되메움재 종류에 따른 지하매설관의 변형특성 연구

Abstract

지하 매설관의 설치과정은 기존의 도로 또는 지반을 굴착 한 후 굴착면을 정리하고, 콘크리트 또는 모래를 이용하여 베딩재를 설치하고, 이 위에 지하매설관을 설치한다. 지하 매설관 설치가 끝나면 굴착된 나머지 부분에 모래 또는 토사를 이용하여 되메움을 실시한다. 이러한 시공과정에서 베딩면과 되메움재 사이에 적절한 다짐정도가 필요하고, 이것이 지하매설관의 안정성에 있어서 절대적인 역할을 한다. 그러나 기존의 시공법의 경우 특히 원형 지하 매설관의 경우 관의 하단부의 다짐이 매우 어렵고, 또한 다짐효율이 떨어져서 지하 매설관의 안정성을 저감시키고, 이로 인해 각종 파손이 발생한다. 이러한 지하매설관에 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 방법 중의 하나가 유동성 채움재(CLSM)를 이용하는 것이다. 유동성 채움재(CLSM)는 저강도 콘크리트 개념을 지반공학에 적용하여 만들어진 것으로, 비수축 채움재(unshrinkable fill), 강도조절 채움재(controlled strength fill), 유동성 모르타르(flowable mortar), K-Krete 등으로 불린다. 이의 대표적인 특성은 자기수평능력(self-leveling), 자기다짐(self-compacting), 유동성(flowablility), 인위적인 강도조절, 시공단계를 줄여 시공비 절감이 가능하다는 것이다. 따라서, 본 논문에서는 유한요소 해석을 이용하여 같은 조건에서 되메움재의 종류를 변화시켜 사례별 수치해석 결과값을 비교 · 분석하였다. 그 결과 되메움재로 CLSM을 사용하는 경우에 현장발생토사나 일반모래를 사용한 경우보다 지표침하 및 관의 변위를 감소시키는 결과를 보였는데, 이는 유동성 채움재의 특성 중 자기강도 발현 특성에 의해, 양생이 됨에 따라 매설관 주변의 유동성 채움재가 굳어져 강성화 되고, 이것이 매설관과 일체화를 통한 단면강도를 증진시켜준 효과로 판단되어진다.; The installation process of underground pipe is as follows. It arranges excavation face after excavating existing road or ground, installs bedding conditions using a concrete or sand and installs underground pipe on this area. After the underground pipe installation has completed, it is operated backfill using a sand or sediment in excavated space. In these construction process a proper compaction is required between bedding area and backfill materials, this plays an absolute role in stability of underground pipe. But in case of circle underground pipe the compaction of bottom of pipe is very difficult, The stability of underground pipe is decreased because a compaction efficiency drops. So a various damages are occurred. One of the solution to settle the problems occurred in this underground pipe is to use CLSM. The CLSM is called as an unshrinkable fill, a controlled strength fill, a flowable mortar, a K-Krete. The representative characteristic of these materials is possible to curtail construction cost by reducing a self-leveling, a self-compacting, a flowablility, an artificial strength control, a construction step. Accordingly, we compared and analyzed a result value of case-by-case numerical analysis with changing a kind of backfill materials in same condition by using Finite-Element analysis in this study. Consequently, in case of using the CLSM as backfill materials, it decreased a surface settlement and a displacement of pipe than using a field soil or sand.