1.1 적용범위

(1) 이 장은 구조물 기초나 지하구조물을 위한 개착공법, 가설흙막이의 설치, 유지관리 및 철거에 대하여 적용한다.

(2) 가설흙막이 공법의 형식은 다음과 같으며, 각 형식의 적용은 설계도에 따른다.

① 지지형식에 따른 분류

가. 자립식

나. 버팀구조 형식

다. 그라운드 앵커 형식

라. . 보강토 형식

② 흙막이 벽체 형식에 따른 분류

가. 엄지말뚝 + 흙막이판 형식

나. 널말뚝 형식

다. 주열식 흙막이 형식

라. 지하연속벽 형식

1.2 참조규격

다음의 규준은 이 시방서에서 명시되어 있는 범위 내에서 이 시방서의 일부를 구성하고 있는 것으로 본다.

1.2.1 한국산업규격(KS)

KS B 1002 6각 볼트

KS B 1012 6각 너트

KS D 3503 일반 구조용 압연 강재

KS D 3504 철근 콘크리트용 봉강

KS D 3505 PC 강봉

KS D 3515 용접 구조용 압연 강재

KS D 7002 PC 강선 및 PC 강연선

KS D 7004 연강용 피복 아크 용접봉

KS D 7006 고장력 강용 피복 아크 용접봉

KS F 2311 현장에서 모래 치환법에 의한 흙의 단위 중량 시험 방법

KS F 2312 흙의 다짐 시험 방법

KS F 2413 휨 강도 시험한 공시체로 콘크리트 압축 강도를 시험하는 방법

KS F 2414 콘크리트의 블리딩 시험 방법

KS F 2426 주입 모르타르 압축 강도 시험 방법

KS F 2432 주입 모르타르의 컨시스턴시 시험 방법

KS F 2433 주입 모르타르의 블리딩률 및 팽창률 시험 방법

KS F 4603 H형강 말뚝

KS F 4604 열간압연강 널말뚝

KS L 5201 포틀랜드 시멘트

1.2.2 관련규격 및 시방서

도로교설계기준

철도설계기준(철도교편)

1.3 용어의 정의

이 시방서에서 사용할 용어들을 다음과 같이 정의한다.

(1) 강널말뚝(Sheet Pile) - 흙막이공사에서 토압에 저항하고, 차수 목적으로 수직으로 박아 설치한 맞물림 강재 널말뚝

(2) 그라운드 앵커(Ground Anchor) - 선단부를 양질지반에 정착시키고, 이를 반력으로 하여 흙막이벽 등의 구조물을 지지하기 위한 구조체로서 그라우팅으로 조성되는 앵커체, 인장부, 앵커머리로 구성된다. 어스 앵커(Earth Anchor)라고도 하며 영구앵커와 가설(임시)앵커로 구분된다.

(3) 까치발 - 버팀대에 작용하는 하중을 띠장에 분산시킬 목적으로 띠장에 연결되는 버팀대의 단부에 사용하는 경사 버팀대

(4) 록볼트(Rock Bolt) - 암반 중에 정착하여 지반을 일체화 또는 보강하는 목적으로 사용하는 볼트 모양의 부재

(5) 버팀대(Strut or Raker) - 흙막이벽에 작용하는 수평력을 지지하기 위하여 경사 또는 수평으로 설치하는 부재

(6) 소단(berm) - 사면의 안정성을 높이기 위하여 사면 중간에 설치된 수평면

(7) 소일 시멘트 벽체(Soil Cement Wall) - 굴착한 구멍 및 원지반에 시멘트계 경화재를 오거 등으로 혼합, 교반시키고 그 속에 응력을 부담하는 응력분담재를 삽입하여 조성된 주열식 벽체

(8) 슬라임(Slime) - 보링, 현장타설 말뚝, 지중연속벽 등의 시공을 위한 지반 굴착 시에 생기는 미세한 굴착 찌꺼기로서, 지상으로 배출되지 않고 굴착저면 부근에 남아 있다가 굴착 중지와 동시에 곧바로 침전된 것과 순환수, 혹은 공내수 중에 떠 있던 미립자가 굴착 중지 후 시간이 경과함에 따라 서서히 굴착 저면부에 침전한 것

(9) 안내벽(Guide Wall) - 지하연속벽(Slurry Wall) 시공 시 굴착작업에 앞서 굴착구 양측에 설치하는 콘크리트 가설벽으로서, 굴착입구 지반의 붕괴를 방지하고 굴착기계와 철근망 근입의 정확한 위치 유도를 목적으로 설치한다.

