국내가설흙막이구조물설계시 수압적용현황및문제점분석µ내가설흙막-279~290-re.pdf · •최종굴착:풍화암상단7.0m 풍화암소산 별내선 4공구

기술정보 | 279

기술정보

When designing a temporary earth retainingwall, the earth pressure, water pressure,equipment load, and adjacent structure loadare considered. The parameters that have thegreatest influence on the temporary earthretaining wall are earth pressure and hydraulicpressure. The earth pressure is designed byquantitative method applying Rankine earthpressure and modified Peck earth pressure.However, there is no established designmethod to apply the water pressure clearlydepending on the ground condition and theexistence of the nearby infinite water source.Accordingly, depending on the designcharacteristics, such as competitive bidding anddetailed design, the hydraulic pressureconditions acting on the temporary earthretaining walls may be applied differently in the

case of the same ground conditions andsurrounding conditions. That is, in the formercase, the stability of the temporary earthretaining wall is more important than theeconomical efficiency. In the latter case, thehydraulic pressure tends to be applied mainlyto the economy.

In this paper, we analyzed the actual casedesign of hydraulic pressure conditions for thetemporary earth retaining walls used in therecent competitive bidding and detailed designin Korea. And, the tendency of hydraulicpressure acting on the temporary earthretaining wall was studied by performing theseepage analysis on the simplified groundcondition. On the basis of this, the structuralcalculations for the future temporary earthretaining walls are more reasonable.

국내가설흙막이구조물설계시수압적용현황및문제점분석

1. 서 론

2. 설계기준

3. 가설 흙막이 구조물 설계시 수압 적용 현황

4. 침투류 해석을 통한 가설 흙막이 벽체 발생

수압 경향 분석

5. 결 론

6. 참고문헌

The Analysis of the Current State and Problems on Designing the Domestic Earth Retaining Structures Acting on Water Pressure

이현섭1) 안성환2)

이동원3) 박영철2) 김남호5)

◀ ▶

1) 지반터널부 부장([email protected])2) 상하수도부 이사([email protected])3) 지반터널부 이사([email protected])

4) 지반터널부 이사([email protected])5) 지반터널부 전무([email protected])

280 | www.yooshin.com

1. 서론

급속한도시화로인해지하공간의필요성이증대

되며 이를 위한 도심지 내에서 굴착이 빈번해짐에

따라굴착시공을위한가설흙막이설계가많이이

루어지고있다. 특히, 도심지지하철공사등을하게

되면정거장및환기구시공을위해가설흙막이벽

체를계획하게되는데, 시공시가설흙막이벽체의

안정성뿐만이 아니라 인접구조물의 안정성까지 확

보시킬수있도록지반조건및주변현황등을설계

시합리적으로고려하여야안정성이확보되면서경

제적인설계를할수있다.

가설 흙막이 벽체 설계시 하중조건으로서 토압,

수압, 장비하중, 인접구조물하중등을고려하게되

는데, 이중가설흙막이벽체에가장큰영향을미치

는매개변수는토압과수압조건이라할수있다. 토

압은일반적으로Rankine토압과수정Peck 토압

을적용하여비교적정량적인방법으로설계를수행

하고있지만, 수압은지반조건과인근무한급수원

의존재여부등에따라다양하게작용하므로명확

하게적용하는설계기준은아직까지확립되어있지

않은실정이다. 이에따라, 경쟁입찰과일반실시설

계시그설계특성에따라가설흙막이벽체에작용

하는수압조건은같은지반조건과주변현황인경우

에도다르게적용되기도한다. 즉, 전자의경우는경

제성보다는가설흙막이벽체의안정성위주로, 후

자의경우는경제성위주로수압을적용하는경향이

있다.

본고에서는국내최근경쟁입찰과일반실시설계

시적용된가설흙막이벽체에대한수압조건의사

례분석을통해그실태를파악하고, 단순화된지반

조건에따른침투류해석을수행하여가설흙막이벽

체에작용하는수압의발생경향을검토하였다. 이

를바탕으로향후가설흙막이벽체에대한구조계

산시보다합리적이고체계적인수압적용의방향을

제시함으로써참고자료로활용될수있도록하는데

그목적이있다.

