• Title/Summary/Keyword: Excavation wall

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Preliminary numerical analysis of controllable prestressed wale system for deep excavation

  • Lee, Chang Il;Kim, Eun Kyum;Park, Jong Sik;Lee, Yong-Joo
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제15권5호
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    • pp.1061-1070
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    • 2018
  • The main purpose of retaining wall methods for deep excavation is to keep the construction site safe from the earth pressure acting on the backfill during the construction period. Currently used retaining wall methods include the common strut method, anchor method, slurry wall method, and raker method. However, these methods have drawbacks such as reduced workspace and intrusion into private property, and thus, efforts are being made to improve them. The most advanced retaining wall method is the prestressed wale system, so far, in which a load corresponding to the earth pressure is applied to the wale by using the tension of a prestressed (PS) strand wire. This system affords advantages such as providing sufficient workspace by lengthening the strut interval and minimizing intrusion into private properties adjacent to the site. However, this system cannot control the tension of the PS strand wire, and thus, it cannot actively cope with changes in the earth pressure due to excavation. This study conducts a preliminary numerical analysis of the field applicability of the controllable prestressed wale system (CPWS) which can adjust the tension of the PS strand wire. For the analysis, back analysis was conducted through two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) numerical analyses based on the field measurement data of the typical strut method, and then, the field applicability of CPWS was examined by comparing the lateral deflection of the wall and adjacent ground surface settlements under the same conditions. In addition, the displacement and settlement of the wall were predicted through numerical analysis while the prestress force of CPWS was varied, and the structural stability was analysed through load tests on model specimens.

옹벽겸용 흙막이벽으로 PHC말뚝의 적용 사례 연구 (Case Study on Application of PHC Pile to Earth Retaining and Retention Wall)

  • 한중근;홍기권;어윤원;김상귀
    • 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.

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사질토 지반에서 흙막이벽체-지하공간 연속 굴착에 따른 지반거동에 대한 실험적 연구 (Experimental study on the ground movement due to consecutive construction of retaining wall and underground space in cohesionless soil)

  • 박종덕;유정선;김도엽;이석원
    • 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.

수치해석 결과를 이용한 PHC-W흙막이공법의 거동에 관한 연구 (A Study on the Behavior of PHC-W Retaining Wall Method Based on the Numerical Analysis Results)

  • 최정표;진홍민;김채민;김성수;최용규
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.5-15
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    • 2017
  • PHC-W 흙막이공법은 말뚝의 원형단면을 개량하여 전면부의 평면화로 지보재의 설치가 용이하며 중첩(over-lap)시공이 가능하여 차수와 수직도가 우수하고 H형강을 사용하지 않아 경제적인 흙막이공법이다. 지층조건이 다른 3가지 사례를 이용하여 수치해석을 실시하였다. N치가 30미만의 지층에서는 PHC-W흙막이 A 형, B 형 각각에서 10.5m, 11.0m정도 굴착 가능한 것으로 나타났다. N치가 30이상의 비교적 양호한 지반에서는 PHC-W흙막이 A 형, B 형 각각에서 17.0m, 19.5m정도 굴착 가능한 것으로 나타났다. 지층조건이 양호할수록 굴착 가능 깊이가 커지는 것으로 나타났고 수평변위는 작아지는 것으로 나타났으며, 휨강도 안전율은 낮아지는 것으로 나타났고 전단력 안전율도 낮아지는 것으로 나타났다.

근접 굴착시 흙막이벽 버팀대 선행하중 재하에 따른 터널의 거동 (Behavior of Tunnel Due to Adjacent Ground Excavation with Pre-loading on Braced Wall)

  • 김일;이상덕
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권10호
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    • pp.163-174
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    • 2007
  • 큰 선행하중을 가할 수 있는 새로운 선행하중 시스템을 개발하였으며, 이를 적용하여 근접굴착 시 기존 터널의 안정성을 확보하는 방안을 연구하였다. 흙막이 벽체의 수평변위가 거의 생기지 않도록 설계축력 이상의 선행하중을 가하였다. 이를 위해 선행하중을 가하지 않는 경우와 선행하중을 가하는 경우에 대해 축소율 1/10인 실 대형 시험을 실시하였다. 수치해석은 선행하중을 가하지 않는 경우와, 선행하중을 설계축력의 50%와 100%를 가하는 경우, 흙막이 벽체 변위를 거의 발생시키지 않는 크기의 선행하중을 가하는 경우에 대해 유한요소법(FEM) 프로그램인 PLAXIS를 사용하여 수행하였다. 그 결과 선행하중을 설계축력 이상으로 적용시켜 흙막이 벽체변위를 억제시켰을 때 벽체 배면 지반에 있는 터널의 안정성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

