상재하중 영향에 의한 프리캐스트 옹벽의 마이크로파일 거동 특성 = Behavior Characteristics of Micropile at Precast Retaining Wall by Surcharge Load

국문 초록 (Abstract)

토류구조물의 일종인 프리캐스트 옹벽은 품질의 우수성 및 시공의 용이성과 더불어 공기의 단축효과를 가져올 수 있어 그 사용 빈도가 날로 높아지고 있는 실정이다. 그러나 옹벽의 배면공간이 충분히 확보되지 않는 도심지역 등에서는 옹벽배면 저판에 외적 안정을 유지시킬 목적으로 마이크로파일을 설치하나 실제 현장에서는 마이크로파일의 길이 및 설치간격 등에 관한 설치기준이 없어 경험에 의존하고 있으며 마이크로파일의 보강효과에 대한 연구 또한 미미한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 프리캐스트 옹벽 배면에 상재하중을 작용시켰을 때 마이크로파일의 설치간격 및 길이 등에 대한 최적의 보강효과를 규명하고자 한다.
이를 위한 연구 방법으로 외적안정을 이루는 모형벽체에 대하여 저판의 길이와 폭을 변화시킨 10종의 모형벽체를 제작하여 각각에 대한 마이크로파일의 길이 및 설치간격을 변화시켜 모형토조에서 실험을 수행하였다. 또한 실내모형실험을 토대로 제시된 프리캐스트 옹벽 저판에 보강된 마이크로파일의 보강형태에 대한 수평저항력을 판단하기 위하여 실험결과, 수치해석, 이론식을 비교하여 가장적합한 수평저항력 산정식을 비교하였다.
연구결과 최적의 마이크로파일의 설치간격을 설치되는 파일의 지름에 대하여 7D로 나타났으며 설치길이는 옹벽높이에 대하여 0.5H로 나타났다. 아울러 수평저항력에 대한 산정식으로는 Chang의 제안이론식이 가장 적합한 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Among different kinds of earth retaining structures available,
precast retaining walls have numerous advantages such as ease in
construction, superior strength and durability, aesthetically pleasing,
relatively quick and efficient installation and reduced need of area
for construction. Thus, precast retaining walls are being
increasingly used in a wide variety of civil works. However, in the
areas where the maintenance of stability and stabilization of
retaining walls is of primary concern, and when the thickness of
retaining structure inside the pit is not sufficiently reduced,
micropile is used as counterbalance. But, due to the lack of
standard guidelines regarding the length and installation interval
between the micropiles and with very few researches directed
towards investigation of reinforcement effectiveness of micropiles, construction practices are being carried on the basis of the experience.
Therefore in this study, we investigated the optimum reinforcement effectiveness based on the micropile's length and installation interval when the precast retaining wall induced the surcharge load.
As the method of study, 10 different types of externally stable model retaining wall with different lengths and bottom width were built and the performance of each of it was evaluated by changing the length and installation interval of the micropile. The lateral resistance of the reinforced form of micropile on the bottom of the precast retaining wall was investigated through laboratory model test. And thence, the results were further evaluated by comparing with numerical and theoretical analysis. Then, the most corresponding lateral resistance calculated was compared with the theoretical equation.
The results of the study showed that the optimum micropile installation interval should be 7D (D= diameter of the micropile installed) and the installed length should be 0.5H (H= height of the retaining walls). In addition, the calculated lateral resistance equation was much similar to the theoretical equation as proposed by Chang.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구 배경 = 1
• Ⅱ. 마이크로파일 공법 = 3
• 2.1 마이크로파일 공법의 개요 = 3
• 2.1.1 개요 = 3
• 2.1.2 마이크로파일의 특징과 구조 = 3
• 2.2 마이크로파일의 극한수평저항력 산정 이론 = 6
• 2.2.1 개요 = 6
• 2.2.2 극한하중을 이용한 수평저항력 산정 = 10
• 2.2.2.1 Brinch Hansen의 방법(1961) = 10
• 2.2.2.2 Broms의 방법(1964) = 11
• 2.2.2.3 Chang의 방법(1937) = 15
• Ⅲ. 실내모형실험 = 21
• 3.1 개요 = 21
• 3.2 실내모형실험 장비 및 제원 = 22
• 3.2.1 모형 토조 = 22
• 3.2.2 모형 지반 = 24
• 3.2.3 모형 옹벽 = 26
• 3.2.4 모형 마이크로파일 = 29
• 3.3 실내모형실험 방법 = 31
• 3.4 실내모형실험 종류 = 31
• Ⅳ. 수치해석 = 33
• 4.1 개요 = 33
• 4.2 해석 방법 = 33
• Ⅴ. 실험결과 및 분석 = 35
• 5.1 실험결과에 의한 최적보강형태 = 35
• 5.1.1 실내모형실험에 의한 분석 = 35
• 5.1.1.1 마이크로파일의 길이 변화에 따른 분석(Case-1) = 35
• 5.1.1.2 마이크로파일의 길이 변화에 따른 분석(Case-2) = 37
• 5.1.1.3 마이크로파일의 길이 변화에 따른 분석(Case-3) = 39
• 5.1.1.4 마이크로파일의 길이 변화에 따른 분석(Case-4) = 41
• 5.1.1.5 마이크로파일의 길이 변화에 따른 분석(Case-5) = 43
• 5.1.1.6 마이크로파일의 길이 변화에 따른 보강형태 = 45
• 5.1.1.7 마이크로파일의 설치 간격에 따른 분석 = 46
• 5.2 수치해석결과 및 분석 = 50
• 5.3 마이크로파일의 수평저항력에 대한 거동분석 = 53
• Ⅵ. 결론 = 56
• 참고문헌 = 58
• ABSTRACT = 60