KR101742110B1 - A method of Safety Maintenance only with Soil sheating work - Google Patents

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KR101742110B1
KR101742110B1 KR1020160042722A KR20160042722A KR101742110B1 KR 101742110 B1 KR101742110 B1 KR 101742110B1 KR 1020160042722 A KR1020160042722 A KR 1020160042722A KR 20160042722 A KR20160042722 A KR 20160042722A KR 101742110 B1 KR101742110 B1 KR 101742110B1
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retaining wall
excavation
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Abstract

According to the present invention, a method for securing safety with only a soil sheathing wall in a section in which a support is dismantled comprises the following steps of excavating the ground, decompressing a portion of a pre-compression load, and dismantling a support having a lower portion to be dismantled. Therefore, construction costs and a construction period can be reduced, and further, stability of a soil sheathing wall and a surrounding structure can be maintained.

Description

버팀대 해체구간 흙막이벽체만으로 안정성을 유지하는 방법{A method of Safety Maintenance only with Soil sheating work}[0001] The present invention relates to a method for maintaining stability by using an earth retaining wall alone,

본 발명은 굴착완료 후 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법에 관한 것으로, 특히 지하구조물을 설치하기 위해 버팀대를 해체하기 전에 굴착시 버팀대에 가해진 선행하중을 감압시키면 흙막이벽체에 수평변위가 발생되어 버팀대의 해체구간 흙막이벽체에 작용하는 수평응력이 감소된다. 또한 굴착시 가압한 선행하중의 일부를 감압시키고 남은 선행하중이 수평응력과 반대방향으로 작용하여 흙막이벽체의 모멘트가 감소시키므로 흙막이벽체의 부재력은 허용범위 이내가 되어 안정성이 유지된다. 흙막이벽체의 전단력은 띠장을 2줄 설치하여 강성을 대폭 증가시켰기 때문에 집중하중형태의 선행하중이 분포응력형태로 변해 흙막이벽체에 전달되는 전달율이 작아진다. 따라서 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성을 유지시키면서 지하벽체의 중간을 끊어서 시공하는 문제를 없애도록 해체 예정 상부 버팀대의 선행하중과 필요에 따라 그 위에 설치된 버팀대의 선행하중을 을 감압하여 버팀대 해체구간 흙막이벽체만으로 안정성을 유지시킬 수 있는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for maintaining the stability of an earth retaining wall after excavation is completed, particularly when the preceding load applied to the bracket is reduced during excavation before dismantling the bracket for installing an underground structure, horizontal displacement occurs in the retaining wall, The horizontal stress acting on the retaining wall is reduced. In addition, since the moment of the earth retaining wall is reduced due to the decrease of the pressure of the preload when the excavation is performed and the remaining pre-load acts in the direction opposite to the horizontal stress, the member force of the retaining wall is within the allowable range and the stability is maintained. Since the shear force of the retaining wall is increased by increasing the stiffness by two lines of wale, the preceding load in the concentrated load form changes to the distributed stress form and the transmission rate to be transmitted to the retaining wall becomes smaller. Therefore, it should be disassembled to eliminate the problem of construction by cutting the midway of the underground wall while maintaining the stability of the strut wall during the dismantling period of the strut disconnection section. The pre-load of the upper strut and the preceding load of the strut installed thereon, The present invention relates to a method for maintaining stability only by the use of a liquid.

일반적으로 흙막이벽체에 작용하는 수평토압은 지반 내에서의 수평압력을 말하며, 다음과 같은 식을 통해 연직토압과 수평토압계수로부터 구할 수 있다.Generally, the horizontal earth pressure acting on the earth retaining wall is the horizontal pressure in the ground, and it can be obtained from the vertical earth pressure and the horizontal earth pressure coefficient through the following equation.

Figure 112016033644304-pat00001
Figure 112016033644304-pat00001

수평토압(수평응력)은 깊이의 함수이므로 최대주응력의 방향이 변하지 않으면 깊이에 선형비례하며, 토압의 분포형태는 삼각형분포가 된다. Since the horizontal earth pressure (horizontal stress) is a function of depth, if the direction of maximum principal stress is not changed, it is linearly proportional to depth, and the distribution form of earth pressure becomes triangular distribution.

그러나 [그림 1]과 같이 벽체가 수평으로 변위를 일으키면 주응력의 방향이 변하고, 주동토압계수가 작아지므로 배면에 작용하는 토압의 크기와 분포형태가 달라진다. 즉, 벽체가 하단을 중심으로 회전하더라도 최대주응력이 변하지 않으면 수평토압은 삼각형분포를 나타낸다. 그러나 변위형태가 다르면 주응력의 방향이 변하므로 수평토압은 삼각형분포의 토압이 되지 않고 토사의 종류와 변위발생 크기에 따라 여러 형태로 나타난다. However, if the wall displaces horizontally as shown in [Figure 1], the direction of principal stress changes and the earth pressure factor decreases, so the magnitude and distribution of earth pressure acting on the back surface are different. That is, even if the wall rotates around the bottom, if the maximum principal stress does not change, the horizontal earth pressure shows a triangular distribution. However, when the displacement type is different, the direction of the principal stress changes. Therefore, the horizontal earth pressure does not become the earth pressure of the triangular distribution but varies depending on the kind of soil and displacement size.

또한, 지반이 주동 및 수동의 한계평형상태가 되려면 즉, 지반이 절토될 때 절토면으로 변위가 발생하여 붕괴되거나 배면측으로 밀려나 지반이 파괴되려면 [표 1]과 같이 일정한 크기의 벽체변위가 생겨야 한다. In order for the ground to be in the equilibrium state of the primary and the passive, that is, when the ground is cut off, a displacement occurs to the cut-off surface and collapses or is pushed to the backside and the ground is to be destroyed.

Figure 112016033644304-pat00002
Figure 112016033644304-pat00002

[표 1] 한계상태의 벽체변위 (

Figure 112016033644304-pat00003
) (단, :
Figure 112016033644304-pat00004
수평변위,
Figure 112016033644304-pat00005
:벽체높이)[Table 1] Wall displacement of limit state (
Figure 112016033644304-pat00003
) (only, :
Figure 112016033644304-pat00004
Horizontal displacement,
Figure 112016033644304-pat00005
: Wall height)

Figure 112016033644304-pat00006
Figure 112016033644304-pat00006

[그림 1] 벽체변위와 토압계수 관계[Fig.1] Relationship between wall displacement and earth pressure coefficient

(1) 흙막이벽체에 작용하는 토압 (토질역학 제 4판 이상덕 씨아이알)(1) The earth pressure acting on the retaining walls (Soil Dynamics)

한편, [그림 2]는 지반굴착시 배면지층 조건에 따라 흙막이벽체에 발생하는 수평변위에 의해 변하는 여러 가지 벽체변위에 따른 주동토압의 분포형태를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the distribution of active earth pressure with various wall displacements due to the horizontal displacement occurring in the earth retaining wall depending on the back ground conditions during excavation of the ground.

Figure 112016033644304-pat00007
Figure 112016033644304-pat00007

a) 하단중심 회전 (b) 수평이동 (c) 상단중심 회전 (d) 중앙부 변위(b) Horizontal movement (c) Top center rotation (d) Center displacement

[그림 2] 벽체의 변위와 주동토압의 분포 (Ohde, 1938)[Figure 2] Distribution of wall displacement and main earth pressure (Ohde, 1938)

흙막이벽체의 강성은 철근콘크리트보다 강성이 작은 연성벽체이다. 따라서 굴착시 배면에 작용하는 토압이 동일하다고 가정할 때 철근콘크리트 벽체보다 수평변위가 크게 발생하므로 토압의 분포형태는 [그림 3]과 같이 변하는 것으로 가정할 수 있다.The stiffness of the retained wall is a ductile wall with less stiffness than the reinforced concrete. Therefore, assuming that the earth pressure acting on the back surface is the same at the time of excavation, the horizontal displacement is larger than that of the reinforced concrete wall. Therefore, it can be assumed that the distribution of earth pressure changes as shown in [Figure 3].

Figure 112016033644304-pat00008
Figure 112016033644304-pat00008

(d) 모래(Peck) (e) 연약점토(Peck) (f) 단단한 점토(Peck)(d) sand (Peck) (e) soft clay (Peck) (f) hard clay (Peck)

[그림 3] 굴착토류벽의 전이토압분포[Figure 3] Transition earth pressure distribution of excavated soil wall

(2) 증가토압 (2) Increasing earth pressure

증가토압이란, 굴착시 발생된 흙막이벽체의 수평변위를 억제시키기 위해서 굴착 단계별로 버팀대에 가하는 선행하중에 비례하여 커지면서 흙막이벽체에 작용하는 토압을 말한다. 또한, 증가토압은 주동토압보다 크고 정지토압보다 작은 토압이다. The increase earth pressure refers to the earth pressure acting on the earth retaining wall while increasing in proportion to the preceding load applied to the braces in each excavation step in order to suppress horizontal displacement of the earth retaining wall generated during excavation. Also, the increased earth pressure is greater than the main earth pressure and less than the stationary earth pressure.

보다 자세하게, 증가토압은 지반을 굴착할 때 침하에 민감한 주변구조물을 보호하기 위해 버팀대나 앵커를 설치하여 흙막이벽체의 변위를 강력히 억제할 때에 적용된다. 특히, 도심지에서 근접굴착 할 때는 현장주변에 근접한 구조물의 침하에 대한 변형을 예방하기 위해 주동토압 대신 증가토압을 적용하여 흙막이구조물을 설계한다. More specifically, the increased earth pressure is applied when the displacement of the retaining wall is strongly suppressed by installing a brace or anchor to protect the surrounding structures sensitive to the settlement when excavating the ground. Especially, in case of near excavation in downtown area, the earth retaining structure is designed by applying the increased earth pressure instead of the main earth pressure to prevent deformation of the settlement close to the site.

Weissenbach(1976)는 주동토압에 도달하는 변위 Sa를 기준으로 한 벽체변위 S의 크기에 따라 토압을 다르게 적용할 것을 제시하였다. 주동토압 및 수동토압의 크기는 한계평형상태에서 정의한 흙의 강도정수(

Figure 112016033644304-pat00009
)를 적용해서 구한다.Weissenbach (1976) proposed that the earth pressure is applied differently depending on the size of the wall displacement S based on the displacement Sa reaching the main earth pressure. The magnitudes of the main earth pressure and the manual earth pressure are the strength constants of the soil defined in the limit equilibrium state
Figure 112016033644304-pat00009
).

Figure 112016033644304-pat00010
Figure 112016033644304-pat00010

[표 2] 벽체변위에 따른 증가토압 (

Figure 112016033644304-pat00011
: 주동토압,
Figure 112016033644304-pat00012
: 정지토압)[Table 2] Increased earth pressure due to wall displacement (
Figure 112016033644304-pat00011
: Main earth pressure,
Figure 112016033644304-pat00012
: Static earth pressure)

주동토압과 수동토압은 지중 구조물에 직접 하중으로 작용하므로 토압에 대한 구조물의 안정성을 검토할 때에는 토압을 하중으로 작용시킨다. Since the main earth pressure and the manual earth pressure act directly on the underground structure, the earth pressure acts as a load when examining the stability of the structure against earth pressure.

또한, 흙막이벽체 배면에 작용하는 수평응력의 분포형태와 크기는 수평변위 발생크기에 따라 달라진다. 즉 흙막이벽체에 수평변위가 발생하면 주동토압계수가 작아지므로 수평응력의 크기가 작아지며, 수평변위가 커질수록 주동토압계수가 더 작아져 수평응력이 작아지지만 수평변위가 한계상태가 되면 붕괴된다.In addition, the distribution and size of the horizontal stress acting on the back of the retaining wall depends on the magnitude of horizontal displacement. That is, when the horizontal displacement occurs in the wall of the retaining wall, the horizontal earthquake pressure coefficient decreases and the horizontal stress decreases. As the horizontal displacement increases, the main earth pressure coefficient becomes smaller and the horizontal stress decreases.

흙막이벽체의 수평변위를 억제시켜 배면지반의 변형을 억제시키기 위해서 외국에서 실험과 수치해석을 수행하여 연구한 결과, 설계축력의 50~100%를 선행하중으로 가하면 배면지반의 변형을 억제되어 흙막이벽체의 부재력과 배면지반의 침하를 감소시킬 수 있는 것으로 밝혀졌다.Experiments and numerical analyzes have been carried out in order to suppress the deformation of the back ground by suppressing the horizontal displacement of the backing wall. As a result, when 50 ~ 100% of the design axial load is applied to the preceding load, deformation of the back ground is suppressed, And the settlement of the back ground can be reduced.

여기서 설계축력이란 굴착완료 후에 흙막이벽체를 지지하기 위해 설치된 각 버팀대에 작용하는 축력이며, 각 버팀대의 축력은 수평응력분포의 해당면적이므로 수평응력이 커지면 버팀대 축력도 커진다. 따라서 버팀대에 선행하중을 크게 가할수록 흙막이벽체의 수평변위가 억제되지만, 선행하중의 크기에 비례하여 커진 수평응력이 흙막이벽체 배면에 하중으로 작용하게 되며, 이 하중으로 흙막이벽체의 안정성을 검토한다. Here, the design axial force is an axial force acting on each brace installed to support the retained wall after completion of excavation. Since the axial force of each brace is a corresponding area of the horizontal stress distribution, the axial force of the braces becomes larger as the horizontal stress becomes larger. Therefore, the horizontal displacement of the retaining wall is suppressed by the increase of the preceding load in the braces, but the horizontal stress, which is proportional to the size of the preceding load, acts as the load on the back of the retaining wall.

보다 자세하게, 흙막이벽체에 작용하는 토압은 굴착심도가 깊어질수록 커지기 때문에 지반굴착시 단계별로 증가시킨 선행하중을 각 버팀대에 가압하여 흙막이벽체의 수평변위를 억제시킬 경우 흙막이벽체를 지지하는 압축부재인 버팀대의 축력은 점점 증가하게 되므로 압축변형이 추가되어 흙막이벽체의 수평변위는 더 크게 발생되지만 압축변형에 의한 수평변위는 예상보다 작다. More specifically, the earth pressure acting on the retaining wall increases as the depth of excavation increases, so that when the horizontal displacement of the retaining wall is suppressed by pressurizing the preceding load, Since the axial force of the braces increases gradually, the horizontal displacement of the retaining wall is larger due to the compression deformation, but the horizontal displacement due to compression deformation is smaller than expected.

