기초공학/어스앵커, 소일 네일링 문서 원본 보기

== 어스앵커 ==

* 배면천공 - 인장재 삽입 - 현탁액 주입, 정착.
* 버팀보 대신 설치하는 것.
* 토압이 흙막이 벽 - 띠장 - 어스 앵커로 전달.
* 소일네일링과 공통점은 절취면 보강공법이라는 것.
* NATM공법의 선단정착형 록볼트(주동볼트(active bolt))와 유사.

=== 그라우팅 방법 ===
가압형 앵커(pressurized anchor)

* 케이싱 그라우트 가압(casing grout pressure)
** 정착 지반까지 천공 - 그라우팅 - tendon 삽입 - 천공용 케이싱을 두부까지 인발 - 케이싱 두부에 그라우팅용 호스 연결 - 압력 가함.
** 작업성 좋음. 일반적으로 사용.
* 패커 그라우트 가압(packer grout pressure)
** 조립 시 포대처럼 생긴 packer를 앵커 상부에 부착 - tendon 삽입 - 그라우팅 - 천공용 케이싱을 패커 상부까지 인발 - 패커에 그라우트 채움 - 패커, 앵커체 순 가압.
** 확실한 가압 가능.
** 품이 많이 들고 공정 복잡.
* 튜브 그라우트 가압(tube grout pressure)

중력식 앵커 : 그라우팅 후 가압 미실시하는 경우. 가압하는 게 좋다.

=== 인장형 앵커, 압축형 앵커 ===
정착부에 하중 가하는 방법에 따라 구분.

정착체가 인장력 받으면 인장형 앵커, 압축력 받으면 압축형 앵커

=== 자유장, 정착장 길이 ===
[[File:Rankine 주동토압 파괴면 각도.png|300픽셀|오른쪽]]

파괴면 각도 

<math>\theta = 45^\circ {\color{red} + } \frac{\phi}{2}</math>
* 토압계수랑 다르게 부호 +다!!! <u>주동토압일 때 뒤채움 흙의 파괴면</u>을 생각해보면 알 수 있다.

자유장 길이 : 아래 둘 중 큰 값
* 파괴 가능면으로부터 1.5m
* 굴착깊이 H의 15% : 0.15 H

자유장 길이 최솟값 : 4.5m (통상 5.0m)

=== 어스앵커 안정성 검토 ===
<math>(\cdot)</math>단에서 설계 앵커력

<math>P_{(\cdot)w } = \frac{P_{(\cdot) }}{\cos \alpha }</math>

* <math>P_{(\cdot )}</math> : <math>(\cdot)</math>단 지보재에 작용하는 힘
* <math>\alpha</math> : 앵커 설치각

설계 앵커력보다 아래 세 값이 커야 한다.
# 앵커 인장재 허용인장강도 T<sub>a</sub>
# 앵커 인장재와 그라우트 사이 부착강도.
# 그라우트재와 주변 지반 사이 허용인발저항력.

==== 앵커 인장재 허용인장강도 ====
<math>T_a = \sigma_{allow} \frac{\pi}{4} {d_p}^2</math>
* d<sub>p</sub> : 인장재 직경
* <math>\sigma_{allow}</math> : 인장재 허용인장응력.
** 가설 앵커는 <math>\sigma_{allow} = 0.80 \sigma_y</math>
** 영구 앵커는 <math>\sigma_{allow} = 0.75 \sigma_y</math>
**<math>\sigma_y</math> : 인장재 항복응력

==== 앵커 인장재와 그라우트 사이 부착강도 ====
인장재와 주입재 사이 허용부착력

<math>P_{ad, allow} = \tau_{pg} \pi d_p l_p</math>
* <math>\tau_{pg}</math> : 인장재와 그라우트 사이 허용부착강도
* <math>l_p</math> : 인장재 부착길이

==== 그라우트재와 주변 지반 사이 허용인발저항력 ====
<math>Q_{allow} = \frac{Q_u}{F_s}</math>

* <math>Q_u = \tau_u \pi D_a l_a</math> : 앵커 극한인발저항력
** <math>\tau_u</math> : 어스앵커 단위인발저항력
** D<sub>a</sub> : 어스앵커 직경
** <math>l_a</math> : 어스앵커 정착장

Littlejohn(1990)의 단위 인발저항력

<math>\tau_u = c_a + K \sigma_n \tan \delta</math>
* c<sub>a</sub> : 그라우트체와 지반 사이 부착력. <math>\approx c</math>
* K : 토압계수
* <math>\sigma_n</math> : 앵커체 정착장 수직응력
* δ : 그라우트체와 지반 사이 벽면마찰각. <math>\approx \phi</math>

이외에 아래의 방법들을 쓸 수 있다.
* 일본 지반공학회가 제안한 도표
* 가압형 어스앵커의 경우 경험식
* 중력식 어스앵커의 경우 경험식

어스앵커 극한인발저항력 계산 시 어스앵커 간격이 너무 좁으면 군항처럼 무리효과가 있다.

== 소일네일링 ==

* 천공 - 보강재 삽입 - 그라우팅
* 어스앵커와 달리 흙막이 벽 없다.
* 숏크리트+소일네일링이 중력식 옹벽처럼 거동.
* NATM공법의 전면 정착형 록볼트(수동볼트(passive bolt))와 유사.

== NATM 공법 ==

=== 선단 정착형 록볼트 ===

* 볼트 선단을 소성영역 밖에 정착, 두부에서 프리텐션 줌.
* 굴착으로 인해 록볼트 두부에 작용하는 축력을 정착부에서 저항.
* 견고한 지반에 채택.

=== 전면 정착형 록볼트 ===

* 록볼트 주면 전 길이를 시멘트 현탁액으로 그라우팅
* 록볼트에 프리텐션 하지 않음.
* 덜 견고한 지반에 채택.

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