작성일: 2012-12-17 조회수: 4928
   제   목  보강토 옹벽 설계기준
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국토해양부 제정 " 건설공사 비탈면 설계기준" 2011.12

1. 적용범위
금속 또는 토목섬유 등의 보강재를 이용하여 시공하는 보강토 옹벽의 설계에 적용한다.

2. 설계일반사항
2.1 설계목표
  (1) 보강토 옹벽은 설계수명기간 동안 보강토체의 전체적인 안정성이 유지되어야 하며, 벽체를 구서하는 각 구성
       부재와 연결부가 파괴되지 않아야 한다.
  (2) 옹벽의 사용성을 위해서 과도한 부등침하나 횡방향 변위가 발생하지 않아야 한다.

2.2 보강재
  (1) 보강토 옹벽을 위한 보강재는 다음과 같은 조건을 갖춰야 한다.
    ① 보강 목적외 인장강도를 보유하여야 한다.
    ② 장기설계인장강도 발생 시 변형률은 5% 이내이어야 한다.
    ③ 흙과의 마찰 저항력이 수평토압에 저항할 수 있어야 한다.
    ④ 시공 중의 손상에 대한 저항성을 지녀야 한다.
    ⑤ 화학, 물리 및 생화학적 작용에 대해 내구성을 지녀야 한다.
    ⑥ 금속보강재는 반드시 방식 처리를 하여야 한다.
  (2) 보강재의 장기설계인장강도(Ta)는 장기인장강도(Tl)에 안전율을 적용하여 계산한다. 장기인장가도는 재료의
       역학적, 장기적인 내구성을 고려하여 결정한다. 금속보강재의 경우는 안연도금을 통한 방청처리를 하고, 내구
       연한에 따른 부식두께를 제외한 나머지 두께에 대하여 장기인장강도를 산정하고, 토목섬유 보강재는 장기적인
       내구성을 고려한 저감요인을 고려하여 장기인장강도를 산정한다.

2.3 뒤채움재료
  (1) 보강토 옹벽의 뒤채움재료로 사용하는 흙은 다음의 성질을 갖는 재료를 사용한다.
    ① 흙-보강재 사이의 마찰효과가 큰 사질토
    ② 배수성이 양호하고 함수비 변화에 따른 강도 변화가 적은 흙
    ③ 입도분포가 양호한 흙
    ④ 보강재의 내구성을 저하시키는 성분이 적은 흙
    ⑤ 소정지수(PI)가 6 이하인 흙
  (2) 보강토 옹벽의 안정해석은 장기적인 안정성이며 사용하는 전단강도정수는 유효전당강도정수을 사용한다.

2.4 보강토 옹벽 적용기준
  (1) 보강재의 길이는 전면판 기초부터 벽체높이의 0.7배 이상이어야 하며 최소 2.5m보다 길어야 한다. 실제 보강재
       길이는 상재하중과 외력, 보강재와 뒤채움과의 마찰 저항력을 고려하여 최종적으로 결정한다.
  (2) 보강재의 설치길이는 전체높이에 걸쳐 동일하게 하며, 특별한 하중조건이나 목적을 위해서 상부나 하부의 보
       강재 길이를 길거나 짧게 할 수 있다.
  (3) 보강재의 수직설치간격은 0.8m를 초과하지 않도록 하고, 최상단 보강재의 설치위치는 전면벽 최상부 표면에서
       0.5m 이내로 한다.
  (4) 저항영역내로 설치되는 보강재의 길이는 최소 1.0m 이상이 되어야 한다.
  (5) 전면벽체는 기초지반내로 최소 0.5m 이상 근입되어야 한다. 경사지반의 경우에는 0.6m 이상이 되어야 하며,
       기초지반이 동상피해가 예상되는 경우는 동결심도 이상 근입시켜야 한다.

2.5 내진설계 여부
  일정규모 이상의 중요도가 있는 경우 또는 보강토 옹벽의 상부나 하부에 파괴로 인한 피해 범위 내에 가옥이나 고
  정시설물이 있는 경우에는 필요에 따라 지진시의 안정성 검토를 수행한다.

3. 보강토 옹벽의 설계
3.1 검토항목

  (1) 보강토 옹벽의 안정해석은 외적안정해석과 내적안정해석으로 구분하여 수행한다.
  (2) 외적안정과 내적안정에서 검토하는 항목은 다음과 같다.
    ① 외적안정 : 저면활동, 지지력, 전도, 전체안정성, 침하에 대한 안정성
    ② 내적안정 : 인발파괴, 보강재파단, 내적활동, 보강재와 전면판의 연결부 파단

3.2 안전율 기준
  보강토 옹벽의 안정해석에 적용하는 기준 안전율은 다음과 같다. 지진 시는 지진하중을 고려하여 검토한다.

구분

검토항목

평상시

지진시

비고

외적안정

활 동

1.5

1.1

 

전 도

2.0

1.5

지지력

2.5

2.0

전체 안정성

1.5

1.1

내적안정

인발파괴

1.5

1.1

 

보강재 파단

1.0

1.0

* 보강재 파단에 대한 안전율은 보강재의 장기설계인장강도를 적용하므로 1.0으로 한다.


