00 연수원 신축공사 흙막이 그라운드앵커 기술검토서™막이_그라운드... · 2010. 3. 19. · 00 연수원 신축공사 Project 흙막이 그라운드앵커

흙막이 그라운드앵커 기술검토서 00 연수원 신축공사

2010. 02. 09.

I . 검 토 목 적

I I . 검 토 내 용

1. 검 토 조 건 분 석

2. 엄 지 말 뚝 (H-P ILE) 검 토

3. 토 류 판 (T IMBER) 검 토

4. 어 스 앵 커 (ANCHOR) 검 토

5. 띠 장 (WALE) 검 토

I I I . 검 토 결 과

1. 검 토 목 적

2. 검 토 조 건

3. 사 용 부 재 안 정 성 검 토

4. 종 합 의 견

IV . 첨 부

C O N T E N T S

00 연수원 신축공사 Project

흙막이 그라운드앵커 기술검토서

Page 2 of 13

I. 검토목적

본 검토서는 00 연수원 신축부지의 흙막이 벽체의 앵커 시공조건이 설계조건과 상이함에 따른 시

공사에서 검토/제출한 “흙막이 그라운드 앵커에 대한 단수조정에 대한 검토”에 대한 검토 조건 및

흙막이 안정성 등 설계변경에 대한 적정성 검토를 목적으로 함.

II. 검토내용

1. 검토조건 분석

1) 주요사항

조건 설계안 변경안

도면

(삽도)

단수 6단 그라운드 앵커 5단 그라운드 앵커

굴착심도 GL-14.46m GL-14.46m

H-PILE H-300x300x10x15 , CTC 1,800 (좌동)

지층조건 매립층 (GL 0 ~ -15.6m)

풍화암 (GL-15.6m ~)

매립층 (GL 0 ~ -7.6m)

풍화암 (GL-7.6m ~)

지하수위 None (개착식 미적용) None (개착식 미적용)

2) 기타 동일 조건

원설계의 지반 물성치 동일 적용.

상부에서부터 1~4단 앵커는 변경 없음.

앵커하부 0.5m 선굴착 후 앵커 설치 순서로 단계별 시공 절차 적용.

원설계와 동일한 프로그램(Sunex w5.73) 적용 검토.

사용강재의 고재 사용에 대한 허용응력 감소(10%)

3) 상이한 조건

프로그램(Sunex) 입력 데이터의 시공순서가 상이함.



Page 3 of 13

조건 시공사 제출내용 CM 검토내용

Input

Data file

STEP 1 Excav 1.5m STEP 1 Excav 1.5m

STEP 2 Excav 3.5m, Anchor 1 STEP 2 Excav 3.5m, Anchor 1




STEP 6 Excav 12.7m, Anchor 5 STEP 6 Final Excav 14.7m, Anchor 5

시공순서

STEP 7 Final Excav 14.7m STEP 7

단계별 시공모델 작성시 앵커하부 0.5m 선굴착에 대한 입력 차이로 검토결과에서는 큰 차이가

없음.

4) 검토전제 조건은 아래과 같으나, 실제 지반 조건 및 주변 조건이 아래 조건과 상이할 경

우 반드시 앵커설계에 대한 재검토 필요함.

3단 앵커에서 풍화암이 나타나지 않거나 지층이 교호할 경우

배면 상부의 측구에서 대량의 지표수가 지중으로 유입될 경우

배면 상단의 소단 구배 변경 및 작업하중이 증가될 경우



Page 4 of 13

2. 엄지말뚝(H-PILE) 안정성 검토

1) 사용자재 제원

[검토조건 : H-300×300×10×15, C.T.C 1,800MM]

□ 단면적 A = 119.8 cm2

□ 좌굴 유효길이 (l) = 345 cm

□ 단면 2차 모멘트 Ix = 20,400 cm4

□ 단면 계수 Zx = 1,360 cm3

□ 단면 2차 반경 rx = 13.1 cm

2) 검토결과

3) 허용응력 검토

휨응력 검토

최대 휨 Moment, Mmax = 7.81 × 1.8 = 14.06 t-m

휨응력 fb = Mmax / Zx = 14.06 t-m × 100,000 / 1360 = 1,033.8 kgf/cm2

H-Beam 의 좌굴길이 (l) = 370 cm (굴착바닥(14.7) - 5 단(11) = 3.70m)

