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연약지반상에 축조된 호안의 측방유동에 따른 안벽말뚝의 변위 : 인천남항 컨테이너 부두 공사
최근 우리나라의 서해안과 남해안에서 각종 건설사업이 활발하게 이루어지고 있는 과정에서 연약지반의 측방유동과 수동말뚝에 대한 문제점이 종종 논의되고 있다. 연약지반 측방유동특성에 대한 중요성은 수평하중이 말뚝두부에 작용할 경우, 지반은 부동의 상태에서 말쪽의 이동에 저항하여 작용하게 된다. 한편, 말뚝주변지반이 수평방향으로 이동하게 되면 지반으로부터의 저항력은 이미 기대할 수 없게 되고 오히려 이들 지반의 이동은 말뚝에 하중을 가중시키는 결과를 초래하여 구조물에 심각한 피해를 줄 수 있다는데서 그 중요성이 부각된다. 본 연구는 인천 남항 컨테이너 부두 건설공사 중, 시공과정에서 일어나는 구조물 및 지반의 변형을 분석하기 위하여 현장 계측 결과를 분석하고, 유한요소 해석 프로그램인 AFFIMEX Version 3.4를 이용하여 수치해석을 실시하였다. 유한요소해석에 의한 변위 결과는 시공단계별로 초기응력상태, 말뚝항타, 모래치환, 사석층설치, 콘크리트블럭설치, 준설매립, 배수층설치, 상계하중재하, 상재하중재하 후 방치 및 상재하중제하 후 방치등으로 구분하여 구조물 및 기초지반에 나타난 연직, 측방 변위를 분석하였다. 현장계측결과와 수치해석결과를 비교하여 고찰해 보면, 안벽호안의 침하량은 계측이 시작된 시점으로부터는 이미 많은 침하가 발생된 것으로 나타났으며, 계측일로부터는 준설매립에 의한 성토작업을 개시하는 시점에서 가장 많은 양의 침하가 발생되었고, 성토가 완료된 시점으로부터 침하량은 수렴되어졌다. 전체적으로 계측에 의한 결과치가 수치해석을 통한 결과치보다 크게 나타났다. 안벽호안 지역의 측방변위는 계측에 의한 실측치와 유사하게 모래치환 하부의 연약점토구간에서 가장 큰 급경사를 이루며 일어난 것으로 나타났다. 시기적으로는 준설매립이 시작되면서 성토하중으로 인한 변위 곡선이 급경사를 이루며 측방변위가 발생되어 성토가 완료되는 시점까지 가장 많이 변위가 일어났으며 성토완료 후 수렴되는 경향을 보였다. 안벽구조물의 기초로 설치된 강관말뚝의 수평변위는 안벽호안 지역의 측방변위와 유사하게 모래치환 하부 연약지반에서 가장 많은 변위가 일어나는 것으로 나타났다. 시공단계별로는 준설매립이 마무리 되는 시점에서 변위량이 급격하게 증가되어, 성토하중이 마무리되는 시점에서 가장 많은 변위량을 나타내었다. Recently, the lateral displacement of the passive piles which installed under the revetment on soft ground is very important during the landreclamation work along the coastal line. The revetment on the soft clay develops the lateral displacement of the ground when the revetment loading is exceeded a certain limit. The lateral displacement of ground causes an excessive deformation of under structure itself and develops lateral earth pressure against the pile foundation as well. Especially passive piles subjected to lateral earth pressures are likely to have excessive horizontal displacement and large bending moment, which induces structural failure of pile foundation and harmful effects on superstructure. The subject of study is to investigate the later displacement of pile foundation during the construction of container terminal at the south port of Incheon. Actual field measurement data and finite element method(FEM) by AFFIMEX Ver 3.4 were used to analize the displacement of pile and the vertical settlement of soft ground. This analysis was carried out at each sequence of construction work. Comparison the results from field measurement data analysis with finite element analysis, revetment occures prior to a time of actual field measurement. After that, most of the lateral displacement of piles and settlement were occurred during the filling of dredged soil inside the revetment dredging and reclaiming work. After completing filling, the lateral displacement and field settlement are reduced remarkably. Generally, the results from the finite element analysis show larger value than the results from measurement data analysis. Revetment's lateral deformation using FEH is similar to the actual measurement. The biggest lateral displacement was occurred at the layer of soft caly. The lateral displacement curve is very steepduring the filling of dredged soil inside the revetment. After completing the filling work, the lateral displacement reduces remarkably. The shape of lateral displacement of piles under revetment on soft ground is somewhat similar to the lateral deformation of foundation soil
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