한편, 굴착배면의 경사진 사면에 설치된 앵커지지 흙막이벽의 수평변위는 굴착배면지반이 수평인 흙막이 굴착의 경우 보다 2~6배 정도 크게 발생하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.155-164
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• 2016

본 연구에서는 지상구조물 건설을 위하여 흙막이 벽체를 이용하여 지하굴착이 이루어진 지역에 근접하여 새로운 지하공간이 신설될 때, 지하굴착과 흙막이 벽체간의 이격거리에 따른 흙막이 벽체에 작용하고 있던 토압의 변화 및 지표 침하 변화를 실험적으로 연구하였다. 지하공간 굴착 단계별로 흙막이 벽체의 토압 변화 및 지표 침하를 측정할 수 있는 길이 160 cm, 높이 120 cm의 모형 토조를 제작했다. 실험은 균일하게 조성된 사질토 지반에서 하부 지반에 변위를 가하고, 수직한 흙막이 벽체의 토압 변화 및 지표면 침하를 확인하는 방식으로 수행하였다. 모형실험은 인접한 지하공간 굴착에 따른 흙막이 벽체의 높이별 토압을 측정하기 위하여 흙막이 벽체를 모사하는 우측 벽체 10개 및 지하공간 굴착을 모사하는 하부 벽체 5개로 구성하고 하부벽체를 거동시킴으로서 지하굴착을 모사하였다. 실험 결과, 하부 1단 벽체의 거동 시에는 흙막이 벽체의 토압에 변화가 발생하였으나, 하부 3단의 경우는 지하 굴착이 흙막이 벽체와 충분히 이격되어 토압변화가 크게 발생하지 않았다. 하부 1단 벽체를 굴착한 결과, 우측 하단부 벽체 주변의 응력이 감소되고, 우측 중간부 벽체 주변으로 응력이 재분배되는 아칭현상을 증명할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.27-36
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• 2008

3차원 수치해석에 의해 굴착면적비(L/B)인 굴착 폭 B와 굴착면의 길이 L의 변화에 따른 흙막이벽체의 변위를 비교하여 지반굴착의 기하학적 형상의 차이와 관련된 영향성을 분석하였다. 흙막이벽체의 변위는 동일한 굴착 폭을 기준으로 굴착면의 길이 L이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타나며, 굴착단면치 중앙부에서 미장부재가 폐합되는 가설구조체계가 형성되는 모서리부로 갈수록 흙막이벽체와 띠장력재의 폐합에 치한 구속효과의 영향으로 인하여 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한 흙막이벽체의 변형해석을 굴착평면의 형상을 고려하지 못하는 2차원 수치해석과 굴착평면의 형상을 고려할 수 있는 3차원 수치해석에 영향을 미치는 인자들 중 굴착면적비와 지반변형계수를 고려하여, 두 해석이 일치하는 상관관계를 흙막이벽체의 최대변위를 기준으로 2차원 수치해석 결과로부터 3차원 수치해석 결과가 도출할 수 있는 관계식을 제안하여 현장계측결과와 비교 하였다.

• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.155-168
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• 2005

절개사면에 설치 된 흙막이벽의 거동은 도심지 굴착공사에 적용된 흙막이벽의 거동과 다르다. 배면경사지 설치된 흙막이벽 설계법을 확립하기 위하여는 흙막이벽 및 배면지반의 변형거동을 상세히 규명할 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 아파트 신축부지 절개사면의 보강을 위하여 앵커지지 흙막이벽과 억지말뚝이 설치된 사면을 대상으로 현장계측을 수행하였다. 계측결과 굴착초기 흙막이벽의 변형은 배면경사지반의 변형보다 크게 발생되지만, 굴착깊이가 깊어짐에 따라 배면경사지반의 변형이 크게 발생됨을 알 수 있다. 이러한 이유는 굴착초기에 흙막이벽의 변형이 흙막이 말뚝의 강성과 앵커인장력에 의하여 억제되었기 때문으로 판단된다. 앵커에 도입된 선행인장력은 흙막이벽의 거동에만 큰 영향을 미치며, 강우로 인한 흙막이벽의 변형은 지하수위의 변화보다 지표면 부근에서의 침투수에 의해 영향을 받는다 한편, 굴착배면의 경사진 사면에 설치된 앵커지지 흙막이벽의 수평변위는 굴착배면지 반이 수평인 흙막이벽의 수평변위 보다 2-6배정도 크게 발생하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.29-39
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• 2016

