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(1)The Journal of Engineering Geology, Vol.22, No.1, March, 2012, pp. 49-58. 지표면에 근입한 앵커두부처리 시스템의 적용성 평가 민경남1*·배우석2·안광국3·정구식3 1. (주)세종이엔씨, 2(주)나노지오이엔씨, 3충북대학교 토목공학과. Assessment of the Anchor Head System Embedded in the Ground Surface Kyoung-Nam Min1*, Woo-Seok Bae2, Kwang-Kuk Ahn3, and Ku-Sic Jeong3 1 Sejong E&C Corp Nano-Geo E&C Corp 3 Department of Civil Engineering, Chungbuk National University 2. 앵커두부에서의 많은 문제점들은 앵커두부가 외부에 노출되어 풍화에 직접적인 영향을 받고, 진동이나 외력에 의해 물 리적인 변형과 손상을 많이 받기 때문이다. 본 연구에서는 기존 수압판 방식의 파괴원인을 분석하여 앵커두부에서 발생 하는 문제점 해결을 위해 앵커두부의 지표면 근입방식을 제시하였다. 앵커두부처리 방식의 안정성을 기존방식과 비교, 검 토하기 위하여 범용해석프로그램인 ABAQUS로 3차원 정밀 수치해석을 수행하여 하중조건에 따른 변위 및 응력분포양 상을 분석하였고, 현장 적용성 검증을 위한 시험시공과 계측을 통해 적용 가능성을 평가하였다. 수치해석 결과는 최대수 직응력이 9.73 MPa, 수직변위가 1.34 mm로 나타났고, 현장시험을 통하여 콘크리트 수압판의 변위가 근입형 지압판에 비해 3~4배의 큰 변위량을 보인다는 것을 확인하였다. 주요어 : 앵커두부, 수압판, 지압판, 지표면 근입. Anchor heads a recommonly exposed to surface weathering processes that cause physical damage by vibration and external forces. This study presents a new method of anchor-head installation that uses near-surface embedding based on analyses of concrete block failure. ABAQUS 3D numerical modeling performed to compare this method with the standard technique and to analyze the distribution of displacement and the stress pattern. In addition, application of the method to a real-world case was tested by in-situ measurements. The results show a maximum vertical stress of 9.73 MPa and vertical displacement of 1.34 mm. Field tests indicated that displacement of a concrete block was 3 to 4 times greater than that of an embedded bearing plate. Key words : anchor head, concrete block, bearing plate, embedded surface. 서 론. 지보수 관점에서 논의가 되었고 앵커공법용 수압판 관 련 기술이 특허분석을 중심으로 시작되고 있다(송영석. 영구앵커에서 두부는 정착부 못지않게 중요한 부분이. 과 김재곤, 2010).. 다. 1933년 알제리 Cheurfas 댐에 앵커가 최초로 시공. 국내에도 두부에 대한 지침이나 설계방안은 아직도. 된 이래, 그동안 앵커의 발전은 주로 앵커체와 관련된. 마련되어 있지 않다. 이에 따라 인장하중을 받게 되는. 인발특성을 대상으로 이루어져 왔다(Hsu and Chang,. 앵커구조체에 많은 문제가 발생하고 있으며, 장기적인. 2007; 홍석우, 2008; 김대홍과 오기대, 2009; 김태섭 외,. 안정성 확보를 위한 최적의 앵커시공이 이루어지지 못. 2010; 이봉직 외 2012). 두부에 대한 것은 최근에야 유. 하고 있는 실정이다(차아름 외, 2009a).. *Corresponding author: [email protected]. 49.

