비탈면 고성토구간의 말뚝기초 시공에 따른 구조물 변위발생 사례 및 분석

Abstract

장비의 현대화와 함께 산악지역에서도 도로공사가 빈번하게 이루어지면서 고성토 지반이 많아지고 이에 따른 구조물의 설치 위치도 비탈면 성토사면에 위치하는 경우가 빈번하게 이루어지고 있다. 고성토 지반에 구조물이 설치되는 경우에는 큰 측방이동이 발생될 수 있지만 측방이동이 구조물에 미치는 영향은 설계에 명확하게 반영되지 않고 있지 않으며 설계 시방이 확립되지 않았다. 본 연구는 고성토 사면에 위치한 구조물의 측방이동의 원인을 분석하였으며 이에 대한 대책을 제시하였다. 측방이동의 원인을 규명하기 위하여 실제 사례를 조사하였다. 조사 결과, 성토높이가 높은 말뚝기초 구조물의 배면 높이가 높고 토압을 받는 면적이 크면 말뚝의 변위 크게 작용하는 것으로 나타났다. 이로 인한 말뚝의 변위는 구조의 안정성 및 사용성에 문제가 있는 것으로 조사되었다. 기존의 설계에서는 구조물 본체와 말뚝기초를 분리하여 연계해석을 수행하지 않으므로 측방이동을 예측할 수 없다. 본 연구에서는 구조물 본체와 말뚝과 일체로 연계된 해석을 수행하였다. 해석 결과, 측방 이동 메카니즘은 배면토압에 의한 말뚝의 변위가 크게 발생한 것으로 나타났다. 연계해석은 측방이동 예측에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 사례조사와 수치해석을 기반으로 측방이동 억제 방법을 제안하였다. 해석 결과, Deadman anchor는 교대의 측방변위 억제에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 추후 추가적인 사례연구와 억제 공법 적용 사례에 대한 계측을 통하여 이의 효과를 검증해야 할 것으로 판단된다. 주요어 : 측방이동, 비탈면, 구조물, 성토사면, 교대