법면 보수보강 공법

 

법면보수보강공법

노후 된 구조물에 대한 보수. 보강은 손상구조물의 영향정도, 구조물의 중요도, 사회 환경조건 및 경제성 등에 의해서 방법 및 수준을 정한다.

보수. 보강을 위해서는 상태평가 결과와 안전성평가 결과 등을 정밀 검토 후 보수. 보강 필요성, 방법 및 그 수준을 제시한다. 이때 중요한 것은 결함 및 손상발생 원인에 대한 정확한 분석이며, 이를 통해 적절한 공법과 보수. 보강 재료를 선택할 수 있다.

⌬ 보수. 보강의 필요성

보수의 필요성은 절토사면내의 구조물에 대하여 인지되는 변형 및 손상에 대해 절토사면의 안전성을 확보하기 위해 요구되는 보수의 수준에 의해 판단하며, 각종기준(도로설계편람, 한국도로공사 도로설계요령, 도로안전시설 설치 및 관리지침-낙석방지시설편 등)을 참조한다.

보강의 필요성은 절토사면의 안전성평가 결과에 의해 사면의 안전율을 각종 기준에서 정하는 수치이상으로 확보하기 위하여 어느 정도까지 보강하여야 하는가의 판단에 의한다.

⌬ 보수. 보강의 수준

보수. 보강의 수준은 현재의 위험도, 경제성 및 시공성 등을 고려하여 아래의 경우 중에서

선택한다.

. 현상유지(진행억제)

. 대규모 붕괴위험이 없는 수준까지 회복

. 전면적인 보수. 보강

⌬ 보수. 보강공법의 선정

붕괴가능성이 인지되는 절토사면의 보수. 보강은 보수. 보강 재료와 공법의 내하력, 내구성, 기능 및 미관 등을 검토하여 결정한다. 이 때 중요한 것은 절토사면의 결함 및 손상 발생원인에 대한 정확한 판단이며, 이를 통해 적절한 공법을 선정할 수 있고 또한, 적절한 보수. 보강재료를 선택할 수 있다. 따라서 절토사면 관련 제반자료와, 진단 시 수행한 각종 상태평가 및 안전성평가 결과를 기초로 하여 결함발생원인에 대한 정확한 추정 후 보수. 보강공법을 선택한다. <표 9.2-1>은 절토사면에서 사용되는 보수. 보강공법의 개요이다.

⌬ 보수. 보강공법의 종류

절토사면의 보수. 보강은 다음의 4 종류로 구분된다.

가. 경사완화 및 구조물에 의한 보강공법

나. 표면보호공법

다. 낙석방지공법

라. 배수공법

1) 경사완화(절취공법)

경사완화공법(또는 절취공법)은 활동하려는 토괴 또는 암괴를 제거하여 활동하중을 경감시킴으로써 절토사면의 안정을 도모하는 방법이다. 절토사면의 경사를 완화하여 활동암괴를 제거하므로 확실한 안정공법으로 여겨지나 절취를 실시하였음에도 불구하고 파괴가 발생하는 경우가 있다. 특히 절토 사면내에 연약대층이 함유되어 있는 경우에는 절취 후 파괴가 계속될 수 있다. 그러므로 공사 중간에 절토사면의 잠재적인 내적 취약점을 명확히 조사하여 사면의 안정성을 재검토하고, 필요하다면 앵커공과 같은 다른 보강공법과 병행하여 시공해야 한다. 절토사면 상부의 자연 사면의 경사도가 큰 경우에는 굴착량이 막대하고, 경제성, 시공성의 면에서 어려운 점이 많으므로 다른 보강공법을 고려하는 것이 바람직하다.

절취경사의 결정은 표준경사도를 기초로 하며 지반의 특성 및 지형적 조건과 같은 현장 여건 그리고 시공성을 종합적으로 고려하여 판단하여야 하며 붕괴요인을 가진 지반의 경우 주의하여야 한다. 특히 암반사면의 경우는 지표지질조사 및 시추조사에 의해 파악된 절리의 방향성 및 발달상태에 따라 각각의 절토사면에 대하여 안정해석을 실시하여 사면 경사를 결정하는 것을 우선으로 한다.

 

2) 록 볼트(rock bolt)

록 볼트는 이완암반과 모암의 일체화를 목적으로 혹은 불연속면을 경계로 한 여러 층을 일체화하기 위한 목적으로 사용한다. 록 볼트의 작용효과는 부재의 전단강도나 원지반과의 인발저항에 의한 직접적인 원지반의 보강뿐만 아니라 간접적으로 원지반의 물성을 강화하는 효과가 있다. 록 볼트를 사용하는 경우에는 절토사면 표면의 얕은 위치에 견고한 암반이 존재하여야 한다. 록 볼트의 정착력을 정확히 추정하는 것은 곤란한 경우가 많기 때문에 사전에 인발시험을 실시하여 정착범위를 확인하여 두는 것이 중요하다.