[그림 1] 다층토에서의 수압분포도

2. 설계기준

가설흙막이구조물설계시적용되는수압에대한

국내설계기준은[표 1]과같다. 최근각각운영되던

기준들을통폐합하여기준간중복및상충부분등에

대한 정비가 진행되어 가설 흙막이 설계기준은

KDS(Korean Design Standard)를 따르도록

되었다.

25호 |

기술정보 | 281

국내 가설 흙막이 구조물 설계시 수압 적용현황 및 문제점 분석

그러나KDS 기준에도설계시적용수압에대해

정량적으로표현되어있지않다. 따라서국내의각

기관들에의해적용되는설계기준을비교및분석해

보았다.

[표 1] 설계기준

구 분 설 계 기 준

KDS

(Korean Design Standard)

• 가시설 배면 지반의 지하수위는 굴착심도, 지반의 특성, 계절적 요인, 가설벽체의

종류에 따라 변하므로 시공여건을 고려하여 가시설 벽체에 작용하는 수압을 설계에

반영하여야 한다.

• 가시설 배면의 지층에 피압대수층, 불투수층, 암반 등이 존재할 경우 지하수위에 의

한 정수압과는 다른 수압이 작용할 수 있으므로 벽체 배면 지반의 수리학적 특성을

고려하여 별도의 수압을 적용할 수 있다.

구조물 기초 설계기준

(2015)

• 수압은 지하수위 아래 토층의 투수성에 따라 결정되며 투수성이 있는 토사지반에서

는 수압을 적용하고 투수성이 매우 작은 암반층에서는 수압을 적용하지 않는 것이

일반적이다.

• 차수성 흙막이벽이 불투수층에 도달하지 못한 경우에 수압은 깊이 증가에 따라 증가

하다가 다시 감소하여 벽체의 하단에서 0이 된다.

• 가물막이 강널말뚝에 작용하는 수압은 설계수위 이하의 정수압을 고려하여 삼각형

분포로 한다.

철도설계지침 및 편람

(KR C-06040, 2017)

• 굴착배면의 지하수위는 강우조건, 굴착심도, 지반특성, 흙막이벽체 종류를 감안한

수압을 결정한다.

• 지하수 침투류해석을 통한 감소된 수압을 적용할 수 있다.

서울지하철

가시설 설계기준

(하남선 1공구, 2014)

• 피압대수층 불투수층, 암반 등의 존재로 지하수위에 의한 정수압과는 다른 수압이

작용할 때에는 책임기술자의 판단에 따라 별도의 수압을 고려한다.

• 수압은 말뚝선단에서 영(Zero)으로 하며, 토류벽 종류, 지반조건(지층상태, 지하수

위, 투수계수) 등을 고려하여야 한다.

한국도로공사

흙막이 가시설 세부설계기준

(2010)

• 굴착 배면 지반의 수위는 굴착 심도, 지반의 특성 및 흙막이벽 종류에 따라 변하므

로 시공조건을 감안하여 작용하는 수압을 설계에 반영한다.

• 토사지반에 작용하는 수압은 흙막이벽체가 불투수층에 이상적으로 관입된 경우와 관

입되지 못한 경우 등의 시공상태와 굴착 배면 토층의 투수계수가 다른 경우 등의 지

층조건을 고려하려 합리적으로 적용하여야 한다.

• 암반지반에 작용하는 수압은 암반의 투수성이 작은 경우와 투수성이 큰 경우 또는

암반내에 파쇄대가 발달하는 경우 등을 조사하여 합리적으로 적용한다.

굴착 및 흙막이공법

(한국지반공학회,

2006)

• 차수벽이 불투수층에 관입된 경우 정수압이 작용하나 차수, 관입 등이 완전하지 않

으므로 실측 수압은 정수압의 70~80% 정도이다.

• 차수벽이 불투수층에 도달하지 못한 경우에는 수압은 증가하다 감소하여 벽체 하단

에서 0이 된다.

• 암반은 절리, 균열 등 암반 투수성에 따라 수압이 소산되거나 정수압이 작용한다.

[표 1]에 나타낸바와같이대부분의설계기준은

가설흙막이벽체배면지반에따른투수성과흙막

이벽체의종류에따라설계시작용수압을기술자

의판단에따라합리적으로적용하도록하고있다.

