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.

1. 장비 선정

 - Drilling Machine

 - Grout 배합관련 장비 (믹서, 비빔, 펌프, Injection)

2. 재료

 - OPC-I (Portland Cement type I)

 - 규산소다, 급결제/지연제(필요 시)

 - W/C = 1.0 (중량 기준)

 - 슬럽프 치는 낮게 하여 치환/다짐될 수 있도록.

(보통 시멘트계는 액상주입, 침투에 의한 물유리계, 압을 올려 수평분사하는 제트, CGS 처럼 치환/다짐하는 방법 등이 있음.)

3. 시공

 - Drilling (D50 천공)

 - 압력 : 1 bar (0.1 MPa) 이상 적용 필요. (최대 0.3~0.4 Mpa)

 - 주입 기간 : 최대 압력으로 더 이상 주입이 되지 않을 때까지 (압력의 결정이 중요함.)

 - 위의 주입행위를 stage 별로 진행. (0.5m 씩 반복, 보통 한 stage 별로 80L 정도 소요)

 - 천공 시 분진 방지를 위한 주수.

4. 효과 

 - Gap Grouting : Packer 를 이용한 초기 공볍 유지 및 추후 본 Grouting 품질 확보. (급결제 사용)

 - Compaction Grouting : 천천히 주입하여 주변 지반을 안정화 (다짐, 치환 효과)

 - 효과를 유지하기 위해 vertical 과 inclined 를 조합함.

 - 간격은 1.0m 정도로 수행.

5. 활용

 - 지반개량, 지반 공극채움, 구조물 침하, 세굴 방지 (파이핑), 차수, 차단

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.

가물막이 : 안전율 높이고, 수밀성 요구되고, 해체가 필요하다면 쉬워야 하고.

흙댐식 : 얕은 수심, 지수공 필요. 단순, 안정성 관리, 본공사와 연결 유리

단널말뚝 : 좁은 부지, 지수팽창제 고려, 단순, 파의 흐름 등에 약함, 버팀대 때문에 본공사 지장.

이중널말뚝 : 수심깊고, 대규모, 단순, 

셀식 : 수심깊고, 대규모, 누수잦음, 단순, 

케이슨 : 수심깊고, 대규모, 지수공 필요없음, 복잡, 철거가 어려움.

고려사항 : 설치 위치, 시공시기, 공사규모, 중요도, 시공할 장소의 깊이, 면적, 기간, 지반조사, 투수성, 수리조건, 기상조건, 사용재료 및 기계, 교통

교량 주탑용 가물막이는 셀식 (Sheet pile 형태로 구성 후 내부 흙채움), Guide Frame 식,

그림 필요.

종류별 현장타설말뚝의 시공관리 포인트를 정리해본다.

1. BENETO (All Casing) 공법
- 파이프 설치, 굴착, 트레미, 시공, 인발의 절차를 갖는 공법
- 케이싱 튜브 주변에 연약지반이 있는 경우 침하 발생 가능
- 지하수위 이하의 모래층의 경우 보일링 현상, 케이싱 주변 흙 교란으로 케이싱 인발이 어려운 경우. 슬라임 처리가 문제
- 인접구조물 있는 경우, 굴착기가 케이싱보다 앞서 나가서는 안됨.
- 배토되는 토사를 통한 굴착속도, 깊이를 조절할 수 있음.

2. RCD (Reverse Circulation Drilling)
- 공벽 붕괴 방지를 위한 니수, 안정액, 필터케이크 형성, 공내 수위 유지
- Stand Pipe 일부 관입

3. Earth Drill
- 공벽 유지관리 필요.
- 슬라임 제가 필요.
- 벤토나이트 니수 필요.

4. 공통
- 트레미 파이프 사용 시 응결지연제를 통한 슬럼프 친 유동성 콘크리트 사용 필요.
- 트레미 사용 시 항상 2미터 정도 타설된 콘크리트에 묻혀 있는 상태가 되도록 타설
- Air Lift, Suction Pump 사용 (슬라임 제거)
- 천천히 타설 (재료분리 방지)
- Laitance 관리 등을 위해 말뚝 머리는 50~100cm 이상 여유 타설 필요.
- Earth Drill, RCD 의 경우 spacer 가 작용을 못하는 경우가 많음. 철근 관리 필요.
- 철근망이 끌려올라오는 경우, 부상방지철근, 버팀재 등 고려.
- 결함유형 : 병목, 확대, 공동, 균열,이격, 파쇄, 시공이음, 토사혼입
- 건전도 : CSL(Crosshole Sonic Logging, 탄성파), 감마 테스팅 - 검측공 필요.
- 에코 시험, Impulse Reponse Test - 검측공 필요없음.

1. 휨부분 : 중앙 휨방향 균열 조사, 백화현상 육안검사
2. 지점부 : 받침 파손, 지지상태, 유간, 균열여부, 배수여부, 충돌여부
3. 받침부 주변 : 전달균열 검사, 열화검사, 녹검사
4. 손상 : 균열, 박리, 박락, 백태, 충돌, 열화, 철근노출, 사인장균열,

평가등급 결정 (A~E)
바닥판 균열폭 0.1mm ~ 0.3mm 로 관리 필요. 0.2 이상은 기록.

