건축시공기술사 서브노트 : Earth Anchor의 지지방식, 특징 및 적용 범위에 대하여 기술하시요

 

 

 

문제] Earth Anchor의 지지방식, 특징 및 적용범위에 대하여 기술하시요.

답]

 

Ⅰ. 개요

◎ Earth Anchor 공법이란 흙막이벽 등의 배면을 원통형으로 굴착하고, Anchor체를 설치하여 주변 지반을 지지하는 공법을 말한다.

② Earth Anchor는 흙막이벽의 Tie Back Anchor로 이용되는 외에도 교량에서의 반력용, 공벽의 수평 저항용, 흙 붕괴 방지용, 지내력, 시험의 반력용 등 다양한 용도로 사용되고 있다.

 

Ⅱ. 종류별 분류

1) 용도에 의한 분류

① 가설 Anchor 공법

② 영구용 Anchor 공법

2) 지지 방식별 분류

① 마찰형 지지방식

② 지압형 지지방식

③ 복합형 지지방식

 

Ⅲ. 분류별 시공 방식

1) 가설 Anchor 공법

① 흙막이 배면에 작용하는 토압에 대응하는 Anchor로서 지하 구조체가 완성되면 되메우기 전에 철거한다.

② 지내력 시험의 반력용으로도 사용한다.

2) 영구 Anchor 공법

① 옹벽의 높이가 높아 별도의 보강이 필요하다고 판단될 때는 영구용 Anchor를 보강하여 시공하기도 한다. ② 교량의 보강용이나, 구조물의 부상 방지용으로 쓰인다.

3) 마찰형 지지방식

① 일반적으로 많이 사용되는 지지방식으로 Anchor체의 주면 마찰저항에 의해 인장력에 저항하는 방식이다.

② 주면 마찰 저항은 Anchor체의 길이에 비례하지만 일정 길이 이상은 효과가 없다.

마찰형 지지방식

 

4) 지압형 지지방식

① Anchor체의 일부 또는 대부분을 확공하여 정착장 앞쪽면의 수동 토압으로 인장력에 저항하는 방식

② T=qA (q : 지압 저항력, A : 지압 저항 면적)

지압형 지지방식

 

5) 복합형 지지방식

① Anchor체 앞면의 수동 토압 저항과 주면 마찰력 합에 의해 인장력 저항

복합형 지지방식

 

Ⅳ. 특징

1. 장점

1) 굴착 공간을 넓게 활용할 수 있다.

2) 대형 기계 반입이 용이하다.

3) 공기 단축이 용이하다.

4) 배면 지반에 미리 prestress를 줌으로써 주변 지반의 변위를 감소시킨다.

5) 설계변경 용이하며, 작업공간이 작은 곳에서도 시공이 가능하다.

 

2. 단점

1) 시공 후 검사가 어렵다.

2) 지중에 형성되는 것으로 품질 관리가 어렵다.

3) 기능공의 기술 능력의 신용도가 떨어진다.

 

Ⅳ. 특징

1) 시공성이 좋음

* 장비 간단, 재료 소량 → 시공 양호, 장비 저렴 → 효과 확실, 관리용이 → 공기단축

2) 직업공간 확보 가능

① 굴착 구간에 버팀대, 중간 기둥 불필요

② 작업공간 확보용이

3) 지하 수위가 높은 지반 시공 곤란

① Anchor체의 정착이 불가

② 지하수위를 저하시키고, Casing 천공하여 공벽보호 & Anchor체 설치

4) 인접 구조물 영향이 큼

- 시공 배면의 지중에 구조물이 매설되어 있는 경우 사공 곤란

5) 작업설비 간단

① 천공 작업기계 : 지반의 천공 드릴

② 인장 기계 : PS 강선의 인장력 확인

③ Grout 기계 : 철근 부식방지, 강도 증대 요인

6) 시공 양부에 따라 정착력 상이

① 천공 관리 - 각도, 깊이, 길이, 정착 지층

② Grout 품질 관리 - 배합 타설 속도, 양생, 주입 압력

7) 진동의 영향이 있는 지반이나 사질지반 시공 곤란

 

V. 용도

1) 흙막이 배면 측압 반력용

2) 흙 붕괴 방지용

3) 지내력 시험과 반력용

4) 교량에서 반력용

5) 옹벽의 수평 저항용

 

VI. 어스 앵커 구조도

어스 앵커 구조도

 

VII. 시공순서 Flow Chart

① 인장재 가공 및 조립 → 천공 → 인장재 삽입 → Grouting 1차 주입 → 양생 → 인장확인 → 인장정착

→ Grouting 2차 주입

 

VIII. 적용 범위

1) 흙막이 배면 측압 반력용

① 흙막이 안정 지지용

② 지하철 공사, 전력 통신구 공사

③ 빌딩 기초 터파기 공사에 사용

 

2) 사면 안정

① 암반의 단종 및 절리 발달, 사면의 사면안정공법

② 인장재의 부식에 주의

3) 구조물 부상방지

① 양압력 및 부력에 불안정한 구조물은 영구 Anchor를 이용. 부상 방지

② Anchor 인발시험을 철저히 한다.

4) 옹벽 보강

① 전도 방지 목적으로 Anchor 보강 시공

② 인장재의 부식에 주의

 

X. 결론

① Earth Anchor는 지반 중에 시공되므로 품질관리가 어렵고, 검사가 용이하지 않은 단점이 있으나, 설계변경이 용이하며, 기존 구조물의 보수와 보강에 유리한 점이 있다.

② Earth Anchor 공법은 부족한 수동 토압을 Anchor의 인장력으로 지지하기 때문에 안전도를 반드시 확인해야 하며, 긴장 장치 및 Grout 재료의 개발로 보다 경제적인 시공이 될 수 있도록 해야 한다.

 

♦ Anchor 안정도 검토 필요

 

- 지반 및 지하수 등을 항상 check하여 정착부의 이완을 방지해야 한다.

- 시공 시 지하 매설물 및 지장물, 인접 구조물에 유의해서 시공한다.

 

 

 

2024.07.23 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공기술사 서브노트 : 토취장과 사토장 선정 시 유의사항에 대하여 기술하시오.