이처럼, 설계시정량적인수압을적용할수있도록

명확히명시되지않아실제가설흙막이벽체설계

적용수압은비슷한지반조건일지라도과업의특성

과그과업을수행하는설계자에따라다양한방식

으로적용되고있는실정이다.


25호 |

[표 2] 차수성 흙막이벽 부근의 지하수압분포

완전 차수벽 불완전 차수벽

불투수층에 미도달시 불투수층에 도달시 불투수층에 미도달시 불투수층에 도달시

•굴착면까지 수압 증가•차수벽 하부에서 소산

•차수벽 하부까지 정수압작용

•지반과 차수벽의 투수성에 따른 소산

•투수성에 따른 소산•정수압의 70~80%

[표 2]는 가시설벽체를차수형태별수압분포유

형을나타낸것이다. 차수성흙막이벽이불투수층에

이상적으로관입되었을때배면측의지하수는굴착

측으로흐르지못하게되며따라서지하수위의변화

가없으며작용하는수압도정수압과같다. 그러나,

대부분의현장에서는완전한차수벽, 불투수층의존

재및완전관입등의조건이만족되지못하므로정

수압보다감소된수압이작용하게된다. 불투수층에

관입된차수벽의경우라도배면에간극수압계를설

치하여 실제의 수압을 측정했을 때 정수압의

70~80%정도의 감소된 수압이 측정된 계측 예가

많이 있다. 그리고 차수성 흙막이벽이 불투수층에

도달하지못한경우수압은깊이의증가에따라증

가하다가다시감소하여흙막이벽체의하단에서는

0으로된다. 이것을정수압과비교해보면침투류로

인한손실로인하여수압이상당히감소되었음을알

수있다.

다음절에서는현재국내가설흙막이벽체설계

시적용되는수압의현황조사와분석에대한내용

을기술하였다.

3. 가설흙막이구조물설계시수압적용현황

본절에서는앞서언급한바와같이국내최근경

쟁 입찰과 실시설계시 적용된 가설 흙막이 벽체에

적용되는수압조건에대하여가설흙막이공법의종

류에따라분석을실시한현황이다. [표 3]은 이에

대한설계사례조사로서과업별로가설흙막이구조

물종류에따른초기설계지하수위설정, 정수압대비

기술정보 | 283


적용지하수위비율, 단계별수위및암반층수압고

려유무에대해나타낸것이다. 그리고대부분도심

지에 위치하여 지하수 저하로 인한 인근 구조물의

침하방지를위해가설흙막이벽체에는차수그라우

팅이적용되어있는조건이다.

[표 3]에서처럼, 최근에설계된사례를분석해보

면, 경쟁입찰설계시와일반실시설계시에적용된수

압이다름을알수있다. 경쟁입찰설계시에는침투

해석(SEEP/W)을통해보다이론적으로타당한수

압을적용하고있는반면, 일반실시설계에서는경제

성위주의설계를수행하고있음을알수있다. 즉,

일반실시설계에서는 대부분 초기 설계지하수위를

우기시로고려하여시추주상도상지하수위에1.0m

를추가하고, 굴착단계별수위는가시설벽체를불

완전차수벽으로고려하여굴착면상부에서 3.0m

에 지하수위선이 위치하는 것으로 하여 정수압의

100%를적용하였다.

(a) 최근 경쟁 입찰

[표 3] 초기수위 및 수압적용 사례분석

과업명 흙막이 공법 초기설계지하수위 수압(정수압대비) 단계별 수위 암반층 수압

김포도시철도1공구

흙막이판+ H-Pile

초기수위+1.0m 정수압의 100% •굴착면+3.0m정수압의80%


흙막이판+C.I.P/H-Pile

초기수위+0.2m 정수압의 100%•굴착면+3.0m•최종굴착:연암상단 5.0m

소산적용


흙막이판+H-Pile

초기수위+ 34~0.54m

정수압의74~80%

•굴착면+3.0~7.0m 풍화암 소산


흙막이판+H-Pile

현장 조사수위고려

정수압의 100% •굴착면+4.0m 풍화암 소산



- 정수압의 100% •굴착면+4.0m -

진접선1공구


초기수위+1.2m 정수압의 100%•굴착면+3.0m•최종굴착:연암상단 5.0m

풍화암 소산

진접선3공구


홍수위 및 100년빈도 확률강우

정수압의 100% •수위저하 없음 암반 소산

진접선4공구(대림)


