Transcript 4. 사면안정 (Slope Stability)

지반공학
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개요
1. 굴착 (Excavation)
2. 토류구조물 (Retaining Structure)
3. 지하구조물 (Underground Structures)
4. 사면안정 (Slope Stability)
1. 굴착 (Excavations)
굴착의 개요
 굴착(터파기, 흙깎기) 이란?
- 건물의 기초나 지하구조물을 만들기 위해 소정의 모양으로 지반을 파내는 일
- 굴착은 사전에 조사한 토질, 지하매설물 등의 조사자료를 검토하여 지반붕괴,
지하매설물의 파손 등이 일어나지 않도록 충분히 검토한 후 실시해야 한다.
굴착시 주의사항
- 흙막이 벽체 및 지지구조의 안정성
- 주변지반의 거동
- 굴착시의 진동 및 소음
1. 굴착 (Excavations)
굴착장비 및 굴착작업
Backhoe
토사 굴착작업
1. 굴착 (Excavations)
지하수위 저감(Dewatering)

지하수위 저감
지하수위 이하에 구조물을 만들 경우 지하수위의 저하를 통하여 공사의 안
전과 경제성을 확보하기 위해 시행
지하수위 저감공법
1) 집수 공법
2) 심정호(Deep Well) 공법
3) 웰 포인트(Well Point) 공법
1. 굴착 (Excavations)
지하수위 저감(Dewatering)
Pumping
Dewatering 작업
1. 굴착 (Excavations)
계측 및 정보화시공(정의 및 필요성)
 계측관리
1) 구조물, 가시설 흙막이벽의 변형, 지반거동 상태를 정밀하게 측정
2) 계획시의 불확실한 조건에 대한 설계상 결점 발견 및 제거
3) 향후 설계보완 및 검토자료로 활용
4) 시공 중, 시공 후의 안전관리 및 유지보수에 대한 정보획득
 정보화 시공 (Information-oriented Construction)
구조물의 설계자료와 거동 예측자료를 현장계측자료(Field Monitoring
Data)와 비교 검토함으로써 시공 중 안전상태를 확인하여 위험가능성이 있
는 경우에는 신속하고 적절한 보강대책을 강구 할 수 있도록 정량적 수치자
료를 제공하는 공사안전관리(Construction Safety Management)를 위한 일
련의 공정
1. 굴착 (Excavations)
계측 및 정보화시공(계측장비)
종류
용도
경사계
굴토 진행시 각과정의 인접지반 수평변위량과 위치, 방향
및 크기의 실측과 이를 이용, 토류 구조물 각 지점의 응력
상태 판단 가능
지하수위계
지하수위 변화를 실측하여 각종 계측자료에 이용, 지하수
위의 변화원인 분석 및 관련된 대책수립
토압계
주변지반의 하중으로 인한 토압의 변화를 측정하여 토류
구조체가 안 정한지 여부 판단
하중계
Strut, Earth, Anchor등의 축하중 변화상태를 측정하여 이
들 부재의 안정상태 파악 및 원인규명에 이용
변형률계
토류구조물의 각 부재와 인근 구조물의 각 지점 및 타설 콘
크리트등의 응력변화를 측정하여 이상 변형파악 및 대책
수립에 이용
2. 토류구조물 (Retaining structures)
흙막이의 개요
 흙막이공
굴착심도가 깊거나 굴착부분의 토질이 연약지반으로 형성되어 붕괴의
우려가 있는 지역의 토사 붕괴를 방지하여 공사를 안전하게 추진하기
위하여 시행
 흙막이공의 종류
나무널말뚝, 경량강널말뚝, 강널말뚝, H형강말뚝, 지하연속벽
 흙막이 벽체(Sheet-Pile, H-pile, 엄지말뚝 + 토류판, Slurry Wall
등)와 버팀 구조(Earth anchor, Strut 등)를 주변여건에 따라 선택, 시
공
2. 토류구조물 (Retaining structures)
지보시스템(Excavation Support System)
Driven Sheet Pile Wall
엄지말뚝(Soilder piles)과
토류판(Lagging)
2. 토류구조물 (Retaining structures)
지보시스템(Excavation Support System)
Slurry Trench Concrete Wall
BART system
2. 토류구조물(Retaining Structure)

