토목기사 요약/옹벽, 사면, 흙막이

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출제 기준[편집]

2019-2021

  • 옹벽의 개념
  • 옹벽 설계, 시공
  • 보강토 옹벽
  • 흙막이 공법 종류, 특성
  • 흙막이 공법 설계
  • 사면 안정

투수[편집]

실제유속(08-1)

유선망[편집]

  • 유선과 등수두선은 직교
  • 유선, 등수두선으로 이루어지는 사변형은 정사각형(그림에서 a=b)
  • 인접한 두 유선 사이의 침투수량은 동일
  • 인접한 두 등수두선 사이의 손실수두는 동일


등방 토질에서 침투유량[편집]

05-3, 08-2, 11-3

단위폭당 침투유량

k : 투수계수
h : 측정하는 두 지점 사이의 전손실수두
nf : 유로 수
nd : 등수두면 수

지중응력[편집]

수평 응력[편집]

1. 80, 84, 87, 90

상재압력.png

모래 지반, 포화 단위중량 = 1.8t/m3, 정지토압계수 0.5일 때 z = 5m 깊이 미소요소에 작용하는 수평방향 전응력은?

풀이

토압론[편집]

인장 균열[편집]

18-3

인장균열깊이 = 점착고 : 인장응력이 생기는 한계 깊이. 주동토압이 0이 되는 깊이

점성토 뒤채움부에 인장균열이 발생하면 인장균열이 발생한 깊이까지는 더이상 인장력이 존재하지 않으므로 무시하고 그 깊이 이하의 토압분포만 고려한다. 토압분포도에서 위의 삼각형 부분 없다고 하고 계산하면 됨.

Rankine 응력경로[편집]

Rankine 응력경로.png

K0선 기울기(99-1)

기초공사 가시설용 흙막이공의 토압분포[편집]

기초공사 가시설용 흙막이공(braced cut)에 작용하는 토압은 Peck의 토압분포를 따른다.

Mononobe-Okabe 지진토압[편집]

Mononobe-okabe.png


19-2

전체 지진토압 작용위치 Z 구하기

정지토압을 받는 구조물[편집]

17-2

  • 박스 암거[1]
  • 지하실 벽체(이인모 교재 확인 필요)
  • 지하 배수구(이인모 교재 확인 필요)

옹벽의 안정 조건[편집]

♣♣♣ 19-2 등. 이해하고 문제로 연습 많이 할 것.

19-1 세 가지가 무엇인지 물어봄

사용하중에 의해 검토.

전도(over turning) (09-3, 11-2)

전도에 대한 안정 : A점에서 모멘트의 합을 구하는 것임

활동(Sliding) (06-1, 12-1)

지반 지지력

보강토 옹벽[편집]

명칭 문제(19-1)

착강봉이나 강봉띠, 또는 토목섬유 등으로 옹벽에서 흙의 마찰저항을 증가시킬 목적으로 사용되는 공법은? 보강토 공법

보강토 옹벽 구성요소[편집]

♣♣ 02-2, 09-3, 18-2

  • 전면판(skin plate)
  • 보강띠(strip bar)
  • 뒤채움재(back fill)

사면안정[편집]

무한사면의 안정[편집]

무한사면.png

18-3

활동면은 지표면으로부터 연직으로 Z1+Z2 깊이의 면과 평행하다고 가정.

활동 파괴에 대한 안전율

위의 식에서 여러 가지 조건에 따라 적절히 값을 넣어주면 된다. 원리를 이해하면 됨. 사면 안정론#무한사면에서의 안전율 공식 참고

침투류가 지표면과 일치하는 경우. 비점성토(c = 0)

유한사면의 안정[편집]

평면 파괴면 유한사면 해석(Culmann 도해법)[편집]

19-1

β가 사면 경사일 때 임계높이

sin, cos 헷갈리거나 검산할 때 참고. 여기서 블록을 파괴되는 흙쐐기라고 보면 유한사면 해석의 질량법임. 혹시 Culmann의 평면파괴면 안전율 계산하는 문제(12-2, 18-1) 나올 때 안전율의 의미를 잘 생각해서 원리로 푸는 거다.

안전율에 따른 사면 높이 계산

계산된 cd, Φd를 가지고 안전율에 따른 사면높이를 계산한다.

사면안정 대책공법[편집]

안전율 증가시키는 방법(00-5)

  • 절토공(배토공)
  • 압성토공
  • 옹벽공, 돌쌓기공
  • 말뚝공
  • anchor 공법
  • soil nailing


구조물에 의한 비탈면 보호공법[편집]

89-2, 95-1

Soil Nailing


  • 돌, 콘크리트 블록쌓기
  • 돌, 콘크리트 블록 붙이기
  • 콘크리트 격자블록 설치
  • soil nailing
  • anchor 공법

흙막이공[편집]

지지방식에 따른 분류[편집]

자립식(흙막이 open cut) 공법
버팀대(strut)식 공법
  • 자립식(흙막이 open cut) 공법 : 양호한 토질, 부지에 여유가 있을 때 사용.
  • 버팀대(strut)식 공법
  • tie rod anchor 공법
  • tie back anchor 공법
  • top down 공법
  • soil nailing 공법

tie back anchor[편집]

