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Stability Analysis and Design of the Pretension Soil Nailing System
박시삼,김홍택,최영근,Park Si-Sam,Kim Hong-Taek,Choi Young-Geun Korean Geotechnical Society 2004 한국지반공학회논문집 Vol.20 No.7
쏘일네일링 공법을 도심지 지하굴착 공사에 있어, 지중매설물이 인접하여 존재하거나 대지경계선 등의 준수 등 시공조건에 따라서 설치네일의 길이가 제한되는 경우 및 연약한 지반을 보강할 경우 등과 같은 벽체변위 및 지표침하 억제와 안정성 증대 등을 위하여, 지반앵커공법과 유사한 프리텐션 방식의 도입이 필요한 실정이다. 지반앵커공법과 유사한 프리텐션 방식의 쏘일네일링 공법을 도입하게 될 경우, 단계별 굴착시 발생하는 변위를 최소화할 수 있을 것으로 예상되며 국부적인 안정성도 증대할 것으로 사료된다. 따라서, 본 연구에서는 단계별 굴착시 유발되는 벽체변위 및 침하량 등을 억제하기 위한 노력의 일환으로, 프리텐션 쏘일네일링 시스템을 개발하였다. 또한 최대 프리텐션하중 및 프리텐션 시스템의 안정성을 평가하기 위해, 영향원 반경, 다이레이턴시 각, 정착길이 등을 반영한 설계기법을 제안하였으며, 펀칭전단파괴에 저항할 수 있는 숏크리트의 요구두께를 결정하는 신뢰도 평가기법을 제안하였다. 아울러 설계예제와 $FLAC^{2D}$ 프로그램 수치해석을 통해 프리텐션에 의한 변위 감소효과를 살펴봤으며, 전단강도감소기법을 도입한 안정해석이 $FLAC^{2D}$ 프로그램을 토대로 수행되었다. The ground anchor support system may not be occasionally used because of space limitations in urban excavation sites nearby the existing structures. In this case, soil nailing system with relatively short length of nails could be efficiently adopted as an alternative method. The general soil nailing support system, however, may result in excessive deformations particularly in an excavation zone of the existing weak subsoils. Pretensioning the soil nails then could play important roles to reduce deformations mainly in the upper part of the nailed-soil excavation system as well as to improve local stability. In this study, a newly modified soil nailing technology named as the PSN (Pretension Soil Nailing), is developed to reduce both facing displacements and ground surface settlements in top-down excavation process as well as to increase the global stability. Up to now, the analytical procedure and design technique are proposed to evaluate maximum pretension force and stability of the PSN system. Also, proposed are techniques to determine the required thickness of a shotcrete facing and to estimate probability of a failure against the punching shear, Based on the proposed procedure and technique, effects of the radius of a influence circle and dilatancy angle on the thickness of a shotcrete facing, bonded length and safety factors are analyzed. In addition, effects of the reduction of deformations expected by pretension of the soil nails are examined in detail throughout an illustrative example and the $FLAC^{2D}$ program analysis. And a numerical approach is proposed PSN system using the shear strength reduction technique with the $FLAC^{2D}$ program.
수치해석을 통한 쐐기형 제거식 쏘일네일링 공법의 거동 평가
박시삼(Si-Sam Park),이상호(Sang-Ho Lee),윤명준(Myung-June Yoon),김홍택(Hong-Taek Kim) 한국토목섬유학회 2010 한국지반신소재학회 학술발표회 Vol.2010 No.4
Recently, a removable soil nailing system is demanded due to problems beyond of economical and engineering purpose. In this study, using the FLAC 3D by finite difference analysis, is conducted so as to solve the problem with the existing removable soil nailing system and to evaluate the characteristic of pull-out test behavior between its and wedge type removable soil nailing system. The purpose of this numerical analysis was to investigate the stress distribution according to the length of nail and fixed sockets with the soil nailing system compared to wedge type removable soil nailing system.
쏘일네일의 토압분담효과를 고려한 그린월 시스템의 설계 및 시공
박시삼(Park Si-Sam),조성한(Cho Sung-Han) 한국토목섬유학회 2006 한국지반신소재학회 논문집 Vol.5 No.3
1960년대 초 오스트리아에서 개발된 그린월(green wall) 공법은 독립식 콘크리트 보형식의 옹벽으로, 전, 후면 가로보와 세로방향으로 버팀보를 연속적으로 쌓아 올려 내부에 다짐성토를 시행, 구조체가 일체 거동하도록 강성벽체(rigid body)를 형성시키는 옹벽 구조물이다. 국내의 경우, 옹벽 전면 가로보 사이의 공간에 식생이 가능한 친환경적 장점이 있어, 1999년 이후 국내실정을 고려 원지반의 토공량을 최소화할 수 있도록, 쏘일네일 등으로 보강하여 절토 공사현장에 다양하게 적용되고 있는 추세이다. 그러나 그린월 옹벽과 배면에 보강된 쏘일네일이 합벽시공될 경우, 네일에서의 토압분담효과 등에 대한 영향을 고려하지 않고 일반적인 Rankine 토압으로 설계, 시공하여 이중으로 보강공사비용이 투입되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는G?ssler(1988)가 제안한‘Two-Body Translation Mechanism(TBTM)’을 이용한 안정해석기법을 수정하여, 네일의 토압 분담효과를 반영할 수 있는 설계기법을 제시하였으며, 본 연구에서 제안한 설계기법을 적용하여 그린월의 보수, 보강공사비용을 상당부분 감소한 현장설계 사례를 소개하고자 한다. 아울러 본 연구에서 제시한 설계기법을 토대로 계산된 토압을 수치해석 결과와 비교 검토해 보았다. The Green Wall system, developed in Austria early 1960, is one of segmental concrete crib type earth retaining wall. Green wall is constructed as procedures that lay the front stretchers, rear stretchers and headers then making a rigid body through harden filled soil of interior cell. Green wall has pro-environmental advantages that able to grow grass in front space of stretchers and decrease cutting ground. In Europe, Green wall used without other reinforcement method. However, green wall used with other reinforcement method like a soil nailing because of environmental problem. This study was performed to introduce the design case by ‘Two-Body Translation mechanism’ to be able to consider distribution of earth pressure in the soil nailing when designing the green wall using soil nailing system. Also, this study attempts to evaluate the earth pressure change when advanced soil nailing system is constructed using FLAC<SUP>2D</SUP>ver. 3.30program and ‘Two-Body Translation mechanism’.