따라서 지반굴착시 버팀대에 가압한 선행하중에 의해 커진 토압이 지반굴착이 완료된 후 지하구조물을 축조하기 위해 버팀대를 해체하여 지간이 길어진 흙막이벽체에 수평응력이 하중으로 작용하고 있어서 흙막이벽체의 부재력이 허용범위를 초과할 수 있다. 이런 경우 일반적으로 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성을 유지하기 위해 지하벽체의 중간을 끊어서 시공하는 방법으로 흙막이벽체의 강성과 콘크리트인 지하벽체의 강성을 조합하여 강성을 증가시켜서 흙막이벽체의 안정성을 유지시켰다.Therefore, when earth excavation is completed by earthquake excavation, earth pressure is increased by preceding load, and after the earth excavation is completed, the braces are disassembled to construct the underground structure, so that the horizontal stress acts as load on the earthquake wall with long span, May be exceeded. In this case, in order to maintain the stability of the retaining wall, it is necessary to cut off the middle of the retaining wall to increase the stiffness of the retaining wall by combining the stiffness of the retaining wall and the rigidity of the concrete wall .

한편, 설계시 버팀대에 큰 선행하중을 가압하면 수평응력과 반대방향으로 작용하므로 흙막이벽체의 모멘트가 감소하여 감소된 모멘트만큼 버팀대의 수직간격을 넓게 설치시킬 수 있어 버팀대의 시공단수를 감소시킬 수 있었고, 굴착시 발생되는 흙막이벽체의 수평변위를 충분히 억제시킬 수 있었으므로 배면지반에 발생되는 침하를 감소시킬 수 있는 것은 누구나 아는 기본상식이다. On the other hand, when the large preload is applied to the strut at design time, the moment acting on the strut wall is reduced by acting in the opposite direction to the horizontal stress, so that the vertical spacing of the strut can be widened by a reduced moment, , The horizontal displacement of the earth retaining wall caused by the excavation can be sufficiently suppressed, so that it is a basic common knowledge that can reduce the settlement occurring in the back ground.

그러나 종래에 버팀대 선행하중공법에서는 버팀대를 흙막이벽체에 사용되는 일반적인 강재(H-300x300)로 사용하면서 띠장에 직접 설치했기 때문에 70ton 보다 큰 선행하중을 가하면 띠장이 허용전단응력을 초과하므로 큰 선행하중을 가하지 못했기 때문에 흙막이벽체에 수평변위와 배면지반의 침하가 예상보다 많이 발생하였다. 이를 방지하기 위해서는 띠장과 흙막이벽체에 사용되는 H형강의 규격을 대폭 증가시켜야 하지만, 이는 공사비를 증가시킨다. However, in the case of the previous load method in the past, the braces are directly installed on the wale while using the general steel material (H-300x300) used for the retaining wall. Therefore, when the preceding load greater than 70 ton is applied, the band length exceeds the allowable shear stress, The horizontal displacement and the settlement of the back ground were more than expected in the retaining wall. In order to prevent this, the size of the H-beams used in the wales and the retaining walls must be greatly increased, but this increases the construction cost.

이러한 문제는 한국등록특허 제10-0812338호 “흙막이벽체의 선행하중 재하 시스템"(이하 '특허문헌 1')이 개발되면서 해결되었다. This problem has been solved by developing Korean Patent No. 10-0812338 entitled " Prior Loading Loading System of Earth Wall Walls "(hereinafter referred to as Patent Document 1).

'특허문헌 1'은 지반을 지지하는 흙막이벽체(110)와, 흙막이벽체(110)에 직교방향으로 띠장(120)이 2줄로 설치되며, 선행하중 재하 전달체(200)를 설치할 수 있도록 띠장(120)의 전방에 설치되며, 흙막이벽체(110)측으로 가해지는 선행하중을 띠장(120)에 고르게 전달하는 선행하중 재하 전달체(200)와, 선행하중 재하 전달체(200) 중앙에 설치되는 버팀대(140)와 연결되는 유압잭(130)과, 선행하중을 가압하는 유압잭(130)를 포함하여 구성된다.Patent Document 1 discloses a structure in which a wedge wall 110 supporting a ground and two wales 120 arranged in a direction orthogonal to the wedge wall 110 are installed on the wale band 120 to install the preceding load carrying body 200. [ A front load distribution carrier 200 installed in front of the dead load wall body 110 to transmit the preceding load applied to the wedge wall 110 to the wale band 120 and a brace 140 installed at the center of the preceding load distribution carrier 200, A hydraulic jack 130 connected to the hydraulic jack 130, and a hydraulic jack 130 for pressing the preceding load.

이러한 구성을 갖는 '특허문헌 1'은 H-300x300 규격의 버팀대에 띠장을 2줄 설치하여 강성을 대폭 증가시켰고, 수직강재 양쪽에 경사강재를 설치하여 큰 선행하중을 분배시키므로 기존에 가하던 선행하중(보통 50~60ton)보다 훨씬 큰 선행하중(200ton 이하)을 가할 수 있었어 흙막이벽체의 수평변위를 충분히 억제시킬 수 있었다.Patent Document 1 having such a configuration greatly increases the rigidity by installing two rows of wales on the strut of the H-300x300 standard and distributes a large preceding load by installing sloped steel on both sides of the vertical steel, (Less than 200 tons), which is much larger than that of the existing wall (usually 50 ~ 60ton).

일반적으로 흙막이에 사용되는 강재는 흙막이벽체용으로 H-300x200x9x14, H-300x300x10x15 강재가 주로 사용되고, 버팀대와 띠장에용으로 H-300x300x10x15, H-300x300x15x15 강재가 주로 사용된다. H-300x200x9x14 and H-300x300x10x15 steels are mainly used for the earth retaining walls and H-300x300x10x15 and H-300x300x15x15 steels are used for the braces and wale.

강재의 허용응력은 규격별로 다르기 때문에, 버팀대에 가할 수 있는 선행하중의 크기도 강재의 규격에 따라 달라진다. 보다 자세하게, 강재의 규격이 커지면 단면성질 또한 커져 외력에 대한 저항력이 커지므로 큰 선행하중을 가할 수 있고, 강재의 규격이 작아질수록 외력에 대한 저항력이 작아지므로 강재에 가할 수 있는 선행하중은 작아지게 된다.Since the allowable stress of steel is different according to the standard, the size of the preceding load that can be applied to the brace also depends on the steel specification. More specifically, as the size of the steel material increases, the cross-sectional properties become larger, so that the resistance against external force increases. Therefore, a large preceding load can be applied. As the steel material size becomes smaller, the resistance against external force becomes smaller. .

'특허문헌 1'의 효과에 대해 보다 상세히 설명하면, 띠장의 강성이 대폭 증가되었기 때문에 큰 선행하중을 가해도 띠장에 발생되는 응력은 분포응력상태가 되므로 흙막이벽체에 전달되는 선행하중의 전달율이 작아져 기존 선행하중보다 훨씬 큰 선행하중을 굴착단계별로 가할 수 있었다. 따라서 흙막이벽체의 모멘트가 감소되므로 버팀대 수직설치 간격을 넓게 설치할 수 있었고, 굴착시 발생한 흙막이벽체의 수평변위를 충분히 억제시킬 수 있었으므로 배면지반의 침하를 감소시킬 수 있었다.The effect of the 'Patent Document 1' will be described in more detail. Since the stiffness of the belt is greatly increased, the stress generated in the wristband becomes a distributed stress state even when a large leading load is applied, so that the transmission rate of the preceding load transmitted to the earth retaining wall is small Which is much larger than the existing forward load. Since the moment of the retaining wall is reduced, the vertical spacing of the braces can be widened and the horizontal displacement of the retaining wall caused by the excavation can be sufficiently suppressed.

이러한 '특허문헌 1'의 흙막이구조물은 단계별로 굴착을 진행하므로 수평응력이 버팀대에 가하는 선행하중에 비례하여 커지더라도 수평응력과 반대방향으로 가하기 때문에 흙막이벽체의 모멘트가 감소되므로 크게 과굴착하여 지간이 길어지지 않으면 흙막이벽체의 모멘트는 대부분 허용범위 내에 있어 흙막이벽체의 안정성이 유지된다.Since the retaining structure of the 'Patent Document 1' is excavated step by step, the moment of the earth retaining wall is reduced because the horizontal stress is applied in the direction opposite to the horizontal stress even if the horizontal stress is increased in proportion to the preceding load applied to the braces. If the length is not long, the moment of the retaining wall is within the allowable range, so the stability of the retaining wall is maintained.

'특허문헌 1'을 현장에 적용시켰을 때 다음과 같은 사항이 크게 향상되었다.When 'Patent Document 1' is applied to the field, the following matters are greatly improved.

첫째, 굴착단계별로 큰 선행하중을 가하여 흙막이벽체(11)의 수평변위를 충분히 억제시키면 배면지반의 변형(느슨해짐)이 억제되어 배면지반의 침하가 감소되므로 지하구조물공사가 완료될 때까지 주변구조물(지하철 터널과 BOX, 주변건물, 지하매설물 등)의 안정성을 유지시킬 수 있었다.First, if the horizontal displacement of the retaining wall 11 is sufficiently suppressed by applying a large preceding load at each excavation stage, the deformation (loosening) of the backside ground is suppressed and the settlement of the backside ground is reduced. Therefore, (Subway tunnels, BOX, surrounding buildings, underground facilities, etc.).

둘째, 버팀대에 가한 선행하중을 토압(수평응력)과 반대방향으로 가하여 감소시킨 흙막이벽체(11)의 모멘트만큼 버팀대(1)의 수직설치간격을 1.0~1.5m 더 넓게 설치할 수 있어서 흙막이벽체(11)의 강성을 거의 증가시키지 않고도 버팀대(1)를 종래의 수직 설치간격인 2.5~3.0m보다 더 넓은 3.5~4.5m 간격으로 설치할 수 있었다. 따라서, 종래에는 지하 한 개 층(슬래브 평균간격 3.6~4.1m)에 버팀대(1)가 2단씩 설치되는 경우가 종종 있었는데, 이때 지반굴착이 완료된 후 지하구조물을 축조하기 위해 버팀대(1) 2단을 동시에 해체하면 버팀대가 해체된 구간의 흙막이벽체(11)의 지간이 길어지기 때문에 흙막이벽체(11)의 부재력이 증가하여 허용범위를 초과했다. 그러나 '특허문헌 1'에 따르면 지하슬래브 상부 1.2~1.5m에 버팀대(1)를 설치한 후 큰 선행하중을 가하면 굴착완료 후 지하구조물 축조를 위해 버팀대(1) 해체시 해체구간에 흙막이벽체(11)의 지간이 길어져도 선행하중이 수평응력과 반대방향으로 작용하여 흙막이벽체(11)의 모멘트를 감소시키므로 지하벽체 중간을 끊어서 시공하지 않아도 흙막이벽체의 안정성을 유지시킬 수 있었다. 따라서 버팀대(1)의 설치 및 해체 단수 감소와 버팀대(1)를 설치 및 해체할 때 소요되는 잡자재 등도 감소될 뿐만 아니라 지하벽체의 중간을 끊어 시공하는 개소가 감소되거나 거의 발생되지 않으므로 그만큼 공사비와 공사기간이 감소되었다.Second, the vertical spacing of the braces 1 can be set to be 1.0 to 1.5 m more wider by the moment of the earth retaining wall 11, which is obtained by reducing the forward load applied to the braces in a direction opposite to the earth pressure (horizontal stress) The braces 1 can be installed at intervals of 3.5 to 4.5 m, which is wider than the conventional vertical installation spacing of 2.5 to 3.0 m. Therefore, in the past, there was often a case where two struts 1 were installed at one floor (slab average interval of 3.6 ~ 4.1m) in the ground. After the excavation of the ground was completed, The member of the earth retaining wall body 11 increases and exceeds the permissible range because the length of the earth retaining wall body 11 in the section where the braces are disassembled becomes longer. However, according to 'Patent Document 1', when a brace (1) is installed at 1.2 to 1.5 m above the underground slab and a large preceding load is applied, the brace (1) is disassembled when the brace (1) ), The forward load acts in a direction opposite to the horizontal stress to reduce the moment of the retaining wall 11, so that the stability of the retaining wall can be maintained even without interrupting the middle of the underground wall. Accordingly, not only the number of installation and disassembly steps of the brace 1 but also the number of construction materials required to install and dismantle the brace 1 are reduced, and the number of places where the construction is cut off is reduced or hardly occurred, The construction period was reduced.

여기서 버팀대의 수직설치 간격 3.5~4.5m는 버팀대와 버팀대 간에 순수한 설치간격이다. 지반을 굴착할 때 흙막이벽체는 굴착면에서 배면에 작용하는 수평력에 의해 굴착측으로 변위가 발생하며, 이 변위는 어느 깊이가 되면 더 이상 발생하지 않는다. 이처럼 굴착면 하부에서 토압(수평응력)에 의해 굴착측으로 발생된 변위가 지중에서 영(0)이 되는 지점을 가상지지점이라고 하며, 버팀대의 수직설치간격 3.5~4.5m는 가상지지점이 포함되지 않은 순수한 버팀대 간격이다.Where the vertical spacing of the braces between 3.5 and 4.5 m is the net spacing between the braces and the braces. When excavating the ground, the earth retaining wall is displaced to the excavation side by the horizontal force acting on the back surface from the excavation surface, and this displacement no longer occurs at any depth. In this way, the point at which the displacement generated on the excavation side by the earth pressure (horizontal stress) at the lower part of the excavation surface becomes zero in the ground is called the virtual support point, and the vertical installation interval of 3.5 ~ 4.5m in the brace is pure The spacing is proximal.

한편, 가상지지점이 발생하는 위치는 굴착지반 바닥면 지반의 강도에 따라 다르지만 평균 1.0~1.5m 정도이다. 따라서 흙막이벽체의 강성을 증가시키지 않고 흙막이벽체가 안정성을 유지할 수 있는 버팀대 지간은 안전측으로 4.5m~5.5m 이하가 되며, 허용범위 내로는 5.0m~6.0m까지 가능하다. On the other hand, the location where the virtual support points occur varies from 1.0 to 1.5 m on average, depending on the strength of the ground surface of the excavated soil. Therefore, the stiffener strand, which can maintain the stability of the retaining wall without increasing the stiffness of the retaining wall, can be from 4.5m to 5.5m in the safe side and from 5.0m to 6.0m within the allowable range.

따라서, 지반굴착이 완료된 후 지하구조물을 시공할 때, 지하층의 슬래브를 양생시킨 후 슬래브 위의 버팀대(1)를 해체하면 양생된 슬래브 지간을 3.6~4.1m로 가정할 때 슬래브 상부 1.2m에 버팀대가 설치되면 슬래브 상부부터 다음에 해체될 예정인 버팀대(1)까지의 지간이 4.8~5.3m가 되므로 흙막이벽체(11) 자체의 강성만으로 안정성이 유지된다. Therefore, when the underground structure is constructed after the completion of the excavation of the ground, after curing the slab of the basement layer and disassembling the brace 1 on the slab, when the cured slab is 3.6 to 4.1 m, The stability of the retaining wall body 11 itself is maintained only by the rigidity of the retaining wall body 11 since the distance between the upper portion of the slab and the braces 1 to be dismantled is 4.8 to 5.3 m.

