기초공학/흙막이 구조물

흙막이 공법 분류

기사 실기

• 자립식
• 버팀대식
• 어스앵커식

흙막이 벽 종류

기사 실기

• 엄지말뚝식
• 강널말뚝식
• 주열식
• 지하연속벽(diaphragm wall, slurry wall) : 영구 구조물로 하는 경우 역타(top down) 공법 가능.

굴착 완성 단계에서 토압분포

Peck의 토압분포(경험적으로 제시됨)

기사 실기 05-1

Peck 토압

연약 또는 중간점토$\left({\frac {\gamma H}{c_{u}}}>4\right)$에서 아래 둘 중 큰값

$\sigma _{a}=\left(1-{\frac {4c_{u}}{\gamma H}}\right)\gamma H=\gamma H-4c_{u}$

$\sigma _{a}=0.3\gamma H$

만약 상재하중 q 있으면

$\sigma _{a}=\left(1-{\frac {4c_{u}}{\gamma H}}\right)(\gamma H+q)$

$\sigma _{a}=0.3(\gamma H+q)$

단단한 점토에서$\left({\frac {\gamma H}{c_{u}}}\leq 4\right)$

$0.2\thicksim 0.4\gamma H\quad (0.3\gamma H)$

다층 지반인 경우

사질토는 각 층 토압 따로 계산 가능.

점토는 평균 물성 이용해 토압분포 이용.

$\gamma _{avg}={\frac {\gamma _{1}H_{1}+\gamma _{2}H_{2}+\cdots }{H}}$

$c_{u(avg)}={\frac {c_{u1}H_{1}+c_{u2}H_{2}+\cdots }{H}}$

흙막이 벽 설계 개요

벽체를 보로 가정하는 경우

1. 근입깊이 결정
2. 흙막이 벽(굴착단계별, 완성 후 검토), 띠장, 버팀보(또는 앵커) 안정성 검토.
3. 인접구조물 있다면 배면지반 변형 검토.

근입깊이 결정

$F_{s}={\frac {M_{p}}{M_{a}}}$

1. 굴착 완료 시 최하단 버팀대에 대한 모멘트 평형 검토.
2. 최하단 버팀 설치 직전, 최하단 버팀에서 1상단 버팀대에 대한 모멘트 평형 검토.

점토 지반 버팀굴착 시 히빙 안전율

굴착 배면 위에 등분포 상재하중 q가 작용할 때

$F_{s}={\frac {q_{u}}{q_{w}}}={\frac {5.14c_{u}\left(1+0.2{\frac {B'}{L}}\right)+{\frac {c_{u}H}{B'}}}{\gamma H+q}}\geq 1.5$

• L : 흙막이 벽 길이

B'은 다음 두 값 중 작은 값

• 단단한 지반까지 두께 T
• ${\frac {B}{\sqrt {2}}}$

흙막이 벽의 히빙 안정성에 대해서는 w:히빙 참고. 하지만 좀 다른 게, 여기선 안전율 1.5 사용.

흙막이 벽 구조해석

굴착단계별 구조해석

컴퓨터 프로그램으로 계산.

굴착 완료 후 구조해석

연속보 해석, 단순보 해석 가능.

여기선 단순보 해석 사용.