허용 휨응력

l/b = 370/30.0 = 12.33

30 > l/b > 4.5 이므로

fba = 1.5×[1,400 - 24×(l/b - 4.5)] = 1.5×[1,400 - 24×(12.33 - 4.5)]= 1,818 kgf/cm2

사용 부재가 고재이므로, fba의 90%를 적용함

fba > fa = 0.9 × 1,818 kgf/cm2 = 1,636.3 kgf/cm2 > 1,033.8 kgf/cm2.......OK



Page 5 of 13

전단응력 검토

최대 전단력 = 10.75× 1.80 = 19.35 ton

Aw = t1 × (h - 2×t2) = 1.0×(30 - 2×1.5) = 27.0

Ac = b×t2 = 30.0 × 1.5 = 45.0

Aw / Ac = 27 / 45 = 0.6 < 2.0

허용 전단응력 τa = 1,200 kgf/cm2 = 1,200 kgf/cm2

사용 부재가 고재이므로, τa의 90%인 1,080 kgf/cm2 를 적용함

전단강도 τ = Smax / Aw = 19.35 × 1,000 /27 = 716.67 ≤ 1,080 kgf/cm2 .......OK

근입장 검토 : FS (2.68) > 1.2.......OK -------------------------------------------------------------------------------- Step No. 6 << EXCA TO 14.7 >> WALL DEPTH CHECK Lowest Support Depth = 11.00, Node No. = 111 Node Depth Active Other Active Passive Other Passive No. Press Press Moment Press Press Moment (m) (t/m2) (t/m2) (tm) (t/m2) (t/m2) (tm) 111 11.00 3.57 0.00 0.00 112 11.10 3.64 0.00 0.04 113 11.20 3.70 0.00 0.07 114 11.30 3.76 0.00 0.11 115 11.40 3.83 0.00 0.15 116 11.50 3.89 0.00 0.19 117 11.60 3.96 0.00 0.24 118 11.70 4.02 0.00 0.28 119 11.80 4.09 0.00 0.33 120 11.90 4.15 0.00 0.37 121 12.00 4.21 0.00 0.42 122 12.10 4.28 0.00 0.47 123 12.20 4.34 0.00 0.52 124 12.30 4.41 0.00 0.57 125 12.40 4.47 0.00 0.63 126 12.50 4.54 0.00 0.68 127 12.60 4.60 0.00 0.74 128 12.70 4.66 0.00 0.79 129 12.80 4.73 0.00 0.85 130 12.90 4.79 0.00 0.91 131 13.00 4.86 0.00 0.97 132 13.10 4.92 0.00 1.03 133 13.20 4.99 0.00 1.10 134 13.30 5.05 0.00 1.16 135 13.40 5.11 0.00 1.23 136 13.50 5.18 0.00 1.29 137 13.60 5.24 0.00 1.36 138 13.70 5.31 0.00 1.43 139 13.80 5.37 0.00 1.50 140 13.90 5.44 0.00 1.58 141 14.00 5.50 0.00 1.65 142 14.10 5.56 0.00 1.72 143 14.20 5.63 0.00 1.80 144 14.30 5.69 0.00 1.88 145 14.40 5.76 0.00 1.96 146 14.50 5.82 0.00 2.04 147 14.60 5.89 0.00 2.12 148 14.70 5.95 0.00 0.37 -43.25 0.00 -2.67 149 14.80 6.01 0.00 0.38 -46.30 0.00 -2.93 150 14.90 6.08 0.00 0.40 -49.35 0.00 -3.21 151 15.00 6.14 0.00 0.41 -52.39 0.00 -3.49 152 15.10 6.21 0.00 0.42 -55.44 0.00 -3.79 153 15.20 6.27 0.00 0.44 -58.48 0.00 -4.09 154 15.30 6.34 0.00 0.45 -61.53 0.00 -4.41 155 15.40 6.40 0.00 0.47 -64.57 0.00 -4.74



