수치해석을 이용한 시공방법에 따른 판넬식 옹벽의 거동 분석에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

산지가 많은 한국의 지형 특성상 도로와 철도 등의 구조물을 건설하기 위한 옹벽 공사가 자주 이루어지고 있다. 프리캐스트 판넬을 사용한 옹벽은 단계별 굴착 및 설치를 통해 지반이완을 최소화시킬 수 있으며 사전 제작한 판넬을 단순 조립을 통해 시공할 수 있어 공기와 공비를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 판넬식 옹벽은 시공 방식에 따라 Bottom-up 방식과 Top-down 방식으로 나눌 수 있다. Bottom-up 방식은 원지반을 경사 굴착한 후 판넬을 세운 뒤 뒤채움재를 다짐하여 시공한다. 다만, 되메움 불량과 원지반 과다 굴착으로 기초지반이 연약할 경우 추가적 보강 공사 소요가 발생 할 수 있다. Top-down 방식은 단계별 굴착 및 설치를 통해 원지반 변형을 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 시공방식(Bottom-up, Top-down), 네일과 판넬의 고정방식, 강우조건, 뒤채움재의 다짐상태, 네일의 조건에 따른 안전율 차이를 비교 분석하였다. 해석 결과 Top-down 방식이 시공 중 안전율이 다소 높게 나왔으며 우기시 안전율은 Bottom-up 방식에 비해 낮게 나왔다. 이는 판넬을 원지반에 부착하기 위해 사용한 모르타르가 불투수층을 형성하여 발생한 것으로 판단되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

It is inevitable to build up the retaining walls in a mountainous region where the roads and railways are constructed. Among the retaining walls, precast-concrete panel is being widely used to minimize the earth work resulting in reducing the stress release induced by cutting. Also, the use of factory-made concrete panel enables to save the construction cost and time. The precast-concrete panel can be categorized by the construction methods into bottom-up and top-down. The bottom-up method is to cut the full slope with berms first and to attach the precast-concrete panel later with backfill, whereas top-down method is to cut the slope partially and to attach the prestress-concrete panel without backfill. This study presents the effects of connection method between precast-concrete panel and nail, rainfall, compaction of backfill, and the stiffness of nail, depending on the construction methods (bottom-up vs. top-down) using numerical simulations. The results showed that the factor of safety for top-down method is somewhat higher than that of bottom-up method except for rainfall condition. This is caused by the use of mortar to attach the original ground and precast-concrete panel, leading to form a impermeable layer.

목차 (Table of Contents)

• I. 서론 1
• 1.1 연구의 필요성 및 목적 1
• 1.2 국내외 연구동향 2
• 1.2.1 국내연구동향 2
• 1.2.2 국외연구동향 9
• II. 이론적 배경 16
• 2.1 판넬식 옹벽 16
• 2.1.1 판넬식 옹벽 개요 16
• 2.1.2 판넬식 옹벽 시공 방법 17
• 2.2 사면안정해석 19
• 2.2.1 사면안정 해석이론 19
• 2.2.2 한계평형해석법 19
• 2.2.3 강도감소법 23
• 2.2.4 사면 안전율 기준 24
• Ⅲ. 수치해석 28
• 3.1 수치해석 28
• 3.1.1 수치해석 목적 28
• 3.1.2 해석대상 조건 28
• 3.1.3 수치해석 조건 및 물성치 29
• 3.1.4 강우강도 적용조건 30
• 3.1.5 판넬식 옹벽 시공과정 31
• 3.2 수치해석 결과 33
• Ⅳ. 결론 51
• 참 고 문 헌 53
• Abstract 58