셋째, 버팀대(1)의 설치간격이 넓어지므로 과굴착을 하지 않고도 작업공간을 넓게 활용할 수 있어 장비의 작업공간과 강재작업(제작 및 조립 등)이 수월해졌다. Third, since the spacing of the braces (1) is widened, it is possible to utilize the working space widely without over-excavation, thus facilitating the working space of the equipment and the steel work (fabrication and assembly).

넷째, 버팀대(1)의 설치 및 해체단수가 감소되어 공사기간이 감소되면 시공에 사용되는 장비들의 사용기간도 감소되므로 건설공해(소음, 진동, 분진)와 환경공해(이산화탄소)가 감소되었다. 따라서 '특허문헌 1'은 굴착현장에서 실무자들이 가장 부담스러워 하는 안정성은 증가시켰고, 공사비와 공사기간 감소 및 민원은 감소시킬 수 있었으며, 기존 버팀대 선행하중공법보다 환경공해를 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다.Fourth, construction period (noise, vibration, dust) and environmental pollution (carbon dioxide) were reduced because the use period of equipment used for construction was reduced when construction period was decreased because of installation and disassembly stage of brace (1). Therefore, 'Patent Document 1' has shown that it is possible to reduce the environmental pollution more than the existing strut forward load method by reducing the construction cost, construction period and complaints.

이상에서 설명한 것을 정리하면, '특허문헌 1'은 기존 버팀대 선행하중공법보다 훨씬 우월한 공법을 만들기 위해 많은 실험(대형, 소형)과 수치해석을 수행한 결과로 흙막이벽체(11)의 수평변위를 억제시킬 수 있는 큰 선행하중의 범위를 결정하였고, 이를 가할 수 있는 선행하중 재하시스템을 개발한 것이다. 따라서 '특허문헌 1'은 기존보다 훨씬 큰 선행하중을 가하여 버팀대의 단수와 배면지반의 침하 및 흙막이벽체(11)의 부재력 감소, 그리고 버팀대 해체구간 흙막이벽체(11)의 안정성 유지를 위해 지하벽체 중간을 끊어서 시공하는 개소 등을 감소시켜 안정성과 시공성 및 경제성을 증가시킨 개량된 버팀대 선행하중공법이다. As described above, Patent Document 1 suppresses the horizontal displacement of the retaining wall 11 as a result of performing a large number of experiments (large size, small size) and numerical analysis in order to make a much superior method than the existing strut pre-load method We have developed a preloading system to determine the range of large preloads that can be applied. Accordingly, in Patent Document 1, in order to reduce the number of strands of the strut and the back ground and to reduce the stiffness of the stratum corneum wall 11, and to maintain the stability of the stratum wall 11, To reduce the number of parts to be installed and to improve the stability, workability and economy.

하지만 '특허문헌 1'뿐만 아니라 모든 흙막이벽체는 지반굴착을 할 때보다 굴착이 완료된 후 버팀대를 해체할 때가 더 위험하다. However, it is more dangerous to dismantle the brace after excavation is completed than in the case of 'Patent Document 1' as well as when all the earth retaining walls are excavated.

그 이유는 버팀대(1)의 해체시 해체구간 흙막이벽체의 수평변위가 허용되어 수평응력이 감소되어도 지간이 길어진 상태에서 배면 지층조건의 변화 및 지하수위가 상승하여 증가된 수평응력이 하중으로 작용하면 버팀대(1) 해체구간 흙막이벽체(11)의 부재력이 증가되어 허용응력을 초과할 수 있기 때문이다.The reason for this is that even if the horizontal displacement of the retaining wall is allowed when the brace (1) is dismantled, the horizontal stress is reduced and the horizontal stress increases due to the change of the back ground condition and the increase of groundwater level This is because the member force of the retaining wall body 11 is increased and the allowable stress can be exceeded.

보다 자세하게, 굴착시 버팀대에 가했던 큰 선행하중에 비례하여 커진 수평응력이 흙막이벽체(11)에 하중으로 작용하고 있는 상태에서, 버팀대(1)를 해체하면 버팀대(1) 해체구간 흙막이벽체(11)의 지간이 길어지게 된다. 따라서 흙막이벽체(11)의 지간이 길어져 부재력은 증가하지만 수평변위가 증가하기 때문에 배면에 작용하는 수평응력이 감소한다. 그러나 흙막이벽체의 수평변위가 한계상태가 되지 못했기 때문에 흙막이벽체(11)의 배면에 작용하는 토압은 주동토압과 수동토압 사이에 있는 증가토압이 되며, 이는 흙막이벽체(11)의 배면에 하중으로 작용한다. More specifically, when the brace 1 is dismantled in a state where a horizontal stress enlarged in proportion to a large preceding load applied to the brace at the time of excavation acts as a load on the retaining wall body 11, ) Is longer. As a result, the stiffness of the retaining wall 11 is increased to increase the member force, but the horizontal displacement is increased, so that the horizontal stress acting on the back surface is decreased. However, since the horizontal displacement of the retaining wall has not reached the limit state, the earth pressure acting on the back surface of the retaining wall body 11 becomes the increased earth pressure between the main earth pressure and the manual earth pressure, which acts as a load on the back surface of the earth retaining wall body 11 do.

이때 지하구조물을 축조하기 위해서 버팀대를 해체하면 흙막이벽체의 지간이 At this time, in order to construct an underground structure, if the brace is dismantled,

길어져 흙막이벽체(11)의 부재력이 증가하며, 설계시의 부재력보다 크게 되어 허용응력을 초과한다. 이러한 경우 이미 시공된 흙막이벽체(11) 자체를 보강하는 것은 실질적으로 불가능하다. 따라서 기존공법에서는 버팀대 해체구간 흙막이벽체(11)의 안정성을 유지시키기 위해 지하구조물의 벽체중간을 끊어서 시공하며, 끊어서 시공하더라도 흙막이벽체(11)의 부재력이 허용범위를 초과하면 보강버팀대를 설치하므로 공사비와 공사기간이 증가하는 문제점이 발생했다.The member force of the earth retaining wall body 11 increases and becomes larger than the member force at the time of designing, which exceeds the allowable stress. In this case, it is practically impossible to reinforce the already-installed earth retaining wall 11 itself. Therefore, in the existing method, the middle portion of the wall of the underground structure is cut to maintain the stability of the retaining wall 11, and when the member force of the retaining wall 11 exceeds the allowable range, And the construction period was increased.

한편, '특허문헌 1'의 버팀대 설치간격이 넓어져도 지하수위 증가 등에 의해 수평응력이 증가하면 버팀대에 가한 선행하중이 흙막이벽체의 모멘트를 감소시켜도 흙막이벽체의 부재력이 허용범위를 초과할 수 있으며, 이런 경우는 기존방법과 동일하게 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지를 위해 지하벽체의 중간을 끊어서 시공해야 한다. On the other hand, if the horizontal stress increases due to an increase in the groundwater level even if the spacing between the struts is increased, the member forces of the earth retaining walls may exceed the allowable range even if the preceding load applied to the strut decreases the moment of the earth retaining walls. In this case, it is necessary to cut off the middle part of the underground wall in order to maintain the stability of the earth retaining wall in the same way as the existing method.

한편, 한국등록특허 제10-1222026호 "길이조절 가압 스트러트를 이용한 버팀보 시공방법"(이하, '특허문헌 2')에는 종래의 흙막이구조물을 시공하는 방법의 일 실시예가 게재되어 있다.On the other hand, Korean Patent No. 10-1222026 entitled " Stretch Boat Construction Method Using Length Control Press Strut "(hereinafter referred to as Patent Document 2) discloses a method of constructing a conventional retention structure.

'특허문헌 2'는 상기 지지대의 일측에 버팀보를 연결하고 상기 개방부를 통해 작업자가 상기 제2설치공간 내의 상기 제1고정너트를 회전시킴에 의해 상기 길이조절로드를 벽체쪽으로 위치 이동시켜 벽체에 접촉시키는 단계, 상기 개방부를 통해 상기 제1설치공간 내에 상기 가압잭을 설치하고, 상기 가압잭을 작동시켜 상기 가압로드를 벽체쪽으로 가압함에 의해 상기 제1고정너트로 인해 상기 길이조절로드가 벽체쪽으로 가압되면서 벽체에 밀착되는 단계, 상기 제2고정너트를 상기 길이조절로드 상에서 회전시켜 상기 지지대의 타측에 밀착시킴에 의해 상기 길이 조절로드의 위치를 고정시켜 상기 길이조절로드의 위치변화를 방지하는 단계, 상기 위치변화 방지단계 후 상기 가압잭을 상기 개방부를 통해 상기 지지대로부터 분리하는 단계로 구성된다.In Patent Document 2, a strut is connected to one side of the support, and the operator rotates the first fixing nut in the second installation space through the opening to move the length-adjusting rod toward the wall to contact the wall The presser jack is installed in the first installation space through the opening portion and the presser jack is actuated to press the presser rod toward the wall so that the length adjusting rod is pressed toward the wall by the first retaining nut, Closing the length adjusting rod by rotating the second fixing nut on the length adjusting rod and pressing the second fixing nut on the other side of the supporting rod to prevent a change in the position of the length adjusting rod, And separating the pressure jack from the support through the opening after the position change prevention step.

이러한 '특허문헌 2'는 기존의 흙막이구조물의 구성을 그대로 사용하지 못하고 새로운 부품이 필요하기 때문에 비용이 증가되고, 추가된 부품들의 조립과정으로 인해 공사기간이 증가되는 문제점이 발생됐다.This 'Patent Document 2' has a problem that the construction of the existing retaining structure can not be used as it is and new parts are required, which increases the cost and increases the construction period due to the assembling process of the additional parts.

한편, 한국등록특허 제10-0648409호 "가설 흙막이 공법"(이하 '특허문헌 3')에는 흙막이벽체에 선행하중을 가압하는 공법의 일 실시예가 게재되어 있다.On the other hand, Korean Patent No. 10-0648409 entitled " Suspended Retaining Structure Method "(hereinafter, " Patent Document 3 ") discloses an embodiment of a method for pressing a preceding load on a retaining wall.

'특허문헌 3'은 기존 흙막이 부재들의 구조를 변경하지 않고 이들을 그대로 사용하면서도 버팀목의 설치간격을 넓혀 줄 수 있도록 하기 위해서 수직파일(10)의 외측에 작용하는 흙벽의 측압에 상응하는 크기의 하중을 수직파일(10)과 보강용 횡가목(16) 사이에 수직파일(10)의 외측에 작용하는 흙벽의 측압에 상응하는 크기의 하중을 실린더(22)와 피스턴(24)으로 이루어진 유압잭과 같은 가압수단(26)으로 미리 도입시키고, 도입된 하중을 가압수단(26)주위에 삽입되는 간격유지부재(28)로 지속시킨다.Patent Document 3 discloses a structure in which a load corresponding to the side pressure of an earth wall acting on the outside of the vertical pile 10 is used in order to enlarge the installation space of the strut without using the existing structure of the earth retaining members, A load of a size corresponding to the side pressure of the earth wall acting on the outside of the vertical pile 10 between the vertical pile 10 and the reinforcing lateral valley 16 is pressed Is introduced in advance into the means (26), and the introduced load is continued by the gap retaining member (28) inserted around the pressing means (26).

이러한 '특허문헌 3'은 수직파일(10)과 보강용 횡가목(16)사이에 미리 도입시킨 하중에 의해서 보강용 횡가목(16)에는 내측으로 처짐이 발생하는 반면에 수직파일(10)은 외측으로 변위되려고 하기 때문에 흙벽과 밀착되어서 공사장 주변의 지반이 침하되지 않도록 해주고 버팀목의 설치간격을 넓혀줄 수 있어서 터파기 공사기간 단축과 공사비 절감효과를 얻을 수 있다.This 'patent document 3' shows that the sagging occurs inside the reinforcement rib 16 due to the load introduced in advance between the vertical pile 10 and the reinforcement rib 16, whereas the vertical pile 10 Because it is going to be displaced outwardly, it is in close contact with the earth wall, so that the ground around the construction site can be prevented from sinking and the installation interval of the strut can be widened, so that the construction period can be shortened and the construction cost can be reduced.

이러한 '특허문헌 3'은 버팀대 해체시 선행하중의 크기를 조절할 수 없으므로'특허문헌 1'과 동일한 문제점을 갖고 있다. The 'Patent Document 3' has the same problem as the 'Patent Document 1' since the size of the preceding load can not be adjusted when the strut is disassembled.

상기의 문제점들을 개선하기 위한 선행하중 조절 기술이 중국공개특허 제2015-10194561호(이하 '특허문헌 4')에 게재되어 있다.A prior load control technique for improving the above problems is disclosed in Chinese Patent Laid-Open Publication No. 2015-10194561 (hereinafter referred to as Patent Document 4).

'특허문헌 4'는 흙이 무너지지 않게 지지하는 지지보호 말뚝과, 지지보호 말뚝을 지탱하도록 연결된 경사 버팀대와, 경사 버팀대에 설치되어 변형량을 측정하는 스트레인 게이지와, 경사 버팀대에 연결되어 선행하중을 가하는 유압 잭과, 스트레인 게이지와 유압 잭에 연결되어 설계 파일 중의 계산 결과와 굴착시의 모니터링 데이터의 차이가 비교적 클 때 선행하중의 크기를 조절하는 스마트 제어 부품을 포함하여 구성된다.[Patent Document 4] discloses a safety pile comprising a support protection pile which supports the soil without collapsing, a slant brace connected to support the support protection pile, a strain gauge installed on the slant brace to measure the amount of deformation and a strain gauge connected to the slant brace, And a smart control component connected to the hydraulic jack, the strain gauge and the hydraulic jack to adjust the magnitude of the preceding load when the difference between the calculation result in the design file and the monitoring data at the time of excavation is relatively large.

'특허문헌 4'에서 선행하중의 크기를 조절하기 위한 기준이 되는 측정값은 지지보호 말뚝의 수평변위, 경사 버팀대의 변형량, 지표 침하, 구덩이의 바닥의 융기량(부풀어 오름), 구덩이 밖의 진흙 내부의 공극수압 등이 있다.In the 'Patent Document 4', the reference values for adjusting the magnitude of the preceding load are the horizontal displacement of the supporting protective pile, the deformation amount of the slant brace, the surface settlement, the amount of rupture of the bottom of the pit (swelling) And the pore pressure of the pore.

이러한 '특허문헌 4'는 선행하중의 크기를 조절하여 굴착시 구덩이 밖의 진흙이 무너지는 것을 보호할 수 있지만, 구덩이의 바닥과 구덩이 바깥쪽의 바닥에 복수개의 경사계관을 삽입해야 되므로 공사기간과 비용이 증가되고, 구덩이 바깥쪽에 건물이 있을 경우에는 경사계관을 사용할 수 없으며, 공극수압을 측정할 수 없는 문제점이 있다. This 'Patent Document 4' can protect the mud from falling out of the pit during the excavation by adjusting the size of the preceding load, but since a plurality of sloped pipes are inserted into the bottom of the pit and the bottom outside the pit, And when there is a building outside the pit, the inclined pipe can not be used, and there is a problem that the pore water pressure can not be measured.