(10) 안정액(Slurry) - 액성한계보다 훨씬 많은 수분을 함유한 액체에 가까운 흙으로 지중에 공벽을 굴착할 경우 공벽의 붕괴방지를 목적으로 사용하는 현탁액으로 주로 소듐 몬모릴로나이트(Sodium Montmorillonite)를 사용한다.

(11) 엄지말뚝(Soldier Pile) - 굴착 경계면을 따라 수직으로 설치되는 강제 말뚝으로서 흙막이판과 더불어 흙막이벽을 이루며 배면의 토압 및 수압을 직접 지지하는 수직 휨부재

(12) 지하연속벽(Slurry Wall) - 벤토나이트 슬러리(Bentonite Slurry) 안정액을 사용하여 지반을 굴착하고 철근망을 삽입한 후 콘크리트를 타설하여 지중에 시공된 철근 콘크리트 연속벽체

(13) 흙막이 - 지반굴착 시 붕괴 및 인접지반의 침하 등을 방지하기 위하여 설치하는 구조물

(14) 흙막이판 - 일명 토류판(土流板)이라고 하며, 배면의 측압을 직접 지지해주는 휨 부재

1.4 제출물

제출물의 범위는 공사의 범위와 종류별 공사시방서에 따르며, 제출물에 포함되는 내용은 다음을 기준으로 한다.

1.4.1 시공계획서

(1) 시공에 앞서 설계도서 및 현장의 각종 상황(매설물, 가공물, 도로구조물, 연도건물, 지반, 노면교통 등)을 고려한 시공계획서와 시공도면을 준비한다.

(2) 시공계획서에는 다음의 내용이 포함되어야 한다.

① 상세한 위치, 사용기계 및 공정, 지장물 처리 방법 등

② 토질조건, 흙막이구조, 굴착규모, 굴착방법, 지하매설물의 유무, 본 구조의 시공법, 인접구조물 등과의 관련을 고려하여 공정의 각 단계에서 충분한 안정성이 확보될 수 있는 흙막이 구조물 시공계획

③ 연암 등의 암반지역과 같이 흙막이벽 대신 굴착면이 노출되는 경우에는 굴착면의 안정성을 확보할 수 있는 시공계획

④ 널말뚝, 엄지말뚝, 흙막이앵커, 띠장, 버팀대 등의 부재 재질, 배치, 치수, 설치시기, 시공순서, 시공법, 장비계획, 지장물 철거계획, 가배수로 및 안전시설 설치계획 등

⑤ 설계도면과 현장조건이 일치하지 않을 경우, 그 처리대책으로서 전문기술자가 작성하고, 책임감리원이 인정하는 자격을 갖춘 기술자가 서면, 날인한 수정도면, 계산서, 검토서, 시방서 등을 포함하는 설계검토보고서

⑥ 계측계획

⑦ 흙막이 공사 중 또는 완료 후 구조물의 부상현상에 대한 배수처리 및 부상방지대책

⑧ 흙막이 공사에 의한 공사구간의 교통처리 계획, 교통안전요원의 운영계획 및 관련기관과 협의된 사항 등이 포함된 교통처리계획

⑨ 기타 책임감리원이 필요하다고 인정하여 요구하는 사항

(3) 시공도면에는 다음의 내용이 포함되어야 한다.

