소일 네일링 vs 어스앵커 (Soil Nailing vs Earth Anchor) 리프트오프시험(Lift off) 릴랙세이션 Relaxation

소일 네일링 (Soil Nailing) 은

프리스트레스 : 없다
토압 : 수동토압지지, 수동말뚝
변위 : 있다.
일반적인 사이즈 : 100mm drill, 20~30mm rebar, 6m, 1~1.5m spacing
그라우팅 : 1차 그라우팅으로 드릴 홀을 채우고, 2차 그라우팅으로 나머지를 채운다.
배수공 : 100mm drill, 75mm PVC 2~4m 간격
품질관리 : 그라우팅 (배합, 주입 관리), 인발시험 (1 in 500)
환경관리 : 세륜, 주변 그라우팅 버림, 폐기물
안전관리 : 장비관련
기타 : Top down 과 연결될 수 있다. 굴착하고 네일 쏘고, 다시 굴착 더하고 네일 쏘고. 아니면 성토 형식도 있을 수 있으나 잘 없을 것 같다.
장비는 주변 진동/소음에 따라 Rotary, Percussion 으로 구분.
조합 : Shotcrete, block, 기대기옹벽 등

어스 앵커 (Earth Anchor) 는

프리스트레스 : 있다.
토압 : 주동토압지지, 주동말뚝
변위 : 없다.
사이즈 : 7 wire, strands 개수와 diameter 기준으로 마찰력을 산정,
형태 : 마찰형, 지압형, 복합형
원리 : 45+pi/2 기준으로 0.15H(anchor to ground) 만큼 고려 후 앵커체 형성.
시험: 인발, 인장, 확인 시험. (1 in 50, 25 ton 보통, 안전율 고려)
앵커의 손실 : 단기 - 탄성변형, 앵커와 쉬스의 마찰, 정착장의 활동.
장기 - 크리프 변형, 건조수축에 따른, 릴랙세이션 (순 : 계산에 따른, 겉보기 : 계산에 따른 것 + 크리프)
사이즈 : 90도로 찌를 필요. 15m, 마찰장, 정착장, 감수제 0.2%, 팽창제 사용, 물시멘트비 40%, 12mm dia 4연선 - 11.2 t / 18.7 t
유의사항 : 손실율 고려할 필요. 쉬스관과 강선 사이의 이격거리 유지 필요. (Prestress 이전) 그라우팅 균열에 따른 강선 부식 발생 가능.
조합 : 토류벽, 띠장과 조합됨. 띠장은 Stiffner 가 필요(앵커체 bracket 연결과 관련됨.) 좌굴의 위험이 있어서 strut 이나, 사재가 필요.
정착장 : 10m 길이 제한.
계산 : 강선의 텐션(strands 개수 결정), 강선과 그라우팅 마찰력, 그라우팅과 흙의 마찰력. 안전율 고려 2.0 ~ 1.5
부식방지 (Corrosion Protection 필요.)
SBMA(Single Bore Multiple, Anchor)
패드 침하 : 지반조사 필요. 패드의 지지력, 침하량 검토를 함께 검토해야 함.
그라우팅 : 방식은 소일 네일링과 같음. (케이싱 여부 확인 필요.)
확인 시험 : 133% of 설계하중. 2mm 이하 변형 관리 필요.
인발시험 : 일단적인 8단계 시험과 동일, load cell 설치 필요.

하중 분산형 : 각 Strand 가 각각 고정되어 있어 각각의 항복 시점이 달라 하중이 분산되고 Creep 가 덜 발생한다.

하중 집중형 : 안전율만큼의 충분한 항복강도를 얻을 수 있으니 시간의 흐름에 따라 Creep 가 발생한다. Strand 의 길이가 같고 함께 고정되어 있어 인장력이 집중된다.

시험 관련 추가 내용

앵커 성능확인시험

- 앵커의 잔존긴장력을 측정하여 안정한 상태에 있는지 확인.
- 앵커 두부의 하중-변위 곡선을 이용하여 변위량 증가비율이 인장재의 탄성 신장량과 같아지는 하중을 구하는 시험
- 초기하중 설계하중의 10%, 그리고 20%씩 늘려가며 변곡점을 찾음. (5Cycle)
- 하중-변위 곡선은 잔류하중 부근에서 변곡점을 갖는다.

- 유압잭을 이용하여 앵커두부를 인장.
- 앵커헤드가 지압판에서 떨어지는시점, 정착 쐐기가 앵커헤드에서 빠지기 시작했을 때의 하중 측정

- 시험용 장비나 자재의 반입이 어렵고 시험비용도 고가 – 잔존긴장력을 측정할 필요가 있을 때만 수행
- 결과 값에 따라 재긴장 적용여부 결정.

연결시험 : 토류판이 적용된 경우, 토류판 뒷채움 상태를 확인 (토류판에 구멍을 내어 공동 확인.)
-> 지반과 토류판, H pile 과 지반의 마찰력 발휘여부 확인
-> 공동이 20mm 이상인 경우 뒷채움이 불량하여 앵커의 수직력이 H pile 로 전달.

시험의 종류
인발 : 시공전. 설계의 신뢰성 향상 목적. 시험앵커에 대해 파괴시까지. 3개이상 or 1.5~2.0%
인장 : 시공초기. 앵커의 특성판단, 확인시험의 목적. 100본당 최소 3개. 24MPa 이상. 설계앵커력 x 1.2 or 인장재 항복강도의 90% 미만. 크리프 변위 제한 2mm.
확인 : 시공중 모든 앵커. 인장시험과 동일.

Relaxation : 시간의 경과에 따라 응력이 감소되는 현상. (변형률을 일정하게 했을 때)
(Prestress, 프리스트레스가 손실되는 것)

순 릴랙세이션 : 감소량 / 최초 도입 인장응력. 이론적으로 계산. (응력-변형률 곡선)
겉보기 릴랙세이션 : 시간이 지남에 따라 변형률이 감소. (크리프, 콘크리트의 건조수축). 실제 시공시 산정 (자재별 2~5%)

크리프 : 일정한 응력을 유지해도 변형이 증가되는 것.