한편, 지하구조물을 설치하기 위하여 굴착공사를 할 때 토사의 붕괴를 방지하기 위한 선행하중 조절방법의 또 다른 기술이 한국공개특허 제10-2006-0110130호(이하 '특허문헌 5')에 게재되어 있다.Meanwhile, another technique of a pre-load control method for preventing the collapse of the soil when excavating the underground structure is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0110130 (hereinafter referred to as Patent Document 5) have.

'특허문헌 5'는 토사굴착면에 연하여 일정한 간격으로 수직파일을 설치하고 토사를 수직으로 굴착하면서 발생되는 토압이나 변위를 지지 하기 위하여 상기 수직파일의 내측에 일정한 간격을 두고 횡으로 띠장을 설치하고, 상기 수직파일의 상부에 설치된 띠장에 레이커거더의 상부와 접하게 설치하면서 일정한 각도를 유지하도록 하여 레이커거더를 경사지게 설치하고, 상기 레이커거더의 하부는 최종 터파기선의 굴착면에 기초를 설치한 후에, 그 위에 설치하도록 하고, 상기 레이커거더상에는 단계별 굴착에 따라 설치되는 수직파일에 횡으로 설치된 띠장과 직각되는 위치에 수직재를 설치하고, 그 수직재 길이는 토압의 크기와 비례하여 증가 또는 감소하게 수직재를 설치하고, 수직재의 끝단부에 하중변위연동 및 고정장치를 각각 설치하고, 상기 장치에 접하여 인장케이블을 설치하고, 상기 인장케이블은 레이커거더의 양단부에 설치된 고정장치에 정착하여 인장케이블의 설치형상은 모멘트분포도와 유사하게 설치하여 싱크로나이즈지지시스템을 설치하고, 상기 수직파일을 중심으로 아이슬랜드 공법으로 1단계, 2단계등 다단계로 굴착하면서 각각 횡띠장을 설치하면서, 단계적으로 상기 횡띠장과 상기 시스템의 거더에 설치된 수직재와 직각으로 스크류잭이 부착된 하중전달버팀대를 힌지연결하고, 상기 수직재 끝단부에 설치된 하중변위연동 및 고정장치에 유압잭을 삽입하고, 상기 잭의 스트로크를 변위 및 하중 설계관리치와 상기 거더 및 수직재에 부착된 변위계와 하중계의 계측결과를 컴퓨터에 연동시켜 직접복귀 및 상쇄하도록 하고, 상기 유압잭의 스트로크를 인장케이블에 연동시킬 때 잭은 반력대 역할을 하면서 인장력이 작용하도록 하여 흙막이벽을 지지하도록 한다.Patent Document 5 discloses a technique in which a vertical file is installed at regular intervals along a gravel excavation surface and a wale is installed horizontally at a predetermined interval inside the vertical file to support earth pressure or displacement generated when the gravel is vertically excavated And a rake girder is installed so as to be inclined so as to maintain a constant angle with respect to a wale installed on the upper side of the vertical pile, and a lower part of the rake girder is provided with a foundation on the excavation surface of the final wave guide , And a vertical member is installed on the laker girder at a position perpendicular to the wale installed transversely to the vertical pile installed in accordance with the stepwise excavation. The length of the vertical member is increased or decreased in proportion to the earth pressure, And a load displacement interlocking and fixing device is installed at the end of the vertical member, And the tension cable is fixed to a fixing device installed at both ends of the lacquer girder so that the installation shape of the tension cable is similar to that of the moment distribution diagram to provide a synchronizing support system, A load transmission bracket having a screw jack attached at right angles to the transverse wales and the vertical member installed on the girders of the system is hingedly connected to the transverse wales in a stepwise manner while the transverse wales are installed in each of the multistage excavation steps such as the Iceland method, A hydraulic jack is inserted into the load displacement interlocking and fixing device provided at the end of the vertical member, and the displacement and load design control values of the stroke of the jack and the measurement results of the displacement meter and the load meter attached to the girder and the vertical member are linked to the computer, And when the stroke of the hydraulic jack is interlocked with the tension cable The jack acts as a reaction force and acts on the tension wall to support the earth retaining wall.

이러한 '특허문헌 5'는 기존보다 레이커거더와 인장케이블 등의 부품이 필요하며, 하나의 인장케이블을 수직재 전체와 연결해야 하므로 공사기간과 공사비용이 증가하는 문제점이 있다.This 'Patent Document 5' requires components such as a lacer girder and a tension cable, and requires a single tension cable to be connected to the entire vertical member, thereby increasing construction time and construction cost.

한편, 한국등록특허 제10-1132640호(이하 '특허문헌 6')에는 '특허문헌 1' 내지 '특허문헌 3'과 같은 흙막이구조물이 적용되면 붕괴될 위험이 있는 흙막이 공사현장의 붕괴 안정성을 평가하는 기술이 게재되어 있다.Meanwhile, in Korean Patent No. 10-1132640 (hereinafter referred to as "Patent Document 6"), evaluation of the collapse stability of the earthwork construction site where there is a risk of collapse when the retaining structures such as Patent Document 1 to Patent Document 3 are applied Technology has been published.

흙막이벽체의 안정성 검토(수평변위, 모멘트, 전단력 등)는 배면에 작용하는 수평응력(토압+수압)을 하중으로 적용하여 검토하는 것이다. 보다 자세하게, 흙막이벽체 강성, 굴착심도, 버팀대 설치단수가 동일해도 흙막이벽체 배면에 작용하는 수평응력이 커질수록 흙막이벽체의 수평변위가 증가하여 부재력(모멘트, 전단력)이 증가하고, 주변구조물은 침하가 발생하므로 안정성이 감소한다. 즉, 흙막이벽체의 부재력(모멘트, 전단력)은 수평변위에 비례적으로 증가하므로 굴착과 버팀대 해체시 흙막이벽체의 안정성을 유지하기 위해서는 수평변위를 허용범위 내에서 관리하는 것이 매우 중요하다. The stability evaluation (horizontal displacement, moment, shear force, etc.) of the earth retaining wall is to be applied by applying the horizontal stress (earth pressure + water pressure) acting on the back surface as a load. More specifically, as the horizontal stress acting on the back of the retaining wall increases, the horizontal displacement of the retaining wall increases and the member force (moment, shear force) increases, while the peripheral structure increases The stability is reduced. In other words, the member forces (moments, shear forces) of the retaining walls increase proportionally with the horizontal displacement, so it is very important to manage the horizontal displacement within the allowable range in order to maintain the stability of the retaining walls during excavation and demolition.

'특허문헌 6'은 흙막이 공사현장에서 발생할 수 있는 붕괴사고를 미연에 방지하기 위하여 공사현장에 설치된 다양한 계측기들로부터 흙막이벽이나 지반, 각종 구조물 등 의 현장에 대한 정보를 취득한 뒤 취득한 계측 정보로부터 공사현장의 붕괴 안전성을 평가하고 붕괴 징후를 정확 히 예측할 수 있는 붕괴 안전성 평가 방법에 관한 것이다.[Patent Document 6] acquires information on the site of the earth retaining walls, the ground, and various structures from a variety of measuring instruments installed on the construction site in order to prevent a collapse accident that may occur in the earth retaining construction site, To assess the safety of site collapse and to accurately predict collapse indications.

이러한 '특허문헌 6'은, a) 타 공사현장에서 지중경사계에 의해 계측된 흙막이벽의 수평변위 데이터를 수집 및 축적하여 데이터베이스화하고 축적된 흙막이벽의 수평변위 데이터로부터 흙막이 공법별로 흙막이벽의 수평변위 관리기준치를 산정하는 단계와, b) 붕괴 안전성 평가 대상이 되는 해당 공사현장에서 각 굴착 단계마다 지중경사계에 의해 계측되는 흙막이벽의 수평변위 데이터와 축력계에 의해 계측되는 지보재의 축력 데이터를 취득하는 단계와, c) 상기 해당 공사현장에 서 취득된 상기 수평변위 데이터와 축력 데이터의 상관관계를 실시간으로 분석하되, 수평변위와 축력의 상관관계 에 따른 경향으로부터 붕괴위험도를 나타내는 붕괴위험등급을 실시간 산정하는 단계와, d) 산정된 붕괴위험등급으로부터 붕괴가중지수 β를 산정하는 단계와, e) 상기 붕괴가중지수 β를 사용하여 a) 단계에서 산정된 해당 흙 막이 공법의 수평변위 관리기준치를 수정하는 단계와, f) 상기 b) 단계에서 계측된 수평변위 데이터를 상기 e) 단계의 수정된 수평변위 관리기준치와 비교하여 붕괴 안전성을 판정하는 단계를 포함하여 구성된다.The 'Patent Document 6' discloses a method in which a) horizontal displacement data of an earth retaining wall measured by an in-ground inclinometer at another construction site is collected and accumulated and stored in a database, and horizontal displacement data of the accumulated earth retaining wall B) acquiring horizontal displacement data of the earth retaining wall measured by an in-ground inclinometer at each excavation step and axial force data of the support material measured by the axial force meter at the corresponding construction site to be subjected to the collapse safety evaluation; C) analyzing the correlation between the horizontal displacement data and the axial force data acquired at the construction site in real time, and analyzing the collapse risk grade indicating the collapse risk from the tendency according to the correlation between the horizontal displacement and the axial force, D) estimating a collapse weight index? From the estimated collapse risk grade; e) modifying the horizontal displacement control reference value of the corresponding soil film method calculated in step a) using the collapse weighted exponent b; f) modifying the horizontal displacement data measured in step b) And determining the collapse safety based on the comparison with the horizontal displacement management reference value.

'특허문헌 6'에서 실시간으로 계측된 데이터는 통상의 통신모듈로 이루어진 송수신부에 이해 감시 컴퓨터에 전송된다. 상기 감시 컴퓨터는 송수신부로부터 수신되는 수평변위 및 축력 등의 데이터를 붕괴 안전성 평가에 사용 가능한 데이터로 가공한 뒤 데이터베이스에 저장하는 동시에, 후술하는 바와 같이 계측 데이터(수평변위 및 축력)의 경향 분석, 붕괴위험등급 산정, 붕괴가중지수 산정, 공법별 관리기준치 산정(관리기준치 수정), 계측 데이터와 관리기준치의 비교, 위험 경보 등의 단계를 거치는 안전성 평가를 수행하게 된다.In the 'Patent Document 6', data measured in real time is transmitted to the understanding / monitoring computer in the transmission / reception unit including the normal communication module. The surveillance computer processes data such as horizontal displacement and axial force received from the transmission / reception section into data usable for collapse safety evaluation and stores the data in a database. At the same time, the surveillance computer analyzes trends of measurement data (horizontal displacement and axial force) The safety assessment is carried out through stages such as calculation of collapse risk grade, calculation of weighted index of collapse, calculation of management standard value by construction method (correction of management standard value), comparison of measurement data and management standard value, and danger warning.

한국 등록특허 제10-0812338호Korean Patent No. 10-0812338 한국 등록특허 제10-1222026호Korean Patent No. 10-1222026 한국 등록특허 제10-0648409호Korean Patent No. 10-0648409 중국 공개특허 제2015-10194561호Chinese Laid-Open Patent No. 2015-10194561 한국 공개특허 제10-2006-0110130호Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0110130 한국등록특허 제10-1132640호Korean Patent No. 10-1132640

본 발명은, 굴착시 버팀대에 큰 선행하중을 가하여 굴착을 완료 후에 지하구조물을 축조하기 위해서 버팀대를 해체하기 전, 해체 예정 버팀대 상부에 설치된 버팀대에 가해진 선행하중의 일부를 감압하여 흙막이벽체의 수평변위를 허용시킴으로써 수평응력을 감소시키고, 감압시키고 남은 선행하중이 수평응력과 반대방향으로 가하고 있어서 흙막이벽체의 모멘트가 감소되므로 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성이 유지된다. 따라서 지하벽체의 중간을 끊어서 시공하지 않아도 되므로 공사비와 공사기간을 감소시키면서 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성을 유지시킬 수 있는 방법을 제공하는 것이 목적이다.The present invention is characterized in that, prior to dismantling a brace to construct an underground structure after completion of excavation by applying a large preceding load to the brace during excavation, a part of the preceding load applied to the brace provided on the brace to be dismantled is reduced, And the residual stress is applied in the direction opposite to the horizontal stress, so that the moment of the retaining wall is reduced, so that the stability of the retaining wall is maintained. Therefore, it is not necessary to cut off the middle part of the underground wall to reduce the construction cost and the construction period, and to provide a method of maintaining the stability of the earth retaining wall during the dismantling period.

또한 본 발명은, 버팀대를 해체시키기 전, 해체될 예정인 버팀대 상부에 설치된 버팀대나 그 위에 버팀대에 굴착시 가해진 선행하중을 감압하여 흙막이벽체나 주변구조물의 안정성이 보다 잘 유지되도록 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법을 제공하는 것이 목적이다.Also, the present invention is characterized in that before the braces are dismantled, the braces provided on the braces to be disassembled or the braces provided on the braces are decompressed to relieve the preceding loads, so that the stability of the braces is improved. It is an object to provide a method for maintaining stability.

또한 본 발명은, 버팀대를 해체시키기 전, 버팀대마다 유압잭으로 가압한 버팀대의 선행하중을 감압하여 안정성을 보다 잘 유지 하는 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법을 제공하는 것이 목적이다.It is another object of the present invention to provide a method of maintaining the stability of a stranded wall during a strand disassembly period in which a preceding load of a strut pressed by a hydraulic jack per strand is decompressed to maintain stability even before disassembling the strut.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은, 흙막이벽체에 선행하중을 가하는 복수개의 버팀대가 상부부터 하부로 설치되어 지반굴착을 완료하는 단계와, 지하구조물을 시공하기 위해서 하부 버팀대부터 버팀대 해체시 해체예정 버팀대 상부 및 그 위의 버팀대에 가해진 선행하중을 감압하는 단계와, 굴착바닥부터 역순으로 버팀대를 해체하는 모든 해체과정을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for maintaining the stability of an earth retaining wall in a disassembly zone during a disassembly period of a strut, the method comprising: completing a ground excavation by installing a plurality of struts for applying a preceding load to the earth retaining wall from top to bottom, Decompressing the preceding loads applied to the upper and the upper struts of the strut to be disassembled when the strut is disassembled from the lower strut in order to disassemble the strut in reverse order from the excavation floor.

