Ground Anchor 설계자료

굴착면에서 파괴각 내부는 자유장, 외부에서 부터 정착장을 설치함. 설계시 검토사항 1) 정착되는 지반의 조건을 명확하게 파악. 2) 인장력을 몇 톤으로 할것인지에 대하여 시방서 등에 명시. ===================================================================== 그라운드앵커 그라우트(GROUT)재료 (주택공사시방서) 시멘트 + 혼합수(물) + 팽창제(알루미늄 분말) + 유동화제로 구성되어야 하며, 최소의 표준배합은 다음과 같다. 항 목= 시멘트 == 물==== 팽창제== W/C 규 정= 1,402kg= 631kg= 21.0kg= 최대 45% 발췌 : <a href="http://www.eom.co.kr/2.regulation/4.common/ju_tack_kong_sa_sibangseo/to_mok/41030.htm" target=nlink>http://www.eom.co.kr/2.regulation/4.common/ju_tack_kong_sa_sibangseo/to_mok/41030.htm</a> 일반사항 (1)본 공법은 다음의 경우에 시공토록 한다. 가)개착식 구간중 터널식 구간의 갱구부 나) 개착식 구간중 Earth Anchor가 실치된 측벽부 다) 정차장 구간중 Earth Anchor가 설치된 측벽구 및 끝벽부 라) 환기구 구간중 Earth Anchor가 설치된 구간 마) 기타 도면에 표시된 위치 (2)본 공법을 다음의 경우에 사용할 시는 특히 시공의 정밀성에 유의토록 한다. 가) 개착시 구간중 토질상태가 다양한 지층으로 구성된 지역으로서 굴착심도가 매우 깊어 토압과 수압등의 영향을 크게 받는 구간 나) 공사기간이 2년이상 소요되는 경우의 영구Anchor로서 작용할 경우 (3)도급자는 시공에 앞서 다음의 사향에 대하여 상세한 계획을 작성하여 감독원의 승인을 얻어야한다. 가) 공사예정 공정표 나) 근원인원계획서 다) 사용장비명세서 라) 시험계획서 및 양식 (4) 도급자는 시공중 발생하는 제반 요인에 대해서는 검사서를 제출하여 감독원의 승인을 받아야한다. 설계상 지원조건 (1) 가시설 Earth Anchor의 안전율은 1.5로 한다. (2) 설치각도는 수평에서 20。상향 경사를 원칙으로 하나 터널 굴착시Anchor의 손상이 우려되는 부분은 최소 4。이상으로 한다. (3) 각 토질별 인장 전단 저항력의 ζ의 기준값은 다음 표를 참고로 하여 설계되었으며, 현장 시공시 시험에 의거 암반의 종류 (kg/㎠) 암반 경암---------15~25 연암---------10~15 풍화암-------6~10 풍화토-------5~8 사력층 N=10--1.0~2.0 N=20--1.7~2.5 N=30--2.5~3.5 N=40--3.5~4.5 N=50--4.5~7.0 모래층 N=10--1.0~1.4 N=20--1.8~2.2 N=30--2.3~2.7 N=40--2.7~3.5 N=50--3.0~4.0 점성토--1.0~1.3 설계에 적용한 ζ의 값이 적절치 못한 경우 감독원의 승인하에 변경하여 적용될수있다. (4) 자유장길이 산정시 최소 자유장은 3.0m로 하여 정착장에서 오는 Jacking Loss를 줄여야 한다. 일반사항 (1) 재료의 범위 가) 재료란 Anchor의 기본이 되는 채움용 Grout. 인장재 또는 Anchor 두부에 사용되는 재료를 말한다. 나) 본 공사에 사용되는 사급자재는 K.S규격 또는 그와 동등 이상의 제품이 라야 하며, 시공전에 품질증명서를 제출하여 감독관의 승인을 받아야 한다 (2) GROUT재 가) 시멘트는 일반적으로 KS S5210에 적합한 보통 포틀랜드 시멘트 및 조강 시멘트르 사용한다. 나) 그라우트 비기기에 사용되는 물은 기름,산,염류,유기물 등 그라우트의 품질에 영햐을 미치는 물질의 유해량을 포함해서는 안된다. 다) 그라우트에 골재를 사용할 경우 그 골재는 청정,강경,내구적이며,적당한 입도를 갖고 먼지, 흙탕, 유기물의 유해량을 포함해서는 안된다. 