① 흙막이공의 설치위치 및 인접시설물과의 공간관계

② 지장물도

③ 가설구조물도

④ 구조계산서

⑤ 계측관리도

⑥ 시공순서도

⑦ 강재의 용접, 볼트이용, 지지방식(앵커, 버팀대) 등의 상세도

(4) 시공도면의 내용에 대해 책임감리원이 인정하는 자격을 갖춘 기술자가 작성하여 서명, 날인하여야 한다.

1.4.2 시험성적서 및 보고서

공사의 종류와 사용재료에 따라 필요한 다음과 같은 시험성적서 및 보고서를 제출한다.

(1) PC강선 품질시험성적서

(2) 그라우팅 배합설계 보고서

(3) 그라우팅 시험주입 보고서

(4) 긴장시험 보고서

(5) 약액주입 관리 및 결과 확인보고서

(6) 계측관리 보고서

(7) 강재 및 시멘트 시험성적서

1.4.3 작업환경조사 보고서

공사의 종류와 사용재료에 따라 필요한 다음과 같은 작업환경조사를 하여 보고서를 제출한다.

(1) 지하매설물과 인접 구조물의 종류, 위치 및 구조

(2) 천공 및 주입작업이 인접구조물, 통행인 등에 미치는 영향의 유무 검토

(3) 작업장소 및 넓이

(4) 장비의 반입 반출에 대한 조건

(5) 공사용수

(6) 공사용 동력원

(7) 배수의 장소 및 조건

(8) 기타 허가사항 처리

1.4.4 지반조사보고서

지반조사보고서에는 다음의 내용이 포함되어야 한다.

(1) 주상도

(2) 흙의 함수비, 단위중량 및 입도분포

(3) 투수계수

(4) 흙의 전단강도, 암반의 절리 및 강도특성

(5) 지반반력계수( )

1.4.5 그라운드 앵커 긴장 계획서

그라운드 앵커의 긴장 전에 다음 사항에 대한 계획서를 제출하여야 한다.

① 긴장할 앵커의 결정 및 긴장순서

② 긴장력

③ 신장량의 계산에 의한 예측

④ 시험 앵커의 선정

1.4.6 품질인정 서류

KS 제품이 아닌 일반제품을 사용할 때는 사용자재에 대하여 사용 전에 제품자료와 제조업자의 제품시방서 및 설치지침서, 품질보증서 등의 품질시험 성적서를 제출하여야 한다.

1.4.7 견본

책임감리원은 앵커헤드, 쐐기, 강선, 지압판, 패커 등의 흙막이 공사에 사용되는 재료의 구조 및 특성을 파악할 수 있는 견본품 제출을 요구할 수 있다.

1.5 설계하중

1.5.1 일반사항

(1) 가설흙막이공은 여러 가지 시공조건을 고려하여 설계하여야 한다.

(2) 가설흙막이공 설계 및 시공에 적용되는 고정하중, 활하중, 충격하중 등은 도로교설계기준 및 철도설계기준(철도교편)을 따른다.

(3) 토압 및 수압은 흙막이벽의 종류, 지반조건, 현장조건 등을 종합적으로 평가하여 적용하여야 한다.

(4) 흙막이벽에 작용하는 토압은 굴착시와 해체시에는 굴착 단계별 토압을 적용하고 굴착과 지지구조가 완료된 경우에는 경험토압을 사용하여야 한다.

(5) 가설흙막이공의 설계에 적용하는 토압은 굴착 단계별 토압과 경험토압을 비교하여 안전측인 토압을 적용하여야 한다.

1.5.2 굴착 단계별 토압

굴착과 해체시의 단계별 토압과 근입깊이 결정에 적용하는 흙막이벽 외측에 작용하는 주동토압( )과 굴착저면의 수동토압( )은 다음 식을 적용할 수 있다.

