다철근 네일의 PVA 섬유보강효과

Abstract

쏘일네일링 공법은 붕괴위험이 큰 자연사면이나 굴착에 의한 인공사면의 안정성능을 확보하기 위해 적용하는 공법으로 지반에 보강된 네일은 인발 및 인장, 활동파괴면에서의 전단 및 휨, 수동토압에 따라 네일체가 상기 4가지 동시 거동을 하게된다. 특히 비탈면과 같이 원호활동이 뚜렷한 경우 인장 및 인발은 물론 활동면에서의 전단 및 휨까지 고려하여 설계하여야 하지만 국내에서는 이에 대한 고려가 충분히 이루어지지 않고 있는 실정이다. 쏘일네일로 보강된 지반에 활동면을 중심으로 전단 및 휨 변형이 발생하면 상대적으로 강도가 취약한 그라우트가 파괴되어 보강재와 분리되고 보강재와 그라우트체 사이의 마찰저항력이 급감하면서 비탈면이 붕괴된다. 따라서, 설계자가 전단 및 휨에 대하여 고려하지 않아도 될 정도의 충분한 저항력을 발휘할 수 있는 네일체에 대한 개량이 필요한 실정이다.

본 연구에서는 네일이 가지고 있는 이러한 취약점을 극복하고자 그라우트재에 고인성, 고강도의 섬유로 보강하는 방안에 대하여 연구하였으며, 물-시멘트비(W/C)와 섬유혼입율에 따른 그라우트체의 강도개선 효과를 확인하였다. 대형전단실험(400mmx400mmx2400m)을 통해 네일체의 전단저항거동을 관찰하여 그라우트체의 섬유보강과 철근의 단면적 증가에 따른 전단력 및 휨저항력 증가효과를 확인하였고, 현장인발 시험을 통해 네일의 인발저항거동을 확인하였다.