공용중인 콘크리트옹벽의 안정성에 관한 연구 = Stability of the Existing R.C Retaining Wall

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 도심지에 지진 하중을 고려하지 않고 설치되어 공용중인 콘크리트 옹벽의 안정성을 검토 분석하여 시설물 관리자가 보다 용이하게 실태를 파악하고, 지진 시 옹벽의 거동 및 취약부위를 예측 할 수 있고, 보강대책, 공사비 추정 등에도 참고 자료로 활용할 있도록 하고자 하였다.
연구방법은 현재 공용 중에 있는 도심지 다양한 옹벽에 대해 구조해석에 필요한 현장 자료를 수집하였고, 각 옹벽에 대해 상시 하중만을 고려하였을 때와 지진하중을 고려했을 때의 각 각의 외적안정과 각 부재의 단면 해석을 통한 내적안정을 검토하여 안전성을 비교 분석하였다. 이와 함께 지진을 고려하지 않고 설계되어 범용되었던 건설부 표준옹벽에 대해서도 같은 방법으로 분석하여 이를 토대로 각 옹벽 형식별 안전율과 부재력의 감소폭 등을 비교하고, 취약부분과 문제점 파악, 보강방안 등을 제시하였다.
본 연구결과 지진하중을 고려할 때 총 18개의 옹벽 중 8개소 약 44%가 외적안정 혹은 부재력에 문제점이 있어 실제적인 보강이 필요함이 나타났다. 상시와 대비하여 지진 시의 감소율은 평균적으로 외적 안정에 대하여 89%, 부재력에서 82%의 감소율을 보였다. 옹벽의 보강 방안으로는 단면보강이나 앵커 공법 등을 이용한 직접적인 구조보강 외에도 옹벽배면에 배수를 원활하게 하고 배수공 등을 보강하여, 간극수의 배제를 통한 토압 경감과 뒷채움흙의 전단강도를 증가시키면서 동시에 옹벽 배면의 고정하중을 줄이는 관리적 방법 등 다양한 방법 등을 고려할 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 자료들이 지진을 고려하지 않고 시공되어진 도심지 산재되어 있는 옹벽에 대하여 시설물 관리자가 보다 용이하게 실태를 파악하고 효율적인 관리 및 보강에 참고자료로 활용할 수 있기를 기대한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study shows the review and analysis of the stability of existing R.C. Retaining Walls in downtown areas which were built without the considerations of Seismic Loads. It is to help the managers of the field to evaluate the situation easily. The study, therefore, can be used as the reference to predict the behaviors of Retaining Walls and Weak Parts during earthquakes, to establish repair and reinforcement, and to estimate approximate costs.
As the method of the study, survey data was collected for the structural analysis on the existing downtown R.C. Retaining walls. The study compared the evaluation of external stabilities and safeties of the structures via structural analysis of concrete members when only normal loads were considered versus those when earthquake loads were considered.
The Standard Section of Retaining Walls written by the Ministry of Construction that has been widely used did not consider earthquakes. The study analyzed it using the same method, compared Decrease Rate of Safety Factor and Member force by each structure types, recognized the susceptible areas and problems, and suggested the reinforcement methods.
As the result of the study, when earthquake loads are considered, the total 8 out of 18 R.C. Retaining Walls, about 44%, revealed problems in external stability or in Member force, and showed the needs for reinforcement. With Seismic loads compared with normal loads, the decreased rate of Safety Factor shows average 89%, and that of Member force shows 82%.
As reinforcement methods, various other methods can be considered as well as Structural Reinforcing using Section­reinforcement or Earth Anchor system. By using Managerial Reinforcing, good drainage of the rear side of retaining walls and reinforcement of drain hole, exclusion of pore water, reduction of Earth Pressure, increase of Shear Strength of backfill soil, and at the same time the decrease of dead loads of rear side of retaining walls can be considered.
Hopefully the information on this study can be utilized as reference for managers of the structures that have been widely constructed without the consideration of earthquakes to grasp the situation of problems and to manage the reinforcements effectively.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구동향 4
• 1.3 연구내용 및 범위 8
• 1.3.1 연구방법 8
• 1.3.2 검토대상 옹벽 8
• 제2장 이론적 배경 10
• 2.1 콘크리트 옹벽의 안전성 검토 10
• 2.2 옹벽에 작용하는 토압 10
• 2.2.1 주동토압 10
• 2.2.2 수동토압 11
• 2.2.3. 정지토압 11
• 2.2.4. 토압산정 11
• 2.3 지진 시의 토압 17
• 2.3.1 MononobeOkabe의 지진시 토압 17
• 2.3.2 토압계산 19
• 2.3.3 지진 가속도 계수 19
• 2.4 안정계산 21
• 2.4.1 옹벽의 안정계산 시 하중작용 21
• 2.4.2 활동에 대한 안정 22
• 2.4.3 전도에 대한 안정 24
• 2.4.4 지지력에 대한 안정 24
• 2.4.5 부재의 단면 검토 25
• 제3장 안정성 해석 적용 기준 27
• 3.1 토압계산 27
• 3.1.1 지표면이 수평인 경우 27
• 3.1.2 지표면이 경사인 경우 30
• 3.2 기초의 안정 검토 31
• 3.2.1 지지력에 대한 안정 검토 32
• 3.2.2 전도에 대한 안정 검토 34
• 3.2.3 활동에 대한 안정 검토 34
• 3.3 부재의 단면 검토 36
• 제4장 콘크리트 옹벽의 안전성 검토 37
• 4.1 공용중인 옹벽의 검토 37
• 4.1.1 서울남명초교 경계옹벽 37
• 4.1.1 서울양원초교 경계옹벽 44
• 4.1.3 서울연가초교 경계옹벽 49
• 4.1.4 서울화곡초교1 경계옹벽 53
• 4.1.5 서울화곡초교3 경계옹벽 56
• 4.1.6 서울신원초교 경계옹벽 60
• 4.1.7 서울연천초교 경계옹벽 64
• 4.1.8 서울화곡초교 2-1 경계옹벽 69
• 4.1.9 서울화곡초교 2-2 경계옹벽 74
• 4.1.10 서울강신초교 옹벽 79
• 4.2 건설부 옹벽 표준도의 검토 84
• 4.2.1 1964년 역T형 옹벽 84
• 4.2.2 1979년 역T형 옹벽 89
• 4.2.3 1979년 성토구배를 고려한 역T형 옹벽 92
• 4.2.4 1964년 반중력식 옹벽 95
• 4.2.5 1979년 반중력식 옹벽 99
• 4.2.6 1964년 L형 옹벽 103
• 4.2.7 1979년 L형 옹벽 106
• 4.2.8 1979년 성토구배를 고려한 역T형 옹벽 110
• 4.3 공용중인 옹벽과 건설부 표준옹벽의 종합 분석 113
• 4.3.1 유형별 분석 113
• 4.3.2 전체 분석 123
• 제5장 결론 및 제언 128
• 참 고 문 헌 131
• ABSTRACT 132