여기서, : 지표면에서 h 깊이에서의 주동토압(kN/㎡)

: 지표면에서 h 깊이에서의 수동토압(kN/㎡)

: 흙의 습윤 단위중량(kN/㎥)

: 흙의 수중 단위중량(kN/㎥)

: 지표면에서 임의 점까지의 깊이(m)

: 지표면에서 지하수위면까지의 깊이(m)

: 흙의 내부마찰각(°)

:주동토압계수

:수동토압계수

: 지표면 상의 상재하중(kN/㎡)

: 흙의 점착력(kN/㎡)

1.5.3 경험토압

단계별 굴착과 지지구조 설치가 완료된 후 흙막이벽에 작용하는 토압은 기술자의 판단에 따라야 하지만, 일반적으로 가설흙막이벽체와 같은 연성벽체에 적용되는 대표적인 토압은 다음과 같은 경험토압으로부터 정할 수 있다.

(1) 사질토 지반

(a)개수성 흙막이에 작용하는 토압 (b)차수성 흙막이에 작용하는 토압

여기서, : 물의 단위중량(kN/㎥)

: 지하수위면의 높이(m)

<그림 5.1> 사질토 지반의 토압

(2) 점성토 지반

지반의 굳기 정도에 따라 다음과 같이 구분하여 정할 수 있다.

(a) ≥ 0.4 인 경우 (b) <0.4 인 경우

여기서, : 토압계수

: 보정계수 (보통 을 사용하며, 연약한 정규압밀점토

지반 굴착시 을 사용)

: 굴착 바닥면의 안전율 ( )

<그림 5.2> 점성토 지반의 토압

(3) 복합지반

상부 층이 모래지반, 하부 층이 점토지반으로 구성된 복합지반의 토압분포는 등가점착력으로 환산하여, 다음과 같이 정할 수 있다.

<그림 5.3> 복합지반의 토압

여기서, : 주동토압계수

: 지반의 평균 단위중량

: 사질토의 습윤단위중량(kN/㎥)

: 사질토층 두께(m)

: 점토의 습윤단위중량(kN/㎥)

: 점토층 두께(m)

:사질토 주동토압계수

: 점토의 진행성파괴계수(0～1, 평균 0.75)

: 점토의 등가점착력(kN/㎡)

: 점토의 일축압축강도(kN/㎡)

1.5.4 수압

(1) 수압의 크기는 흙막이벽의 차수성 여부와 벽체가 불투수층에 도달한 정도에 따라 달리 적용하여야 한다.

(2) 균질 토사지반에서 벽체가 불투수층에 도달하지 않은 경우에는 유선망 이론으로 각 위치별 압력수두를 구하여 적용한다.

(3) 완전 차수성 흙막이벽이 불투수층지반에 이상적으로 시공되어 침투현상이 일어나지 않는 경우에는 수동측의 정수압을 제외한 수압을 적용한다. 다만, 누수 발생의 우려가 있는 차수성 벽체(S.C.W., 주열식 벽체, 지하연속벽)에서 수압의 감소가 발생하는 경우에는 감소된 수압을 평가하여 적용할 수 있다.

(4) 비차수성 흙막이벽은 지반조건과 벽체조건을 고려하여 유선망 해석이나 수치해석법에 의해 정량적으로 구한다.

1.6 설계

1.6.1 일반사항

(1) 가설흙막이의 설계는 허용응력설계법에 따른다.

(2) 흙막이는 굴착에 따른 수평변위나 침하로 인한 영향을 검토하여 설계하여야 한다.

(3) 흙막이는 굴착 및 시공단계를 고려하여 가장 불리한 경우에 대하여 설계하여야 한다. 특히, 노면복공 시행구간에서는 노면복공에 의한 축력을 조합하여 검토한다.

(4) 흙막이 및 지반 전체를 포함한 구조체의 외적 안정과 내적 안정이 반드시 검토되어야 하며, 안정에 적용하는 안전율은 본 시방서 1.6.3에 따른다.

(5) 인접구조물의 간이 안정해석은 배면지반 침하에 대한 안전과 부등침하에 따른 각변위를 검토하여 판정하며, 변위한계는 공사시방서를 따른다.