라) 그라우트의 혼합재는 충분히 조사,시험을 한 뒤에 사용한다. 마) 그라우트의 배합은 그라우트의 품질을 충분히 만족시키고 또 시공상 무리가 생기지 않는 강도를 득하도록 배합한다. 바) Grout 재료는 보통 포틀랜드 시멘트,물,혼화재로서 구성되며 그 표준배합은 아래와 같다. 시멘트 -- 물 -- 팽창제 -- W/C 1.390 -- 556 -- 10kg ---- 40% 사) 현장 토질조건 및 그라우트 시험에 의거 상기 배합으 감독원의 지시하에 조정할 수 있으나 7일 압축강도는 최소 170kg/㎠이상 28일 압축강도는250kg/㎠이상 이어야 한다. (3) 인장재의 종류 및 가공후의 품질 가)스트랜드 ■ 냉간 인발되어 응력 제거된 와이어 스트랜드는 KSD 7002 사양에 의한다. ■ 공 칭 직 경 : 12.7mm ■ 공칭단면적 : 98.2 ㎟ ■ 공 칭 중 량 : 0.774 kg/m ■ 최소파괴하중 : 18.700kg ■ 최소항복하중 : 0.2% 영구 신율에 대하여 15.900kg ■ 리렉세이션 : 80% 초기 하중에서 10시간후에 최대 3% 나)GROUT HOSE ■ 그라우트 호스는 최대 20Bar의 압력에 견댈수 있는 P.E Hose 이어야 하며. Ø14또는Φ16의 규격을 사용한다. ■스파이럴 보강근은 재질 SBD 40.D16을 사용한다. 다) 정착구 앵커 두부에 사용되는 대좌, 지압판 및 조임철구는 소정의 기능과 충분한 강도가 있어야 하고 유해한 변형을 일으키지 않는 것으로 한다 라) 자유장 피복 HOSE ■ 각 스트랜드의 자유장에 피복되는 Hose의 규격 13.8이다. ■ 스트래드와 P/E Hose 사이에 Grease를 충분히 충진시킬 수 있는 여유를 가져야 한다 ■ 자유장과 정착장의 분리시점에 PE Hose를 스틸 크램프로서 압착시켜 분리되지 않도록 충분한 조치를 하여야 한다. 장비 (1) 천공장비는 설계도서에 명시된 필요 천공경 및 소요심도까지 천공할 수 있는 능력이 있는 자주식 천공기라야 한다. (2) Grout Micer는 Grout 재료의 계량이 용역하고 혼합과 주입을 동시에 할 수 있으며, 배합을 당시 확인할 수 있고 주입압력계기는 오차가 없어야 하며,평균주입 압력은 7Bar 이상 20Bar까지 낼수 있어야하고 검측된 압력계가 부착되어 있어야 한다. (3) 긴장재크는 소요초기 긴장력 이상을 낼 수 있는 재크를 사용하여야 하며,전강선을 동시에 긴장 시킬수 있어야 한다. 긴장펌프의 계기판은 오차가 없어야 한다. 시공 (1)천공 가) 천공방법은 지반조건에 따라 적정한 방법을 선택해야 하며(회전식,충격식) 원지반 상태에 변동을 주지 않는 방법을 사용해야한다 나) 책임기술자는 토층,천공길이,천공경,각도,천공시간을 확인하여 기록하여야 하며,천공시 보고서를 작성하여 설계주상도와 항시 비교하여 정착장의 신뢰도 및 Pull-out에 대한 신뢰도를 확인한 후 시공하여야 한다 다) 천공이 끝나면 앙카 투입시까지 이물질이 공내에 들어가지 않도록 마개로 봉해야 하며,지층이 불량하여 공이 자립할 수 없는 경우에 는 즉시 앙카를 투입하고 Grouting을 실시하여 한다 라) 천공시 다량의 지하수 유출시는 고압력 Grouting을 실시한 후 재천공하여 지하수의 용출을 방지하여야 한다. 마) 소요 천공길이 보다 약50cm 더 천공하여 천공면으로 부터 교란된 이물질이 낙하되어도 소요 천공길이에는 지장이 없도록 하여야 한다 바)촌공시 벤트나이트 현탁액은 절대로 사용할 수 없다. (2)강선조립 및 장치 가) 강선절단은 스트랜드 캇트 사용을 원칙으로 한다. 나) 앙카체에 묻은 녹, 먼지 등 유해물질을 제거하여야 하며,숙련된 작업원이 조립대 위에서 제작 가공하여야 한다 다) 자유장 구간의 스트랜드를 벌려서 구리스를 칠하여 각 강선에 충분히 충진시킨다. 라) 각 스트랜드의 자유장과 정착장으로 분리되는 지점을 스틸 크램프로서 압착시킨 후 체액으로 방청한다. 