(2) 50. 민경남·배우석·안광국·정구식. 정착부는 그라우트체와 공벽의 주면마찰력으로 지지 하므로 암질이 주요한 요소인데 반해, 두부는 인장하중 이 수직력으로 직접 작용하게 되므로 지지력은 지표면 의 풍화도와 절리상태에 의한 편평도에 절대적으로 좌 우된다. 풍화대나 토사의 경우에는 면고르기 작업이 수 월하여 크기가 1.0 m 이상인 전면판이나 격자블럭을 이 용하여 지지하기 때문에 지표면의 상태에 영향을 크게 받지 않지만 암반사면의 경우는 사정이 다르다. 통상 수 압판은 50 cm 크기의 콘크리트 구조물을 많이 시공하는 데, 시공과정에서 많은 문제가 발생한다. 실제로, 앵커공 법이 적용된 여러 현장에서 앵커의 사용연수가 지나지 않았음에도 다양한 문제가 있는 것으로 계속 발표되고. Fig. 1. Punching failure.. 있으며, 특히 대부분의 문제가 수압판을 비롯한 앵커두 부에 집중되는 것으로 보고되고 있다(차아름 외, 2009b).. 을 미리 만들어서 현장에 설치하는 프리캐스트 공법이. 그 이유는 앵커두부가 외부에 노출되어 풍화에 직접적. 많이 적용되고 있다. 이럴 경우에 많은 문제가 발생하는. 인 영향을 받고 진동이나 외력에 의해 물리적인 변형이. 데 대표적인 것이 수압판 균열이다. 뿐만 아니라 펀칭침. 나 손상을 많이 받기 때문이다. 그리고 정착부에서 앵커. 하와 암탈락, 들뜸 현상이 수반되기도 한다.. 력 유지문제는 현장측정을 통해서만 확인할 수 있으나,. 수압판 파괴는 통상 불규칙한 지표면 때문에 발생한. 앵커두부에서는 육안 관찰이 가능하기 때문에 유지관리. 다. 암반사면의 경우에 절취된 법면은 절리면과 깨진면. 와 점검은 앵커두부를 중심으로 이루어지고 있는 것도. 으로 이루어진 불연속면으로 구성되고 요철이 필연적으. 사실이다. 이에 따라 민경남 등(민경남 외, 2010)은 기. 로 수반되게 된다. 요철이 있고 면고르기가 충분치 않은. 존 수압판의 문제점을 파악하고 400 mm의 확공비트를. 상태에서 수압판을 설치하고 인장을 가하게 되면 표면. 개발하여 현장시험시공을 통해 지표면 근입의 시공 가. 의 돌출된 부분이 눌리게 되면서 미끄러져 수압판에 편심. 능성을 평가하였다.. 이나 하중집중이 발생하게 되고 균등하지 못한 하중의 영. 본 논문에서는 앵커의 두부에서 발생하고 있는 수압. 향으로 수압판의 모서리나 가장자리부터 부터 균열이 발. 판 파괴의 원인과 문제점을 검토하고, 이를 해결하기 위. 생하게 된다. 대부분의 수압판 균열현상이 이에 해당된다.. 한 근입형 앵커두부 시스템에 대해서 수치해석 및 현장. 펀칭에 의한 침하는 수평 절리면이 발달하는 암반에. 시험시공을 통해 효과를 검증하고, 적용성을 평가하고자. 서 주로 발생한다. 수압판 하부의 균열이 많은 암반이나. 하였다.. 하부층이 약한 경우에 발생하는데 인장하중에 의해 수 압판 하부의 약한 부분에 파괴가 발생하여 침하가 발생. 수압판의 파괴 원인. 하는 경우이다(Fig. 1). 암탈락은 인장에 의한 영향으로 모암과 분리된 주변. 암반사면에서 사용되는 기존 수압구조물, 즉 수압판. 암블럭들이 탈락되는 경우를 들 수 있는데, 주로 절리가. 의 문제점은 조강시멘트나 몰탈로 지표면과 수압판 사. 교차하는 암반에서 발생한다. 들뜸은 수압판 직하부의. 이를 뒤채움 할 때 많이 발생된다. 그 이유는 암반사면. 암블럭들이 풍화나 외력에 의해서 탈락되어 수압판의 일. 지표면에 굴곡이 심할 경우 뒤채움을 제대로 시행하기. 정부분이 지표면과 접촉되지 않는 현상이다.. 가 어렵고 두께를 균질하게 유지하기 어려워 인장시에 균열이 진행되는 경우가 많기 때문이다. 수압판은 지표면과 완전한 밀착이 가능할 때 인장하. 결론적으로, 지표면이 고르지 않고 암반과 분리된 상 태의 암블럭 등을 제거하지 않은 상태에서 수압판이 설 치되고 인장하중이 가해지기 때문에 수압판에 균열은 발. 중을 지반에 전이하여 지지력을 발휘한다. 수압판은 일. 생한다. 문제는 수압판 균열이 아니라 인장하중에 의한. 반적으로 불규칙한 지표면에 설치되기 때문에 현장타설. 수압판 균열 때문에 실제 시공현장에서는 설계축력대로. 로 시공하는 것이 바람직하지만 거푸집 설치가 매우 까. 인장하지 않아 더 큰 문제를 유발한다.. 다로워 실제 시공은 매우 적은 상황이며, 대신에 수압판. 또 다른 문제는 앵커축과 수압판이 수직이 되도록 설.