초기수위+1.0m 정수압의 100% •굴착면+3.0m 암반 소산

진접선4공구(포스코)


초기수위+1.0m 정수압의 100% •굴착면+4.0m 풍화암 소산

별내선3공구


- 정수압의 100%•굴착면+3.0m•최종굴착:풍화암상단 7.0m

풍화암 소산

별내선4공구


초기수위+1.9m 정수압의 80%•굴착면+4.0m•최종굴착:암반상단 6.0m

암반 소산

별내선6공구


- 정수압의 100%•굴착면+3.0m•최종굴착:암반상단 5.0m

암반 소산

하남선(상일~검단산) 복선전철 3공구


초기수위+1.35m

정수압의 100% •굴착면+3.0m 암반 소산

하남선(상일~검단산) 복선전철 4공구


초기수위+1.0m 정수압의 100%•굴착면+3.0~4.0m•최종굴착:암반상단 7.0m

풍화암 소산

그러나, 경쟁 입찰 설계시에서는 가시설 벽체를

불완전차수벽으로고려하는것은동일하지만, 벽체

배면수위가굴착면에서3.0m또는암반상단최대

7.0m까지지하수위가위치하는것으로하여보다

보수적으로설계를하는경향이있다.

일반적으로 풍화암의 투수계수는 문헌자료에 의

하면α×10-4~α×10-5㎝/sec로서거의불투수층에

가깝다. 댐설계기준·해설(한국수자원학회, 2011)

에서는투수계수(K)가 1.0×10-5㎝/s보다작은지

반은불투수층으로규정하고있다. 거의불투수층인

풍화암에서의 수압은 침투류해석에 의하면 일반적

으로소산되는경향을나타낸다. 상기사례에서보

듯이, 가설흙막이벽체설계시풍화암구간에서의

수압은일반적으로소산시키거나정수압의 80%를

적용한사례도있다.

4. 침투류해석을통한가설흙막이벽체

발생수압경향분석

본절에서는침투류해석을통해지반의투수성에

따라가설흙막이벽체에작용하는수압분포경향을

분석하였다.

4.1 침투류 해석 방법

침투류해석은일반적으로국내에서많이이용하

고있는Seep/W프로그램을활용하였으며, 굴착에

따른침투류해석은투수계수가동일한같은지반조

건일지라도해석영역, 요소크기, 경계조건등에따

라발생하는수압의크기가다르게나타나는경향이

있으므로대상지반의현황을충분히고려하여합리


25호 |

(b) 최근 실시설계

과업명 흙막이 공법 초기설계지하수위 수압(정수압대비) 단계별 수위 암반층 수압

대곡~소사 복선전철 민간투자사업


초기수위+1.0m

정수압의 100% •굴착면+3.0m 암반 소산

부전~마산 복선전철

민간투자시설사업

흙막이판+H-Pile/Sheet Pile/ 지중연속벽

•흙막이판+H-Pile:초기수위+0.3~0.5m•지중연속벽:현재지하수위

정수압의 100%

•흙막이판+H-Pile: 토사층 정수압•Sheet Pile/ 지중연속벽: 완전 차수벽체 정수압

•흙막이판+ H-Pile:암반 소산

삼성~동탄 2공구흙막이판

+C.I.P/H-Pile원위치 정수압 정수압의 100% •굴착면+3.0m 풍화암 소산

부산 사상~하단3공구

흙막이판+H-Pile

초기수위+1.0m 정수압의 80% •수위저하 없음 -

하남선(5호선연장)기본 및 실시설계

흙막이판+H-Pile/Sheet Pile

초기수위+1.0m 정수압의 100%•흙막이판+H-Pile: 굴착면+3.0m•Sheet Pile:수위저하미고려

•흙막이판+H-Pile:암반 소산

서울지하철 9호선3단계 922공구


- 정수압의 100% •굴착면+3.0m 암반 소산

부산도시철도 3호선연장 반송선


- 정수압의 100% •굴착면+3.0m•흙막이판+H-Pile:암반 소산

기술정보 | 285


다음 [표 5]는 침투류해석에사용한지반정수를

나타낸것이다. 지반조건별투수계수는문헌자료를

분석하여대표적인값을도출하여지반종류별투수

계수값을적용하였다.

