도심지 시추 및 원위치 시험 결과와 비교한 지하안전평가 검증 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Due to the recent increase in cases of ground settlement such as sinkholes caused by excavation work in urban areas, the Special Act on Underground Safety Management stipulates that for projects with an excavation depths exceeding 20 meters, a Underground Safety Assessment must be conducted before construction begins. Furthermore, a Post-construction Underground Safety survey must be carried out after construction begins until the completion of the underground structure.
It is necessary to verify whether the groundwater level changes, ground stability assessment results, and monitoring management plans reflected in the boring and in-situ tests specified in these Underground safety Assessments are suitable for confirming ground stability during actual excavation.
In this study, the results for groundwater level drawdown, horizontal displacement of the earth retaining wall, and ground surface settlement due to excavation, as reviewed in the Underground Safety Assessment for an excavation site in an old downtown area, were compared and analyzed with the actual field measurement results obtained after construction commenced. The goal was to confirm the suitability of the Underground Safety Assessment and identify necessary improvements to propose a method for the rational assessment of ground stability following excavation.
As a result of the study, the measured values for groundwater level drawdown and earth retaining wall displacement were found to be similar to the predictions made during the assessment, confirming the reliability of the ground investigation regulations, seepage analysis, numerical analysis, and elasto-plastic analysis methods used for predicting safety during the assessment. However, in the case of ground surface settlement behind the retaining structure, the measured values were found to be significantly lower than the predicted values. Therefore, the cause was investigated, and improvements to the installation method for monitoring instruments were suggested.

국문 초록 (Abstract)

최근 도심지 굴착공사로 인한 싱크홀 등의 지반침하 발생 사례가 증가함에 따라, 굴착공사시 지반침하 발생 문제를 예방하고 체계적으로 관리하기 위해 굴착깊이가 20m 이상인 사업의 경우 지하안전평가를 착공전 시행하고, 착공 이후에는 지하층 공사완료시까지 착공후 지하안전조사를 시행하도록 ‘지하안전관리에 관한 특별법’에 규정하고 있다.
이러한, 지하안전평가에서 규정하고 있는 시추조사 및 원위치 시험 결과를 반영한 지하수위 변화, 지반안정성 평가 결과와 계측관리 방안이 실제 굴착시 지반 안정성 확인에 적합한지 검증할 필요가 있다.
본 연구에서는 구도심지의 굴착공사 현장에 대해 지하안전평가시 검토된 굴착에 따른 지하수위 저하량과 흙막이 벽체 수평변위, 배면부 지표침하량에 대한 결과를 착공후 실제 현장 계측 결과와 비교·분석하여, 지하안전평가의 적합성과 개선 필요사항을 확인하여 굴착에 따른 지반안정성에 대한 평가를 합리적으로 시행하는 방안을 제시하고자 하였다.
연구 결과, 지하수위 저하량과 벽체변위량은 평가시 예측치와 유사한 정도의 계측 결과값을 보여주어 평가시 지반조사 관련 규정과 침투해석, 수치해석 및 탄소성 해석에 의한 안전성 예측 방법이 신뢰성 있음을 확인할 수 있었다. 그러나, 배면 지표침하량의 경우 계측치가 예상치보다 상당히 적은 값이 확인되어 이에 대한 원인을 확인하여 계측기 설치 방안에 대한 개선사항을 제언하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 목적 1
• 1.2 연구의 내용 및 방법 2
• 제2장 이론적 고찰 3
• 2.1 지하안전평가 제도 개요 3
• 2.1.1 지하안전평가 제도 3
• 2.1.2 지하안전평가 현황 4
• 2.2 지하안전 통계 현황 9
• 2.2.1 지반침하사고 현황 9
• 2.2.2 발생원인별 지반침하사고 현황 10
• 2.3 지하안전평가서 표준매뉴얼 규정 12
• 2.3.1 지반조사 관련 규정 12
• 2.3.2 지하수 변동 및 지반안정성 평가 규정 13
• 2.3.3 지하안전확보방안 수립을 위한 계측관리 기준 규정 14
• 제3장 지하안전평가 결과 15
• 3.1 연구대상지역 현황 및 굴착계획 15
• 3.2 지반 및 지질분석 결과 17
• 3.3 설계지하수위 산정 및 지하수위 저하량 검토결과 20
• 3.3.1 설계지하수위 산정결과 20
• 3.3.2 지하수위 저하량 산정결과 23
• 3.4 지반안정성 검토결과 26
• 3.4.1 수치해석에 의한 지반안전성 평가결과 26
• 3.4.2 탄소성보 해석에 의한 지반안전성 평가결과 31
• 3.5 지하안전확보 방안 검토결과 33
• 3.5.1 계측기 설치계획 33
• 3.5.2 계측관리 기준 설정 34
• 제4장 굴착공사 중 계측결과 35
• 4.1 굴착공사 현황 35
• 4.2 초기 지하수위 측정결과 35
• 4.3 굴착에 따른 지하수위 저하량 계측결과 37
• 4.4 굴착에 따른 흙막이 벽체 변위량 계측결과 38
• 4.5 굴착에 따른 지표면 변위량 계측결과 40
• 4.6 지하안전평가 및 시공시 계측결과 분석 44
• 4.6.1 지하수 저하량 및 흙막이벽체 수평변위량 분석 44
• 4.6.2 굴착에 따른 지표면 변위량 계측결과 45
• 제5장 결론 47
• 참고문헌 49
• Abstract 50