단보 : 암반사면 보강에 이용되는 콘네일링공법

김용규 ( Yong Gyu Kim ) 대한지질공학회 2003 지질공학 Vol.13 No.4

본 기술은 암반사면 보강공법에서 철근보강재인 네일(Nail)에 원추형콘(철근 규격에 따라 기울기 19∼23°,높이 40∼45㎜, 아랫변 65∼70㎜)을 일정한 간격으로 다수 장착하여 그라우트재와 원 지반까지 방사입체형으로 힘을 미치게 하는 암반사면 보강공법이다. 본 신기술 공법은 네일링 공사 시 원추형 콘을 장착, 삽입함으로서 부착력과 인발력을 증가시켜 비탈면 보강공사 시에 안전성을 높인 공법이다. 따라서 네일링공법을 사면붕괴 방지공사에 적극 활용할 수 있으므로 네일링 공법의 사용을 활성화 하며, 지진이나 지반변형 등 외력에 의한 사면붕괴를 사전에 방지할 수 있어 사면재해를 미연에 방지하는 효과가 있다. 또한 현재까지 네일링공법은 인발톤수가 적고 네일에 대한 신빙성 결여로 아주 적은 인발톤수를 필요로 하는 현장이외에는 사용을 기피하는 일이 많았다. 그러나 본 원추형 콘네일 공법은 어스앙카, 록앵커, 보강토공법, 지지말뚝공법, 옹벽 등에 대한 대체공법으로 이용할 수 있는 여건이 충족됨으로 사면보강재로서의 사용 확산이 기대된다.

내화학성 적층보강공법(CRM)을 활용한 콘크리트 구조물의 내구성능 향상

김춘호,김상도,김남욱 한국구조물진단유지관리공학회 2013 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.17 No.6

콘크리트는 대표적인 건설재료로서 지난 19세기 후반 이후 각종 구조물의 축조에 활용되고 있다. 콘크리트는 일반적으로 적절한 설계및 시공 규정을 준수한다면 내구성을 확보하는 것으로 인식되었으나, 구조물의 사용 과정 중에 겪게 되는 각 종 외적 작용으로 인해 수명단축 및 성능저하 현상이 빈번히 나타나고 있으며 더욱이 노후화에 따른 콘크리트 구조물의 성능 저하는 억제할 수 없으며 결국 콘크리트 구조물의 유지관리 측면에서 보수 및 보강은 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기존의 보수 및 보강공법의 성능을 개선하고자 콘크리트 표면의 강화 및 특히 내화학 성능의 향상을 위하여 개발되어진 내화학성적층보강공법 (Chemical Resistance of Laminating Reinforcement Method : CRM)을 적용하였다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 시험체에 대한 다양한 내구성 시험을 통하여 일반적인 보수 및 보강공법을 적용한 시험체 와의 비교분석을 통하여 결과를 도출하였으며 시험결과, 기존 보수 및 보강공법보다 CRM을 적용한 콘크리트 시험체의 내구성능이 향상되었는데 이는 에폭시계의 내산섬유보강 및 2중의 섬유계의 보강시트로 인한 적층효과로 판단된다. As a typical construction material, concrete has been used in building all kinds of structures since the late 19th century. Although it was recognized to secure durability as long as the regulations on design and construction have been reasonably complied, the trends of life-shortening and deterioration have frequently occurred due to all kinds of the external effects that have been experienced during the procedures of using the structures. To make matters even worse, deterioration of the concrete structures according to deterioration can not be controlled any more. Finally, the reality is that repair and maintenance are necessary in the maintenance aspect of the concrete structure. In this study, CRM(Chemical Resistance of Laminating Reinforcement Method), which had been developed to reinforce the surface of concrete and specially improve chemical resistance performance, has been applied to enhance the existing repairing and maintenance method. Therefore, the result has been drawn with comparison and analysis of the specimens applied with the general repairing and maintenance method and CRM through a variety of durability test in this study. With the result of the test, durability of the specimen applied with CRM has been more improved than the existing repairing and maintenance method, which is judged as because of the laminating effect due to reinforcement of epoxy impregnated of alkali-resistance fiber and double layered fiber reinforced seat.