또한, 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 해체 예정 버팀대를 해체하기 전, 해체예정 위의 버팀대와 그 위에 위치되면서, 해체예정 버팀대에 가장 근접한 버팀대에 가해진 선행하중을 감압하는 단계를 더 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for maintaining the stability of an earth retaining wall during a disassembly period of a disassembly zone, comprising steps of: decompressing a preceding load applied to a brace nearest to a disassembly brace, .

또한, 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 상기 지반을 단계별 굴착할 때 유압잭이 부착된 버팀대를 상부부터 도면에 제시된 간격대로 설치하여 선행하중을 가하면서 굴착을 완료하며, 해체 예정 버팀대는 지하구조물의 시공순서에 의하며 선행하중을 감압하는 버팀대는 해체예정 버팀대 상부에 설치된 버팀대인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for maintaining stability of an earth retaining wall, comprising steps of: installing a bracket to which a hydraulic jack is attached at intervals as shown in the drawing, Is a brace installed on the upper part of the dismounting brace in accordance with the order of construction of the underground structure and the braces for reducing the preceding load.

또한, 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 흙막이구조물을 설계할 때, 굴착이 완료된 후 지하구조물을 축조하기 위해 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 검토시 버팀대의 해체단계에서 해체예정 상부에 위치한 버팀대에 가해진 선행하중의 감압크기를 조절하는 방법에 관한 것으로, 지반을 굴착하는 조건에서 발생되는 흙막이벽체의 부재력과, 버팀대가 해체될 때 흙막이벽체의 지간이 길어져 증가되는 흙막이벽체의 부재력과 수평변위 등의 값을 비교검토하여 각 값들이 허용범위 내에서 흙막이벽체가 최적의 안전상태를 유지시킬 수 있도록 선행하중의 적절한 감압크기를 결정하는 방법이다.In addition, the method for maintaining the stability of the retaining wall of the present invention is characterized in that, when designing the retaining structure, the stability of the retaining wall is determined in order to construct an underground structure after excavation is completed. The present invention relates to a method for adjusting the magnitude of a reduction in the amount of a preceding load applied to a bracing which is placed on a base, and a method for controlling the amount of bracing of the bracing member by adjusting the member force of the bracing wall caused by excavation of the bracing, Displacement, etc., and determine the appropriate decompression size of the preceding load so that each value can maintain the optimal safety condition of the retaining wall within the allowable range.

또한, 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은, 시공 중에 측정된 계측결과치를 이용하는 방법에 관한 것으로, 구조계산시 수행한 수치해석 결과에서 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지를 위해 감압될 선행하중의 크기를 정한 것에 토대를 두고, 계측결과치를 분석한 후에 수치해석 결과와 비교한다. 또한 계측 결과치를 수치해석으로 역해석하여 버팀대 해체구간 흙막이벽체가 현장여건상 최적의 안전상태를 유지시킬 수 있도록 선행하중의 적절한 감압크기를 결정한 후에 그 크기만큼 버팀대 선행하중을 감압하여 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 강성만으로 안정성을 유지시키는 방법이다.The present invention also relates to a method for maintaining the stability of an earth retaining wall during a disassembly period of a disassembly zone of the present invention, Based on the size of the load, the basis of the measurement is analyzed and compared with the numerical analysis results. In addition, numerical analysis of the measurement results is inversely analyzed to determine the appropriate decompression size of the preceding load so that the retained wall can maintain the optimal safety condition on the site condition, and then the preceding load of the strut is decompressed by the size, It is a method to maintain the stability only by the rigidity of the wall.

본 발명의 굴착시 버팀대에 가한 선행하중을 굴착완료 후 지하구조물을 축조하기 위해서 버팀대를 해체할 때 해체예정 버팀대 상부 버팀대와 그 위 상부 버팀대의 선행하중을 감압하여 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성을 유지시키는 방법은 다음과 같은 효과가 있다.When disassembling the brace to construct the underground structure after excavation of the preceding load applied to the brace during excavation of the present invention, it is possible to maintain the stability of the brace by dismantling the preceding load of the brace to be disassembled and the upper brace The method has the following effect.

본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 굴착완료 후 지하구조물 축조를 위해 버팀대를 해체할 때, 버팀대에 가해진 선행하중의 일부를 감압하여 흙막이벽체의 수평변위를 허용시키면, 흙막이벽체 배면에 하중으로 작용하는 수평응력의 크기가 감소되고, 선행하중을 일부 감압시킨 버팀대에도 감압 후 남은 선행하중이 수평응력과 반대방향으로 작용하여 흙막이벽체의 모멘트를 감소시켜 모멘트가 허용범위 이내가 되면 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성이 유지된다. 또한 선행하중을 감압시킨 버팀대에도 감압시키기 전보다는 작아졌지만 감압된 선행하중보다 훨씬 큰 선행하중이 배면지반의 변형을 억제시키고 있어서 배면지반의 침하는 허용범위 이내가 되므로 주변구조물의 안정성이 유지된다. According to the present invention, there is provided a method for maintaining stability of an earth retaining wall, comprising: disposing a bracket for constructing an underground structure after completion of excavation; allowing a horizontal displacement of the earth retaining wall by reducing a part of a preceding load applied to the bracket; If the moment is within the permissible range, the magnitude of the horizontal stress acting on the load is reduced, and if the moment is within the permissible range, the remaining preload after the decompression acts in the opposite direction to the horizontal stress, The stability of the section retaining wall is maintained. Also, the tensile stress of the preloaded beam is smaller than that before the decompression, but the preload, which is much larger than the decompressed preload, restrains deformation of the backside so that the settlement of the backside ground is within the permissible range and the stability of the surrounding structure is maintained.

따라서 본 발명의 해체단계에서 버팀대 선행하중의 감압기술은 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 강성만으로 안정성을 유지시킬 수 있기 때문에 지하벽체의 중간을 끊어서 시공하거나 보강버팀대를 추가로 설치시키지 않아도 되므로 그 만큼 공사기간과 공사비가 감소된다.Therefore, in the dismounting step of the present invention, since the stability of the post-tensioning wall can be maintained only by the stiffness of the retaining wall, it is not necessary to cut off the middle of the underground wall or further install the reinforcing brace, And the cost of construction is reduced.

도 1은 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법 플로어차트.
도 2는 종래의 선행하중 재하전달체의 평면도.
도 3은 종래의 선행하중 재하전달체의 측면도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a floor chart of a method for maintaining the stability of an earth retaining wall of a strut disassembly period according to the present invention.
2 is a plan view of a conventional prior load carrying body.
3 is a side view of a conventional prior load carrier.

이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다. The same components as those of the conventional art will be described below with reference to the related art, and a detailed description thereof will be omitted.

지반을 굴착할 때는 상부부터 단계별로 버팀대를 설치하면서 선행하중을 가하기 때문에 안정성이 유지된다. 그러나 굴착완료 후 지하구조물을 설치하기 위해서 버팀대 해체시 변하는 외력조건에 증가되는 수평응력과 지반굴착시 버팀대에 가해진 선행하중에 의해 증가된 수평응력이 모두 합하여 하중으로 작용하고 있는 상태에서 버팀대를 해체하면 해체구간 흙막이벽체의 지간이 길어지기 때문에 흙막이벽체의 부재력이 허용범위를 초과할 수 있다. When excavating the ground, stability is maintained because it installs the strut in stages from the top and applies the preceding load. However, in order to install an underground structure after completion of excavation, the horizontal stress, which is increased to the external force condition changing at the time of dismantling the strut, and the horizontal stress, which is increased by the preceding load applied to the strut during the excavation, Since the length of the stranded wall is longer, the strength of the wall of the stranded wall may exceed the allowable range.

위의 외력조건이란, 공사 중 게릴라성 폭우나 수도관 등의 파열로 지하수위가 상승하는 경우, 현장에 자재 수급이 원할 하지 않거나 중차량에 의한 진동, 배면지반조건의 변화 등에 의해 지반에 수평응력이 증가되는 경우이다.The above external force condition means that when the groundwater level rises due to the rainstorm of guerrilla storms or water pipes during the construction, there is a tendency that horizontal stress is applied to the ground due to fluctuations in vibration conditions and back ground conditions, .

보다 자세하게, 토압은 굴착시 버팀대에 가하는 큰 선행하중에 비례하여 커지고, 상기 외력조건에 의해 추가로 증가된 수평응력이 흙막이벽체에 작용하고 있을 때 버팀대를 해체하면, 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 지간이 길어진 상태에서 설계 당시보다 커진 수평응력이 버팀대 해체구간 흙막이벽체에 작용하고 있기 때문에 흙막이벽체의 부재력이 증가하여 허용범위를 초과할 수 있다. More specifically, the earth pressure increases in proportion to a large preceding load applied to the braces at the time of excavation, and when the braces are disassembled when the lateral stress further increased by the external force condition acts on the earth retaining wall, Since the horizontal stress, which is larger than that at the time of designing, is acting on the retaining walls of the strut breakage zone in the extended state, the member force of the retaining walls may increase and exceed the allowable range.

이러한 본 실시 예의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 수평응력이 설계시점과 동일하거나 외력에 의해 증가했을 때, 버팀대 해체시 지간이 길어져 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 부재력이 증가하여 허용응력을 초과하면 흙막이벽체나 주변구조물의 안정성을 유지시키기 어렵다. 이럴 경우에 효과적으로 적용시킬 수 있다.When the horizontal stress is equal to the design time or increased by the external force, the method of maintaining the stability of the earth retaining wall in the disengaging zone of the present embodiment increases the strength of the earth retaining wall when the supporting wall is disassembled, It is difficult to maintain the stability of the earth retaining walls and surrounding structures. In this case, it can be effectively applied.

본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은, 굴착시 흙막이벽체에 상부부터 하부까지 복수개의 버팀대를 설치하면서 선행하중을 가하는 지반굴착단계와, 굴착완료 후 지하구조물을 축조하기 위해 버팀대 해체시 해체예정 버팀대의 상부에 위치한 버팀대나 그 위에 버팀대의 선행하중을 감압하는 단계와, 버팀대를 해체하는 단계를 포함하여 구성된다.The method of the present invention for securing stability of an earth retaining wall includes a ground excavation step for applying a preceding load while installing a plurality of braces from top to bottom on the earth retaining wall during excavation, Decompressing the preceding load of the strut located on the upper portion of the dismounting props, and dismounting the strut.

한편, 지반굴착시 흙막이벽체의 안정성 유지방법은, 지반굴착 단계에서, 상부부터 유압잭이 부착된 버팀대를 상부부터 순차적으로 설치하였다. 이때 유압잭은 서로 띠장과 버팀대가 서로 평행하게 설치하며, 굴착단계별로 버팀대에 선행하중을 가하면서 굴착을 완료한다. On the other hand, in order to maintain the stability of the earth retaining wall during the excavation of the ground, the braces with hydraulic jacks are installed sequentially from the top in the ground excavation step. At this time, the hydraulic jacks are installed parallel to each other with a wale band and a brace, and the excavation is completed while applying a preceding load to the braces at each excavation step.

본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 지반굴착이 완료된 후, 매트기초와 각 지하층별 슬래브로 구성된 지하구조물을 설치하기 위해 버팀대를 해체할 때에도 굴착시 버팀대에 가해진 선행하중이 그대로 유지되고 있으므로, 선행하중에 의해 증가된 수평응력이 버팀대의 해체구간 흙막이벽체에 하중으로 작용하고 있다. 따라서 버팀대 해체시 해체구간 흙막이벽체의 지간이 길어져 부재력이 허용범위를 초과하게 되면, 흙막이벽체의 부재력이 최대로 발생되는 위치에 설치된 버팀대나 그 위에 설치된 버팀대의 선행하중을 감압하여 흙막이벽체의 수평변위를 허용범위 내로 허용한다. The present invention provides a method for maintaining the stability of a retaining wall of a bracket during a dismantling of a bracket for installing an underground structure comprising a mat base and slabs for each basement after the excavation of the ground is completed, Therefore, the lateral stress increased by the preceding load acts as a load on the retaining wall of the braces. Therefore, when the stiffening wall of the disassembly section is extended and the member force exceeds the allowable range, the preceding load of the stiffener installed at the position where the member force of the retaining wall is maximized and the strut installed thereon are decompressed, Within the allowable range.

보다 자세하게, 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법에 따르면, 선행하중이 가해진 버팀대의 선행하중을 일부 감압하여 흙막이벽체의 수평변위를 허용하면 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 배면에 작용하는 수평응력, 즉 감소된 토압이 흙막이벽체에 하중으로 작용하게 되고, 감압시키고 남은 선행하중이 감소된 수평응력과 반대방향으로 작용하고 있어서 흙막이벽체의 모멘트를 감소시키므로 흙막이벽체의 모멘트는 허용범위 이내가 된다. 따라서 본 발명에 의해 버팀대 해체구간 흙막이벽체만으로 안정성을 유지할 수 있기 때문에 해체구간 흙막이벽체의 안정성을 위해 지하벽체의 중간을 끊어서 시공하지 않아도 되므로 공사비와 공사기간이 증가되는 것이 방지된다. In more detail, according to the method for maintaining the stability of the stranded wall of the present invention, when the preceding load of the strand subjected to the preceding load is partially depressurized to permit horizontal displacement of the stranded wall, the horizontal stress acting on the back of the stranded wall That is, the reduced earth pressure acts as a load on the retaining wall, and the remaining pre-load acts in a direction opposite to the reduced horizontal stress so that the moment of the retaining wall is reduced, so that the moment of the retaining wall is within the allowable range. Therefore, according to the present invention, since the stability can be maintained only by the earth retaining walls during the disassembly period of the disassembly section, it is not necessary to cut off the middle of the underground wall for the stability of the disassembly section, thereby preventing the construction cost and the construction period from being increased.

한편, 버팀대를 해체하면 흙막이벽체의 지간이 길어져 수평변위가 발생하여 감소된 수평응력이 흙막이벽체에 하중으로 작용될 때 흙막이벽체의 부재력이 허용범위 이내라면 해체예정 상부 버팀대에 가해진 선행하중은 감압할 필요가 없다.On the other hand, if the braces are dismantled, horizontal strains of the retaining walls will become longer and the horizontal stress will act as loads on the retaining walls. If the member forces of the retaining walls are within the allowable range, the preceding loads applied to the upper braces will be decompressed no need.

본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법의 핵심인 버팀대에 가해진 선행하중의 감압크기는 버팀대가 해체된 흙막이벽체의 지간, 현장여건, 배면지층, 지하수 위치, 진동, 계측결과치 등을 종합적으로 고려해야 한다. The decompression size of the preceding load applied to the brace, which is the core of the method of maintaining the stability of the brace of the present invention, is a comprehensive decomposition of the brace, the ground condition, the back ground layer, the groundwater location, Should be considered.

