본 논문에서는 옹벽 시공 완료 후 여름철 집중강우로 인해 붕괴된 보강토 옹벽 사고사례에 대한 원인 분석을 실시하였다. 사고 원인의 명확한 규명을 위해 붕괴된 옹벽의 현장조사 및 실내시험, 현 설계법에 근거한 안정성평가, 강우의 침투해석 및 suction을 고려한 사면안정해석을 실시하였고, 그 결과 현장조건을 제대로 반영하지 못한 부적합한 설계와 불량한 뒤채움 흙의 사용, 단기간의 집중호우로 인한 suction의 감소 및 전단강도의 감소가 붕괴의 주원인인 것으로 나타났다.
Recently, construction of soil-reinforced segmental retaining walls which used geosynthetics are being increased day by day due to its construction efficiency, economic efficiency, and its aesthetic view. The conventional reinforced earth retaining wall has the connector system to fix the reinforcement and block However, this system may cause the crack of block and the rupture of reinforcement due to the stress concentration near the face of reinforced earth retaining wall In this study, the new connector system, which is able to allow the settlement of reinforcement, was applied to analyze the effect of connector system of reinforced earth retaining wall The connection strength tests and centrifugal tests for both the conventional reinforced earth retaining wall and the settlement reinforced earth retaining wall were performed to compare the results
1990년대 후반부터는 시공의 간편성과 유연한 벽면 형상이 가능한 블럭식 보강토 옹벽의 시공사례가 급격히 증가하고 있는 추세이다. 그러나, 기존의 연구자료와 비교해 볼 때 블럭의 형태, 보강재, 보강재와 블록의 연결형태, 뒤채움재에 따라 상이한 거동을 할 개연성이 있다. 따라서, 이 연구는 블럭식 보강토 옹벽의 거동을 수평 수직 토압계, 경사계, 침하판, 스트레인 게이지, 변형핀 등의 계측기를 설치하여 시공중과 시공후의 보강토 옹벽의 거동을 평가하였다. 또한, 현장에 적용된 보강토 옹벽의 설계 프로그램인 SRWall에 의해 산정된 안전율과 이론에 의해 도출된 안전율을 상호 비교함으로써 현장 계측결과와 설계프로그램에 의한 안전성을 검증하였다. 9개월 동안의 현장계측을 통한 연구 결과를 종합해보면, 블럭식 보강토 옹벽은 양호한 다짐관리와 시공기간의 장기화로 인한 변위는 매우 미미한 것으로 판명되었다. SRWall을 활용하여 도출한 안전율과 보강토 옹벽의 안전율을 평가한 결과 이론에 의해 도출한 안전율과 유사한 것으로 판명되었다.
계단식 보강토 옹벽의 거동 특성을 파악하기 위하여 계단식 보강토 옹벽을 시험 시공하였으며, 수평변위와 보강재에 발생한 변형률을 중심으로 계측을 실시하였다. 특히 수평변위와 보강재 유발 변형률을 장기간 계측함으로써 계절변화에 따른 영향을 평가하였으며, 강우가 보강토 옹벽에 미치는 영향, 연약지반에서의 거동특성 등등에 초점을 맞춰 계측하여 분석을 실시하였다. 본 논문에서는 계단식 보강토 옹벽 시공 중에 발생하는 수평변위 및 보강재 유발변형률을 중심으로 분석하였고, 그 결과 상단옹벽 시공으로 인한 하단옹벽의 수평변위 및 보강재 유발 변형률은 상당히 많은 영향을 받고 있는 것으로 조사되었다.
본 연구에서는 계단식 보강토 옹벽의 파괴메카니즘 연구를 위해 모형실험을 실시한 내용을 다루었다. 보강토옹벽의 모형실험은 성균관대학교 내의 지반시험장에 시험 시공한 계단식보강토옹벽의 원형을 축소하여 모사하였으며, 상사법칙을 이용하여 보강통옹벽에 사용된 재료의 크기 및 물성치를 원형에 가깝도록 축소하여 파괴메카니즘 분석에 신뢰성을 높였다. 또한 파괴메카니즘 분석을 위해 종전의 재하실험 방식과는 달리 자중에 의한 파괴가 가능해짐으로써 원형에 가까운 파괴 형상을 모사 할 수 있었다. 모형 실험의 내용으로는 보강토옹벽의 영향인자라고 할 수 있는 이격거리의 변화 및 보강재 길이변화에 따른 파괴 양상을 분석하였다.
본 논문에서는 국내외 두 현장의 보강토옹벽 대한 강우에 의한 영향을 분석한 내용을 다루고 있다. 국내 현장으로 성균관대학교내 지반시험장에 실대형 실험을 목적으로 시공된 계단식 보강토옹벽은 약 8개월 이상 장기 계측을 실시하여 시공시 및 강우시의 계측 결과를 분석 할수 있었다. 국외 보강토옹벽의 현장에서는 강우가 보강토옹벽의 거동에 영향을 미치는 주요인자임을 확인할 수 있었다.
본 고에서는 성균관대학교에 시공된 시험옹벽의 계측결과와 국외에서 발표된 옹벽 붕괴사례를 토대로 강우가 보강토 옹벽의 거동에 미치는 영향을 검토하였다. 시험옹벽에서의 계측결과에서는 집중강우 발생시 벽체 변위 및 보강재의 유발변형율이 증가하는 추세가 뚜렷하게 관찰 되었다. 한편 국외 사례에서도 보강토 옹벽의 붕괴에 있어서 집중강우가 원인을 제공하는 것으로 나타났으며 본 옹벽의 경우 연결강도에 대한 설계가 제대로 이루어지지 않아 강우로 인해 발생한 침투수압에 블록/보강재 연결부가 충분한 저항을 하지 못하여 붕괴가 일어 난것으로 조사되었다. 본 논문에서는 강우와 보강토 옹벽의 거동의 상관관계를 분석 고찰하였다.
This paper presents a case history of a geosynthetics-reinforced segmental retaining wall, which collapsed during a sever rainfall immediately after the completion of the wall construction. In an attempt to identify possible causes for the collapse, a comprehensive investigation was carried out including physical and strength tests on the backfill, stability analyses on the as-built design based on the current design approaches, and slope stability analyses with pore pressure consideration. The investigation revealed that the inappropriate as-built design and the bad-quality backfill were mainly responsible for the collapse. This paper describes the site condition including wall design, details of the results of investigation and finally, lessons learned. Practical significance of the findings from this study is also discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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