마) Anchor Body는 삽입 작업대 또는 Crane등의 장비를 동원하여 삽입하며,Body의 위치가 Hole의 Center에 위치하도록 주위한다. 바) 소요의 길이까지 삽입후 지지대를 설치하여 Anchor Body를 공내에 유지시켜야 한다 . (3) 1차 그라우팅 가) 내부 그라우팅 호스와 외부 그라우팅 호스를 번갈아 가며 그라우팅 한다. 나) 그라우팅 수맥암반 앙카인 경우 5Bar~10Bar의 압력 그라우팅으로 실시한다. 다) 필요에 따라 압력 그라우팅은 케이싱 또는 패커압력 그라우팅으로 실시한다. (4) 2차 그라우팅 가) 무수축 그라우팅으로 공내의 공극을 충진시킨다. 나) 그라우팅은 공의 끝부분부터 시작하여 공내의 공기와 지불수가 바깥으로 배출되도록 하여야한다. 다) 그라우팅시 정착부로 부터 앙카 Plate까지 직접적으로 압력전달이 생기지 않도록 주의한다. 라) 주입압력은 원지반이 파괴되지 않도록 주입압을 제한하여야 한다 마) 그라우팅 완료후 케이블은 충분한 강도가 나오기까지는 교란해서는 안된다. 바) 그라우팅 작업시 책임기술자가 그라우팅재의 배합,수량,그라우팅압력 등을 기록하여 보존해야한다 사) 그라우팅 재료와 수량은 천공부피의 1.5배로 가정하였으므로 추후 실 사용 수량에 따라 감독원의 승락을 받아 정산할 수 있다. (5)긴장 가) 긴장은 책임기술자와 감독원의 입회하에 실시하여야 한다. 나) 최초로 설치되는 몇개의 앙카 및 지층이 변화된 개소에서의 앙카는 감독원의 지시하에 인장시험을 행하여 앙카의 산장율을 측정, 안전을 확인하여야 한다. 다) 앙카의 긴장을 할시는 안전상 재크의 뒷면에 작업원의 근접을 금 하여야 한다. 라) 앙카 긴장전 다음 사항을 설정하여 감독원에 제출하여 승락을 득한후 시행하여야 한다. ■긴장할 앙카의 결정 및 긴장순서 ■ 긴장력 ■신장량의 계산에 의한 예측 ■흙막이벽의 변위예측 ■시험앙카의 선정 마) 긴장시 긴장력에 따른 신장력으 소정표시에 의거 기록하여 감독원에게 체출하여야 한다. 바) Anchor Head 설치 및 긴장작업 ■스트랜드에 피복되어진 Hose를 Jack가 물릴 수 있도록 소정의 길이까지 벗긴다. ■긴장작업 순서는 다음과 같다. ■정착 머리와 쐐기의 설치, 정착구가 레이턴스에 의하여 더럽혀지지 않도록 반듯이 콘크리트 타설후 설치한다. 케이블의 길이에 꼭맞게 절단할 필요는 없으며, 소요길이 이상 확보하면 된다. ■자동물림 장치가 된 재크의 설치, 소형 케이블용 재크는 손으로 설치할 수 있으며, 대형 케이블 재크 설치에는 크레인이나 인장기가 준비된 이동 지지대를 사용한다 ■센터홀 재크는 유압식 고압 펌프와 연결된다. 긴장초기에 스트랜드는 당김머리(Pulling Heak) 에 고정되며, 측정기상의 압력 및 측정된 신장량은 긴장 보고서에 기록된다. ■재크가 스트로크 끝부분에 도달하거나 소요 긴장력이 얻어졌을때 재크의 압력을 풀면 스트랜드는 정착구에 균일하게 물리게 되며, 재크의 피스톤이 돌아온다 ■긴장은 소요 인장력이 얻어질 때까지 계속 반복된다. 사) 하단앙카 인장시는 반드시 상단 앙카를 인장하여 상단앙카의 인장력이완을 보완하여야 한다. 시험 (1) 을은 시험에 앞서 시험방법과 시험종류에 대한 계획서를 작성하여 갑에게 제출하고 승인을 받아 시행한다. (2) 앙카에 대한 시험은 20개소마다 1개소씩 시험함을 원칙으로 하되 갑의 지시에 의거 그 숫자를 증감할 수 있다. (3) 시험일반 가) 인발시험(Creep Test)은 지방에 대한 앵커의 극한 인발력을 측정하기 위하여 실시된다. 본 시험의 앵커재의 설계에 사용한 토질, 상수등의 가정이 타당한가 아닌가를 확인하기 위하여 또는 극한 인발력을 미리 알아 둘 필요가 있는 경우등에 실시한다.그러나 이 시험은 시공된 어스앵커에 무리한 손실을 줄수 있으므로 필요한 경우 갑의 지시에 따라 시험용으로 별도의 어스앙카를 설치하여 시험이 이루어져야 한다. 