(6) 흙막이공사로 지반이완이나 주변건물에 피해가 예상될 경우에는 그라우팅이나 언더피닝(underpinning)공법 등으로 보강조치를 하여야 한다.

(7) 히빙(heaving)과 파이핑(piping)에 대한 검토를 실시하고, 특히, 인접하여 중요구조물이 있거나, 투수계수가 서로 다른 복합지반과 비등방성 지반에 적용시는 수치해석을 통한 정밀해석을 하여야한다.

1.6.2 허용응력

(1) 강재와 같이 비교적 재사용이 많은 부재에 대해서는 장기허용응력을 적용하여야 한다.

(2) 규격품이나 성능이 확인된 제품 이외의 것을 사용하는 경우에는 공인된 기관의 시험값을 기초로 한 허용하중값을 적용한다.

1.6.3 안전율

가설흙막이에 적용하는 앵커 및 기타시설의 안정성 검토에 적용하는 안전율은 최소한 <표 5.1>의 값 이상이어야 한다.

1.6.4 인접지반 침하량 검토

(1) 흙막이 설계 시 또는 시공 시에는 굴착에 따른 주변지반의 침하 및 수평이동 변위량을 추정하고 이에 따른 인접구조물의 영향에 대하여 검토하여야 한다.

(2) 흙막이 벽체의 변위에 따른 주변지반의 침하는 흙막이 변위로부터 주변지반 침하를 추정하는 방법과 버팀구조와 주변지반을 일체로 하여 해석하는 방법이 있으며, 인접구조물에 영향이 있을 것으로 추정되는 경우에는 정확한 수치해석을 하여야 한다.

(3) 점성토 지반인 경우에는 압밀침하량을 별도로 검토하여야 한다.

(4) 굴착에 따른 지하수위 하강에 대한 지반침하에 대해 검토하여야 한다.

1.7 흙막이벽 설계

1.7.1 엄지말뚝, 널말뚝, 흙막이판

(1) 엄지말뚝 및 강널말뚝의 해석은 버팀대 위치를 탄성지점으로 하는 연속보로서 계산한다.

(2) 말뚝의 근입깊이는 굴착완료 후 또는 최하단 버팀대 설치 위치를 중심으로 수동토압에 의한 저항모멘트와 주동토압에 의한 활동모멘트의 비, 보일링, 히빙에 대한 안정검토 등으로 하며, 탄소성법과 같은 수치해석을 적용할 수 있다.

(3) 강널말뚝에 작용하는 주동토압과 수동토압 분포 폭은 강널말뚝 전 폭으로 하고, 말뚝하부의 고정조건에 따라 토압계산법을 달리 적용해야 한다.

(4) 엄지말뚝에 작용하는 토압 분포 폭은 기술자의 판단에 따르되, <표 5.2>의 값을 따를 수 있다.

단, 수동토압의 작용 폭은 말뚝간격 이하임.

(5) 엄지말뚝 배면흙이 배수 등의 원인으로 침하할 우려가 있을 때는 부마찰력을 엄지말뚝의 축하중에 가산하여 검토한다.

(6) 그라운드 앵커의 연직분력을 축방향력에 고려할 경우는 그라운드 앵커의 수평분력 및 버팀대 반력에 의한 마찰력을 허용지지력에 고려한다.

(7) 엄지말뚝에 의해 지지되는 흙막이판은 토압에 의한 등분포하중이 양쪽 말뚝의 지지위치를 지점으로 하는 단순보로 가정하여 설계한다.

(8) 흙막이판은 휨과 전단에 대하여 설계한다.

(9) 코너부에 사보강재를 이용할 경우에는 수평분력에 의한 축방향력에 대하여 검토하여야 한다.

1.7.2 주열식 벽체

(1) 주열식 벽체는 천공경의 면적과 등가인 등가사각형의 단철근보로 설계할 수 있다. 즉, 천공경이 400㎜인 경우에는 350㎜ × 350㎜인 등가사각형으로 간주한다.