외부 포스트텐션 보강공법의 개발 및 평가

임재형,문정호 한국구조물진단유지관리공학회 2008 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.12 No.5

포스트텐션 보강공법은 이미 변형된 구조물을 원상태로 회복시키면서 구조적인 성능을 향상시키는 능동적인 보강방법으로 알려져 있다. 그러나 압축력 흡수장치를 사용하지 않은 프리스트레스 보강공법은 긴장재의 압축력이 보강부재에 인장응력을 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 보완한 Bow 공법을 개발하고, 개발된 공법에 대한 평가로써 실험 및 해석연구를 통하여 압축력 흡수장치를 사용하지 않은 프리스트레스 보강공법과 Bow 공법을 비교하였다. 연구결과, 압축력 흡수장치를 사용하지 않은 프리스트레스 보강공법에서는 프리스트레스에 의하여 보강부재에 인장응력이 발생할 수 있음과 압축력 흡수장치를 사용한 Bow 공법에서는 보강부재에 인장응력이 발생하지 않음을 확인할 수 있었다. A technique strengthened to the reinforced concrete members using the external post- tensioned method offers the advantages in speed and simplicity of installation over other, established, strengthening techniques. But this technique has many unreasonable facts. This paper are analyzed an unreasonable facts of the previous external post-tension technique. The purpose of this paper proposed Bow system as the new technique strengthened to the reinforced concrete members. The Bow system which is better technique than the previous technique was introduced with the experimental/analytical data.

진동대시험을 이용한 기존 구조물 내진보강공법에 관한 연구

박인준,마호성,이용교,유병준 한국방재학회 2012 한국방재학회논문집 Vol.12 No.1

본 논문에서는 기존 구조의 내진보강공법의 보강성능향상을 증명하기 위하여 진동대를 사용하여 내진보강공법의 내진성능을시험하였다. 철근콘크리트 골조 구조물을 모사할 수 있는 동일한 두 개의 시험체(내진 보강시험체 및 비 보강시험체)를 제작하였다. 기둥 상, 중, 하부 및 보의 중간에 각각 Strain게이지, 가속도계를 설치한 후 설계펙트럼가속도 0.15 g의 30~150%까지가속도를 증가 시키면서 시험을 수행하였다. 그 결과 비 보강 시험체는 지표면 최대가속도 0.20 g 시험에서 기초에서 약80 cm 높이 까지 폭 1 mm 이상의 균열이 발생하였다. 반면 보강 시험체는 균열이 발생하지 않았다. 0.11 g 시험에서 비 보강시험체로부터 측정된 Strain이 보강시험체의 그것보다 훨씬 큰 변화가 발생하기 시작했다. 보강 시험체는 0.20 g 시험까지Strain의 변화가 거의 나타나지 않았다. 비 보강 시험체는 입력가속도가 증가함에 따라 증폭비가 증가하게 나타났다. 반면 보강시험체는 0.20g 가속도 수준까지는 증폭효과가 상대적으로 미미한 수준으로 관측되었다. 진동대 시험결과 본 내진보강공법이 내진성능향상에 상당한 영향을 주고 있음이 증명되었다 In this paper, the seismic performance on the aseismic reinforcement method for existing structures has been examined based on the shaking table test, to verify the aseismic improvement of the applied method utilized in the current constructions. To simulate the behaviors of the reinforced concrete frame structures, two identical specimens(with aseismic reinforcement method and without aseismic reinforcement method) are prepared for the test. Strain gages, accelerometers and LVDT are placed at the middle of the bottom, middle and the top of the column as well as at the middle in the upper girder. The shaking table tests are performed with the applied maximum acceleration from 30% to 150% of 0.15 g, which is the input artificial seismic excitations defined by the design spectrum. From the results, the specimen without retrofit is found to show 1mm crack at the position up to the 80 cm from the foundation while the specimen with retrofit is found not to show any crack under the Peak Ground Acceleration(PGA)0.20 g. In the case of 0.11 g test, the specimen without reinforcement shows a much bigger variance in the strain than those found from the specimen with reinforcement. As the input PGA increase, the amplification ratios of response accelerations of the specimen without the reinforcement are found to be increased although those of the specimen with reinforcement are not quite changed. It could be concluded that the aseismic reinforcement method may give the large improvement in the seismic performance.

