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Construction Stage Analysis of Structure Settlement Using Underpinning

언더피닝 공법을 이용한 구조물 침하에 대한 시공 단계 해석

  • 이종협 (현대건설(주) 토목환경사업본부) ;
  • 허승진 (현대건설(주) 토목환경사업본부) ;
  • 옥수열 (현대건설(주) 토목환경사업본부) ;
  • 임윤묵 (연세대학교 사회환경시스템공학부)
  • Received : 2011.02.22
  • Accepted : 2012.03.26
  • Published : 2012.06.30

Abstract

This paper aims to present accurately analytical modeling method for underpinning using uncertainty reduction, obtained from comparison between numerical analysis and Site measuring data during construction and service stages. Combination of various conditions should be considered for using numerical analysis to predict the behavior of the structure accurately, even though complexly considered the conditions, real construction should be secured the stability by applying the actual instrument measurement data because predicted results are including the considerable uncertainty. In order to secure the stability during construction, the real time instrument measurements together with numerical analysis results performed before construction state are complementary used actively. From the results of this study, the significant settlements are occurred not only in underpass structure of adjacent excavation area but also in the permanent steel pipe structures were analyzed. From the site measurement results of underpass settlement, the settlements are occurred in every stages of excavation, furthermore observed tendency is asymmetrical excavation patterns are settled more than symmetrical excavation patterns. The essential consideration points for numerical analysis are construction sequence, the direction of the existing facilities, the methods of elements modeling, the applied factors for nature of material and different results would be occurred depending upon inputting the above factors.

본 연구에서는 건설공사에 적용된 언더피닝공법의 수치해석 결과와 시공 중 완료후의 계측 값을 비교하여 불확실성을 줄일 수 있는 해석모델링 방안을 제시하고자 한다. 수치해석을 이용하여 구조물의 거동을 정확하게 예측하기 위해서는 다양한 조건을 복합적으로 고려해야 하며, 복합적으로 고려하였다 하더라도 예측된 결과에는 상당한 불확실성이 내포되어 있으므로 실제 공사에서는 계측을 통한 안정성 확보가 필요하다. 본 연구에서는 굴착 인접 구조물인 지하차도의 침하량뿐만 아니라 본 구조물인 강관에서도 많은 침하량이 발생하는 것을 수치해석을 통해서 분석하였다. 지하차도 침하량의 현장계측 결과를 통해서 지하차도가 매단 굴착 시 단계적으로 침하가 발생하며 대칭 굴착으로 진행된 단계보다 비대칭 굴착으로 진행된 단계에서 침하량이 더 크게 발생하는 경향이 나타났다. 수치해석 시 주요 고려사항으로는 현장의 시공순서, 기존 시설물의 방향성, 요소의 모델링 방법, 물성치의 적용이며, 이들 값에 따라 수치해석 결과 값에 영향을 미칠 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 강희복, 김종렬, 위동인, 장용체(2000) 하부굴착에 따른 구조물의 침하거동에 관한 사례연구. 대한토목학회 학술발표 논문집, 대한토목학회, pp. 289-292.
  2. 김종렬, 강희복(2001) Underpinning 시공시 구조물의 침하특성에 관한 연구. 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제21권 제5호, pp. 567-575.
  3. 박병기, 이인모, 신민호, 오해진, 문장수, 최효범, 이정학(1993) 건물 침하 방지를 위한 Underpinning 사례연구. 한국지반공학회 가을학술발표회, 한국지반공학회, pp. 57-62.
  4. 변광욱(1996) 에머랄드 소프트사 PENTAGON 2D, 3D 2, 3차원 구조해석 및 지반해석 유한요소 프로그램. 한국전산구조공학회지, 한국전산구조공학회, 제9권 제3호, pp. 69-74.
  5. 서울지하철 9호선 902공구 건설공사 가시설 설계보고서
  6. 양구승, 김명모(1997) 도심지 깊은 굴착으로 발생하는 인접지반지표침하 분석. 한국지반공학회지, 한국지반공학회, 제13권 제2호, pp. 101-124.
  7. 우종태(2003) 터널의 계측결과 종합분석에 의한 지반의 거동 및 터널 구조체의 역학적 특성 연구. 한국구조물진단학회지, 한국구조물진단유지관리공학회, 제7권 제3호, pp. 115-124.
  8. 우종태(2007) 도심지 터널에 적용되고 있는 유지관리 계측시스템과 안전관리기준. 한국지반공학회지, 한국지반공학회, 제23권 제8호, pp. 7-19.
  9. 이석원, 박시현, 최순욱, 배규진(2003) 복개 터널구조물의 현장시공에 따른 계측분석 사례. 터널과지하공간한국암반공학회지, 한국암반공학회, 제13권 제2호, pp. 125-137.