3.3 외적안정해석
  보강토 옹벽의 외적안정해석은 보강토체를 중력식 옹벽으로 간주하여 다음의 각 항목에 대한 안정해석을 수행한
  다.
    ① 저면활동에 대한 검토
    ② 전도에 대한 검토
    ③ 지지력에 대한 검토
    ④ 전체안정성에 대한 검토
  보강토 옹벽이 연약지반상에 시공되는 경우에는 기초지반의 침하에 대한 안정성을 검토한다.

3.4 내적안정해석
  (1) 보강토 옹벽의 내적안정해석은 보강토체를 활동역역과 저항영역으로 나누고, 각각의 보강재에 발생하는 최대
       작용하중을 계산 후 보강재의 인장파괴와 보강재가 저항영역으로부터 빠져나오는지의 인발파괴에 대하여 검
       토한다.
  (2) 파괴면은 각 보강재에 발생하는 최대인장력을 연결한 선이며 형상은 벽체저면에서 대수나선형태로 발생한다.
       안정해석의 간편성을 위하여 직선 또는 이중직선으로 가정할 수 있다.
  (3) 파괴면에서 각각의 보강재에 작용하는 최대유발인장력(Tmax)은 각 보강재 위치에서 작용하는 수평토압계수
       와 보강재의 수직설치 간격을 고려하여 계산한다.
  (4) 내적안정해석은 각각의 보강재 위치에서 구한 최대인발하중보다 보강재의 장기설계인장강도(Ta)가 크거나 또
       는 인발정항력(P)이 커야한다.

3.5 지진 시 안정해석 일반사항
  (1) 지진 시 보강토 옹벽의 안정해석에서 고려하는 하중은 정적상태에서 작용하는 하중과 지진에 의해 작용하는
       지진 관성력 및 동적토압이며, 일시적인 상재하중은 고려하지 않는다.
  (2) 지진관성력은 보강된 토체의 중량에 의해 작용하는 지진하중이며, 토체의 자중과 수평지진계수를 곱하여 산정
       하고 보강토체의 도심에 수평으로 작용시킨다.
  (3) 동적토압은 보강된 토체 뒷부분의 파괴쐐기에 의해 보강토체에 작용하는 토압이며 파괴흙쐐기의 자중과 수평 
       지진계수를 곱하여 산정한 토압이며 Mononobe-Okabe(유사정적해석법)의 방법을 이용하여 산정한다.

3.6 지진 시 외적안정해석
  (1) 지진 시 외적안정해석에는 3.3 외적안정해석에서와 동일하게 다음의 사항을 검토한다.
    ① 저면활동에 대한 검토
    ② 전도에 대한 검토
    ③ 지지력에 대한 검토
    ④ 전체안정성에 대한 검토
  (2) 외적안정해석에서는 정적하중, 지진관성력, 통적토압의 1/2만 작용시켜 안정해석을 실시하며, 지진관성력은
       토체의 중심에, 동적토압은 옹벽높이의 0.6H에 작용시킨다.
  (3) 외적안정해석에서 지진관성력은 관성력의 영향을 받는 보강토체의 자중과 지진계수를 곱하여 산정한다.

3.7 지진시 내적안정해석
  (1) 지진시의 내적안정해석은 지진관성력에 의해 각각의 보강재에 추가되는 하중에 대하여 보강재파괴와 인발파
       괴가 발생하지 않도록 한다.
  (2) 내적안정해석에서 지진관성력은 활동영역의 자중과 지진계수를 곱하여 산정하고, 활동영역내의 각각의 보강
       재가 차지하는 면적비율로 지진관성력을 분담하는 것으로 한다.
  (3) 지진시 내적안정해석은 각각의 보강재 위치에서 지진에 의해 추가되는 인장력을 고려하여 정적상태와 동일하
       게 계산한다.

4.0 보강토 옹벽의 배수시설
  (1) 보강토체에 이용되는 뒤채움재료는 비교적 배수성이 양호하고 전면 배수공이 충분한 양질의 토사를 이용하지
       만, 다량의 배면 유입수로 뒤채움 흙이 포화되면 흙의 전단강도가 급격히 저하하여 불안한 상태가 될 수 있으므
       로 배면 용출수의 유무, 수량의 과다에 따라 적절한 배수시설을 하여야 한다.
  (2) 보강토 옹벽에 적용하는 배수시설의 종류는 다음과 같다.
    ① 보강토체 내부 배수시설
      - 전면벽체 배면의 자갈, 쇄석 등 배수층 및 암거
      - 전면벽체 배면의 토목섬유 배수재
      - 보강토체 내부의 수평배수층
    ② 보강토체 외부 배수시설
      - 벽체상부 지표수 유입을 방지하기 위한 지표면 배수구
      - 보강토 옹벽 배면에서 유입되는 용수 처리를 위한 보강토체와 배면토체 사이의 경계면 배수층



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