적인경계조건의설정이요구된다.

따라서, 본 연구에서는가설흙막이벽체에작용

하는수압의경향을파악하고분석하는데주안점을

두어침투류해석을위한해석및경계조건을단순

화하여다음과같은제한적인조건을두어해석을

수행하였다.

침투류해석을위한해석및경계조건은다음과같다.

①가설 흙막이 벽체공법은 C.I.P공법으로 배면

의차수그라우팅을적용한조건이며,

②가설흙막이벽체의말뚝선단지반의투수성

에 따라 단일지층지반과 다층지반(투수층-불

투수층 : 토사-풍화암, 토사-풍화암-연암)으

로구분하였으며,

③가설흙막이벽체에서 50m 이격된위치에서

조사된지하수위가G.L-1.0m인조건으로경

계조건을설정하였고,

④가설흙막이에의한굴착심도는20m로하였다.

⑤지반조건과지층조건에따라총 11Case에대

해 정상류(Steady State Seepage) 해석을

수행하여지반조건에따른가설흙막이벽체에

작용하는수압의발생경향을분석하였다.

[표4]는이와같이제안된가설흙막이벽체와모

델링도를나타낸것이다.

[표 4] 침투류 해석을 위한 가설 흙막이 검토단면 및 모델링도(다층지반 조건의 경우)

가설 흙막이 검토단면 모델링도(Seep/W)

•가설 흙막이 굴착 폭 : 40.0m•가설 흙막이 굴착깊이 : 20.0m

•모델링 폭 : 140.0m•모델링 높이 : 60.0m

[표 5] 침투류 해석에 적용할 지반종류별 투수계수

구 분 투수계수 (문헌자료) 적용(cm/s)

토 사

자 갈

사질토

점 토

3.0~5.0×10-2

1.0~5.0×10-3

1.0~1.0×10-7

5.0×10-2

2.0×10-3

1.0×10-6

5.0×10-5

1.0×10-5풍화암

연 암

--

[표6]은침투류해석Case를나타낸것으로서지

반종류와불투수층존재에따른가설흙막이벽체

에작용하는수압을검토하였다.

침투류해석은단일지층조건인경우지반조건별

로 5Case를 수행하여투수계수에따른작용수압

및 침윤선(Seepage Line)의 경향을 분석하였으

며, 불투수층지반이존재하는다층지반조건인경우

에 대해 토사지반의 지층조건을 변화시켜 각각

3Case를 수행하여작용수압의분포경향과불투

수층에서의수압의소산정도를검토하였다.


25호 |

[표 6] 침투류 해석 Case

(a) 단일지층 조건인 경우(5Case)(b) 다층지반조건인 경우

토사-풍화암인 경우(3Case) 토사-풍화암-연암인 경우(3Case)

•자갈, 사질토, 점토, 풍화암, 연암인 단일지층 조건

•토사(자갈, 사질토, 점토)+풍화암인 다층지반 조건

•토사(자갈, 사질토, 점토)+풍화암+연암인 다층지반 조건

4.2 침투류 해석 결과 및 분석

(a) 단일지층 조건인 경우[표 7] 침투류 해석을 통한 가설 흙막이 벽체 작용 수압 분포도

자갈 사질토 점토

풍화암 연암

기술정보 | 287


가설흙막이벽체에작용하는수압의분포경향을

파악하기위한침투류해석을수행한결과는 [표 7]

에나타낸바와같다.