이때 선행하중 감압크기의 결정은 설계 당시는 수치해석으로 감압크기를 결정하고, 시공 도중에는 지중 수평변위계와 버팀대 축력계 등에 측정된 계측결과를 분석하고 역해석하여 최종 감압크기를 결정한다. 즉 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 지간이 길어져도 안정성이 유지될 수 있도록, 버팀대에 가해진 선행하중을 일부 감압하여 수평응력을 감소시키고, 감소시키고 남은 선행하중이 수평응력과 반대방향으로 작용하여 흙막이벽체의 모멘트를 감소시킴으로써 허용범위를 초과하는 흙막이벽체의 모멘트가 허용범위 내에 있도록 하는 것이다. At this time, the size of the decompression pressure is determined by the numerical analysis at the time of designing, and the final decompression size is determined by analyzing the measurement result measured in the horizontal horizontal displacement meter and the strut axial force meter during the construction and inverse analysis. That is, according to the present invention, there is provided a method for maintaining the stability of a stranded wall in a disassembly zone during a disassembly period of a strut, comprising the steps of: reducing a preload applied to the strut to reduce a horizontal stress, The load acts in a direction opposite to the horizontal stress to reduce the moment of the retaining wall so that the moment of the retaining wall exceeding the allowable range is within the allowable range.

보다 자세하게 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은, 지하벽체 중간을 끊어서 시공하거나 보강 버팀대를 설치 등의 추가적인 시공 없이 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성을 유지시키는 것이다. More specifically, the present invention provides a method for maintaining the stability of an earth retaining wall in a disassembly zone during a disassembly period of the disassembly zone without disrupting the middle of the underground wall or installing additional reinforcing bars.

이하에서는 선행하중의 감압크기를 결정하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for determining the magnitude of the reduced pressure of the preceding load will be described.

첫 번째 방법은, 설계시에 수치해석을 수행하여 굴착이 완료된 후 지하구조물을 축조하기 위해 버팀대를 해체할 때 해체예정 상부 버팀대나 그 위의 버팀대에 선행하중의 감압크기를 결정하여 감압시키는 방법이다.In the first method, numerical analysis is performed at the time of design, and when the braces are dismantled to construct an underground structure after excavation is completed, the decompression magnitude of the preceding load is determined on the disassembly upper brace or the braces on the upper brace .

이 방법은 흙막이벽체의 강성과 지반 굴착조건에서 발생하는 흙막이벽체의 부재력과 수평변위 등의 해석 값을 버팀대 해체시 흙막이벽체의 지간이 길어짐에 따라 증가되는 흙막이벽체의 부재력과 수평변위 등의 값을 비교 및 검토한다.This method is based on the analysis of the stiffness of the retained wall and the analysis of the member forces and horizontal displacements of the retained walls caused by the ground excavation conditions, such as the member forces and horizontal displacements of the retained walls that increase with the length of the earth retaining walls Compare and review.

이때 비교 및 검토한 값을 토대로 흙막이벽체의 안전상태가 최적으로 유지되도록 해체될 예정 버팀대 상부에 설치된 버팀대에 가해진 선행하중을 적절한 크기로 감압시키는 방법이다. At this time, based on the comparison and examination value, the preceding load applied to the brace installed on the brace to be disassembled is decompressed to an appropriate size so that the securing state of the retaining wall is kept optimal.

두 번째 방법은, 시공 중의 방법으로 지중수평변위계와 버팀대 축력계 등의 계측 결과치를 토대로 버팀대가 해체되는 단계에서 해체될 예정인 버팀대 상부에 설치된 버팀대에 가해진 선행하중의 감압크기를 조절하는 방법이다. The second method is a method of adjusting the decompression magnitude of the preceding load applied to the braces installed on the braces, which are to be disassembled, at the stage where the braces are disassembled based on measurement results of the underground horizontal displacement meter and the strut axial force meter.

이 방법은 우선, 구조계산시 수행한 수치해석 결과에 토대로 두고, 계측 결과치를 상세히 분석한 후에 수치해석 결과와 비교하고, 계측결과치를 역해석하여 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정상태가 현장여건상 최적으로 유지되면서 주변구조물이 침하에 대해 안정할 수 있도록 선행하중의 감압크기를 결정하는 방법으로 결정된 감압크기만큼 해체예정 버팀대 상부 버팀대의 선행하중을 감압시키는 방법이다. This method is first based on the numerical analysis results obtained in the structural calculation, and after the detailed analysis of the measurement results, it is compared with the numerical analysis results, and the results of measurement are inversely analyzed to determine the stable state of the earth retaining walls And the pressure of the front brace is reduced by the reduced pressure magnitude determined by a method of determining the reduced pressure of the preceding load so that the surrounding structure can be stabilized against the settlement while being maintained.

상기 두 가지 방법의 공통사항은 아래와 같다.The common features of the above two methods are as follows.

버팀대에 가해진 선행하중을 감압하여 흙막이벽체의 수평변위를 허용하면 주동토압계수가 작아져 흙막이벽체의 배면에 작용되는 수평응력이 감소된다. 이때 수평응력이 감소된 상태[그림 1 참조]에서 해체예정 버팀대 상부 버팀대의 선행하중을 일부 감압시키고 남은 선행하중이 흙막이벽체에 수평응력의 작용방향과 반대방향으로 가압되므로 흙막이벽체의 모멘트가 감소되어 흙막이벽체의 부재력과 배면지반의 침하는 허용범위 내에 있게 되는 것이다.Allowing lateral displacement of the retaining wall by reducing the forward load applied to the braces reduces the horizontal stress acting on the back of the retaining wall due to the smaller primary earth pressure coefficient. At this time, in the state where the horizontal stress is decreased [see Fig. 1], the moment load of the retaining wall is decreased because the preceding load of the supporter is partially decompressed and the remaining sup- ply load is applied to the securing wall in the direction opposite to the direction of the horizontal stress The member force of the retaining wall and the subsidence of the backside ground are within the permissible range.

만약 해체예정 버팀대 상부 버팀대의 선행하중을 감압시켰을 때에도 흙막이벽체의 부재력이 허용범위를 초과하면 감압시킨 버팀대 상부에 위치한 버팀대의 선행하중을 추가로 감압시키는 방법이 있다.If the force of the earth retaining wall exceeds the allowable range even when the preceding load of the supporter of the supporter to be dismantled is reduced, there is a method of further depressurizing the supporter of the supporter located on the supporter.

이하는 가정한 현장을 예로 들어 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법을 설명한 것이며, 굴착공사 개요는 다음과 같다.Hereinafter, the method of maintaining the stability of the earth retaining wall of the strut disassembly period of the present invention is described by taking the supposed site as an example, and the outline of the excavation work is as follows.

굴착면적 : A = 3743 (m2) 굴착깊이 : GL -14.98 (m), 지하 3층Excavation area: A = 3743 (m2) Excavation depth: GL -14.98 (m), 3 basement floors

버팀대 설치단수 : 5단Strut mounting step: 5 stages

흙막이벽체 : CIP(D=500), H-300x300x10x15 ctc 1500 Walls: CIP (D = 500), H-300x300x10x15 ctc 1500

지하수위 : GL -5.0(m) 차수공법 : SGR공법Groundwater level: GL -5.0 (m) Order method: SGR method

배면지층 : 매립토, 퇴적토 1, 퇴적토 2, 풍화토, 풍화암, 연암Backward layer: buried soil, sediments 1, sediments 2, weathered soil, weathered rocks,

주변건물 : 흙막이벽체로부터 3m 이격된 지상 3층 건물 근접Surrounding building: 3 stories above the ground, 3m from the wall

다음은 복수개의 버팀대가 5단으로 설치된 흙막이벽체의 단면도[그림 4]와 흙막이벽체의 상세도[그림 5]이다.The following is a cross-sectional view of the retaining wall with a plurality of braces in five stages [Figure 4] and a detailed view of the retaining wall [Figure 5].

이하에서는 설명을 보다 쉽게 할 수 있도록, [그림 4]를 기준으로 최상단 버팀대를 1단 버팀대라고 하고, 최하단 버팀대를 5단 버팀대라고 하도록 한다.In the following description, the uppermost brace is referred to as a first stage brace and the lowermost brace is referred to as a fifth stage brace in order to facilitate description.

Figure 112016033644304-pat00013
Figure 112016033644304-pat00013

[그림 4] 흙막이벽체 단면도[Figure 4] Sectioning of wall

Figure 112016033644304-pat00014
Figure 112016033644304-pat00014

[그림 5] 흙막이벽체 상세도[Figure 5] Details of the wall of the retaining wall

[표3]은 상기의 현장에 굴착시는 굴착단계별로 흙막이벽체 배면에 작용하는 수평응력을 고려하여 버팀대에 적절한 크기의 선행하중을 가압하여 굴착을 완료하고, 해체시는 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 모멘트가 허용범위를 초과하므로 흙막이벽체의 모멘트가 허용범위 내에 있도록 하기 위해서 CASE별로 선행하중을 일정비율로 점차 감소시킨 즉, CASE별로 선행하중을 감소시킨 표이다. [Table 3] shows that when the excavation is carried out at the site, the excavation is completed by pressing a suitable load on the brace in consideration of the horizontal stress acting on the back of the retained wall by the excavation step, and when the brace is dismantled, Since the moment exceeds the permissible range, the preceding load is gradually decreased at a certain rate for each case to reduce the moment load of the retaining wall within the allowable range.

Figure 112016033644304-pat00015
Figure 112016033644304-pat00015

[표3] 각 CASE별 가압 및 감압 선행하중[Table 3] Pressurization and decompression precedent load for each case

[표 3]에서 굴착시 버팀대에 가해지는 선행하중은 1단에서는 가장 작은 45, 2단에서는 1단보다 큰 110, 3단에서 5단까지는 2단보다는 큰 310이 가해진다. 1단과 2단의 선행하중이 작은 이유는 토압은 굴착심도에 비례하여 커지기 때문에 상부는 작고, 하부로 내려가면서 점점 커진다. 3단 버팀대부터는 토압이 점점 더 증가하기 때문에 흙막이벽체의 수평변위를 억제시켜 배면지반의 침하를 더 감소시키기 위해 단계별로 가압하는 선행하중의 크기를 깊이에 비례하여 증가되는 수평응력에 비례적으로 증가시켜야 한다. 그러나 3단부터 5단 버팀대까지 동일한 크기의 선행하중을 가압한 이유는, 흙막이벽체의 내부 응력재인 H형강, 띠장 및 버팀대에 그 이상의 선행하중, 즉 [표3]에서 310이상의 선행하중을 가하면 사용강재의 허용응력을 초과하기 때문이다. 물론 선행하중의 크기는 각 부재의 안전률을 고려하여 결정된 것이다. In Table 3, the leading load applied to the braces at excavation is 45, which is the smallest at the first stage, 110 which is larger than the first stage at the second stage, and 310, which is larger than the second stage, from the third stage to the fifth stage. The reason why the preceding loads in the first and second stages are small is that the earth pressure is small in proportion to the excavation depth, Since the earth pressure gradually increases from the three-stranded strut, the magnitude of the preceding load to be pressurized stepwise in order to further reduce the settlement of the back ground by suppressing the horizontal displacement of the earth retaining wall increases proportionally to the horizontal stress increased in proportion to the depth . However, the reason why the same-sized forward load is applied from the third stage to the fifth-stage strut is that the H-shaped steel, the wale and the strut which are the internal stress members of the earth retaining wall are subjected to a higher preceding load, This is because the allowable stress of steel is exceeded. Of course, the size of the preceding load is determined by considering the safety factor of each member.

한편 굴착현장 주변에 침하에 민감한 구조물이 있을 경우에는, 강재의 규격을 증가시키면 상기보다 더 큰 선행하중을 가압시킬 수 있어 침하가 더 감소되기 때문에 주변구조물의 안정성이 증가된다. On the other hand, if there is a structure susceptible to subsidence in the vicinity of the excavation site, increasing the size of the steel can increase the stability of the surrounding structure because it can press the larger preceding load and further reduce the settlement.

상기의 예시현장은 4단 버팀대를 해체할 때, 흙막이벽체의 부재력이 가장 크게 발생된다. 따라서 4단 버팀대를 해체할 때, 흙막이벽체의 지간이 길어져 증가되는 흙막이벽체의 부재력이 설계시의 부재력에 만족하도록 다음에 해체될 예정인 3단 버팀대에 굴착시 가해진 선행하중의 일부를 감압시킨 것이다. In the above-mentioned example site, when the four-strand brace is dismantled, the member force of the earth retaining wall is the largest. Therefore, when dismantling the 4-step brace, the part of the preceding load applied to the 3-step brace, which is expected to be dismantled next time, is decompressed so that the member force of the retained wall increases due to the increase of the stay of the retaining wall.

그러나 해체될 예정인 버팀대에 가해진 선행하중을 감압하는 것만으로 흙막이벽체의 부재력이 허용범위 내에 있지 않는 경우, 흙막이벽체의 건축 구조물의 형태, 배면 지층조건이 달라지는 경우, 지하수위가 상승할 경우, 배면에 건물 등이 상재하중으로 작용할 경우에는, 선행하중의 감압크기와 감압시켜야 할 버팀대의 단수가 달라진다. 즉, 한 개의 버팀대만 감압시키는 것이 아니라 해체될 예정인 버팀대 상부의 버팀대 위에 설치된 버팀대도 선행하중을 추가로 감압시켜야 흙막이벽체의 부재력이 설계시의 부재력에 만족될 수 있는 경우가 있다.However, if the member force of the retaining wall is not within the permissible range only by decompressing the preceding load applied to the brace to be dismantled, if the shape of the building structure of the retaining wall, the condition of the back ground layer is changed, When a building or the like acts as an overhead load, the size of the reduced pressure of the preceding load and the number of the strut to be decompressed are different. In other words, not only only one prop is decompressed, but also a strut installed on a strut above the strut to be disassembled may be further depressurized by the preceding load, so that the member forces of the earth retaining walls may be satisfied with the force at the time of designing.

이를 위해서는 설계 당시는 수치해석으로, 시공 중에는 현장 계측 결과치를 정확히 분석하여 이후의 버팀대를 해체할 때 지반과 흙막이벽체의 거동을 예측해야 하며, 지반공학 이론, 특히 벽체의 수평변위 증가에 따라 변하는 즉, 토압의 변화를 이해해야 한다. 따라서 버팀대 해체시 배면지반의 거동 예측이나 지반공학 이론을 이해하지 못하고 임의로 버팀대에 가해진 선행하중을 감압시키면, 다음 버팀대 해체 단계에서 흙막이벽체의 부재력이 허용범위를 초과하거나 흙막이벽체의 배면에 근접한 주변구조물에 침하가 발생하여 허용범위를 초과할 수 있어 흙막이벽체나 주변구조물의 안정성을 유지시키기가 어렵다. 즉, 허용범위를 초과하여 흙막이구조물과 주변구조물이 위험해 질 수 있다. 이 경우 흙막이벽체나 주변구조물의 안정성을 위해서 지하벽체의 중간을 끊어서 시공하거나 보강 버팀대를 설치해야 하므로 공사비와 공사기간이 증가된다.For this purpose, the numerical analysis at the time of design and the analysis of field measurements at the time of construction should be accurately analyzed to predict the behavior of the ground and the retained wall when the subsequent braces are dismantled. , You should understand the change in earth pressure. Therefore, if the forward load applied to the brace is unduly reduced without understanding the behavior of the back ground and the geotechnical theory at the dismantling of the brace, the member strength of the retained wall exceeds the allowable range or the peripheral structure near the back of the retained wall So that it is difficult to maintain the stability of the retaining walls and surrounding structures. That is, the retaining structure and the surrounding structure may be dangerous because of exceeding the allowable range. In this case, in order to stabilize the retained walls and surrounding structures, it is necessary to cut off the middle part of the underground wall or install the reinforcing brace, which increases the construction cost and construction period.

