보강토 옹벽의 안정성 검토

설계는 국내법규 및 구조물설계기준을 따르고,
필요에 따라 FHWA에서 제시하는 보강토옹벽 설계지침서(Design and Construction of Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slopes-FHWA-NHI-10-024, 2009)의 설계방법을 준용.

1. 평상시
-       외적안정성 검토
: 전도(2.0), 활동(1.5), 지지력(2.5~3.0), 원호활동 (사면안정, 1.5) – 우기시 따로 고려 필요. Bishop 등의 절편법으로 검토.
-       내적안정성 검토
: 파단(1.5), 인발(1.5)

2. 지진시
-       외적안정성 검토
: 전도(1.5), 활동(1.1), 지지력(2.0), 원호활동 (사면안정)
-       내적안정성 검토
: 파단(1.5), 인발(1.5)

3. 배면부 하중 검토 : 마찰쐐기법(신장성), 복합중력식(비신장성)

4. 배수 검토
- 전면부로의 침투는 배면토사 함수비를 다르게 하여 토압 등의 조건이 달라지게 됨. (배면부 배수 – 배수 Pipe, 맹암거, 배수층)
- 상부 배수 : 침투 방지를 위한 배수 – 전면판 변형을 막아 줌. 불투수층, PE sheet, 전면판 홈파기
(배수, 불투수층을 고려하여도 낙수, 세굴 등 발생 가능. 영구 사용을 위한 보강대책 필요.)
습윤대 형성 및 포화상태는 예측하지 못한 보강토 옹벽 붕괴로 이어질 수 있음.

-       세굴방지 : 기초 콘크리트, 레벨링(잡석), 시멘트 모르타르 후 보강토 블럭 타설. 잡석층이 두꺼우면 세굴 발생 가능 (부등침하, 하중전이)
-       공사 중 임시 배수로 및 역경사를 통한 배수 유도. – 전면판 보호.

5. 우각부/코너부 관리
- 보강재 겹침 방지. (흙과 보강재 사이의 마찰력 유도 – 인발/파단 방지)
- 층별 지그재그 설치로 우각부 보강
- 토압이 양쪽에서 작용할 수 있음.
- 코너부의 경우 다짐이 어려워 필터층으로 대체
- 전면판 속채움을 콘크리트로 대체함으로 강성 확보

터파기 여유폭

뒷채움재의 조건
- 양질의 재료 (5mm 20%이상, 0.08mm 15% 이하, Cu >6, Cg 1-3)
- 배수대책
- 다짐 용이
- 압축성 작음 (PI<10)
- 투수성 높음
- 강도저하 적음

되메움용의 조건 (매설관, 지하구조물 되매움)
- 압축성이 작음
- 소정의 역학적 특성
- 시공성
- 지지력
- 변형/유실 최소화

평판재하시험이 꼭 필요한 곳
- 실내시험이나 사운딩으로 지지력이나 침하 특성 판별이 어려운 경우
- 지지력이나 침하량이 허용한계에 가까운 경우
- 경험적/이론적 지지력보다 큰 값을 기대하는 경우
- 개량 후 지지력 확인을 하는 경우

환경 변화에 따라 모래나 실트 층이 하부에 존재하는 경우를 Sand Seam 이라고 함.

압밀공법 시 수평 배수층 역할을 할 수 있음.
-> 배수층 역할로 배수조건이 2차원에 가깝게 거동
- 점토층 투수계수의 100~100,000 배에 가까워 지층에 존재하는 경우 압밀 시간, 침하량에 차이를 발생시킴

조사
- Kriging 을 통해 Sand Seam 의 위치와 두께를 유추.
- 수치해석 프로그램에 반영하여 압밀해석에 활용.

- 낙동강에 많이 발달되어 있음.
- Sampler 를 통해 추적이 가능하지만, 타당성 검토가 필요함.
- 피에조콘 이용 : qc 급격히 증가하는 지점, 간극수압이 급격히 저하되는 지점, fs 가 급격히 저하되는 지점, 토층 분석 결과 sand 가 많은 지점.

Mandel-Cryer Effect

공극탄소성
피에조콘 소산시험 : 콘 관입 시 발생하는 과잉간극수압이 즉시 감소되지 않고 일시적으로 증가하는 현상. (콘치, 간극수압 측정가능)
기초 아래 간극수압이 초기치부터 상승한 후 저하됨. (일정시간)
응력전이현상
“점진적으로 소산”

키워드 : 쐐기, 평면, 지반이완하중, 풍화정도, 지하수위 상승

지하수위 상승 - 파쇄대 전단저항력 감소 - 이완하중 슬라이드, 숏크리트 배면 토사 배출, 숏크리트 균열, 파단
앵커체 - 프리스트레스 손실, 지압판 변형, 정착길이 부족,
파쇄대 - 두터운, 낙반, 쐐기
내공변위 - 진행성균열
저토피지역 - 개착 혹은 선지보 후굴착

예방 대책 : 지반조사, 암판정, 내공변위 측정, 절리/파쇄대 방향 확인, 선지보네일링, 맥상그라우팅
지보 : 인버트, 숏크리트, Forepoling, Rock Bolt, Steel Rib, 강관다단 그라우팅, 채움그라우팅,

민원 : 갱구부선정, 중간개착

암반사면 : 원호, 평면, 쐐기, 전도 파괴
- 평면 : 절취 사면과 불연속면 방향이 일치 (RMR에서 - 요소)

평사투영 : 가상의 극점에서 평면에 투영함. 대원(경사), 극점(면과 수직인 점의 투영점), 불연속면 90/45 (주향과 경사), 마찰원이 클수록 마찰각이 작겠지, 불연속면 경사가 돌파를 하면 (각이 작고 같은 방향) Daylight 상태. (같은방향이면 위험한 경우)

층두께 제한 600mm
재료분리
사이즈 제한 600mm
필요시 소할발파 (사혈, 경사, 점토) 300mm

다짐이 중요.
- 다짐장비
- 속도, 진동수
- 층별다짐 검측 후 다음층 시공
- 1차 습윤 : sheeps foot, Tamping roller, 겹침폭, 시속
- 2차 진동롤러 : 출력에 따라 각 2회씩
- 3차 무진동
- 비탈면은 2회 더

다짐시험 : 평판재하, 침하량, 입도,현장밀도,공극률, k30 > 20kg/cm3 이상으로 관리

외측은 입경 크고, 내측/중앙부는 입경 작게 하여 안정성/배수성 확보
절성토 접속부 피해야 함.
침수예상 구간 피해야 함.
암성토 하부 1:10, 암성토 1:2, 계획비탈면에서 60cm 떨어진 곳에서 마무리.
하차-공극채움재 하차-깔기, 고르기 (층마다 토사 캡핑필요.)

4번체 통과한 잔골재와 사질토 중에서 점토나 먼지의 상관 비율을 나타냄

시험순서 KS F 2340
1. 무수염화칼슘 용해 냉각
2. 시료 준비 (4번체)
3. 건조 (4개 시료)
4. 사이펀으로 넣어 침전. 구분시켜 침전 및 높이 확인.

모래당량 = 모래높이 / 점토 높이
최소 모래당량값 : 점토분 투수량의 한계
아스팔트 혼합용 골재 사용시 50이상 고려.
(잔골재 밀도 2.5 이상, 흡수율 3이하, 안정성 15이하, 공극률 45이상)
동상방지층 20이상, 보조기층 25이상