Page 6 of 13

156 15.50 6.46 0.00 0.48 -67.62 0.00 -5.07 157 15.60 6.53 0.00 0.50 -70.66 0.00 -5.42 158 15.70 6.59 0.00 0.52 -73.71 0.00 -5.77 159 15.80 6.66 0.00 0.53 -76.75 0.00 -6.14 160 15.90 6.72 0.00 0.55 -79.80 0.00 -6.52 161 16.00 6.78 0.00 0.57 -82.84 0.00 -6.90 162 16.10 6.85 0.00 0.58 -85.89 0.00 -7.30 163 16.20 6.91 0.00 0.60 -88.93 0.00 -7.71 164 16.30 6.98 0.00 0.62 -91.98 0.00 -8.12 165 16.40 7.04 0.00 0.63 -95.02 0.00 -8.55 166 16.50 7.11 0.00 0.65 -98.07 0.00 -8.99 167 16.60 7.17 0.00 0.67 -101.11 0.00 -9.44 168 16.70 7.23 0.00 0.34 -104.16 0.00 -4.95 313.40 0.00 44.79 -1547.85 0.00 -120.21 Total Active Moment (Ma) = 44.79 Total Passive Moment (Mp) = -120.21 Factor Of Safety (Mp/Ma) = 2.68 1.2 is recommended for Minimum Factor of Safety

3. 토류판(TIMBER) 두께 검토


토 류 판 미송재(침엽수)

허용 휨 응력 (σb) 180 kg/cm2

허용 전단 응력 (τa) 16 kg/cm2

- w = 6.61 ton/m2 (OUTPUT STEP 3 참조)

- l = L - 3 / 4 b = 180 - 3 / 4 x 30 = 157.5 cm

여기서, L : 토류용 강재 말뚝 중심 간격 (C.T.C 180cm)

b : 토류용 강재 플렌지 폭 (H-300x300x10x15, 30cm)

2) 검토결과

3) 토류판 두께 검토



Page 7 of 13

cmwlMtbb

24.81808

157661.06866 22

=> THK=9cm 적용

4) 전단에 대한 검토

2/65.89

89.515.15.1

89.512157661.0

2

cmkgtQ

kgwlQ

< 16 kg/cm2 => THK=9cm 적용

4. 앵커(Earth Anchor) 검토


□ 강 선 특 징 : Strand φ12.7mm

□ 단 면 적 : 98.71 ㎟

□ 주 면 장 : 39.90 mm

□ 탄 성 계 수 : 2,000,000 kg/㎠

□ σyp = 159.00 kg/㎟ □ σup = 187.00 kg/㎟

2) 강선 본당 허용 하중

→ σap = 0.7 × σup = 0.7 × 187.0 = 130.900 kg/㎟

→ σap = 0.8 × σyp = 0.8 × 159.0 = 127.200 kg/㎟

∴ 허용 강선의 본당 하중 = 127.2 kg/㎟ × 98.71 ㎟ =12556 kg/EA = 12.5 ton/EA

강선의 본당 하중은 10.0 ton/EA 로 검토

3) SUNEX 검토결과



Page 8 of 13

4) 앵커 설치 제원

설계 반력(ton) No

설치심도

(m)

설치길이

(m)

경사각

(deg) 시공사 CM검토 적용값

Strand

(EA)

강선설계강도

(t)

1 1.0 10.0 35 21.6 21.6 21.6 4 40

2 3.0 9.0 35 28.4 28.4 28.4 4 40

3 5.3 7.0 35 27.8 27.8 27.8 4 40

4 7.6 6.0 35 28.7 29.3 29.3 4 40

5 11.0 5.0 35 41.9 37.6 41.9 6 50

5) 앵커 정착장 검토

□ 설계 축력 (T) = 30.0 ton 기준시(PC Strand Bar 4EA)

풍화암층 정착 기준 : τ=4.0 kg/㎠

L = 30×1000×1.5/(100×3.14×10×4.0) = 3.58 m → 5.0 ~ 6.0 m 적용

□ 설계 축력 (T) = 41.9 ton 기준시(PC Strand Bar 6EA)

풍화암층 정착 기준 : τ=4.0 kg/㎠

L = 41.9×1000×1.5/(100×3.14×10×4.0) = 5.01 m → 7.0 m 적용

No 자유장(m) 정착장(m) 여유장(m) 계(m) 비고 검토의견

1 10.0 5.0 1.5 16.5 변경없음 O.K

2 9.0 6.0 1.5 16.5 변경없음 O.K

3 7.0 6.0 1.5 14.5 변경없음 O.K

4 6.0 6.0 1.5 13.5 변경없음 O.K

5 5.0 7.0 1.5 13.5 변 경 됨 O.K

5. 띠장(WALE) 안정성 검토


[검토조건 : H-300×300×10×15, SS400]

