경사버팀대 지지블럭 설명

정의

경사버팀대 지지블럭은 깊은 굴착에서 흙막이 벽체의 버팀대 축력을 지반에 전달하는 핵심 부재다.

지지블럭이 불안정하면 버팀대 전체가 무력화되어 흙막이 붕괴로 이어진다.

그래서 실무 설계 검토에서 빠지지 않으며, 시험에서도 반복 출제된다.

힘의 전달 구조

흙막이 벽체의 버팀력은 경사버팀대를 따라 지지블럭으로 내려온다.

블럭은 지반 쪽으로 밀리고, 배면 지반의 수동저항이 이를 버틴다.

축력 P는 경사각 θ에 따라 수평 분력과 연직 분력으로 나뉜다.

수평 분력은 블럭을 밀고, 연직 분력은 자중과 함께 바닥 지지력에 작용한다.

안정 검토 기준

지지블럭은 활동, 전도, 지지력을 각각 따로 검토한다.

활동 저항은 마찰저항과 수동저항의 합으로 본다.

기준 안전율은 활동 1.5 이상, 전도 2.0 이상, 지지력 3.0 이상이다.

이 값은 굴착 깊이와 지반 조건에 따라 가감한다.

계산 예제

가상 조건으로 활동 안전율의 계산 흐름을 본다. 실제 설계에서는 현장 지반 시험값을 사용한다.

먼저 블럭 자중 W를 구하고, 수동저항과 밑면 마찰저항을 구한다.

버팀대 수평력 40 kN/m를 가정하면 활동 안전율은 1.75가 된다.

1.75는 활동 기준 1.5 이상 범위 안에 있다.

근입 깊이가 얕으면 수동토압이 급격히 줄어든다. 그래서 근입 확보가 중요하다.

헷갈리는 점

활동 검토에 쓰는 토압은 벽체가 얼마나 움직이는지에 따라 달라진다.

정지토압은 변위가 거의 없는 지중구조물에 쓰는 토압이다.

지지블럭의 벽체 변위 조건을 먼저 떠올려 본다.

정답과 정리

정답은 주동토압 또는 중간토압이다. 벽체 변위가 허용되기 때문이다.

지지블럭 안정은 배면 토압과 블럭 저면 마찰, 수동저항의 균형으로 판정한다.

지하수가 높은 현장이라면 간극수압을 더해 유효응력으로 검토한다.

답안에는 어떤 토압을 쓰고 왜 쓰는지 한 문장으로 적는다.