(3) 지표면에 근입한 앵커두부처리 시스템의 적용성 평가. 51. Fig. 2. Distortion of anchor axis.. Fig. 3. Fracture of concrete block.. 치되어야 하지만 지표면의 굴곡으로 Fig. 2처럼 수직을. Fig. 5. Embedded bearing plate system using a bit: (a) Bit attached to a DTH hammer, (b) Embedded bearing plate system.. 유지하기가 어렵게 된다. 이렇게 지표면과 밀착되지 못. 지표면이 고르지 않아 발생하는 현상인데 이렇게 되면. 한 수압판은 인장시에 편심이 작용하고 하중이 한쪽으. 지표면을 평탄하게 유지하기 위해 숏크리트나 계단식옹. 로 집중되어 균열이 빈번하게 발생한다.. 벽 등의 추가 공종이 뒤따르기도 한다(Fig. 4). 붕괴된. 암반에 설치된 격자블럭에서는 Fig. 3에서 보는바와. 암반에서는 전부 계단식옹벽으로 설치되기도 하는데, 이. 같이 날개가 꺾이는 현상이 자주 발생한다. 마찬가지로. 러한 것들이 공사비 상승의 주원인이 된다. 그리고 앵커 두부의 수압판은 보통 30 이상 지표면에 노출되기 때문 에 주변 경관과 조화되지 않는 단점이 있으며, 미관뿐만 이 아니라 상부로부터의 낙석에 대한 위험과 풍화, 부식 에 직접적인 영향을 미치고 유지관리에도 불리하다. 결 국 이러한 문제점들은 장기적으로 앵커력 손실로 이어 지고 앵커 파손에 의한 붕괴로까지 이어지게 된다.. 지표면 근입방식 두부처리 효과 앵커공법에서 수압판 방식의 두부처리는 안정성, 시 공성 그리고 미관에 이르기까지 여러가지 문제에 노출 Fig. 4. Slope surface treated with shotcrete.. 되어 있다. 기존 수압판 방식의 이러한 문제점들을 해결.

(4) 52. 민경남·배우석·안광국·정구식. 하기 위해 민경남 등(민경남 외, 2011)이 콘크리트 블록. 방식과 지표면 근입방식을 적용한 새로운 방안에 대. 을 이용하는 기존의 수압판 방식을 대체하여 확공비트. 한 지압판과 지반의 변위와 응력분포 양상을 파악하. 를 이용해 지압판을 지표면에 근입하여 설치하는 근입. 기 위하여 범용 수치해석프로그램인 ABAQUS를 이. 형 지압판 방식을 제시한 바 있다(Fig. 5).. 용하여 3차원 안정 해석을 수행하였다. 본 해석에서. 앵커두부가 지표면 하부로 근입되면 지반에 완전하게. 적용한 모델은 Static Analysis중에서 Mohr-Coulomb. 밀착되므로 구조적으로 가장 안정하게 되며, 또한 수압. 과 Elastic모델을 이용하여 변위 및 응력분포 양상을. 판 등 불필요한 구조물이 없어지고 지반펀칭이나 탈락. 확인하였다. 근입형에 적용된 고무판은 hyper elastic. 으로 인한 유지관리 문제를 해결할 수 있다. 지압판을. 모델을 사용하였다.. 지표면에 근입했을 때의 두부처리 효과는 다음과 같다.. 수치해석 시 암반하부는 X, Y, Z 방향을 모두 고정. 우선 지압판이 지반과 완전한 밀착이 가능해져 하중. 하고 암반의 전후면은 Y축을 고정하고 양쪽면은 X축을. 손실이 발생하지 않는다(민경남외, 2011). 통상적으로 앵. 고정하였다.. 커설계 시에는 두부에서의 relaxation과 펀칭 등 하중손. 기존 방식에서 적용한 수압구조물은 콘크리트 수압. 실을 감안하여 강연선 설계하중의 70%선에서 긴장을 가. 