구조물 노후도를 반영한 외부긴장 보강 효과에 관한 실험적 연구

김상현 ( Sang-hyun Kim ),정우태 ( Woo-tai Jung ),강재윤 ( Jae-yoon Kang ),박희범 ( Hee-beom Park ),박종섭 ( Jong-sup Park ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.25 No.1

콘크리트 구조물은 재료의 열화나 초과된 하중 및 환경적 요인에 의해 점차 노후화 되며 그 성능이 감소하여 구조물의 사용성 및 안전성에 영향을 미치게 된다. 노후 교량의 보강 공법 중 외부긴장 공법이 널리 사용 중이지만, 노후도에 따른 보강 효과 및 영향 규명은 미흡한 실정이다. 따라서 이 연구에서는 구조물의 노후도를 콘크리트 압축강도 및 인장철근량의 감소로 가정하고 노후도에 따른 외부긴장 공법의 보강효과를 확인하기 위해 무보강 및 외부긴장 공법을 적용한 실험체의 4점 재하실험을 수행하여 보강 여부에 따른 거동을 분석하고 보강 효과를 확인하였다. 실험 결과 정착구의 조기 탈락에 따른 극한 상태의 보강량을 확인하기 어려웠으며, 이에 따라 외부긴장 보강 공법의 적용 시 앵커볼트에 관한 규정 준수가 필요하다. 외부긴장 보강 여부에 따라 균열하중 및 항복하중이 증가하였으나, 균열 이전에는 보강 전, 후의 강성이 유사하여 보강 효과를 확인하긴 어려웠다. Concrete structures gradually age due to deterioration of materials or excess loads and environmental factors, and their performance decreases, affecting the usability and safety of structures. Although external tension construction methods are widely used among the reinforcement methods of old bridges, it is insufficient to identify the effects and effects of reinforcement depending on the level of aging. Therefore, in this study, a four-point loading experiment was conducted on the subject with the non-reinforced and external tensioning method to confirm the reinforcement effect of the external tensioning method, assuming the aging of the structure as a reduction in the compressive strength and tensile reinforcement of concrete, to analyze the behavior of the reinforcement and confirm the reinforcement effect. As a result of the experiment, it was difficult to identify the amount of reinforcement in the extreme condition due to early elimination of the anchorage. Therefore, compliance with the regulations on anchor bolts is required when applying the external tension reinforcement method. Crack load and yield load increased depending on whether external tension was reinforced, but before the crack, the stiffness before and after reinforcement was similar, making it difficult to confirm the reinforcement effect.

치환공법을 적용한 연약지반에 시공된 보강토옹벽의 거동해석

기완서 ( Wan Seo Ki ),주승완 ( Seung Wan Joo ),김선학 ( Sun Hak Kim ) 대한지질공학회 2007 지질공학 Vol.17 No.4