 

3) 앵커(anchor)

앵커는 흙, 또는 암반의 절토사면 이완된 지반이나 불연속면 등이 존재하고 붕괴할 염려가 있는 경우나 불안정한 절토사면의 안정을 꾀할 경우에 사용한다. 앵커는 단독으로 사용하는 경우와 현장타설 콘크리트 격자, 옹벽, 억지말뚝과 병용시키는 경우가 있으며 지지력을 구하는 방법, 안전성, 신뢰성, 내구력의 문제 등 설계 및 시공측면에서 미해결된 면이 있기 때문에 충분한 검토가 필요하다. 앵커의 종류는 앵커와 지반의 정착방식에 따라 마찰형, 지압형, 복합형이 있다.

 

4) 쏘일 네일링(soil nailing)

쏘일네일링 공법은 네일(nail)이라고 불리 우는 보강재를 프리스트레싱 없이 좁은 간격으로 지반에 삽입하여 절토사면의 전체적인 전단강도를 증가시킨다. 또한 숏크리트 등으로 굴착면을 보호하는 표면 보호공을 조합하여 시공하는 경우가 많다. 소일 네일링 공법의 장점은 가격이 비교적 저렴하고, 장비가 단순하며 접근이 어려운 장소와 협소한 공간에서도 작업이 용이하다는 점이며, 단점은 지하수위가 없는 지반 또는 지하수위의 저하에 의해 안정화된 지반에 제한적으로 사용된다는 점이다.

 

5) 억지말뚝

억지말뚝 공법은 절토사면의 활동하중을 말뚝의 수평저항으로 받아 활동을 억지시키는 공법이다. 억지말뚝의 설계시에는 말뚝에 발생하는 휨모멘트와 전단력을 고려하여, 말뚝의 단면, 종류, 간격 등을 결정한다. 휨모멘트가 큰 경우에는 말뚝머리에 앵커를 설치할 수도 있다. 말뚝의 타설위치는 지반 활동시 압축상태에 놓이게 되는 절토사면의 말단부 근처가 유리하다. 억지말뚝 공법은 기초부 암반이 토압으로 인해 활동현상이 발생한 지역, 토층 사이의 경계면에서 평면파괴가 발생하거나 풍화층의 유실과 침식으로 표면 붕괴의 우려가 있는 지역, 급경사의 토사사면으로 경사완화가 불가능하거나 단층파쇄대 구간으로서 지하수 위가 낮고 침투수 영향이 적은 구간에 적용된다.

 

6) 다우월(dowel)

다우월 공법은 암반에서의 소규모 단독 분리암괴에 의해 암괴의 탈락이 예상될 때 암괴를 절토사면에 고정하기 위하여 적용하는 공법이다. 즉, 직경 25 mm, 길이 1∼3 m 정도의 철봉을 보링공 내에 삽입하여 그라우트 주입을 실시함으로서 절리면의 전단강도를 증가시키는 수동 보강형 공법이다.

 

7) 콘크리트 버팀벽(buttress)

절토사면에서 암 탈락이 발생하거나 사면 절취시 과다발파에 의하여 사면상에 빈 공간이 생기게 되면 절토사면 하부의 지지력을 상실하게 되어 또 다른 암 탈락이 발생할 위험이 커진다. 이러한 경우, 하부의 빈 공간에 콘크리트 버팀벽을 설치하여 경제적으로 절토사면의 안정성을 높일 수 있다.

 

8) 옹벽

옹벽은 벽의 자중과 저판상부의 토사 중량 등으로 토압에 저항하여 절토사면을 지탱하고 안정을 도모하기 위한 목적으로 설치하는 벽체 구조물이다. 옹벽의 설계시 안정성 확보를 위하여 전도에 대한 안정성, 미끄러짐에 대한 안정성, 지반의 지지력 등에 대하여 검토를 수행해야 한다. 미끄러짐에 대한 안정성만이 부족한 경우에는 옹벽 바닥면에 활동방지용 턱(shear key)을 설치할 수도 있다.

 

9) 마이크로 파일(micro pile)

마이크로 파일은 토사사면에 적용하는 공법으로 지중에 천공 후 지름 162.5mm의 강관을 삽입하고 시멘트 밀크를 주입하여 소구경 파일을 형성하는 공법으로 암반이 견고할 때 별도의 장비가 필요하나 시공성과 품질 확보가 우수하다.

 

10) 보강토 공법

보강토 공법은 흙쌓기나 흙깍기 사면내에 강재나 망 등의 보강재를 배치하여 보강재와 흙의 마찰력을 이용하여 파괴나 변형에 저항하는 공법이다. 보강토 공법은 지형 등의 제약을 받아서 흙 쌓기나 흙깎기의 적정경사를 확보할 수 없는 경우나 절토사면을 보강할 필요가 있는 장소 또는 도시부에서 용지보상비가 과다한 장소 등에 사용한다.

주된 공법으로서 흙쌓기 에서는 보강토벽공법, 망에 의한 보강공법 등이, 흙깎기에서는 철근 삽입, 각종 그라우팅, 강화섬유 주입 등의 보강공법이 있다.