판으로써 크기는 500 mm(L)×500 mm(W)×300 mm(H)이. 하게 된다. 앵커 한 본의 설계력을 줄이는 대신 공간격. 고, 지압판은 일반구조용 압연강재로써 크기가 350 mm. 을 좁게 배치하는 것이 이에 해당한다. 두부에서 지압판. (L)×350 mm(W)×35 mm(T)를 적용하였다. 지표면 근. 과 지반의 밀착은 결국 긴장력을 설계대로 가할 수 있. 입 지압판의 경우는 지압판 설치를 위해 앵커두부를. 게 되어 과다설계를 방지할 수 있다.. 200 mm 굴착하고, 일반구조용 압연강재로 제작된 원형. 두 번째는 앵커축과 직각 유지가 가능해져 지반으로의. 지압판을 설치하였다. 원형 지압판의 크기는 F400 mm,. 하중전달이 완전하게 된다. 지압판이 앵커축에 직각으로. 25 mm(T)이고, 지압판 하부에는 Slide sheath를 설치. 설치되지 않으면 편심이 작용하여 지압판이 이동하게 되. 하여 기존 천공홀과의 수직도를 유지할 수 있게 하였. 고, 강연선에 피로가 누적되어 파단이 발생하는 경우가 생. 다. 해석지반은 본 연구가 앵커두부라는 좁은 영역에. 긴다. 결국 앵커력을 장기간 유지할 수 없는 문제가 발생. 서 집중하중이 작용하는 특성을 고려하여 국부파괴시. 하게 된다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서, 앵커두부. 발생하는 응력에 저항할 수 있도록 연암지반을 선정. 설치시 인장재가 중심축에서 ±5.0 mm이내에 위치하도록. 하였고, 이에 따른 설계정수는 문헌자료(ABAQUS,. 정착하여야 하고, 중심축에서 3o 이내의 각오차를 허용한. 2007)를 참고하여 해석상에 널리 쓰이는 자료를 인용. 별도의 관리방안이 제시된 바 있다(차아름 외, 2009b).. 하였다(Table 1).. 결국, 지압판의 지표면 근입은 구조적 안정성이 향상. 수치해석에서는 현장의 앵커두부 시험을 모사하기 위. 될 뿐만 아니라 시공성도 크게 개선되어 숏크리트와 계. 하여 Fig. 6과 같이 유한요소 격자망을 구성하였으며,. 단식옹벽 등의 불필요한 부대공이 수반되지 않으므로 공. 해석영역의 크기는 가로(x축)방향을 5.0 m, 세로(y축)방. 사비도 크게 절감된다.. 향을 5.0 m, 깊이(z축)방향을 5.0 m로 하여 응력에 의한. 이밖에도 도로의 경관성 개선과 낙석 및 지진동에 의한. 영향을 충분히 고려할 수 있도록 하였다. 또한, 유한요. 유지관리의 편의성 등 여러 가지 장점이 부각될 수 있다.. 소 격자망은 지반의 응력을 정밀하게 반영하기 위하여 지압판 주변을 더 작은 크기로 구성하였다.. 적용성검토. 수치해석 결과, 수압판 설치시 최대변위 및 응력은 Fig. 7(a), 8(a)에서와 같이 콘크리트 수압판 중앙보다. 수치해석. 가장자리에서 지반이 받는 응력이 더 큰 것으로 확인되. 본 연구에서는 수압판을 설치한 기존의 앵커두부처리. 었고, Fig. 9와 같이 최대응력 23.8 MPa, 최대변위. Table 1. Input parameters used in the analysis. Type. Model type. Soft rock Concrete block Bearing plate. Mohr-Coulomb Elastic Elastic. E (MPa) 2,100 30,000 210,000. V. C (kPa). Φ (o). γ (kN/m2). 0.28 0.25 0.16. 300 -. 33 -. 23 25 78.