[표7]은앞서언급한바와같이, 지반조건에따른

가설흙막이벽체에작용하는수압의침투류해석결

과를나타낸것이다. [표7] (a)는단일지층조건인경

우로서, 지반종류별 투수계수에 따른 가설 흙막이

벽체에작용하는수압분포도이다. 단일지층조건의

경우 가설흙막이 벽체의 선단 하부로 물의 흐름이

발생하여굴착배면부에하향의침투압력(Seepage

Force)이 발생하고이로인해벽체에작용하는수

압은정수압에비해작은수압이작용되며, 배면지

반의투수성에따른수두손실량의차이가작용하는

수압의크기로나타남을알수있다. 또한가설흙막

이 벽체에 작용하는 수압은 주동측 수압과 수동측

수압이서로상쇄되어삼각형수압이작용하는것을

알수있으며, 이는설계기준에서일반적으로제시

하는말뚝선단에서작용하는수압은 0(Zero)이됨

을확인하여준다. 불투수지반인점토, 풍화암, 연

암의경우배면부의수두손실이크고수동측수압과

의 상쇄효과로 인해 벽체에 작용하는 수압이 거의

없는 것으로 나타난다. 하지만 실제 굴착구간에서

해석결과와같은양상을보이려면굴착이후매우오

랜시간방치되어수위가굴착면까지저하되었을때

로 사료되고, 일반적으로 비교적 단기간(2년 이내)

굴착임은고려할때굴착후매우작은투수특성으

로인해물의흐름은거의발생하지않고가설흙막

이 벽체에는 정수압이 작용하게 될 것으로 판단된

다. 실제설계시에는암반지반의경우경제적인고

려도있겠지만벽체에서지하수유출시유출량이적

고배면지반의자립이가능할정도의충분한강도를

확보하고 있으므로 개수(開水)를 하는 가설흙막이

(b) 다층지반 조건인 경우

토사(자갈)-풍화암 토사(사질토)-풍화암 토사(점토)-풍화암

토사(자갈)-풍화암-연암 토사(사질토)-풍화암-연암 토사(점토)-풍화암-연암

벽체공법을적용하여벽체에수압을적용하지않고

있으며, 점토지반의경우개수공법적용시배면지반

의변형이크게발생하여안정성을확보할수없으

므로차수공법을적용하고 100%의정수압을적용

하고있다. [표 7] (b)는다층지반조건인경우로서,

침투류해석결과풍화암지반에서간극수압소산이

이루어지고, 주동측수압과수동측수압이서로상

쇄되는경향을나타내므로풍화암지반은가설흙막

이벽체에수압이거의작용하지않는것으로나타

났다. 또한, 지반조건이투수층과불투수층으로이

루어진경우불투수층이지하수위의저하를막는역

할을하여단일지층으로이루어진지반에비해간극

수압소산이적게발생하는경향을나타낸다. 그리

고지반의투수성이양호할수록즉, [표 7] (b)의자

갈-불투수층으로이루어진지반과같이가설흙막

이 벽체에 작용하는 수압은 정수압에 가깝게 됨을

알수있다. 불투수층위지반의투수성이작아질수

록간극수압소산이많이발생하여지하수위가저하

하는경향을나타내었다. 단, 점토-불투수층으로이

루어진지반조건인경우, 가설흙막이벽체에작용

하는수압이영(Zero)이 되었지만, 이는앞서언급

한바와같은이유에서비롯된것으로판단된다. 그

리고 가설 흙막이 벽체에 작용하는 수압을 침투류

해석결과로이용하여적용할경우, 지반의투수성,

특히전단강도특성을고려하여합리적으로적용하

여야할것으로판단된다.

참고로[표8]은○○과업의굴착공사에따른주

변지하수위변화에대한계측자료로써가설흙막

이벽체인근에하천과같은무한급수원이있는경

우이다.


25호 |

[표 8] ○○ 과업의 가설 흙막이 벽체 굴착에 따른 주변 지하수위 계측

[표 8]에나타나듯이가설흙막이벽체인근에무

한급수원이있는경우, 가설흙막이벽체굴착시지

하수위저하가거의발생하지않으므로설계에이를

고려한가설흙막이벽체공법및차수대책을계획

하여야한다.

