사면하부지반의 강도정수에 따른 억지말뚝 적용성 연구

Abstract

높이가 5m와 10m인 사면부와 사면하부지반으로 이루어진 지반조건에 대하여 여러 가지 강도정수를 갖는 사면하부지반을 가정하고 안정해석을 수행한 결과 사면하부 끝단에 억지말뚝을 설치할 수 있는 사면하부지반의 강도정수의 범위를 얻을 수 있었고 표로써 제시하였다. 사면높이가 5m인 경우 사면하부지반의 점착력이 10kPa일 때 내부마찰각은 15° 인 경우까지 억지말뚝의 설치가 가능하며 점착력이 20kPa와 25kPa인 경우 내부마찰각이 0° 일 때만 억지말뚝의 설치가 가능하였다. 사면높이가 10m인 경우 사면하부지반의 점착력이 10kPa일 때 내부마찰각은 20° 인 경우까지 억지말뚝의 설치가 가능하며 점착력이 40kPa, 45kPa 그리고 50kPa인 경우에는 내부마찰각이 0° 인 경우만 억지말뚝의 설치가 가능함을 알 수 있었다. 가정한 사면에 적용한 억지말뚝에 대한 해석결과에 따르면 억지말뚝의 길이와 최대 휨모멘트의 크기는 내부마찰각의 존재여부에 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 사면하부지반의 내부마찰각이 0° 인 경우 필요한 억지말뚝의 길이 Ds 와 d는 각각 내부마찰각이 5° 인 경우에 비해 4.6배와 8.0배 컸다. 사면하부지반의 내부마찰각이 0° 인 경우 억지말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트는 내부마찰각이 5° 인 경우에 비해 24.6배 컸다. 억지말뚝을 적용한 사면하부지반의 내부마찰각이 0° 인 경우 억지말뚝의 길이 및 억지말뚝에 발생하는 최대 휨모멘트의 크기가 상당히 커서 억지말뚝의 적용을 어렵게 함을 알 수 있었다. 본 연구결과를 통해 볼 때 비배수상태에 있는 포화점토지반상에 성토를 하는 경우에는 압밀이 발생하는 시간적 여유를 갖도록 완속 성토함으로써 억지말뚝의 길이와 발생 최대 휨모멘트를 대폭적으로 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.

Several foundation soil conditions below a homogeneous sand slope were assumed and slope stability analyses were conducted to determine the soil condition, in which a stabilizing pile can be used to increase the factor of safety against sliding. The assumed heights of the sand slope were 5m and 10m. For a 5m slope height, a stabilizing pile can be used in the foundation soil with a 15° internal friction angle and a cohesion of 10kPa. For a 10m slope height, a stabilizing pile can be used in the foundation soil with a 20° internal friction angle and a cohesion of 10kPa and a stabilizing pile can be used in the foundation soil with a 0° internal friction angle and 40kPa, 45kPa and 50kPa of cohesion. According to the analysis results of stabilizing pile-reinforced foundation soil, the length of the stabilizing pile and magnitude of the maximum bending moment were strongly affected by the internal friction angle of the foundation soil. The lengths of stabilizing pile, for an internal friction angle of 0° were 4.6, 8.0 times greater than those with an internal friction angle of 5° . The magnitude of the maximum bending moment of the stabilizing pile for an internal friction angle of 0° was 24.6 times greater than that for an internal friction angle of 5° . Practically, a stabilizing pile cannot be used for foundation soil with an internal friction angle of 0° . Considering the results derived from this study, the effects of a stabilizing pile can be maximized for soft foundation soil that is embanked with a slow construction speed.