캔틸레버 옹벽 설계

캔틸레버 옹벽이란

캔틸레버 옹벽은 역T형 철근콘크리트 옹벽이다.

벽 뒤 흙이 미는 토압을 벽체의 휨과 저판 위 흙의 무게로 버틴다.

시험에서는 활동, 전도, 지지력 세 가지 안정 검토가 기본이다.

구조와 하중 전달

캔틸레버 옹벽은 벽체와 저판이 일체인 역T형 구조다.

배면 토압은 벽체가 휨으로 받고, 그 힘은 저판을 거쳐 지반으로 전달된다.

뒷굽판 위 흙의 무게가 저항력으로 작용해 전도에 버틴다.

주동토압 계산

주동토압은 배면 흙이 벽을 미는 수평 압력이다.

랭킨 이론에서 주동토압계수는 탄젠트 제곱으로 구한다.

높이 3.3m, γ 18, 상재하중 10, φ 30도를 대입하면 K_A는 1/3이다.

상재하중 항을 더하면 주동토압 합력 P_A는 약 43.7kN/m이다.

활동 검토

활동은 옹벽이 저판 바닥을 따라 수평으로 미끄러지는 현상이다.

저항력은 마찰계수 μ와 연직력 ΣV의 곱이며, 이 예제에서 μ는 0.6이다.

수평력은 주동토압 합력 P_A이고, 활동 안전율은 두 값의 비다.

활동 안전율은 1.5를 넘어야 안전하다. 수동토압은 무시하고 계산한다.

전도와 지지력 검토

전도는 벽 전면 하단을 중심으로 뒤집히는 현상이다.

전도 안전율은 저항모멘트를 전도모멘트로 나눈 값이며, 기준은 2.0 초과다.

지지력은 저판 바닥의 최대 접지압이 설계지내력 이하인지로 판정한다.

편심이 B/6을 넘으면 저판 뒷부분에 들뜸이 생겨 접지압을 다시 계산한다.

정리

정리한다. 캔틸레버 옹벽은 토압을 구한 뒤 세 가지 안정을 검토한다.

활동은 안전율이 1.5를 넘어야 하고, 전도는 2.0을 넘어야 한다.

지지력은 최대 접지압이 설계지내력 이하여야 한다. 편심이 B/6을 넘으면 접지압을 다시 계산한다.

가장 흔한 실수는 세 검토 중 하나를 빠뜨리는 것이다.