연약지반에 보강토옹벽을 시공 시 거동에 영향을 주는 인자로 기본적인 물성뿐만 아니라 보강토옹벽에 의한 하중증가와 압밀기간, 간극수압 등의 영향을 받는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 보강토옹벽과 연약지반의 거동해석에 지반해석 프로그램인 SAGE CRISP를 이용하여 수행하였다. 첫 번째로 보강토옹벽의 과도변위를 개선하기 위한 치환공법의 거동 개선 효과를 검토하였으며, 두 번째로 치환공법을 적용 후 보강토옹벽의 배면에 보강재 수직설치간격이 지반의 거동에 미치는 영향을 비교·분석하였다. 마지막으로 치환공법을 적용 시 적정 치환 폭과 깊이를 제안하고자 하였다. 치환공법이 보강토옹벽의 거동 개선에 상당한 효과가 있음을 알 수 있었으며, 보강재 수직설치간격은 옹벽상단의 수평변위개선효과가 있는 것으로 나타났으나 하단의 수평변위와 옹벽배면의 수직변위 개선효과는 미소한 것으로 나타났다. 또한 치환폭의 증가에 따른 수평·수직변 개선효과는 크지 않은 것으로 나타나 치환폭의 증가는 불필요함을 알 수 있었으며, 적정 치환깊이는 연약층의 두께에 대한 옹벽높이의 비(H/T)에 따라 옹벽높이에 대한 치환깊이의 비(D/H)로 제안하였다. It is reported that factors affecting the behavior of reinforced earth retaining walls built on soft ground are not only basic physical properties but also the increase of load by the reinforced earth retaining walls, consolidation period, pore water pressure, etc. This study analyzed the behavior of reinforced earth retaining walls and soft ground using SAGE CRISP, a ground analysis program. First, we examined the effect of the replacement method, which was to prevent the excessive displacement of reinforced earth retaining walls, in improving the behavior of the walls. Second, we compared and analyzed how the behavior of ground is affected by the vertical interval of stiffeners on the back of reinforced earth retaining walls after the application of the replacement method. Lastly, we proposed the optimal replacement width and depth in the application of the replacement method. The results of this study proved that the replacement method is considerably effective in improving the behavior of reinforced earth retaining walls. In addition, the vertical interval of stiffeners on the back of reinforced earth retaining walls appeared effective in improving the horizontal displacement of the top of retaining walls but not much effective in improving the vertical displacement of the back of retaining walls. In addition, improvement in horizontal-vertical displacement resulting from the increase in replacement width was not significant and this suggests that the increase of replacement width is not necessary. With regard to an adequate replacement depth, we proposed the ratio of replacement depth to the height of retaining walls(D/H) according to the ratio of the thickness of the soft layer to the height of retaining walls(H/T).

직육면체 섬유보강재 노반보강공법 현장부설에 따른 지지력 평가 비교분석

박윤식(Park, Yoon-Sik),김자연(Kim, Ja-Yeon),엄기영(Eum, Ki-Young),조국환(Cho, KookHwan) 한국방재학회 2020 한국방재학회논문집 Vol.20 No.6

직육면체 섬유보강재를 이용한 노반보강공법은 친환경적이며 기존 노반 보강 기술의 단점을 보완한 공법이다. 실대형 시험을통하여 열차 속도에 따른 지지력 향상 효과, 안정성 및 시공성이 검증되었다. 검증된 자료를 바탕으로 자갈의 세립화, 뜬침목및 침목균열이 발생한 기존선 구간에 직육면체 섬유보강재를 부설하였다. 노반의 기본 물성시험을 실시하였으며, 보강단면과비보강단면의 현장부설에 따른 침하량을 비교·분석하였다. 직육면체 섬유보강재 부설 후 열차운행에 따른 침하량을 비교분석한결과, 레일 및 침목의 수직 변위량이 최대 84% 감소되었다. 이는 직육면체 보강재의 보강효과로 인해 궤도 지지력이 향상되어궤도의 안정성을 향상시키는 것으로 나타났다. The roadbed reinforcement method, in which a rectangular parallelepiped fiber reinforcement sack is used, is ecofriendly and overcomes the disadvantages of the conventional roadbed reinforcement method. Through large-scale tests, the effects of improving the bearing capacity, stability, and constructability according to the train speed were confirmed. Physical property investigations of the field test were conducted to analyze the conditions of the roadbed. The settlement degree of the site, where the reinforced section and unreinforced section were placed, was measured and analyzed. A rectangular parallelepiped fiber reinforcement sack was laid. Based on the physical properties determined during the field tests, this section was found to be soft ground composed of silt sand with a low bearing capacity. In addition, through comparison and analysis of the degree of settlement caused by the laying of rectangular parallelepiped fiber reinforcement sack, the dynamic vertical displacement of rails and sleepers decreased by at least 84%. It was shown that the track stability improved when the rectangular-parallelepiped fiber reinforcement sack was laid, which reduced the dynamic behavior along and improved the track support.