(2) 흙막이벽에 작용하는 모멘트와 전단력을 H형강이 모두 부담하는 것으로 하는 경우에는 주열식 벽체 검토를 생략할 수 있다.

(3) 철근 피복은 80㎜ 이상으로 하고, 주철근의 형상이 정확히 유지되도록 하여야 한다.

(4) 띠철근은 D13 이상의 철근으로 하고, 그 간격은 천공경, 축방향 철근의 12배 이하, 그리고 300㎜ 중 작은 값 이하이어야 한다.

1.7.3 S.C.W.(Soil Cement Wall)

(1) S.C.W.는 H형강 내부의 순간격을 지간으로 하는 휨부재로 설계한다.

(2) S.C.W. 벽체에 작용하는 축력은 아치(arch)에 작용하는 등분포 하중에 의한 아치로 보고 해석한다.

(3) 허용압축응력은 소일시멘트(soil cement) 일축압축강도의 1/2을 사용하고, 허용전단응력은 일축압축강도의 1/3을 적용한다.

(4) 시멘트 모르타르의 물-시멘트 비와 설계배합비는 현장의 토질, 지하수의 상황 등의 종합적인 조건 등을 고려하여 결정하며, <표 5.3>을 기준으로 한다.

1.7.4 지하연속벽(Slurry Wall)

(1) 하중의 산출 및 구조계산, 안정검토 등은 엄지말뚝 설계방법과 동일하며 상이한 부분은 다음 항에 따른다.

(2) 콘크리트에 니수(泥水)를 사용하는 경우에는 설계기준강도(f ck )를 낮추어 0.7f ck 를 적용한다.

(3) 콘크리트의 허용응력은 도로교설계기준을 따른다.

(4) 철근의 허용응력은 0.5f y 로 하되 177×10 3 kN/㎡{1800㎏f/㎠} 이하여야 한다.

(5) 철근의 피복은 80㎜ 이상으로 한다.

(6) 벽체에 사용된 엄지말뚝은 보강용으로 볼 수 있다.

(7) 본 구조물의 일부로 사용하는 경우에는 시공 완료 후 지하수위 변화에 따른 측압의 변화, 벽체와 슬래브의 크리이프(creep), 건조수축 등을 고려한 하중의 재분배 조건을 고려하여야 한다.

(8) 영구벽체로 사용되는 지하연속벽의 경우에는 정지토압에 안정하도록 설계하여야 한다.

1.8 띠장, 버팀대, 중간말뚝 설계

1.8.1 띠장

(1) 띠장에 발생한 하중을 버팀대나 그라운드 앵커에 균등하게 전달시킬 수 있도록 충분한 강성을 갖추어야 한다.

(2) 띠장은 단순보로 설계한다. 다만, 양호한 이음구조로 휨모멘트 및 전단력이 충분히 전달되는 경우에는 연속보로 계산할 수 있다.

(3) 띠장의 지점간격은 순간격을 적용하며, 까치발에 따라 다음과 같이 구분하여 적용한다.

① 까치발이 없거나, 각도가 45°를 초과하는 경우에는 버팀대의 설치간격을 적용한다.

② 각도가 45°이내인 까치발을 설치한 경우에는 까치발에 의한 구속을 고려하여 적용한다.

(4) 버팀대의 위치에서 띠장의 횡변위를 구하고 그 변위가 버팀대 축력에 미치는 영향을 검토하여야 한다.

(5) 띠장의 처짐은 순간격의 1/300 이하이어야 한다.

(6) 버팀대 또는 그라운드 앵커와의 접합부는 보강재를 설치하여야 한다.

(7) 그라운드 앵커에 연결되는 띠장은 앵커로 인한 연직분력을 고려하여야 하며, 미끄럼에 대하여 검토하여야 한다.

(8) 굴착면의 가로 세로의 차가 매우 클 경우, 단변 띠장은 축력과 휨을 동시에 받는 부재로 설계하여야 한다.

1.8.2 버팀대

(1) 버팀대는 띠장에서부터 전달되는 하중, 고정하중, 상재하중 및 온도의 영향을 고려하여 휨압축부재로 설계한다.

