□ 관련규정(구조물기초 설계기준 해설 2009 P.579)
지반 앵커의 자유장 검토
- 앵커 자유장(lf)은 인장재가 관통하고 있을 뿐이고 설계 계산상 지반에 대하여 힘의 전달이 행하여지고 있지 않는 부분의 길이이다.
- 앵커 자유장은 가상활동면으로부터 1.5m 또는 굴착깊이의 0.15H(H=굴착깊이)를 더한 값 중 큰 값을 적용하며, 토사지반에서 최소 설계자유장은 4.5m로 한다.(해설 그림7.6.16 참조)
o 가설 흙막이 구조물의 지지 구조체가 지반앵커 정착방식인 경우 지반 앵커의 자유장 계산을 위하여 가상파괴면 결정시 θ=45+φ/2의 각도를 적용하는 저면위치가 구조물 기초 설계기준 해설(2009. 3)의 해설그림에 의거하여 엄지말뚝 근입단부인지 또는 해설그림 7.6.15에 의거하여 굴착면 위치인지 여부
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구 분 |
엄지말뚝 근입단부인 경우 |
굴착면 위치인 경우 |
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가상활동 파괴면 기준점 |
․말뚝근입선 |
․굴착면(터파기선) |
o 지하굴착 공사 시 가장 위험한 단계는 최종 굴착면을 굴착한 후이며, 이때 굴착면의 파괴형태는 평면파괴 형태를 가정하여 가상파괴면이 발생되는 기준을 굴착면으로 설정합니다.
즉, 굴착면 기준의 가상파괴면에 여유장을 합산시켜 앵커의 자유장을 계산합니다.
위와 같이 계산하여(자유장길이= 굴착면 기준 파괴면+여유장) 설계하였음에도 불구하고, 앵커의 정착장이 파괴면 내에 위치할 경우, 굴착면을 기준으로한 평면파괴 형태로 가정한 내용은 실제와 다르게 되는 것으로 볼 수 있습니다.
예를 들면 연약지반의 심도가 깊은 지반에 쉬트파일을 시공하고 앵커를 설치한 붕괴현장에서 앵커의 정착장이 파괴면 내에 위치한 경우를 볼 수 있습니다.
이때 발생된 파괴면은 굴착면을 기준으로 발생된 것이 아니고 파일의 선단을 기준으로 발생된 것으로 해석하여 자유장의 길이를 확대시키는 것이 안정합니다.
◦ 요약하면, 앵커의 자유장 길이를 결정할 때 굴착면을 기준으로 파괴면을 가정합니다.
단 굴착심도보다 깊은 연약지반에서 쉬트파일+어스앵커로 설계할 경우 쉬트파일의 선단을 기준으로 파괴면을 가정하여 설계하는 것이 안전할 것입니다.