(5) 지표면에 근입한 앵커두부처리 시스템의 적용성 평가. 53. Fig. 6. Analysis modeling: (a) Concrete block, (b) Embedded bearing plate.. Fig. 7. Displacement of anchor head: (a) Concrete block, (b) Embedded bearing plate.. Fig. 8. Normal stress around anchor head: (a) Concrete block, (b) Embedded bearing plate.. 1.06 mm는 모두 콘크리트 수압판에서 발생하며, 지반은 상대적으로 작은 응력과 변위를 나타내었다.. 지표면 근입 방식의 경우, 지반의 변위 및 응력은 Fig. 7(b), 8(b)에서와 같이 균등하게 지반에 분산되고 있. 하지만, 이 결과는 지표면이 불평탄한 현장여건을 고. 으며, 최대응력 9.73 MPa, 최대변위는 1.34 mm가 지압. 려할 때 편심이 작용할 경우 수압판의 균열 및 파손 가. 판과의 접지면에서 발생하였다(Fig. 9). 이 결과는 지반. 능성이 높을 것으로 판단되며, 이는 파괴원인 검토와도. 이 받는 응력이나 변위가 기존 방식보다 크지만, 지반자. 일치하는 결과이다.. 체의 강도보다는 작고, 변위도 작게 발생하므로 지표면.

(6) 54. 민경남·배우석·안광국·정구식. Fig. 9. Displacement and normal stress of concrete block and bearing plate by load increment: (a) Displacement, (b) Normal stress. Table 2. Results of analysis. Type Concrete block Bearing plate. 현장시험. Displacement. Stress. 1.06 mm 1.34 mm. 23.8 MPa 9.73 MPa. 현장시험방법 및 계획 현장시험은 지표면 근입에 의한 앵커두부처리 시스템 의 성능평가를 위하여 Table 3과 같은 조건에서 인발시. 근입방식의 지압판 설치시에도 연암이상의 지반이면 충. 험을 수행하였다. 현장시험 중 No. 1~3은 개선된 근입. 분한 안정성을 확보할 수 있는 것으로 판단된다.. 형 앵커두부처리 시스템을 모사하였으며, No. 4~6은 기. 단, 본 수치해석은 수압판과 지반의 접촉면이 균질하. 존의 앵커블록을 사용하였다.. 다는 가정 하에서 수행된 것으로 실제 현장조건에서는. 시험에 사용된 앵커는 인장형으로 정착장 4 m, 자유. 암반의 굴곡으로 인해 수압판과 지반이 불균질한 상태. 장 6 m로 두부의 종류와 관계없이 동일하게 설치하였. 로 접촉하는 경우가 더 일반적이므로, 이 경우에는 수압. 으며, 앵커 인장 시 지반의 변위거동을 수월하게 측정하. 판가장자리에서 응력집중이 더 크게 발생할 수 있어 해. 기 위해 연암층을 시험 대상 사면으로 선정하였다.. 석결과에서 나타난 응력이나 변위보다 더 큰 값을 나타. 시험대상 사면은 화강편마암 구간으로 노두는 약간풍. 낼 것으로 판단되며, 이러한 현상은 현장시험 결과로 확. 화(SW) 상태이나 심부는 비교적 신선한(F) 상태를 유지. 인할 수 있다.. 하고 있으며, 불연속면의 강도가 22~30 MPa, RQD는. 하지만 지표면 근입방식은 접촉면이 균질하여 응력전 달이 용이하므로 현장 적용 시 수압판 방식에 비해 응 력감소 효과는 더 클 것으로 해석결과를 통해 판단할. 25~50% 이고, 거칠기는 파동형 또는 계단형으로 거칠 거나 완만하며, 거칠기계수(JRC)는 16~18에 해당한다. 불연속면 교차에 의한 굴곡도는 평균 10 내외이며 선 정위치는 시험천공을 통하여 절리와 엽리 등 불연속면. 수 있었다.. Table 3. Summary of ground condition recorded during a field investigation. Hole No. 1 2 3 4 5 6. Type Embedded bearing plate Embedded bearing plate Embedded bearing plate Concrete block Concrete block Concrete block. RQD (%) 42 30 25 46 50 35. Roughness Undulating/Smooth Undulating/Rough Stepped/Rough Undulating/Smooth Undulating/Rough Stepped/Rough. Weathering condition SW SW MW F SW MW.

