29. Nov. 2007
사면과 댐 및 터널
Daejeon University
ㅇ 사면
- 사면의 종류
ㆍ유한사면 : 사면의 활동깊이가 사면의 높이에 비해 비교적 큰 사면 제방, 둑, 댐의 사면
ㆍ무한사면 : 사면의 활동깊이가 사면의 높이에 비해 비교적 작은 사면, 산사면
- 사면파괴의 종류
ㆍ저부파괴 : 사면구배가 완만한 연약한 점성토 특징, 활동면의 깊이가 깊다
ㆍ사면선단파괴 : 사면이 급하고 점착성이 적은 흙의 사면 ㆍ사면 내 파괴 : 점토층이 여러 층 일때
ㅇ 사면 파괴의 요인
- 사면을 불안정하게 만드는 요인 ㆍfracture joint가 많을 때
ㆍ많은 함수율을 가질 때 ㆍ물질을 제거할 때
- 사면파괴의 내적 요인
ㆍ수분에 의한 점토의 팽창
ㆍ동토의 경우 : 용해에 의해 파괴 ㆍ토립자의 진동
ㅇ 산사태의 방지대책
- 말뚝 및 옹벽을 설치
- 지하수 및 지표수의 침투를 방지 ㅇ 사면의 안전율과 안정성
- 비탈면에서의 안전율(F) - 1.0이하 : 불안정
- 1.0 - 1.2 : 안정성 의문
- 1.3 – 1.4 : 굴착에 대해서 안정하나 댐에는 불안정 - 1.5이상 : 댐 등에 안정, 지진 고려
ㅇ 사면의 안정성 검토시 필요 요건 - 흙의 단위 중량
- 흙의 점착력 - 사면의 구배
ㅇ 댐의 종류
- concrete dam - Earth dam
ㅇ 지질상의 콘크리트 댐의 위치 - 급경사, 암반노출이 좋은 곳
- 기초 지반은 지지력이 균일한 곳 - 지질이 견고한 암반
- 불투수성 암반
★ 틈, 절리가 있는 암반은 X, 방해석맥은 용해됨으로 X
ㅇ 터널 굴착
- 전통적인 발파공법(Drill & Blast) : 암반을 발파하며 암설을 제거 ㆍ화약 장착을 위한 굴착 => 화약충진 => 발파 => 환기 => 암설제거
=> 쇼크리트 분사 및 락볼트 ㆍ장점
=> 사용이 용이
=> 저렴한 비용
=> 장비 및 인력 투입을 위한 준비시간 적음 ㆍ단점
=> 주변 암벽 손상 쉬움(2차 작업량이 많아짐)
=> 발파로 인한 소음, 진동 등으로 인접지역에 피해
=> 폭발물로 인한 안정상의 위험성
=> 터널 굴착에 많은 시간 소요
* 락볼트 : 절리로 분리된 암석을 강화하기 위해 암석에 볼트 시공
* 쇼크리트 : 모르타르와 시멘트의 혼합체로 공기압으로 분사
- TBM공법(Tunnel Boring Machines) ㆍ기계를 이용해 터널을 굴착
ㆍ다이아몬드 커터 사용
ㆍ우리나라에서는 활성화 되지 않음 ㆍ장점
=> 소음, 진동이 거의 없음
=> 여굴 처리를 위한 2차작업 상대적으로 적음 ㆍ단점
=> 기계가 비쌈
ㅇ 터널 공사시 고려해야 할 사항 - 암석의 팽창성
- 투수성
- 지하수의 용수 - 단층대
- 지반의 이동
- 지열 및 천연가스 누출 여부 ㅇ 터널 굴착시 지질학상 고려할 점
- 암석의 견고 정도
- 압력이 동일하게 가해져야 함 - 산수, 단층, 습곡, 파쇄대 고려
ㅇ 터널 굴착시 지하수 누수 방지책 - pumping
- grouting(지반개량) - freezing(동결)
ㅇ 터널 굴착시 불리한 지질조건
- 중생대 이전의 염기성암은 내부에 균열이 많음 - 퇴적암에는 절리가 발달되어 붕괴의 위험성이 큼 - Talus나 충적층은 피해야 함
기초의 분류 및 공법
ㅇ 지반의 파괴 형태
- 전반 전단 파괴 : 조밀한 모래나 굳은 점토 지반에 나타남 ㆍ주위의 지반이 솟아오르고 지표면에 균열이 생기는 특징 - 국부 전단 파괴 : 느슨한 모래나 연약한 점토 지반에 나타남
ㆍ국부적으로 파괴가 일어나 확대되면서 전단 파괴 - 관입 전단 파괴 : 아주 느슨한 모래나 연약 점토
ㆍ기초 아래의 흙이 가라앉기만 하고 부풀어 오르지 않는 형태 ㅇ 기초의 구비 조건
- 최소 기초 깊이를 유지
- 상부 하중을 안전하게 지지 - 내구적이고 경제적
- 지반의 침하량이 허용치 이하
ㅇ 직접 기초(얕은 기초)
- 기초판부터 직접 지반으로 전달하는 기초 ㅇ 직접 기초의 종류
- 푸팅 기초(footing founding) : 상부 구조의 하중을 전달하는
기둥 중 한 개 또는 몇 개를 하나의 기초 슬래브로 지지하는 형식 ㆍ독립 푸팅 기초 : 1개 기둥, 1개 푸팅
ㆍ복합 푸팅 기초 : 2개 이상 기둥, 1개 푸팅
ㆍ연속 푸팅 기초 : 기둥 수가 많아질 때 띠 모양의 긴 푸팅 지지 지지력이 가장 작은 지반에 설치
ㆍ캔틸레버 푸팅 기초 : 2개의 푸팅을 스트랩이라 부르는 보로 연결
ㅇ 직접 기초의 침하 종류
- 즉시 침하(탄성 침하) : 하중을 가하면 동시에 침하, 하중을 제거하면 원상태로 되돌아 가는 침하
- 압밀 침하 : 포화 점토층의 공극을 통해 공극수가 빠져 나감으로써 발생
ㅇ 구조물의 침하 대책 - 구조물 경량화 연결
- 구조물의 중량 배분 균등
- 인접 구조물과의 간격을 크게 함
