| 연구개발개요 |
당초 암반절토사면으로 계획했다가 토사사면으로 밝혀지는 경우, 구배완화, 사면의 안정성, 추가용지매입, 민원발생 등 예상치 못한 많은 문제점이 발생되므로 이러한 경우 적절한 대체공법이 절실히 필요하다. 따라서 본 연구에서는 상기와 같은 경우 암반구배를 가능한 유지하면서 공사를 진행할 수 있도록 대체공법을 개발하는데 목적이 있다. 이미 실내시험과 수치모형시험 등 많은 연구를 통해 벽체강성의 효과는 보고된바 있으며 본 연구에서는 현장시험/자동화계측, 세부 관련요소기술개발, 각종 장치개발 등을 통해 공법의 완성도와 실용성을 제고 시키고자 하며, 향후 자연녹지훼손을 최소화하거나, 부지가 넓지않은 재개발 현장, 지가가 높은 도심지 인접 사면절토공사에서 활용할 수 있도록 전면판넬을 이용한 새로운 개념의 조립식 쏘일네일링 공법을 개발하고자 한다.
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| 최종목표 |
본 조립식 쏘일네일링 공법의 개발을 위해 한라건설(주)에서는 이미 최근 몇 년간 쏘일네일 관련 연구(벽체강성,조립식 판넬 연구 등)를 지속적으로 수행해왔으며, (주)브니엘컨설턴트와 선행연구로 섬유강화 플라스틱 재료를 이용한 지반보강재 FRP 네일의 개발 및 초기설계 프로그램의 개발 등을 수행한 바 있다. 따라서 본 연구 또한 쏘일네일링 공법의 시공성과 적용성 및 실용화를 위한 발전적 단계에 있다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 향후 2년간의 시험시공 및 현장계측을 통해 실용화를 위한 공법의 개선작업이 이루어질 것이며, 이를 토대로 시방서 및 관리 지침서 제시, 설계 및 해석기법의 정립과 설계프로그램 개발을 완료할 예정이다. 또한 관련 요소기술의 개발로서, 전면판넬의 개발, 인양홀더 개발, FRP 네일의 최적분배특성 파악을 포함하여 압착식 두부정착장치를 개발하여 콘크리트 판넬을 지반에 압착시켜 구속효과를 배가시키는 등의 새로운 개념이 도입된 조립식 쏘일네일링 공법 개발연구가 추진될 것이다.(1) 현장 시험시공 적용 및 자동화 계측을 통한 조립식 쏘일네일링 공법 개발(2) 공법과 관련된 설계 및 해석기법의 정립과 설계프로그램 개발(3) 시방서 및 관리지침서 제시(4) 당 공법의 관련 요소기술 개발 (압착식 두부정착장치 고안/제작, 전면판넬 설계/제작, FRP네일의 최적분배특성 제조방식 파악/제시, 판넬 인양홀더 설계/제작)
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| 연구내용 및 범위 |
쏘일네일링 공법은 국내의 경우 1993년 가시설 흙막이 벽체에 처음으로 적용된 이후 주로 지하굴착분야 및 사면보강 등에 보편적으로 사용되고 있는 공법으로 최근 들어서는 사면보강 등에도 많이 적용되고 있는 공법이다. 국내의 경우, 사면보강에 적용된 쏘일네일링 공법은 대체로 두께 15cm 정도의 숏크리트 연성전면판으로 시공되는데, 최근 연구에 의하면 전면벽체의 강성이 클 수록 보강효과가 좋은 것으로 나타났다. 쏘일네일링공법의 보강효과를 증진시키기 위해 연성벽체인 숏크리트에 두께 30cm 정도의 현장타설 콘크리트 벽체를 합벽식으로 설치하여 전면벽체를 형성하고 있다. 그러나, 쏘일네일링 벽체를 시공한 다음 숏크리트 바깥쪽에 콘크리트 벽체를 합벽처리하는 방법은 시공높이(약 5m이내)의 제약, 시공속도의 지연, 품질 및 미관 불량, 이형철근의 부식성문제, 철근삽입시의 장비사용 등의 측면에서 문제점이 있었다. 따라서 일반 쏘일네일링 공법과 같이 단계별로 굴착(Top-down)하여 시공성을 증진시키면서 전면부의 강성효과를 활용하는 조립식 쏘일네일링 공법 개발은 시공이 간편하며 공기감축 및 전면부 강성효과에 따른 경제적인 설계가 가능하다고 판단된다. 또한, 보강재인 이형철근의 문제점을 해결할 수 있는 대체재 개발이라는 친환경적인 측면을 지니고 있다. 본 연구는 기존의 쏘일네일링공법과는 다른 새로운 개념의 공법을 개발하기 위한 연구과제의 내용 및 범위는 크게 조립식 쏘일네일링공법의 시공 및 거동정립과 실용화 요소기술개발, 압착식 두부정착장치 개발 및 설계 및 프로그램 개발 등으로 나눌 수 있다.1.조립식 쏘일네일링공법 개발 ?시공 문제점 및 개선방향 분석 제시 및 자동화 계측을 통한 거동 분석 ?공법 정립(배수공, 기초공, 굴토공 등) 및 시방서/관리지침 작성,제시2. 실용화 요소기술 개발1) 전면판넬 설계/현장제작 ?판넬 현장타설 제작 및 시공 문제점 파악과 보완된 구조설계안 제시 ?전면판넬 금형설계 및 제작, 전면판넬 효율적 단면 제시, 전면판넬 시제품 제작 및 현장시험 시공 적용2) FRP네일 최적제조방식 제시/시험 ?FRP 네일 분배특성에 따른 강도시험 및 현장인발시험 결과 분석 및 적용완료3) 판넬인양 홀더 제작 ?인양홀더 시연/문제점 보완방안 수립 및 판넬인양홀더 개발 완료3. 압착식 두부정착장치요소기술개발 ?실내실험을 통한 단면 설계 및 검증과 현장적용완료4. 설계 및 해석기법의 정립과 설계프로그램 개발 ?해석 및 설계기법 정립 및 공법특성이 반영된 설계 및 해석 프로그램 제작 ?판넬강성, FRP네일 특성 등 반영 및 문제점 파악/차기연구 보완사항 제시개발기술의 평가에 필요한 평가 항목은 다음과 같이 설정될 수 있을 것이다.(1) 현장 실시간 자동화계측을 통한 공법의 안정성 (특히 강우시에 따른 사면의 안정성) (2) 현장 토사층 사면에 시험시공을 통한 공법의 시공성, 적용성, 경제성 판단(3) 설계 및 해석기법의 타당성 여부(4) 설계프로그램의 적합성 여부(5) 관련 요소기술의 개발 여부 ?압착식 두부정착장치 고안/제작 ?전면판넬 설계/제작 ?FRP네일의 최적분배특성 제조방식 파악/제시 ?판넬 인양홀더 설계/제작(6) 시방서 및 관리지침의 적합성 여부
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