교량 이력사항 관리 (명칭, 위치, 제원,구조형태,재료,내하력, 기존 점검일지, 보강예산)

교량관리시스템 (BMS) 에 준하는 교량 이력관리, 상태 평가, 진단

파괴시험 (코아시험) : 굵은골재최대치수 3배이상, 길이는 직경의 2배

비파괴시험(슈초철) : 측정 후 평균에서 20% 벗어나는 값 버리기, 타격방향, 압축응력에 따른 보정, 재령계수 반영, 철근탐사 : 반사파 분석 시 개인차 있음. 철근이 밀실한 경우 파악 어려움. (자기법, 레이다법, 방사선법)
https://huedor2.tistory.com/610

콘크리트 재령 중 변형/균열 관련

1. 소성수축 (0~10시간, 굳지않은 콘크리트) : 표면 증발, 증발량이 블리딩 양을 초과하는 경우, 표면적 넓은 경우
- 대책 : 습윤양생, 온도관리, 양막, 바람막이 설치, 두드려서 균열 제거, 야간 타설
- 적산온도(Maturity)로 관리.
- 굳지않은 콘크리트 : 소침물. 피복확보가 중요.

2. 자기수축 (10시간~1년) : 수화반응, 자기건조, 플라이 애쉬 있으면 감소, 물이 적고, 분말도가 클수록 증가, 실리카퓸 많을수록 증가, 온도가 높을수록 증가.

3. 건조수축 (10시간~10년) : 경화된 후 콘크리트의 수분증발
- 배합수량 줄이고, 골재 크기 입도 조절, 온도철근고려, 팽창시멘트 고려.

4. 탄산화 (1년~10년) : 알칼리의 수화물이 외기의 이산화탄소와 물을 만나 탄산칼슘으로 변경. 부피감소, 탄화수축.

5. 크리프 : 일정하중이 지속되는 경우 변형이 증가되는 현상. 모세관, 미세균열, 응력집중에 따름.

6. 균열관리 : 정기, 정밀, 긴급, 정밀안전 검사로 평가
- 결함평가, 열화도평가, 열화요인분석, 대책수립, 추가 정밀조사 필요여부 결정
- 보수, 보강, 사용제한, 성능개선, 점검강화
- 하중관리 필요

시트식 : 슬라브 표면, 개질 아스팔트, 장)접착성 양호, 단)시공성불량, 마감처리불량, 요철에 어려움, 고가
흡수 : 표면침투, 무기질, 유기질, 장)저렴, 간편, 접착성, 슬라브 보호, 단)고강도침투곤란
도막식 : 방수막 형성, 합성고무, 아스팔트, 장)연속시공, 방수우수, 단)요철부 취약, 고가, 기포
복합식 : 도막방수재 후 펠트 밀착.(도막+시트), 장)문제점 보완(시트 요철/접착보완, 도막 양생기간/도막두께균일 보완)

선정시 고려사항
- 방수역할
- 교량상판의 종류
- 교통조건 (보수 필요여부)
- 환경조건 (온도, 기후)
- 도로구조 (경사, 곡선)

종류
시트 - 개질 : PE, PP 함침, SB고무, SBS고무, 스트레이트 아스팔트
시트 – 합성고분자 : 부틸, 에틸렌프로필렌 고무
흡수방지 – 무기질 : 실리카, 규산 (콘크리트와 반응)
흡수방지 – 유기질 : 콘크리트 내부 침투, 시멘트계

품질기준(시험)
- 방수성, 저항성, 접착성, 두께

시공 시 유의사항
- 두께, 도포량, 겹침폭, 반복회수
- 바닥판처리 : 유해물질 제거, 출입통제, 평탄성, 물고임제거, 수분제거 (고주파 수분계 10%이하 관리)
- 기상 : 5~30도 사이, 상대습도 85% 이하, 직사광선 시 양생 방지
- 재료 취급관리
- 분무기, 1차 후 양생, 2차는 직각방향, 물이 고이지 않도록 관리.
- 시트 : 접착제, 융착(가열), 자체 점성
- 도막 : 프라이머 – 방수재 – 택코트 – 코너/중분대 도포

평가항목

청소상태, 평탄성 (소음이나 파손우려), 방수성/배수성 (seal, 주입줄눈재, 물받이 파손상황), 정착부 (볼트, 보호캡), 접속포장상태(균열여부, 우각부 파손), 설치 유간, 조인트 표면상태, 유간 이물질, 핑거조인트 (간격, 평면, 충진상태)

절차 : 점검 - 진단 - 보수 - 보강 (기록이 중요함)

신축이음 장치 종류 (교량)

- T.F : 고무형식, 연약지반 (TRANS FLEX), 흔히 보는 고무 줄이 촘촘히 가있는 모양. 중간에 PE Foam
- NB(ACE) : 고무형식, 앵커 일체, 흡음재, W 모양
- 모노셀 : 고무형식, 누수방지 (강재혼용가능)
- 레일식(Strip Seal) : 강재형식
- 강핑거 : 민원발생 부 강재형식

신축이음장치 선정 시 고려사항
- 도로의 성격, 교량형식, 필요 신축량
- 내구성, 평탄성, 배수성, 수밀성, 보수 용이성, 경제성

30m 기준 : 70 ton, 5ton re-bar, 23 m3 concrete, 2m H, 7m2/m3 거푸집, 쉬스관 66mm, Strand 13mm

콘크리트 슬라브교
- 장점 : 15미터 이내 보높이 줄여서 간단히 시공가능
- 단점 : 헌치필요. 구조적 불리, 내진불리, 균열잦음, 사하중이 커서 기초공사비 커짐

라멘교
- 장점 : 이음없음, 내진,
- 단점 : 교통량, 통행제한, 동바리 필요. 부등침하시 적용 불가

PSC BEAM 교
- 장점 : 안전율 큼, 공사비 저렴, 가설 간단
- 단점 : 사하중 커서 기초, 유지관리 필요, 주행성 불량, 내진불량, 미관불량.