침투류해석을통해지반조건에따른가설흙막이

벽체에작용하는수압의발생경향을분석하였지만,

설계시정량적으로적용하기에는문제점이많다. 이

는, 수압은 지층의 종류, 지층의 투수계수, 지반의

전단강도, 지하수위의위치, 가설흙막이벽체의종

류, 인근의하천같은무한급수원의존재여부등에

따라그작용크기가달라지기때문이다. 따라서, 가

기술정보 | 289


설흙막이벽체에작용하는수압을합리적으로적용

하기위해서는여러현장에서계측된자료의분석을

통한 지역별 데이터화가 필요하고, 침투류 해석을

수행하여 적용할 경우에는 앞서 언급한 바와 같은

매개변수를 합리적으로 고려하여야 비교적 정확한

작용수압을적용할수있을것으로판단된다.

5. 결론

본고에서는가설흙막이벽체에작용하는수압조

건에대해설계기준및설계사례분석과단순화된지

반조건에대해침투류해석을수행하여지반특성에

따른수압분포경향을파악한것으로서이를정리하

면다음과같이요약할수있다.

1) 대부분의설계기준은가설흙막이벽체배면지

반에따른투수성과흙막이벽체의종류에따라

설계시작용수압을기술자의판단에따라합리

적으로적용하도록하고있으며, 비슷한지반조

건일지라도과업의특성과그과업을수행하는

설계자에따라다양한방식으로적용되고있는

실정이다.

2) 최근의 설계사례를 보면, 과업의 특성에 따라

수압적용기준이다름을알수있다. 특히, 경

쟁입찰설계시에는비교적보수적인수압을적

용하는 경향이 있고, 일반 설계시에는 경제성

위주로과소설계가될우려가있는경우도있

다.

3) 침투류해석을통한가설흙막이벽체에작용하

는수압의경향을분석한결과, 단일지층의경

우벽체선단하부로의물의흐름발생에따라

정수압에비해작은수압이작용되며, 배면지반

투수특성에따라작용하는수압의크기가다르

게나타난다. 다층지반의경우하부불투수층이

지하수위의저하를막는역할을하여단일지층

으로이루어진지반에비해간극수압소산이적

게발생하는경향을나타내며, 지반의투수성이

양호할수록가설흙막이벽체에작용하는수압

이정수압에가깝게됨을알수있다.

4) 설계기준, 설계사례및침투류해석을통해지

반조건에따른가설흙막이벽체에작용하는수

압의발생경향을분석하였지만, 설계시정량적

으로적용하기에는문제점이많다. 이는, 수압

은지층의종류, 지층의투수계수, 지반의전단

강도, 지하수위의위치, 가설흙막이벽체의종

류, 인근의하천과같은무한급수원의존재여

부등에따라그작용크기가달라지기때문이

다.

5) 가설흙막이벽체에작용하는수압을합리적으

로적용하기위해서는여러현장에서계측된자

료의분석을통한지역별데이터화가필요하고,

침투류해석을수행하여적용할경우에는앞서

언급한바와같은매개변수를합리적으로고려

하여야비교적정확한작용수압을적용할수

있을것으로판단된다.

6) 본논문은국내에서빈번히계획되고있는가설

흙막이벽체를설계하기위한참고자료로서향

후, 설계시합리적인수압및하중조건적용으

로안정성뿐만아니라경제성도확보되는가설

흙막이벽체를계획하는데도움을주고자하는

데그목적이있다.

참고문헌

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2015, pp.555~558

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4. 진접선(당고개~진접) 복선전철 제1공구, 제4공구 건

설공사 기본설계보고서, 2015

5. 별내선(암사~별내) 복선전철 3공구, 4공구, 6공구

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6. 김포도시철도 제1~5공구 노반건설공사 기본설계보

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7. 하남선(5호선 연장) 기본 및 실시설계, 실시설계보고

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8. 삼성-동탄 광역급행철도 제2공구, 제3공구, 제5공

구 건설공사 실시설계보고서, 2016

9. 부산도시철도 사상~하단선 3공구 건설공사 기본설계

보고서, 2014

10. 하남선(상일~검단산) 복선전철 3공구 기본설계보고

서, 2014

11. 서울지하철 9호선 3단계 922공구 기본 및 실시설

계용역, 설계보고서, 2010

12. 대곡~소사 복선전철 민간투자사업 기본설계보고서,

2010


25호 |

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국내가설흙막이구조물설계시 수압적용현황및문제점분석µ내가설흙막-279~290-re.pdf · •최종굴착:풍화암상단7.0m 풍화암소산 별내선 4공구