(2) 버팀대는, 흙막이벽의 변위를 억제하고 띠장과 흙막이벽의 밀착을 위하여, 초기 지압력을 도입하는 경우에는 추가되는 축력의 크기를 반영하여야 한다.

(3) 좌굴은 강축방향과 약축방향에 대하여 검토하며, 각 방향 좌굴길이는 다음에 따른다.

① 강축 좌굴길이는 엄지말뚝 또는 중간말뚝 중심간 거리로 한다.

② 약축 좌굴길이는 강축방향 좌굴길이 또는 직각이음재(수평이음재 및 수직이음재) 중심간 거리의 1.5배를 적용한다.

③ 유효한 까치발이 있을 경우에는 강축은 전체 길이를, 약축은 까치발 시작점의 1/2 위치까지를 유효좌굴길이로 적용할 수 있다.

(4) 세장비는 100 이하로 하고, 현장의 공사여건상 부득이하여 좌굴에 대하여 효과적으로 구속시킬 수 없는 경우라도 120을 초과할 수 없다.

(5) 버팀대는 가설구조물 전체의 강성을 확보할 수 있도록 일정간격으로 인접버팀대와 수평가새를 설치하며, 가새의 설치는 좌굴 해석에 따라 위치 및 부재규격을 결정하여야 한다.

(6) 굴착 폭이 넓은 곳, 최상단 버팀대, 지질이 연약한 곳에 설치되는 버팀대는 편토압에 대하여 검토하여야 한다.

(7) 레이커(raker)는 기초에 대한 검토와 띠장과의 연결부에서 상향력에 대한 검토를 하여야 한다.

(8) 버팀대에 작용하는 축력은 띠장의 반력으로 구하고, 간이식으로는 <그림 5.4>와 같이 1/2 분할법, 하방분담법, 분할 단순보법 등으로 사용할 수 있다.

(a ) 1/2 분할법 (b) 하방분담법 (c) 분할 단순보법

<그림 5.4> 버팀대의 축력 산정법

1.8.3 중간말뚝

(1) 중간말뚝은 버팀대의 좌굴 방지에 유효한 단면이어야 한다.

(2) 버팀대의 자중 이외에 적재하중, 주형보 또는 매설물 등에서 전달되는 하중을 지지하는 중간말뚝의 경우에는 수직하중에 대하여 검토하여야 한다.

(3) 중간말뚝의 종방향 강성을 증가시키기 위해 중간말뚝에 사재 등의 보강부재를 조립시킨 경우에는 하중분배를 고려할 수 있다. 다만, 트러스 형태의 보강이 없는 중간말뚝은 단독으로 연직하중을 지지하는 것으로 한다.

(4) 중간말뚝은 지지력에 대한 검토를 하고, 인발력이 발생하는 경우에는, 이에 대해서도 검토하여야 한다.

1.8.4 까치발

(1) 까치발의 접합부는 활동에 대하여 충분한 내력이 있는 구조이어야 한다.

(2) 까치발의 각도는 45°이내의 각도로 하여, 축력을 받는 압축재로 설계한다.

(3) 까치발에 작용하는 축력은 띠장으로부터 전달되는 반력으로 하되 설치각도를 감안하여 산출한다.

1.9 그라운드 앵커(Ground Anchor) 설계

(1) 그라운드 앵커는 구조물의 규모, 형상, 지반조건 및 환경조건에 적합한 것을 선정하고, 설계하중에 대해서 인발저항력을 갖도록 설계하여야 한다.

(2) 앵커의 직경은 프리스트레스와 긴장력을 고려하여 결정하여야 한다.

(3) 자유장은 가상활동면의 길이에 1.5m 또는 굴착깊이의 1/5을 더한 값 중 큰 값을 적용하고, 이 길이는 최소 4.5m 이상으로 한다.

(4) 앵커 정착장 중심으로부터 지표면까지의 깊이는 최소 4.5m 이상으로 한다.