다음 [표 4]는 [표 3]의 조건으로 수치해석을 수행한 제1 실시예의 결과이다.[Table 4] is the result of the first embodiment in which numerical analysis is performed under the conditions of [Table 3].

Figure 112016033644304-pat00016
Figure 112016033644304-pat00016

[표 4] 3단 선행하중만 감압시 각 CASE별 수치해석 결과  [Table 4] Numerical analysis results for each case when decompressing only 3-stage leading load

[표 4]에서 보는 바와 같이 지반이 굴착될 때 흙막이벽체의 안정성 유지를 위해 버팀대에 동일한 선행하중이 가해지기 때문에 흙막이벽체의 수평변위, 모멘트, 전단력 및 배면지반의 침하량은 선행하중의 감압에 관계없이 동일하다.As shown in [Table 4], when the ground is excavated, the same pre-load is applied to the braces in order to maintain the stability of the retaining wall. Therefore, the horizontal displacement, moment, shear force and settlement of the back- It is the same without.

그러나 굴착이 완료된 후 버팀대를 해체할 때 CASE 2부터 CASE 5까지 수치해석 결과가 다르게 나타난 이유는, 각 버팀대의 선행하중을 순차적으로 감압시켰기 때문이다. 그 결과 각 CASE별로 흙막이벽체의 모멘트는 순차적으로 감소되었지만 선행하중을 감압시키면 흙막이벽체의 수평변위가 증가하기 때문에 배면지반의 침하는 미약하게 점점 증가하였다.However, the numerical analysis results from CASE 2 to CASE 5 were different when the excavation was completed after the excavation was completed because the successive loads of each prop unit were sequentially depressurized. As a result, the moments of the retained walls were decreased sequentially in each case, but the settlement of the backside ground gradually increased because the horizontal displacement of the retained wall was increased by depressurizing the preceding load.

CIP 축철근량이 D29-6EA가 사용될 수 있는 흙막이벽체의 최대모멘트는 약 260 kNm/m 이므로, 버팀대가 해체될 때 CASE 2부터 CASE 4까지는 흙막이벽체의 모멘트가 309.11 kNm/m ~ 279.68 kNm/m로 CIP 축철근량이 D29-8EA가 사용돼야 안전하다. Since the maximum moment of the earth retaining walls that can be used for the C29 axis reinforcement is about 260 kNm / m, the moments of the retaining walls are between 309.11 kNm / m and 279.68 kNm / m from Case 2 to Case 4 when the braces are dismantled. The CIP shaft reinforcement is safe until D29-8EA is used.

그러나 CIP철근량이 D29-6EA로 시공됐기 때문에, 버팀대가 해체되는 구간에 위치된 흙막이벽체의 부재력이 증가되어 허용범위를 초과하더라도 흙막이벽체 자체를 보강시킬 방법이 없다. 따라서 4단 버팀대가 해체되는 구간에 위치된 흙막이벽체의 안정성을 유지시키기 위해서는 지하벽체의 중간을 끊어서 시공하거나 보강버팀대를 시공하면 안정성을 유지시킬 수 있지만, 그렇게 하면 공사비와 공사기간이 증가된다. However, since the CIP reinforcing bar was constructed with D29-6EA, the member strength of the retaining wall located at the section where the brace is dismantled increases, and there is no way to reinforce the retaining wall itself even if the allowable range is exceeded. Therefore, in order to maintain the stability of the earth retaining wall located at the section where the four-strut bracket is dismantled, it is possible to maintain stability by cutting the middle of the underground wall or constructing the reinforcing brace, but this increases the construction cost and construction period.

한편, 본 예시의 현장은 3단 버팀대에 가해진 선행하중을 310에서 220으로 감압하면 CIP 축철근량이 허용치 내로 들어온다. 즉, 4단 버팀대를 해체시키기 전에 3단 버팀대에 가해진 선행하중을 90.0kN 감압하는 것으로 CIP 축철근량이 허용범위 이내인 당초 시공상태를 유지시킬 수 있다. 따라서 흙막이벽체만으로 안정성이 유지되므로 지하벽체 중간을 끊어서 시공할 필요가 없다.On the other hand, in the case of the present example, when the forward load applied to the three-step brace is reduced from 310 to 220, the amount of the CIP axial reinforcement comes to an allowable value. That is, by decompressing 90.0 kN of the preceding load applied to the 3-step brace before disassembling the 4-step brace, it is possible to maintain the original construction state within the allowable range of the CIP axis reinforcement amount. Therefore, it is not necessary to cut off the middle part of the underground wall because the stability is maintained by the retaining wall alone.

상기 CASE 2에서 CASE 5까지 4단 버팀대를 해체시키기 전에 3단 버팀대에 가해진 선행하중을 순차적으로 감압시켰을 때 흙막이벽체의 수평변위는 최대 0.79mm, 배면지반의 침하는 최대 0.05mm로 작게 증가됐다. 즉, 모두 허용범위 이내에 있으므로 흙막이벽체와 주변구조물의 안정성이 유지된다. When the preceding load applied to the 3-step strut was decompressed sequentially before disassembling the 4-strut strut from CASE 2 to CASE 5, the horizontal displacement of the earth retaining wall was increased to 0.79 mm, and the settlement of the back ground was slightly increased to 0.05 mm. That is, since both are within the allowable range, the stability of the retaining walls and surrounding structures is maintained.

이와 같이 3단 버팀대에 가해진 선행하중의 일부를 감압시키면 버팀대가 해체되는 구간에 위치된 흙막이벽체의 부재력이 감소되는 원인은 두 가지이다. If the part of the preceding load applied to the three-strand brace is decompressed, there are two reasons why the strength of the retained wall located in the section where the braces are dismantled is reduced.

첫째, 버팀대에 가해진 선행하중을 감압시켜 수평변위를 허용시키면 흙막이벽체의 배면에 하중으로 작용되고 있는 수평응력이 감소된다. First, if horizontal displacement is permitted by depressurizing the preceding load applied to the brace, the horizontal stress acting as a load on the back of the retaining wall is reduced.

둘째, 상기 수평응력의 감소만으로 흙막이벽체의 부재력이 감소되어 허용범위 내로 들어오는 것이 아니다. 3단 버팀대에 가해진 선행하중의 일부를 감압시켜 흙막이벽체의 수평변위를 허용하지만, 이는 굴착시에 가압했던 선행하중 전체를 감압시킨 것이 아니고 일부만 감압시킨 것이므로, 감압시키고 남은 선행하중이 수평응력의 반대방향으로 작용하여 흙막이벽체의 모멘트를 감소시키기 때문이다. Secondly, the member force of the earth retaining wall decreases due to the decrease of the horizontal stress, and does not fall within the allowable range. However, since the entire preceding load, which is pressed at the time of excavation, is not depressurized but only partially depressurized, it is necessary to reduce the pressure of the upstanding load applied to the three- And the moment of the earth retaining wall is reduced.

정리하면, 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 상기의 두 가지 효과에 의해 흙막이벽체의 부재력이 감소되므로 시공된 CIP벽체의 철근량을 만족시킬 수 있어 버팀대 해체구간 흙막이벽체는 지간이 길어져도 다른 보강 없이 안정성을 유지할 수 있는 것이다.In summary, the method of maintaining the stability of the stranded wall in the dismantling zone of the present invention can satisfy the amount of reinforcing bars of the CIP wall because the strength of the wall of the retaining wall is reduced by the above two effects, The stability can be maintained without any other reinforcement.

한편, [표 3]에서 3단 버팀대 가해진 선행하중의 일부를 감압시켰을 때, 오직 CASE 5에서만 설계 당시의 조건을 만족시킬 수 있었다. On the other hand, in Table 3, when a part of the preceding load applied to the three-step brace was depressurized, only the CASE 5 could satisfy the conditions at the time of design.

그러나, 흙막이벽체의 수평변위와 배면지반의 침하가 허용범위 이내이면 해체될 예정인 3단 버팀대에 가해진 선행하중을 감압시켜 감소된 흙막이벽체의 부재력이 허용범위를 만족하더라도 [표 5]와 같이 3단 버팀대 위에 설치된 2단 버팀대에 가해진 선행하중을 추가로 감압시킨 뒤 버팀대를 해체시키는 방법이 있다. 실제 현장에서 이러한 상황이 종종 발생한다.However, if the horizontal displacement of the retaining wall and the settlement of the backside ground are within the allowable range, even if the member force of the reduced earth retaining wall is reduced by decreasing the preceding load applied to the three-stage braces to be disassembled, There is a method of dismantling the brace by further depressurizing the preceding load applied to the two-stage brace installed on the brace. This is often the case in real life situations.

여기서, 상기 3단 버팀대를 임의의 버팀대라고 한다면, 상기 임의의 버팀대에 가장 근접한 버팀대는 2단 버팀대인 것이다.Here, if the three-stage strut is an arbitrary strut, the strut closest to the arbitrary strut is a two-strut strut.

[표 5]와 같이 3단 버팀대 선행하중을 감압시킨 후 2단 버팀대의 선행하중을 추가로 감압시키면 [표 4]에서는 CASE5에서만 CIP벽체의 철근량을 만족시켰지만 [표 5]에서는 CASE4와 CASE5에서도 당초 시공되었던 CIP철근량을 만족시킬 수 있어서 다른 보강 없이 흙막이벽체만으로 안정성을 유지시킬 수 있다.As shown in [Table 5], when the forward load of the 3-step strut is reduced and the forward load of the 2-step strut is further depressurized, the amount of reinforcement of the CIP wall is satisfied only in CASE5 in Table 4. However, in CASE4 and CASE5, It is possible to satisfy the CIP reinforcing amount which is applied, so that the stability can be maintained only by the earth retaining wall without any other reinforcement.

Figure 112016033644304-pat00017
Figure 112016033644304-pat00017

[표 5] 3단 버팀대 선행하중 감압 후 2단 버팀대 선행하중 감압시의 결과값 [Table 5] Result of 3-stage strut forward load depressurization and 2-stage strut forward load depressurization

Figure 112016033644304-pat00018
Figure 112016033644304-pat00018

[표 6] 3단 선행하중 감압 후 2단 선행하중 감압시의 결과값(3단 : 250 kN/m 기준)[Table 6] Results of three-stage forward load depressurization and two-stage forward load depressurization (three-stage: 250 kN / m standard)

[표 6]의 결과, 해체 예정 버팀대 상부 버팀대 즉, 3단 버팀대의 선행하중을 작게 감압하는 것은 CIP의 부재력에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다.As a result of [Table 6], it was found that reducing the previous load of the upper strut, that is, the three strut strut, to be dismantled does not affect the force of CIP.

Figure 112016033644304-pat00019
Figure 112016033644304-pat00019

[표 7] 3단 선행하중 감압 후 2단 선행하중 감압시의 결과값(3단 : 220 kN/m 기준)[Table 7] Results of three-stage forward load depressurization and two-stage forward load depressurization (three-stage: based on 220 kN / m)

[표 7]의 결과 버팀대 해체예정인 3단 버팀대의 선행하중을 310에서 220으로 90 감압시킨 후 2단 버팀대를 10씩 감소시켰을 때 모두 CIP의 허용응력 내로 안정성을 유지시킬 수 있었다. The results of Table 7 show that the stability of the three-stage braces to be dismantled was maintained within the allowable stress of the CIP when the two-stage braces were reduced by 10 by reducing the preceding load from 310 to 220 by 90.

Figure 112016033644304-pat00020
Figure 112016033644304-pat00020

[표 8] 3단 선행하중 감압 후 2단 선행하중 감압시의 결과값(3단 : 190 kN/m 기준)[Table 8] Results of three-stage forward load depressurization and two-stage forward load depressurization (three-stage: based on 190 kN / m)

[표 8]의 결과도 [표 7]과 같이 3단 버팀대 선행하중을 310에서 190으로 120 감소시킨 상태에서 2단 버팀대 선행하중을 10씩 감소시켰을 때 모두 CIP의 허용응력 내로 안정성을 유지시킬 수 있었다. 그리고 흙막이벽체의 수평변위는 16.14에서 16.46으로 0.32 아주 미약하게 증가하였고, 배면지반의 침하는 5.85에서 5.74로 0.11 거의 증가하지 않았다. 결국, 버팀대 선행하중을 감소시켜 버팀대 해체구간 흙막이벽체만으로 안정성을 유지시켜도 흙막이벽체는 허용범위 내로 들어와 안정성이 유지되면서 주변구조물은 침하에 매우 안정한 것으로 나타났다.[Table 8] also shows that when the front load of the 3-stage strut is reduced from 310 to 190 by 120 as shown in [Table 7], when the 2-strut forward load is decreased by 10, the stability can be maintained within the allowable stress of the CIP there was. The horizontal displacement of the retaining wall increased from 16.14 to 16.46 by 0.32, and the settlement of the back ground was not increased by 0.11 from 5.85 to 5.74. As a result, it was shown that the retaining walls were allowed to stay within the allowable range even if the retaining walls were maintained only with the retaining walls by reducing the proximal load.

일반적으로 침하에 대한 주변구조물의 안전 정도 δ/L은 [그림 6]에서와 같이 균열을 허용할 수 없는 1/500을 1차 기준치로 하고, 칸막이 벽에 첫 균열이 예상되는 한계 또는 고가 크레인의 작업곤란이 예상되는 한계인 1/300을 2차 기준치로 한다. In general, the degree of safety δ / L of the surrounding structure against the settlement is set at 1/500, which is not permissible to crack, as the first criterion, and the limit of the first crack at the partition wall or the elevated crane The second criterion is 1/300, which is the expected limit of difficulty.

Figure 112016033644304-pat00021
Figure 112016033644304-pat00021

[그림 6] 각 변 위 δ / L (Bjerrum,1963)[Figure 6] Variations δ / L (Bjerrum, 1963)

이하의 1)부터 5)는 침하가장 크게 발생하는 [표 5]의 수치해석 결과치로 주변건물의 안전도를 검토하였다. 여기서 부등침하량은 기둥의 거리 6.0m로 가정하였다.The results of numerical analysis of Table 5, where 1) to 5) below are the largest occurrences of subsidence, were examined for the safety of surrounding buildings. The differential settlement is assumed to be 6.0 m.