스틸보강재가 부착된 프로파일 및 고강도 모르타르를 이용한 균열손상 콘크리트관의 보강효과

여상록(Yeo Sang Rok),조은상(Cho Eun Sang),황원섭(Hwang Won Sup),정재운(Jeong Jae Woon) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 A Vol.28 No.1A

본 논문에서는 내하력이 저감된 노후화 된 콘크리트 하수관거의 보강공법의 타당성을 검증하기 위하여 정적재하 시험을 실시하였다. 내경 0.8 m, 1.0 m, 1.5 m인 원형관과 폭 2.0m, 2.5 m인 상자형관을 대상으로 하였으며, 신관을 대상으로 정적 재하시험을 통하여 관 내부에 충분한 균열을 발생시킨 후 보강공법을 적용 한 후 다시 정적재하시험을 실시하였다. 본 연구에서 적용 된 보강공법은 균열관 내부에 스틸보강재가 추가된 프로파일과 고강도 모르타르를 이용하여 화학적 열화에 대한 저항성과 단면 내력을 증진 시킨 것이다. 보강공법 적용 후 단면 내력은 균열발생 이전 신관에 비해 원형관의 경우 1.66~3.50배, 상자형관의 경우 1.66~3.10배 정도 증가하였다. 또한 ABAQUS 6.6을 이용하여 보강공법 적용 전ㆍ후 콘크리트 원형관과 상자형관의 비선형 해석을 수행하였다. C3D8R 솔리드 요소를 사용하였고, concrete damage plasticity option을 적용하였다. 원형관과 상자형관에 배근된 철근의 영향성을 해석상 반영하기 위하여 합성 재료식을 유도하여 적용하였다. In this study, in order to verify the reinforcement effects of the cracked concrete tubes and culverts, static load test was conducted. After the load carrying capacity of the original concrete tubes (nominal diameter 0.8 m, 1.0 m, 1.5 m) and box culverts (inner width 2.0 m. 2.5 m) was reduced by the cracking test, the cracked concrete specimens were strengthened by installing profile with steel stiffener and high strength mortar. And then, the maximum load tests were conducted the renewal concrete tubes and box culverts. According to the method application, the load carrying capacity increased 1.66~3.50 times than it of the original tubes before applying the method. In case of the original box culverts, the load carrying capacity increased 1.66~3.10 times than the case before installing profile and high strength mortar. Also non-linear analysis was carried out by using the commercial FEM program of ABAQUS 6.6. Solid (C3D8R) elements and concrete damage plasticity option was applied to the analysis. For reflecting confined reinforcing bars in the analysis, the composite material properties were used.

CGS 공법 적용 석회암 공동지역의 교량기초보강 사례 연구

박성수(Sungsu Park),홍종욱(Jongouk Hong),천병식(Byungsik Chun) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.12

