흙막이 굴착저면 Piping (Boiling) 안정검토

지하수위가 높은 사질토 이상의 지반에 흙막이를 이용한 굴착을 하는 경우,

침투에 의한 간극수압이 흙의 무게보다 커지면서 발생하는 현상을 Boiling, Piping 이라고 함.

 

그에 대한 안정검토는

1) Terzaghi 방법

Fs = W/U (W 저면흙의 무게 (근입깊이까지), U 상향침투압, 간극수압)

Boiling 이 생기는 폭을 근입깊이의 반으로 봄 D/2

W = 수중흙의단위중량 x D x D/2

U = 물의단위중량 x h x D/2

(h 를 수두차의 반으로 가정하기도 함)

Fs = 2 rsub D / rw h

 - 근입깊이를 깊게하거나

 - 수두차를 줄이거나

 - 흙의 단위중량을 크게 하면

 흙막이 굴착 저면 Boiling 에 대한 안전율이 올라간다.

 

2) 한계동수경사를 이용한 방법

저면의 유효응력을 고려

 - 유효응력이 0이 되게 하는 동수경사를 ic 로 (ic = rsub/rw, 전응력 - 간극수압(침투))

   유효응력이 0이 되면 흙의 전단저항이 0이 되면서 액체처럼 변하여 끓어오르게 됨.

 - Fs = ic / i 로 관리하여 

 - Fs = rsub (D1 + 2D2) / rw h

   ( D1 수위 - 저면, D2 근입깊이, h 수두차)

 1번과 마찬가지로 안전율을 올릴 수 있음.

 

흙막이 벽체 검토 방법은

캔틸레버, 앵커식, 단순보식, 탄성식, 탄소성식 의 해석방법이 있으며,

 

흙막이 강성은 엄지말뚝+토류판 -> 널말뚝(Sheet Pile) -> CIP, SCW -> Slurry Wall 의 형태로 강성은 커지고, 공종과 공비는 증가한다.