(7) 지표면에 근입한 앵커두부처리 시스템의 적용성 평가. 에 의한 영향을 적게 받는 곳으로 결정하였다.. 55. 그라우트재가 충분히 양생된 후에 실시하였다.. 인장에 의한 계측은 Fig. 10과 같이 앵커에 인장기를. 기존의 수압판은 Fig. 11과 같이 앵커를 삽입하고 노. 설치하고 기존 방식의 수압판과 지표면 근입방식에 의. 두면에 철근을 배근한 강도 24 MPa인 프리캐스트 콘크. 한 지압판에 변위 측정을 위해 LVDT를 설치하여 인장. 리트 수압판을 설치한 후 지압판을 놓고 앵커체를 긴장. 에 의한 밀림을 측정하는 방식으로 수행하였다. 시험은. 하였다. 수압판과 지표면의 틈새는 조강시멘트 몰탈로 뒤채움을 실시하여 응력집중화를 방지하고, 앵커는 20o 로 설치하였다. 지표면 근입방식에 의한 지압판은 Fig. 12와 같이 Fig. 5(a)에 소개된 확공비트를 이용하여 천공된 확공면 에 고무재의 탄성받침대와 강성재인 지압판을 설치하여 앵커 두부를 구성한 후 긴장하여 앵커를 완성하였다. 현장시험 결과 현장시험 결과, 인장하중을 최대 450 kN까지 단계적 으로 재하한 결과, 약 300 kN 부터 기존 수압판의 경우, 뒤채움부에 균열이 발생하기 시작하였다. 또한 Fig. 13과 같이 시험결과를 분석한 결과, 기존 수압판(No. 4~6)의. Fig. 10. Pullout test setup for the concrete block system.. 경우 400 kN에서 약 30~40 mm의 변위를 보였으며, 지 표면 근입에 의한 지압판(No. 1~3)은 10 mm 내외로 기존 수압판 방식보다 변위량이 50~70% 이상 적게 나 타난 것으로 평가되어 수압판의 밀림이나 파괴에 대한 저항성이 확보되는 것으로 나타났다. 그리고 지표면 근입방식은 300 kN까지 탄성거동을 보 이는데 비하여 수압판 방식은 비선형거동을 보이는 것 으로 나타났다. 이것은 지표면 근입방식이 지면의 굴곡 이 없는 상태에서 지압판이 지반에 완전히 밀착하여 밀. Fig. 11. Concrete block.. Fig. 13. Load displacement curve by pull-out test. Table 4. Results of field tests.. Fig. 12. Embedded bearing plate.. Type. Max. displacement. Yielding load. Concrete block Bearing plate. 33~39 mm 1~12 mm. 300 kN -.

(8) 56. 민경남·배우석·안광국·정구식. 리는 탄성거동특성으로 변위가 최소로 발생한 것으로 보. 치하고, 연암으로 구성되어 있다.. 인 반면, 수압판의 접지면적은 상대적으로 크지만 지표. 사면의 높이는 25 m, 연장은 30 m, 붕괴면의 깊이는. 면과 수압판의 접촉면이 불균질하여 인장하중 작용 시. 2.5 m이며, 1:0.3의 경사로 절취한 후 낙석방지망, 낙석. 접촉부가 파괴되면서 밀리거나, 앵커축이 수직을 유지하. 방지울타리 등이 설치되어 있는 현장이다.. 지 못해 편심이 작용하여 구조물에 균열이 발생하고 이. 사면은 강우시에 기반암에 존재하는 엽리와 절리면을. 에 따라 변위가 상대적으로 크게 나타나기 때문인 것으. 따라 우수가 침투하여 붕괴가 발생한 것으로 파악되었. 로 판단된다. 이는 지표면 근입방식이 확공비트를 이용. 고, 추가붕괴 가능성이 높은 지역이다. 붕괴구간의 단면. 하여 표면을 굴삭하기 때문에 표면의 형상과 돌출부의. 은 Fig. 14와 같다.. 경사각, 형상의 크기, 절리면 간격의 영향이 최소화되기 때문인 것으로 판단된다.. 일반적으로 붕괴구간에서 앵커공법 적용 시에는 계단 식옹벽을 설치하거나 숏크리트 타설 후 사각블럭을 사. No. 2와 같은 근입형 지압판의 경우 300 kN과 370 kN. 용하는 경우가 많은데, 이럴 경우 공사비는 앵커설치비. 사이에서 발생한 변위 증가량은 절리면의 전단파괴로 인. 보다 옹벽설치비가 더 많이 소요되고 공기도 길어지는. 