버팀굴착시 버팀대 선행하중과 흙막이 구조물과의 상호 관계 (Correlation between Strut Preloading and Earth Retaining Structures in Braced Excavations)

  • 오성남;조현태;박기태;양구승
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.129-136
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    • 1999
  • The use of strut preloading method is gradually increasing in braced excavations in Korea. And it is necessary to analyse the effects of strut preloading on the wall deflection, bending moment and strut axial force etc. In this study, by using the analysis method of beams on elasto-plastic foundations, parametric studies of correlation between preloading and earth retaining structures in sandy soils were peformed in strut preloading application. As results, about 50% of design strut load was effective as a preloading force in considering the displacement and member forces of structures. And at least the effective stiffness of strut should be over 25% of the ideal value in order to restrain the excessive increase of wall deflection and bending moments. In order to protect excessive movements in braced excavation, to preload the strut was rather effective way than to increase the stiffness of strut and braced wall, but the excessive axial force of strut should be checked simultaneously.

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DCM(심층혼합처리공법)에 의한 자립식 흙막이 적용사례 (Application for Self-Supported Retaining Wall Using Deep Cement Mixing)

  • 정경환;김용완;신민식;한경태;김태효
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.257-267
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    • 2006
  • The earth retaining wall systems for excavation works in a populated urban area or a poor soil deposit can be limited due to various restriction. Thus there are various methods to be applied for them such as the soldier pile method, the diaphragm wall with counterfort and so on. In this study, the self-supported earth retaining wall using the DCM(Deep Cement Mixing) method, including its merits, demerits and some important characteristics occured in the design and the construction stage, was introduced. It might be reference for the other design and construction procedures using the DCM method.

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3차원 유한요소해석에 의한 흙막이 벽체의 거동특성 (The Behavior of Retention Wall By 3-D Finite Element Method)

  • 이진구;장서만;전성곤;이종규
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.347-354
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    • 2001
  • In this study, 3-D FEM analysis are carried out to investigate the effect of the corners and re-entrant corners which can't be analysed by 2-D analysis. The excavation shape is re-entrant type conditions. The wall displacement, earth pressure and effectiveness of the corner struts are investigated in the re-entrant case, The 3D analysis are peformed to evaluate the effect of various factors, such as re-entrant corner size, excavation depth, and presence of struts. The wall displacement and earth pressures are influenced the size of re-entrant corner. Therefore, the effect of re-entrant corner should be considered in the evaluation of the earth pressure and displacement of the corners. Finally, strut-support systems are not effective at the re-entrant corner.

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고강도 강관파이프 스트러트 흙막이공법 사례연구 (Case Study of Braced Wall System with High-strength Steel Pipe Strut)

  • 신재민;박현영;주진규;신윤석;김광희
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2012년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.19-20
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    • 2012
  • According to develop urban area, the depth and floor area of basement tend to become deeper and larger. Excavation work for basement floor work is very important because its cost take 20% of total construction cost. Therefore, many studies of developing retaining wall system have performed for feasibility and safety in deep excavation work. In this study, new supporting system used high-strength pipe for retaining wall is introduced to reduce the construction cost and improve the safety and constructability by analyzing case study.

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고압분사주입공법에 의한 지반개량사례연구(II) -흙막이벽 배면지반보강 및 차수효과 (Case Studies on Ground Improvement by High Pressure Jet Grouting(II) Effect on the Ground Reinforcement and Cut off of Ground Water Behind Temporary Retaining Walls)

  • 윤중만;홍원표;정형용
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제12권5호
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    • pp.5-16
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    • 1996
  • 지하수위가 높고 느슨한 사질토지반에서 가설흙막이벽을 설치하여 지하굴착공사를 실시할 경우 굴착저면에서 보일링현상이 발생하여 굴착공사 뿐만 아니라 인접구조물에 상당한 피해를 주게 된다. 따라서 최근에는 흙막이벽 배면지반의 강도를 증대시키면서 동시에 흙막이벽의 차수효과를 높이기 위하여 고압분사주입공법을 실시하여 차수벽을 설치하는 보조공법인 널지 이용되고 있다. 고압분사주입공법에 의해 가설흙막이벽 배면지반에 시공된 지반개량체의 지반보강효과 및 차수효과를 검토하기 위하여 각종 실내시험 및 현장시험을 실시하였다. 시험결과 지반개량체는 지반조건과 시공방법에 따라 약간의 차이는 있으나 충분한 흙막이벽 배면지반의 보강 및 벽체의 강성보강 효과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 한편 지반개량체의 투수계수는 원지반의 투수 계수보다 10-2~10-3cm/s정도 작아서 흙막이벽의 차수효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났다.

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