[부등침하 산출 결과][Unequal settlement calculation result]

1) CASE 1 - 0.50m 침하량 : 5.17mm1) CASE 1 - 0.50m Settlement: 5.17mm

- 6.50m 침하량 : 3.65mm - 6.50m Settlement amount: 3.65mm

- 부등침하량(기둥간 거리) : 1.52mm (6.0m)- Uneven settlement (distance between pillars): 1.52mm (6.0m)

정도 = 1.52/6000 = 1/3947 < 1/500 OK        Degree = 1.52 / 6000 = 1/3947 <1/500 OK

2) CASE 2 - 0.50m 침하량 : 5.43mm2) CASE 2 - 0.50m Settlement amount: 5.43mm

- 6.50m 침하량 : 3.93mm - 6.50m Settlement: 3.93mm

- 부등침하량(기둥간 거리) : 1.50mm (6.0m)- Uneven settlement (distance between pillars): 1.50mm (6.0m)

정도 = 1.50/6000 = 1/4000 < 1/500 OKDegree = 1.50 / 6000 = 1/4000 < 1/500 OK

3) CASE 3 - 0.50m 침하량 : 5.48mm3) CASE 3 - 0.50m Settlement: 5.48mm

- 6.50m 침하량 : 4.17mm - 6.50m Settlement amount: 4.17mm

- 부등침하량(기둥간 거리) : 1.31mm (6.0m)- Uneven settlement (distance between pillars): 1.31mm (6.0m)

정도 = 1.31/6000 = 1/4255 < 1/500 OKDegree = 1.31 / 6000 = 1/4255 <1/500 OK

4) CASE 4 - 0.50m 침하량 : 5.57mm4) CASE 4 - 0.50m Settlement: 5.57mm

- 6.50m 침하량 : 4.42mm - 6.50m Settlement amount: 4.42mm

- 부등침하량(기둥간 거리) : 1.15mm (6.0m)- Uneven settlement (distance between pillars): 1.15mm (6.0m)

정도 = 1.31/6000 = 1/4580 < 1/500 OKDegree = 1.31 / 6000 = 1/4580 <1/500 OK

5) CASE 55) CASE 5

- 0.50m 침하량 : 5.70mm- 0.50m Settlement: 5.70mm

- 6.50m 침하량 : 4.66mm - 6.50m Settlement: 4.66mm

- 부등침하량(기둥간 거리) : 1.04mm (6.0m)- Uneven settlement (distance between columns): 1.04mm (6.0m)

정도 = 1.04/6000 = 1/5769 < 1/500 OKDegree = 1.04 / 6000 = 1/5769 <1/500 OK

CASE 1부터 CASE 5의 침하에 대한 수치해석 결과인 1)부터 5)에 따르면, 침하에 대한 문제 즉, 버팀대에 가해진 선행하중의 감압에 의한 흙막이벽체의 수평변위 발생으로 배면지반에 침하가 발생하여도 그 값이 작기 때문에 흙막이벽체 또는 주변구조물에 대한 안정성은 전혀 문제가 없는 것으로 나타났다.According to the numerical analysis results of CASE 1 to CASE 5 settlement 1) to 5), settlement problem occurred in the back ground due to the horizontal displacement of the retaining wall due to the decompression of the preceding load applied to the braces The stability of the retaining walls or surrounding structures is not a problem at all.

이러한 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법을 적용하여 흙막이벽체의 안정성을 유지시키면 지하벽체 중간을 끊어서 시공하지 않아도 되므로 공사기간과 공사비가 감소된다. If the stability of the earth retaining wall is maintained by applying the method of maintaining the stability of the retaining wall of the present invention, it is not necessary to cut off the middle of the underground wall to reduce the construction period and the construction cost.

이때 지하벽체 중간을 한 번 끊어서 시공하는데 소요되는 공사기간은 현장크기와 지하구조물 형태 등에 따라 다르다. 일반적으로 작은 현장은 보통 15~20일 정도가 소요되고, 큰 현장은 보통 25~30일 정도가 소요되는 것을 감소시킬 수 있다. 물론 이에 따른 공사비도 같이 감소된다.In this case, the construction time required to break the middle of the underground wall depends on the size of the site and the type of underground structure. Typically, a small site typically takes 15-20 days, and a large site usually can take 25-30 days less. Of course, the construction cost will also decrease accordingly.

이때 공사기간은 철근을 절단하는 시간, 철근을 연결하는 시간, 거푸집 설치시간, 콘크리트 타설시간, 콘크리트 양생시간, 양생 후 거푸집을 해체하는 시간 등을 말한다.In this case, the construction period refers to the time for cutting the reinforcing bars, the time for connecting the reinforcing bars, the time for installing the formwork, the time for pouring the concrete, the time for curing the concrete, and the time for dismantling the form after curing.

뿐만 아니라 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 철근을 연결할 때 추가되는 철근량, 인건비, 거푸집 사용비 등의 공사비가 줄어든다. In addition, the method of maintaining the stability of the earth retaining walls of the brace disassembly section of the present invention reduces the construction costs such as the amount of reinforcing bar, the labor cost, and the mold use ratio added when the reinforcing bars are connected.

또한, 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은 굴착할 때 사용되는 방법이 아니라 굴착완료 후 지하구조물을 축조하기 위해서 버팀대를 해체할 때 사용되는 방법이다.In addition, the method of maintaining the stability of the earth retaining wall of the strut disassembly section of the present invention is not a method used when excavating, but is a method used to disassemble a strut to construct an underground structure after completion of excavation.

한편, 본 발명의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법에서 주의 할 사항은, 흙막이벽체의 수평변위를 과도하게 허용시키면 배면지반이 느슨해져 배면지반에 침하가 크게 발생될 수 있다. 특히, 공사현장 주변의 구조물은 종류에 따라 허용침하량이 다르므로 흙막이벽체의 부재력만 허용범위를 만족해서는 안되고, 주변구조물의 안전을 위해 발생하는 침하도 허용범위를 만족해야 한다. Meanwhile, it should be noted that, in the method of maintaining the stability of the stranded wall of the present invention, when the horizontal displacement of the retained wall is excessively allowed, the backside ground is loosened and the settlement may be largely generated in the backside ground. In particular, since the permissible settlement varies depending on the type of structures around the construction site, only the member force of the retaining wall should not satisfy the permissible range, and the settlement caused for the safety of the surrounding structure must satisfy the permissible range.

이를 위해서는 흙막이벽체의 안정성을 유지시키면서 굴착시 버팀대에 가압된 선행하중을 구조물의 허용범위 내에서 감압시키기 위해서는 지반공학이론을 충분히 숙지해야 하고, 현장 계측결과를 정확히 분석할 줄 알아야 한다. To achieve this, it is necessary to fully understand the geotechnical theories and accurately analyze the field measurement results in order to reduce the pressure of the pressurized preloads within the allowable range of the structure while maintaining the stability of the retaining wall.

이하에서는 본 발명의 제2실시 예에 따른 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a description will be made of a method for maintaining stability of an earth retaining wall according to a second embodiment of the present invention.

제2실시 예의 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 안정성 유지방법은, 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 지간이 길어져 흙막이벽체의 부재력이 허용범위를 초과하게 되면 지하슬래브 상부의 해체될 예정 즉, 흙막이벽체의 부재력이 허용범위를 초과하는 버팀대에 가해진 선행하중을 순차적으로 감압하여 흙막이벽체의 수평변위를 허용시키면 [그림 1]과 같이 주동토압계수가 작아져 수평응력이 감소된 상태에서 1차적으로 선행하중의 일부를 감압한 상부에 위치된 버팀대, 즉 해체 예정 상부 버팀대에 가장 근접한 버팀대에는 감압시키고 남은 선행하중이 흙막이벽체에 작용되는 수평응력과 반대방향으로 작용하여 흙막이벽체의 모멘트를 감소시키므로 부재력이 허용범위 내가 된다. The method for maintaining the stability of the stranded wall in the disassembly zone of the second embodiment is characterized in that if the stranded wall of the stranded wall is extended and the member force of the stranded wall exceeds the allowable range, the upper part of the underground slab is to be dismantled, When the horizontal displacement of the retaining wall is allowed by sequentially depressurizing the preceding load applied to the braces exceeding the range, the main earth pressure coefficient becomes small as shown in [Figure 1] The momentum of the earth retaining wall is reduced by acting in a direction opposite to the horizontal stress acting on the earth retaining wall, so that the member force is within the allowable range.

따라서 본 실시 예의 흙막이공사현장의 안정성 유지방법은 버팀대가 해체되는 구간에 위치된 흙막이벽체의 지간이 길어지더라도 지하벽체의 중간을 끊어서 시공하거나 보강버팀대를 추가로 설치시키지 않더라도 흙막이벽체와 주변구조물의 안정성을 유지시킬 수 있다. Therefore, even if the length of the earth retaining wall located in the section where the braces are dismantled is long, the method of maintaining the stability of the earth retaining work site of the present embodiment can be carried out even if the middle portion of the underground wall is cut off or the reinforcing braces are not additionally installed. Stability can be maintained.

전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 또는 변형하여 실시할 수 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the following claims Or modification of the invention.

Claims (3)

흙막이벽체의 안정성을 유지하기 위해 굴착단계별로 버팀대에 선행하중을 가하면서 복수개의 버팀대를 상부부터 하부까지 설치하여 굴착을 완료하는 지반굴착 단계;
굴착완료 후 지하구조물을 축조하기 위해 버팀대를 해체할 때 하부 해체 예정 버팀대를 해체하기 전에 상기 하부 해체 예정 버팀대의 상부에 위치한 임의의 버팀대에 굴착시 가해진 선행하중의 일부를 감압하는 단계;
상기 하부 해체 예정 버팀대를 해체하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
상기 선행하중 감압 단계에서 상기 임의의 버팀대는 상기 하부 해체 예정 버팀대의 상부에 위치한 임의의 버팀대이고,
상기 선행하중의 감압 단계에서, 선행하중 감압 크기는 흙막이벽체 설계시 상기 흙막이벽체의 강성과 지반굴착시 발생하는 상기 흙막이벽체의 부재력과 수평변위의 해석 값을 상기 해체 예정 버팀대 해체시 상기 흙막이벽체의 지간이 길어짐에 따라 증가되는 상기 흙막이벽체의 부재력의 크기와 수평변위 값을 비교한 다음 버팀대 해체구간 흙막이벽체의 지간이 길어져도 허용범위 이내임을 확인하고 해체 예정 버팀대 상부에 위치한 감압시킬 버팀대와 선행하중의 감압 크기를 결정한 후에 해체 예정 버팀대의 상부에 위치한 버팀대의 굴착시 가압한 선행하중을 감압시키는 것을 특징으로 하여 지하벽체의 일부를 끊어 시공함으로써 흙막이벽체의 강성을 보강시키지 않고 버팀대 해체구간의 흙막이벽체만으로 안정성을 유지하는 방법.
A ground excavation step in which a plurality of struts are installed from the upper part to the lower part to complete the excavation while applying a preceding load to the strut in each excavation step in order to maintain the stability of the earth retaining wall;
Decompressing a part of the preceding load applied to an arbitrary brace located on the upper part of the lower dismounting props before disassembling the lower dismounting props when disassembling the braces to construct an underground structure after completion of excavation;
And disassembling the lower disassembly target brace,
In the preceding load depressurization step, the optional strut is an optional strut positioned above the lower dismountable strut,
In the step of depressurizing the preceding load, the size of the preceding load decompression is determined by the stiffness of the earth retaining wall in designing the earth retaining wall, the analysis results of the member forces and the horizontal displacements of the earth retaining wall generated during the ground excavation, The comparison of the magnitude of the member force and the horizontal displacement value of the retaining wall increases with the lengthening of the span, and it is confirmed that even if the span of the retaining wall is long, it is within the permissible range. And the depressurization pressure applied during excavation of the brace located on the upper part of the dismantling proximal bracket is decompressed. Thus, by partially cutting off the underground wall, the rigidity of the retention wall is not reinforced, How to maintain stability with only.
흙막이벽체의 안정성을 유지하기 위해 굴착단계별로 버팀대에 선행하중을 가하면서 복수개의 버팀대를 상부부터 하부까지 설치하여 굴착을 완료하는 지반굴착 단계;
굴착완료 후 지하구조물을 축조하기 위해 하부 해체 예정 버팀대를 해체하기 전에 상기 하부 해체 예정 버팀대의 상부에 위치한 복수의 버팀대에 굴착시 가해진 선행하중의 일부를 감압하는 단계;
상기 하부 해체 예정 버팀대를 해체하는 단계;를 포함하여 이루어지되,
상기 상부 버팀대의 선행하중 감압 단계에서, 상기 복수의 버팀대는 상기 해체 예정 버팀대 상부에 위치한 버팀대이고,
상기 선행하중의 감압 단계에서, 하부 해체 예정 버팀대의 상부에 위치한 버팀대의 감압할 선행하중의 크기 결정은 굴착완료 후의 지중 수평변위계와 버팀대 축력계에 측정된 계측 결과치를 구조계산시 수행한 수치해석 결과와 비교하여 허용범위 이내의 크기 범위 내에서 상기 계측 결과치를 수치해석으로 역해석하여 임의 버팀대와 선행하중의 감압크기를 결정하고, 결정된 상기 선행하중의 감압크기를 상기 하부 버팀대의 상부에 위치한 버팀대에 작용시키는 것을 특징으로 하는 지하벽체의 일부를 끊어 시공하여 강성을 보강시키지 않고 버팀대 해체구간 흙막이벽체만으로 안정성을 유지하는 방법.
A ground excavation step in which a plurality of struts are installed from the upper part to the lower part to complete the excavation while applying a preceding load to the strut in each excavation step in order to maintain the stability of the earth retaining wall;
Decompressing a part of the preceding load applied to the plurality of braces located on the upper portion of the lower dismounting props before disassembling the lower dismounting props to construct an underground structure after completion of excavation;
And disassembling the lower disassembly target brace,
In the preceding load depressurization step of the upper strut, the plurality of struts are a strut positioned on the upper part of the dismounting strut,
In the step of decompressing the preceding load, determination of the magnitude of the preload to be decompressed at the upper portion of the lower dismounting props is performed by the numerical analysis results obtained by performing the structural calculation on the measured results of the ground horizontal displacement meter and the strut axial force meter after completion of excavation And the reduced pressure of the preceding load is determined by the inverse analysis of the results of the measurement in the range of the size within the permissible range by the numerical analysis, Wherein a part of the underground wall is cut off to reinforce the rigidity.
청구항 2에 있어서,
상기 복수의 버팀대는 서로 가장 근접한 버팀대인 것을 특징으로 하는 버팀대 해체구간 흙막이벽체만으로 안정성을 유지하는 방법.
The method of claim 2,
Wherein the plurality of braces is a brace closest to each other, wherein the plurality of braces are closest to each other.
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