해 발생한 것으로 이것은 하중방향과 평행한 미세한 절. 단점이 있다. 당 현장은 차량통행이 많은 국도임을 고려. 리면들이 하중의 증가에 따라 파괴가 발생한 전단거동. 하여 신속한 보강이 요구되었다. 계단식 옹벽은 안정성. 인 것으로 판단된다. 이러한 현상은 수압판에서 보이는. 면에서 유리하지만 L형 측구의 폭이 좁아 현장 설치가. 미끄러짐 현상에 의한 비선형거동과는 다른 양상으로 증. 어렵고, 붕괴 후 상부에 낙석이 발생하여 상부 선보강조. 가에 따라 파괴가 발생한 전단거동으로 판단된다.. 치가 우선되어 배제하였다. 그리고 숏크리트는 붕괴면의. 분석결과 수치해석이 현장시험에 비해 다소 과대평가 하는 것으로 나타났으며, 분석방법에 관계없이 지압판이 콘크리트 수압블록에 비해 더 큰 응력값을 나타내고 있 으며 모두에서 콘크리트 블록의 파괴현상을 확인할 수 있어 앵커 두부에서 가장 일반적으로 발생하는 균열을 예상할 수 있으며 이러한 현상이 근입형 지압판에서는 발생하지 않는다는 것을 검증하였다. 현장 사례 본 앵커두부처리 시스템의 적용성을 파악하기 위해 붕괴현장에 직접적으로 시공을 수행하였으며, 대상 현장 은 충남 공주시 일원으로 2010년 2월 쐐기파괴와 평면 파괴의 유형으로 붕괴가 발생하였다. 대상 노두면의 주. Fig. 15. Construction view by embedded bearing plate system.. 암종은 화강편마암으로 엽리방향이 사면경사 방향과 일. Fig. 14. Collapsed section.. Fig. 16. Detail of the embedded anchor head system..

(9) 지표면에 근입한 앵커두부처리 시스템의 적용성 평가. 57. 굴곡이 심하고 부석이 많아 숏크리트를 타설하더라도 면. 지표면 근입 앵커두부처리 시스템은 안정성과 시공성. 정리가 선행되어야하는 문제가 있었으며, 무엇보다 공기. 개선 뿐만 아니라 경제성에서도 수압판이 필요 없어 원. 단축이 우선이었다. 따라서 대상 현장에서는 앵커두부처. 가절감이 가능하며, 근입경, 근입심도, 지압판과 같은 시. 리를 지표 근입 지압판으로 적용하여 상기의 문제를 해. 스템의 변경을 통해 지압판을 사용하는 다양한 공법에. 결하였다.. 적용이 확대될 수 있을 것으로 기대된다. 향후, 지표면. Fig. 15, 16은 지표면 근입방식으로 앵커두부처리를 수행한 현장을 나타낸 것으로 노두면의 불규칙성과 절. 조건을 반영한 해석 모델에 대하여 심도 있는 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다.. 리면의 교호상태를 알 수 있으며, 기존 콘크리트 수압판. 감사의 글. 의 문제점이 그대로 나타날 수 있는 현장으로 지표 근 입 시스템에 의해 응력의 불균형이나 심미적인 효과 등 을 확보한 것을 알 수 있다.. 본 연구는 한국건설교통기술평가원의 2010년 “건설교 통R&D정책 인프라사업”으로 수행된 것으로 관계자 여. 결 론 기존의 앵커두부는 외부로 노출되어 풍화나 진동과. 러분께 감사드립니다.. 참고문헌. 같은 외력에 의해 직접적으로 물리적인 변형이나 손상 을 많이 받게 되므로 본 연구에서는 기존 수압판 방식 의 문제점을 해결하기 위해 앵커두부의 지표면 근입방 식을 제시하고 해석적인 접근과 현장시험시공을 통해 그 가능성을 평가하였다. 1) 수압판 방식을 이용한 기존 콘크리트 블록의 앵커 두부는 시공이 매우 복잡하고 균열 등 구조적인 문제와 미관에 이르기까지 다양한 문제점들이 지적되어 왔으며, 대부분의 공학적인 문제가 앵커두부가 지표면에 밀착되 지 않아 발생되고 있는 것으로 분석되었다. 