석회암은 일반적으로 망상형 공동이나 석회암 동굴 같은 대규모 공동을 형성시키고, 싱크홀과 돌리네 형태로 발전하기도 한다. 이러한 공동은 도로, 댐 등을 건설할 때 지반이 상부구조물을 지탱하지 못하여 부등침하 등으로 심각한 문제를 야기할 수 있어 공동충전 등의 보강이 필요하게 된다. 본 연구에서는 CGS 공법에 의한 석회암 공동지역의 구조물 기초 지반보강을 실시하고, 이를 통해 보강효과를 공학적으로 평가하였다. 먼저, 시추조사를 통해 지반의 구성 및 공학적 특성을 파악하였다. 또한, CGS 보강을 실시한 후, 보강검증을 위해 시추조사를 실시하였고, 시추조사 시 채취된 보강재코어 중 대표적인 시료에 대해 암석시험을 실시하여 보강재에 대한 물리적 특성을 파악하였다. 그 결과 CGS 공법을 적용한 후, 시추조사 시 채취된 보강재코어 중 대표적인 시료에 대해서 압축강도시험을 실시한 결과 공동 내 재료의 충전 상태가 양호한 것으로 나타났으며, 일축압축강도도 12.2~19.2(㎫)로 충분한 것으로 검토되어 석회암 공동이 적절하게 보강된 것으로 확인하였다. Limestone typically forms large caverns such as reticular caverns or limestone caves, and also forms sinkhole and doline. These caverns cause different settlement when constructing roads, dams, etc. because the foundation cannot sustain the upper structures. So it is necessary to reinforce foundation such as cavern filling method, etc. In this study, ground reinforcement for structure foundation was carried out using CGS method in limestone cavity area and evaluation of reinforcement effect from engineering viewpoint was conducted through the field test. Among others, boring test was carried out to identify the ground structure and engineering characteristics. After CGS reinforcement, boring test was conducted for supplementary verification, and with reinforcement core taken during boring test, rock test was carried out to identify the physical properties of reinforcement material. After applying CGS method, rock test of the typical specimen, among reinforcement cores, taken from boring test was carried out and physical properties of the reinforcement was identified. As a result of compressive test of core sample, material inside the cavity was filled properly, indicating compressive strength of 12.2~19.2(㎫) which was evaluated acceptable. Thus the limestone cavity proved to have been reinforced successfully.

손상된 저보강 RC보의 외부 긴장 보강 후 휨거동 실험

유성원,서정인 한국구조물진단유지관리공학회 2013 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.17 No.3

외부강선으로 보강된 철근콘크리트 보에 대한 기존 연구 대상은 과보강 철근콘크리트 보가 대부분이다. 그러나 이러한 저보강 철근콘크리트 보에 대한 외부 강선 보강은 보강 텐던의 양이 아주 적어서 외부 강선의 보강 효과를 명확하게 분석할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 손상된 저보강 철근콘크리트 보를 외부강선으로 보강한 경우를 선택하여 연구를 수행하고자 하였다. 따라서 본 연구에서는 실험을 통하여 보강 효과를 평가하고 적절한 보강방법을 찾기 위해서 7개의 실험 부재를 제작하여 휨거동 실험을 실시하였다. 실험 결과에 의하면, 강선량이 증가할수록 보강효과는 증가하는 것으로 나타났으며, 특히 에폭시 레진으로 균열을 보수하면 그 효과는 더욱 커지는 것으로 나타났다. 또한 외부 강선의 극한응력에 대한 AASHTO 1994와 ACI-318 설계식은 실험결과와 잘 일치하지 않는 것으로 나타났다. 이러한 본 연구의 결과는 향후 손상된 철근콘크리트 보의 적정 보강 방법을 제시하는 데 효과적일 것으로 예상된다. Most experiments carried out in the previous studies dealt with the highly reinforced concrete beams (RC beams) in case of rehabilitating with external tendon. However, the reinforcing effect of external tendons cannot be clearly analyzed in this kind of RC beams because the rehabilitating tendon quantity for it is too small. By this reason, this study chose the low RC beams rehabilitated with external tendons. Therefore, in this study, 7 test beams were manufactured and flexural behavior tests were performed to assess the reinforcing effect and to find more proper rehabilitating method by external tendon. The reinforcing effect increased according to the quantity of tendons, and was especially added by repairing cracks with epoxy resin. It was shown that the design equations of AASHTO 1994 and ACI-318 did not show a good agreement with test results. The result of this study will be able to be used effectively in finding the more proper rehabilitating method of the damaged RC beams.