□ 단면적 A = 119.8 cm2

□ 단면 2차 모멘트 Ix= 20,400 cm4

□ 단면 계수 Zx= 1,360 cm3

□ 단면 2차 반경 rx= 13.1 cm



Page 9 of 13

2) 검토결과

ANCHOR 최대반력 : Pmax = 41.9 ton/ea

W = 41.9 ton/ea / 1.8m = 23.3 ton/m

3) 허용응력 검토

휨응력 검토

최대 휨 Moment, Mmax = WL2/10 = 23.3 x 1.82 / 10 = 7.55 t-m

작용휨응력 fb = Mmax / Zx = 7.55 t-m × 100,000 / 1,360 = 555.14 kgf/cm2

허용 휨응력

l/b = 370/30.0 = 12.33

30 > l/b > 4.5 이므로

fba = 1.5×[1,400 - 24×(l/b - 4.5)] = 1.5×[1,400 - 24×(12.33 - 4.5)]= 1,818 kgf/cm2

사용 부재가 고재이므로, fba의 90%를 적용함

fba > fa = 0.9 × 1,818 kgf/cm2 = 1,636.3 kgf/cm2 > 555.14 kgf/cm2.......OK

전단응력 검토

최대 전단력 S = WL / 2 = 23.3× 1.80 /2 = 20.97 ton

허용 전단응력 τa = 1,200 kgf/cm2 = 1,200 kgf/cm2

사용 부재가 고재이므로, τa의 90%인 1,080 kgf/cm2 를 적용함

전단강도 τ = Smax / Aw = 20.97 × 1,000 / 27 = 776.67 ≤ 1,080 kgf/cm2 .......OK



Page 10 of 13

III. 검토결과

1. 검토목적

흙막이벽체의 앵커의 단수 조정에 대한 흙막이 안정성 등 설계변경에 대한 적정성 확인 목적

2. 검토조건

가) 흙막이 검토 프로그램 입력데이터의 시공순서 모델링에서 약간의 차이가 있으나, 최종결과에

미치는 영향은 미비함.

나) 실제지반조건 및 주변조건이 설계변경조건과 상이할 경우 재검토가 필요함.

지층조건이 불확실하며, 지층이 교호할 경우

배면 상부의 측구에서 대량의 지표수가 지중으로 유입될 경우

배면 상단의 소단 구배 변경 및 작업하중이 증가될 경우

3. 사용부재 안정성 검토

가) 엄지말뚝(H-PILE) 안정성 검토결과 안전한 것으로 확인됨.

휨응력(1,033.8 kg/cm2 < 1,636 kg/cm2)

전단응력(716.67 kg/cm2 < 1,080 kg/cm2)

근입장(FS 2.68 >1.2)

나) 토류판(TIMBER) 두께 검토결과 안전한 것으로 확인됨.

휨응력도 (180 kg/cm2) 적용시 THK=8.24cm < THK=9cm

다) 앵커(Earth Anchor) 검토결과 안전한 것으로 확인됨.

No 자유장(m) 정착장(m) 여유장(m) 계(m) 검토의견

1 10.0 5.0 1.5 16.5 O.K

2 9.0 6.0 1.5 16.5 O.K

3 7.0 6.0 1.5 14.5 O.K

4 6.0 6.0 1.5 13.5 O.K

5 5.0 7.0 1.5 13.5 O.K

라) 띠장(WALE) 안정성 검토결과 안전한 것으로 확인됨.

휨응력(555.14 kg/cm2 < 1,636.3 kg/cm2)

전단응력(776.67 kg/cm2 < 1,080 kg/cm2)

4. 종합의견

가) 검토배경으로는 원 설계시와 실시공시의 지반조건이 일부 상이하여 전체6단의 앵커를 5단으로 변

경하여 검토·확인하고자 함.

나) 시공사(삼성건설)기술검토보고서를 근거로 하여 검토·확인한 결과 설계허용치 이내의 부재력 및

앵커력이 발생하고 있음.

다) 본CM단에서 검토한 결과 전체적인 구조적인 안정성은 확보 된 것으로 사료됨



Page 11 of 13

부록

□ INPUT DATA

□ OUTPUT DATA

Documents

00 연수원 신축공사 흙막이 그라운드앵커 기술검토서™막이_그라운드... · 2010. 3. 19. · 00 연수원 신축공사 Project 흙막이 그라운드앵커