옹벽
굴착시 인접지반의 침하 및 구조물의 파괴를 예방하기 위한 구조물
연성옹벽
강성옹벽
2. 토류구조물(Retaining Structure)
Caisson Quay Wall - 일본
Caisson
2. 토류구조물(Retaining Structure)
Caisson Quay Wall - 일본
Caisson - 내부가 채워지기 전과 후
2. 토류구조물(Retaining Structure)
깊은 굴착(Deep Excavation)
H형 강말뚝
굴착완료
2. 토류구조물(Retaining Structure)
깊은 굴착(Deep Excavation)
전면기초(Mat Foundation)
Diagonal Bracing
2. 토류구조물(Retaining Structure)
깊은 굴착(Deep Excavation)
굴착부분의 전경
Diagonal braces
2. 토류구조물(Retaining Structure)
깊은 굴착(Deep Excavation)
띠장(Waler)
전면기초를 위한 철근배근
2. 토류구조물(Retaining Structure)
깊은 굴착(Deep Excavation)
띠장(Waler) &
버팀대(Struts)
Tieback의 설치
2. 토류구조물(Retaining Structure)
보강토옹벽(Reinforced Soil Wall)
2. 토류구조물(Retaining Structure)
보강토옹벽(Reinforced Soil Wall)
3.지하구조물(Underground Structure)
 국토 협소(국토의 70%가 산지),
인구과밀, 부존자원 빈약, 남북 대치
지하공간개발의 필요
 지하 구조물의 종류
군사용 지하시설물, 지하철,
해저터널, 유류저장시설 등
3.지하구조물(Underground Structure)
터널굴착장비
Shield
TBM(Tunnel Boring Machine)
3.지하구조물(Underground Structure)
해저터널 – 동경만 터널
터널 단면도
3.지하구조물(Underground Structure)
해저터널 – 영불해저터널
터널 단면도
3.지하구조물(Underground Structure)
Dakai 지하철 붕괴 - 1995
지하철 역사의 붕괴
중앙기둥의 파괴
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정의 개요
 인공사면
- 철도의 건설
강우, 강설, 지진, 지질의 변화
상재하중의 증가, 지하수위 변화
- 토지조성
- 흙 댐 및 제방건설
 지반공학적 지식
 조사, 검토, 평가

자연사면
 대책공법의 선정
- 산악
- 흙
- 구릉지
사면안정
사면붕괴
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면붕괴
사면붕괴의 원인
1. 외적인 원인(전단응력 증가)
- 지형의 기하학적 변화 : 인위적인 절토, 유수에 의한 침식
- 토피 하중의 감소 : 침식, 인위적인 절토
- 하중의 증가 : 하중의 추가, 비탈높이 증가, 수위상승으로 인한 흙 무게 증가
- 충격과 진동, 강우, 강설
2. 내적인 원인(전단강도 감소)
- 예민한 흙 속의 변형 및 진행성 파괴
- 동결융해, 건조수축으로 인한 풍화작용
- 물의 침투로 인한 공급수압의 증가, 점토 팽창
- 느슨한 토립자의 진동
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면붕괴
피해발생 이전모습
피해발생 이후모습
Earthquake - Northridge Landslide, 1994 California
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면붕괴
Water Flow
Earthquake
Fish Ranch Road in the hills east
of Berkeley, California
Chi-Chi earthquake, 1999, Taiwan
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면붕괴
사면붕괴의 형태 (Skempton and Hutchinson, 1969)
1. 붕락 (Falls)
연직 비탈의 일부가 공중에서 낙하하거나
굴러서 아래로 떨어지는 현상
2. 활동 (Slides)
활동물질과 활동면 사이에 전단변형이 발생
1) 직선활동 : 활동하는 흙의 깊이가
사면의 높이에 비해
작은 경우
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면붕괴
2) 원호활동 : 균질한 연약층과 원호파괴면이 형성에 충분한 두께를 갖는 경우
3) 복합곡선활동
: 기초지반에 얇은
연약지반이 있는 경우
(직선+원호활동)
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면붕괴
3. 유동 (Flows)
활동깊이에 비해서 활동되는 길이가 대단히 길며, 전단저항력의 부족으로
인한 활동이라기 보다는 소성적인 활동이 지배적
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정성 평가
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정공법
사면 안정공법
안전율 증가법
안전율 유지공법
물리학적 방법
생물학적 방법
활동력 감소법
저항력 증대법
배수공
피복공
절토공
억지말뚝공
블록공
표층안전공
압성공
앵커공
격자망
녹화공
옹벽공
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정공법(배수공)
1. 배수공 천공
2. 배수공 다발관
3. 배수공 다발관 근입
4. 배수공 완료
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정공법(블럭공)
1. 시공전
2. 시공후
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정공법(피복공)
1. Coil-Net 시공
2. 시공후
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정공법(돌망태공)
1. 시공전
3. 시공완료전경
2. 시공후
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정공법(억지말뚝공)
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정공법(Anchor+보강공)
Anchor + 보강토
Anchor + Shotcrete
Anchor
두부
Anchor
마무리
4. 사면안정 (Slope Stability)
사면안정공법( 시공관리)
낙석방지 Fence
낙석방지 Mesh
비탈면 점검로