(5) 좌대 및 지압판은 설계 정착력에 대하여 충분한 강도를 갖고, 유해한 변형이 생기지 않도록 하여야 한다.

(6) 띠장의 설계는 본 시방서 1.8.1에 따른다.

1.9.1 앵커의 설계 긴장력

(5.1)

여기서, : 단위길이 당 지점반력(kN/m)

: 그라운드 앵커의 수평 설치 간격(m)

θ : 그라운드 앵커 설치 각도

1.9.2 정착부 설계

(1) 그라운드 앵커는 양호한 지반에 정착하는 것으로 하고, 그 길이 및 배치는 토질 조건, 시공조건, 환경조건, 지하매설물의 유무, 흙막이벽의 응력, 변위 및 구조계의 안정성을 고려하여 결정하여야 한다.

(2) 정착장은 예상활동파괴선 밖에 위치되도록 하며, 최소 4.5m 이상으로 하여야 한다. 또한 설계도서에 명시된 토질정수를 반드시 확인하여, 설계깊이 이상으로 시공하여야 한다.

(3) 10m 이상인 앵커의 정착장은 진행성 파괴(progressive failure)에 대한 검토를 하여야 한다.

1.9.3 정착길이

정착길이는 앵커체와 지반과의 주면마찰저항과 앵커체와 PC강재 사이의 부착력을 고려하여 다음 (1), (2)항을 모두 만족하는 길이로 한다.

(1) 앵커체와 지반과의 주면마찰저항에 의한 길이( )

 (5.2

여기서, : 안전율 (본 시방서 1.6.2 <표 5.1> 적용)

: 앵커체의 직경(천공직경을 적용할 수 있다.)

: 앵커체와 지반 사이의 전단저항력(kN/㎡)

(단, 간이적으로 <표 5.4>를 참조하여 정할 수 있다.)

: 앵커체의 설계축력(kN)

단, 위 표는 가압형 앵커일 경우로서 무가압형 그라우팅이거나 토피가 얕은 경우에는 시험 시공을 실시하여 결정한다.

(2) 앵커체와 PC강재 사이의 부착력에 의한 길이

(5.3)

여기서, : 그라운드 앵커의 설계축력(kN)

d s : 앵커의 직경(m)

n : 앵커의 PC강선 가닥수

: 허용부착응력 (<표 5.5> 참조)

1.9.4 앵커의 PC강선의 사용가닥 수

(5.4)

여기서, : 앵커의 설계 인장력

: PC강재 1개의 허용인장력(<표 5.6>값 중에서 작은 값 사용)

구 분		사용 기간	인장재 극한하중 ( )에 대하여	인장재 항복하중 ( )에 대하여
임시 앵커		2년 미만	0.65	0.80
영구 앵커	상 시	2년 이상	0.60	0.75
	지진 시	2년 이상	0.75	0.90

: 앵커강재의 극한강도(kN/㎡), : 앵커강재의 항복강도(kN/㎡)

1.9.5 시공 긴장력(Jacking Force)

그라운드 앵커의 시공 긴장력은 지반조건, 흙막이벽의 규모, 설치기간, 시공법, 지반상태에 따라 앵커체와 지반사이의 크리프(creep) 변형에 의한 긴장력 감소 등을 고려하며, 설계 인장력 이외에 정착장치와 릴렉세이션(Relaxation)에 의한 프리스트레스의 감소를 고려하여 다음과 같이 산정한다.

시공긴장력 (5.5)

여기서, : 설계 인장력

: 정착장치에 의한 prestress 감소량

여기서, E P = 1.96×10 8 kN/㎡{2.0×10 6 ㎏f/㎠}

Δ = 3～6㎜(3.0㎜를 표준으로 함)

: Relaxation에 의한 prestress 감소량

여기서,

: 초기 긴장력(항복하중의 80%를 표준으로 함)

: 릴렉세이션 비율(PC강선=5%, PC강봉=3%를 표준으로 함)