2) 확공비트를 이용한 앵커두부의 확장을 통해 앵커두 부를 지표면에 근입시키는 방식은 수치해석결과, 지반의 최대 수직변위가 1.34 mm, 최대 수직응력은 9.73 MPa로 지반에 균등하게 분산되었으며, 기존의 콘크리트 수압판 방식에서는 최대 수직응력이 23.8 MPa로 제시한 방식보 다 약 2.4배 크게 나타났으며, 수직응력이 수압판의 중앙 보다 가장자리에서 더 크게 분포하는 것으로 나타났다. 3) 현장시험 결과, 지표면 근입방식은 지압판이 밀착 되어 탄성 거동특성으로 변위가 최소로 나타난 것으로 보인 반면, 기존 수압판은 접지면적이 상대적으로 크지 만 지표면이 불균질하여 긴장 시 접촉부가 파괴되면서 밀리거나, 앵커축에 편심이 작용하여 균열이 발생하고 3~4배의 큰 변위량을 나타내었다. 4) 해석 및 현장시험 결과, 암반 면이 불규칙한 실제. 김대홍, 오기대, 2009, 실규모 현장시험을 통한 부착형 암반앵커의 인발저항력 평가, 한국지반공학회 논문집, 25(10), 5-15. 김태섭, 심보경, 이규상, 이인모, 2010, 가압식 압축형 지 반앵커의 인발저항력 증대효과 및 군효과 특성, 한국 지반공학회 논문집, 26(6), 5-19. 민경남, 안광국, 이처근, 배우석, 한진희, 이현우, 2010, 앵커의 두부처리 개선방법에 관한 연구, 한국지반환 경공학회 2010년도 학술발표회 지반환경 및 사면안 정 기술 논문집, 328-333. 민경남, 이재원, 이중관, 박현종, 이종범, 송무영, 2011, 지표면에 근입한 앵커 지압판의 거동 특성, 대한지질 공학회 춘계학술대회, 21-25. 송영석, 김재곤, 2010, 급경사지재해 안정화기술에 대한 특허분석, 대한지질공학회 논문집, 20(3), 257-269. 이봉직, 김조순, 이종규, 2012, 셰일지반에 설치된 MC앵 커의 인발특성, 한국지반환경논문집, 13(1), 53-61. 차아름, 김보헌, 이종우, 장범수, 김태훈, 2009a, 그라운 드 앵커와 앵커 구조물의 유지관리에 관한 해외사례 연구, 한국지반공학회, 2009 사면안정 학술발표회, 121-129. 차아름, 장범수, 김보헌, 유동우, 2009b, 그라운드 앵커의 수압판 설계 방안의 제안, 한국암반공학회, 2009 학 술발표회, 187-193. 홍석우, 2008, 복합형 앵커의 인발거동에 관한 실험적 연구, 한국지반공학회 논문집, 24(11), 143-155. ABAQUS, Inc., 2007, ABAQUS Analysis User's Manual Version 6.5. Hsu, S-.C. and Chang, C-.M., 2007, Pullout performance of vertical anchors in gravel formation, Engineering Geology, 90, 17-29.. 현장조건에서 수압판 가장자리의 응력집중이 크게 발생 할 수 있음을 확인하였으며, 이러한 결과는 수압판의 균. 2012년 1월 31일 원고접수. 열 및 격자블럭 날개 꺽임 현상 등의 문제점 발생 사례. 2012년 3월 16일(1차), 3월 23일(2차) 수정일자. 와도 잘 일치하는 결과임을 확인하였다.. 2012년 3월 26일 게재확정.

(10) 58. 민경남·배우석·안광국·정구식. 민경남. 안광국. (주)세종이엔씨. 충북대학교 토목공학과. 305-301 대전시 유성구 봉명동 636-2. 361-763 충북 청주시 흥덕구 개신동 12 Tel : 043-261-3588. 래길빌딩 4층 Tel : 042-828-6262 Fax : 042-828-6263. Fax : 043-275-2377 E-mail : [email protected]. E-mail : [email protected] 정구식 배우석. 충북대학교 토목공학과 지반공학연구실. (주)나노지오이엔씨. 361-763 충북 청주시 흥덕구 개신동 12 Tel : 043-261-3588. 361-271 충북 청주시 흥덕구 복대1동 834-5 4층 Tel : 043-271-3304 Fax : 043-275-3304 E-mail : [email protected]. Fax : 043-275-2377 E-mail : [email protected].

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