좁은 흙벽을 지지하는 흙막이벽의 거동

Abstract

지반 굴착 공사에서 흙막이 벽체 변위, 굴착 저면의 heaving과 piping 그리고 지반 손실(Ground Loss) 문제 등이 발생되면 인접 지반의 침하가 수반되어 흙막이벽체와 인접 구조물이 손상될 수 있다.

흙막이벽체에 작용하는 토압은 현장 계측결과를 근거로 제시된 Peck(1969)의 겉보기토압, Tschebotarioff(1973)의 경험토압을 바탕으로 한 제반 규정 등을 이용하여 결정한다. 그러나 기존의 경험식은 흙막이벽체의 수평변형 영향요소로서 벽체 강성, 선행하중, 버팀보 강성 그리고 근입깊이 등만 고려한 것으로 흙막이 벽체와 인접구조물과의 이격거리에 따른 거동 특성파악은 어려운 실정이다.

따라서 본 연구에서는 흙막이 벽체와 인접 구조물 간의 이격거리를 변화시키면서 벽체의 수평변형 및 인접지반 거동에 미치는 영향을 분석하기 위하여 실내모형실험과 경계조건의 영향을 최소화하기 위하여 대형모형실험을 수행하였다. 실내모형실험과 대형모형실험은 각각 700×1200×270(길이×높이×폭,mm), 2900×3000×450(길이×높이×폭, mm)의 크기로 수행하였다.

실내모형실험결과 흙막이 벽체와 기존 구조물 사이 거리가 가까우면 수평변위 및 버팀보 축력의 크기는 작았으나 벽체상단에서 큰 변위가 발생하였으며, 흙막이 벽체와 기존 구조물 사이의 거리가 멀면 흙막이 벽체변위 및 버팀보 축력이 굴착단계가 진행됨에 따라서 지속적으로 증가하는데 반하여 거리가 가까운 경우는 0.6H(H:최종굴착깊이)깊이의 굴착 이후에는 발생하지 않았다.

지중에서 발생한 최대변위는 이격거리가 가까운 경우에는 흙막이 벽체변형과 상관없이 지표 근처에서 발생하였으며, 먼 경우에는 지중최대변위는 흙막이 벽체의 최대변형이 발생한 약 0.6H 심도에서 발생하였다.