본 연구에서는 경사지층에 설치된 앵커지지 흙막이 벽체의 거동분석에 있어서 2차원 및 3차원 유한요소해석을 이용하여 굴착심도(H), 굴착폭(L) 및 지반조건의 영향에 따른 수치해석방법의 정확성 및 적용성에 대하여 비교분석하였다. 폐합단면이 아닌 선형방향으로 설치된 흙막이 벽체의 굴착면을 따라서 지층의 변화가 급격한 구간에서 2개의 단면을 선정하여 2차원 유한요소해석을 수행하였으며, 이 2개의 단면을 포함하는 전체 구간의 3차원 유한요소해석을 수행하여 그 결과를 현장계측결과 및 탄소성해석결과와 비교분석하였다. 또한, 3차원 유한요소해석시 굴착심도(H)와 굴착폭(L)의 변화가 흙막이 벽체의 거동에 미치는 영향을 평가하기 위하여 굴착심도와 굴착폭을 변화시켜 해석을 수행하였다. 경사지층에 설치된 앵커지지 흙막이 벽체의 거동분석을 위한 2차원 및 3차원 유한요소 해석 결과, 굴착면을 따라서 길이방향 지반조건 변화의 영향을 3차원 수치해석을 통하여 확인할 수 있었으며, 2차원 해석과 3차원 해석은 지반조건 및 굴착심도에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 해석대상 지반이 암반이 지배적인 조건인 경우 2차원 및 3차원 수치해석 결과는 모두 실측값과 유사한 결과를 나타냈다. 그러나 암반에 비해 강성이 낮은 토사지반이 지배적인 조건에 있어서 일정심도(20m) 이상의 고심도 지반굴착에 따른 흙막이 벽체의 거동분석 시 2차원 해석결과와 3차원 해석결과는 큰 차이를 나타내고 있었다. 또한 굴착폭(L)의 변화에 따른 거동분석 결과, 보다 정확한 3차원 수치 해석을 위해서 굴착폭(L)의 해석영역을 일정범위(굴착심도의 2배) 이상으로 설정하는 것이 적합할 것으로 판단된다. 이와 같이 흙막이 벽체의 거동분석 및 안정성 검토시에는 지반의 기하학적인 비대칭성과 3차원 구조로 설치되는 흙막이 벽체 및 지보재의 특성을 고려한 3차원 수치해석 기법의 적용이 적절함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.225-235
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• 2005

본 논문에서는 새로운 흙막이 지보재인 IPS(Innovative Prestressed wale System) 띠장의 기본 개념과 미캐니즘에 대하여 설명하고 도심지 굴착 현장에 적용된 IPS 띠장의 거동 및 안정성에 대하여 논하였다. IPS 띠장은 강선, H-beam 받침대, 띠장으로 구성되어 있으며 IPS 띠장에 강선의 인장력을 도입하여 흙막이 벽체에 선행 하중을 가하고 지반 굴착으로 인한 토압을 IPS 띠장의 휨강성을 활용하여 버팀보에 전달하는 새로운 개념의 흙막이 지보재이다. 휨강성이 큰 IPS 띠장을 활용하면 흙막이 벽체를 지지하는 버팀보의 설치 간격을 획기적으로 넓힐 수 있으며 굴착시에 넓은 작업 공간을 제공받는다. 그리고 굴착 공사에 사용되는 강재의 물량을 줄일 수 있다. 그러므로 굴착 공사에서 IPS 띠장을 활용하면 경제성과 시공성을 확보할 수 있다. 또한 굴착으로 인한 흙막이 벽체의 변형을 억제하여 흙막이 구조물의 안정성을 높일 수 있다. 본 논문에서는 IPS 띠장의 기본 개념과 미캐니즘에 대하여 언급하고 도심지 굴착 현장에 적용된 IPS 띠장의 현장 적용성을 확인하였다. IPS 띠장의 현장 계측 결과를 분석하여 IPS 띠장의 거동과 안정성을 확인하고 IPS 띠장이 적용된 벽체의 거동을 알아보았다. 또한 IPS 띠장에 작용하는 토압을 지지하는 코너 스트럴의 거동을 알아보았다.

• 건설안전세미나
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• 통권8호
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• pp.33-150
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• 1997

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.31-40
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• 2008

탄소성구성방정식을 적용한 유한요소법을 이용하여 흙막이벽의 변형형상에 따른 배면지반의 변형거동을 예측하였다. 굴착배면 지반의 변형형상은 흙막이벽 부근에서는 흙막이벽 변형형상과 유사하게 나타나지만 흙막이벽으로부터 멀어질수록 켄틸레버 형상으로 변한다. 그리고 흙막이벽의 상부변형을 억제시키면 배면지반의 변형(침하량, 측방이동량)을 감소시킬 수 있다. 또한, 굴착에 따른 흙막이벽의 변형형상은 굴착배면지반의 소성파괴영역 및 안전율 저하영역에 영향을 미치는 것으로 나타났다.