Tieback anchor

18-3

앵커축력 T

  • P : 작용하중
  • a : 앵커 수평 설치 간격

정착길이 L

  • D : 천공직경
  • τ : 앵커체 주면마찰저항(주면마찰력)

top down 공법[편집]

  • 굴착공사와 병행, 지하 영구구조물을 지표면에서 가까운 부분부터 역순으로 시공하여 강성이 큰 지하층 slab, beam을 흙막이 지보공으로 이용하면서 지상층과의 작업을 병행할 수 있는 공법 : top down(역타) 공법 (00-2)

장점(96-4, 02-1)

  • 주변 건물과 근접시공 가능
  • 벽체 깊이 제한 없다.
  • 지하수위, 토질조건에 관계없는 안전시공 가능
  • 공기단축
  • 저소음, 저진동
  • 저하층 슬래브 치기 위한 거푸집, 동바리 필요 없음.

흙막이 벽에 따른 분류[편집]

  • 엄지말뚝(H pile) 공법
  • 강널말뚝(steel sheet pile) 공법
  • 강관널말뚝 공법
  • 지하연속벽 공법


지하연속벽 공법(Slurry wall)[편집]

장점(96-1, 12-3 등)

  • 저소음, 저진동
  • 벽체 강성(EI) 큼
  • 차수성 큼
  • 주변지반에 주는 영향 적음.
  • 영구구조물로 이용 가능.
  • 흙막이벽 길이 자유롭게 조절 가능.

단점(97-4)

  • 공사비 비쌈.
  • 굴착 중 공벽 붕괴 우려
  • 벤토나이트 이수 처리 곤란
  • smooth wall 만들기 어려움.

시공 순서(번호 나열하는 문제 96-1)

  1. 안내벽 설치(guide wall)
  2. 전 굴착길이를 5-6m 정도 구간으로 나누고, 벤토나이트 안정액을 주입하면서 굴착.(크램셸(clam shell) 굴착기)
  3. 벤토나이트 안정액 속 부유물과 토사가 바닥에 가라앉아 생긴 슬라임(slime) 제거
  4. 연결부 거푸집 역할, 차수 효과를 위해 물림관(interlocking pipe, stop end tube) 설치
  5. 철근망 조립, 삽입 설치.
  6. 트레미 관 이용, 콘크리트 타설. 떠오르는 벤토나이트 용액은 회수.
  7. 콘크리트 초기 경화 후(5-6시간 후) 물림관 인발.

  • 굴착 시 벽면 안정을 위해 trench에 일정 수위 이상 주입되는 안정액 주성분은? 벤토나이트 용액(92-3)
  • 콘크리트와 벤토나이트 용액이 혼합되지 않도록 어떤 방법을 쓰는가? 트레미관(tremie pipe) 사용(92-3)
  • 각각 패널 일체화시키고 패널간 이음부 연속성, 누수문제를 처리하기 위해 패널과 패널 사이에 설치하는 관은? 경계관(물림관) (02-3)

파이핑[편집]

18-3

Piping2.png

보일링, 퀵샌드, 분사현상[편집]

대책(18-3)

  • 지하수위 저하
  • 흙막이 근입깊이 깊게
  • 차수성 높은 흙막이 설치
  • 굴착 저면 고결시킴

히빙[편집]

w:히빙 참고

가설 토류벽 배면의 고결화 공법[편집]

주 목적(95-5)

  • 지반 강도 증진
  • 주위지반 침하 방지
  • 간극수압 발생 억제

SCW 공법[편집]

  • 오거 로드에 케이싱 설치, 굴착 후 물시멘트비가 100%를 넘는 시멘트 용액을 주입하여 현장토사와 교반하여 지수벽 만들어 주변침하를 막는 공법. 최근 도심지 굴착 시 인접건물 침하피해를 막기 위해 쓰는 공법 : SCW 공법(Soil Cement Wall) (98-1)

기타 공법[편집]

  • 지하철, 지하상가 굴착 시 고압으로 경화제를 air jet와 함께 특수 노즐로부터 분사시켜 지반 토립자와 교반, 지반보강, 차수벽 공사에 사용하는 무진동 무소음 공법 : JSP 공법(Jumbo Special Place pile method)(93-4, 98-4)

도심지 굴착공사 중 계측[편집]

04-1, 05-3, 08-1, 19-1

  • 인접 건물 : 건물경사계(tilt meter), 균열측정기
  • 말뚝 : 경사계
  • soil nail : 하중계(load cell)
  • 스트럿, 띠장 : 변형률계(strain gauge)
변형률계


하중계(load cell)

그 외 종류(03-1) : 토압계, 지중경사계, 지반수직변위계, 지하수위계

기타 계측[편집]

  • 구조물이 변형될 때 생기는 음을 이용해 안전도를 추정하는 장비는? (01-1, 04-2) AE(Accoustic Emission)

같이 보기[편집]

각주[편집]

  1. 장병욱 외 (2010). 《토질역학》. 구미서관. 304쪽.