다단식 보강토옹벽

정의

다단식 보강토옹벽은 높이를 여러 단으로 나누어 쌓은 보강토 옹벽이다.

단마다 흙 속에 보강재를 수평으로 배치해 흙과 보강재가 한 덩어리로 거동하게 한다.

시험에서는 용어 문제와 설계법 비교 문제로 반복해 출제된다.

필요성

옹벽 높이가 커지면 단일 벽체만으로는 안정성을 확보하기 어렵다.

그래서 높이를 여러 단으로 나누어 쌓는 것이 실무의 핵심 대안이 되었다.

단을 나누면 단별 보강 길이와 하중이 줄어 물량과 굴착 폭을 억제할 수 있다.

구성요소

다단식 옹벽은 전면판, 보강재, 뒤채움 흙, 기초지반, 소단으로 구성된다.

그중 보강재는 흙과의 마찰로 인장력을 부담하는 핵심 부재다.

소단은 단 사이 응력을 분리하고 배수를 확보하며, 각 단 검토의 단위가 된다.

설계 원리

설계는 내적안정, 외적안정, 전체안정 순서로 나누어 검토한다.

내적안정은 보강재의 장기설계인장강도가 최대 인발하중을 감당하는지 확인한다.

인발 안전율은 인발저항력을 최대 인발하중으로 나눈 값이며, 평상시 1.5 이상이어야 한다.

다단 옹벽은 소단을 지나는 복합활동면을 반드시 검토한다.

계산 예제

가상의 예로 높이 8m 단일 벽체의 하단 보강층을 검토해 보자.

하단 보강층의 최대 인발하중은 30kN/m, 인발저항력은 50kN/m라고 하자.

인발 안전율은 인발저항력을 최대 인발하중으로 나눈다. 식에 값을 대입해 보자.

계단식으로 상단을 2m 뒤로 물리면 상단 하중이 줄어 안전율은 높아진다.

정리

정리하면 다단식 보강토옹벽은 단별 내적안정과 전체 복합활동을 함께 검토한다.

인발 안전율은 평상시 1.5 이상, 지진시 1.1 이상을 기준으로 한다.

시험에서는 단 사이 복합활동파괴와 배수·기초처리 대책을 빠뜨리지 않아야 한다.

배수 설계와 부등침하 관리가 한계를 줄이는 핵심이다.