인접 현장의 어스앵커 시공실적이 많고 특별히 어스앵커의 인장력이 설계치를 초과하지 않을 경우 감독원의 승인하에 인발시험은 계획하지 않아도 무방하다. 나) 인장시험(Cycle Load)은 원칙적으로 실제로 사용되는 앵커에 있어서 설계앵커력의 1.2~1.5배의 하중으로 하고 그0.2배 마다에 따라서 설계에 대한 앵커의 안정서을 확인하기 위하여 전체의 5.5 정도(20개소당 1개소를 감리자가 주의 선정하여)를 실시한다. 다) 확인시험은 실제로 사용하는 앵커가 설계 앵커력에 대해서 안전하다는 것을 확인하기 위하여 인장시험을 한 나머지에 대하여 실시한다. (4) 인장시험(Cycle Load Test) 가) Lock off Pressure계산 Lock off Pressure는 설계하중의 1.2배에 대응하는 잭의 게이지를 Bar로 환산하여 최대 Bar의 20씩 또는 50Bar를 인장 단계별 증가하중으로 설치한다. 한편 사용 게이지는 최근 3개월 이내에 검증된 것이라야 하며, Jack 은 Mono Type도 사용 가능하나 가급적 Multi Jack을 시험용으로 사용하는것이 시공오차를 줄일 수 있다. 나) 인장절차 및 방법 어스앵커의 인장절차는 다음과 같다. ①Jack 설치 및 유압펌프를 6분이상 작동 ②측정기록 없이 50Bar까지 인장하여 Setting ③'0' 또는 Jack이 움직일 때까지 감압 ④초기 Gauge 읽음 ⑤50Bar 또는 최대인장력의 20%씩 증가시키면서 늘음량을 기록 ⑥최대인장력에 도달하여 게이지 및 늘음량을 측증하고 6분동안 최대압력을 유지시킨후 다시 게이지 및 늘음량을 읽음. ⑦50Bar 또는 최대인장력의 20%씩 감소시키면서 늘음량을 기록 ⑧인장력-늘음량의 관계Graph작성 (5)분석 어스앵커의 인장시험 결과는 다음과 같이 판정된다. 가) 20Bar에 해당되는 압력을 원점으로 잡고 다음의 두직선을 plot한다. ① △Lmin (P/A*N*E) ×( le ＋ lf＋lb/₂) ② △Lmin (P/A*N*E) ×( le ＋ lf) × 0.8의 식에서 E : 2.0×106 KG/㎝2 A: 강연선의 단면적 (98.71㎟) N : 강연선 가닥의 수 P : 최대하중 le :외부 Strand 길이 lf : 자유장 lb : 정착장 나) 판단기준 ① P점은 두Line 사이에 있어야 한다. ② 유효인장력 Fr은 Fw × 0.9 이상이어야한다. Fr유효인장력 Fw실제인장력 (6) 어스앵커 반력 측정판(Load Cell)의 설치,관리 및 측정 가) Load Cell은 충분히 검정이 확인된 것을 사용하여야 한다. 나) 어스앵크 설치로 인하여 발생하는 반력이 Load Cell에 고루 전달되도록 지지판을 정위치에 설치한다. 다) 어스앵커 인장시 각 스트랜드에 동일한 힘이 가해지도록 인장을 실시토록 한다. 라) 케이블 연결시 정확한 접합과 방수 연결부의 파손방지를위해 고무제품으로 완전 접합을 하도록 한다. 마) Load Cell이 설치 위치로부터 계측 지점까지 케이블이 연장되어야하는 경우 지장물에 의해 손상이 가지 않도록 주의하여야 한다 바) V.W.Type Load Cell인 경우 충격과 과전류에 민감하게 움직이므로 설치시나 운반 및 관리시 각별히 주의를 하여야한다. (7) 각종 시험의 종류는 아래와 같으며, 각 항마다 시행하여야 할 종류는 갑의 지시에 따라 조정할 수 있다. 가) 인발시험은 앙카 자체를 인발해서 지반의 극한 인발력을 측정하기 위한 시험으로 동일 앙카에 서 3회이상 실시하여야 한다. 나) 인장시험은 앙카의 변위상태에 관한 가부의 판정에 바탕이 되는 재료를 얻기 위한 중요한 시험으로 인장력-변위량, 시간관계를 확실하게 파악하여야한다 다) 인장시험으로 파악된 앙카의 변위상태를 바탕으로 인장시험을 하지 않는 앙카에 대하여도 간단한 방법으로 측정하여 인장시험의 Data와 비교하여 안전성을 검토하여야 한다. 라) 본 구간중 굴착심도가 깊은 구간에서는 이상의 시험 이외에 군인장 시험도 필요에 따라 행하여야 한다. (8) Grout재 시험에 대한 점성도시험,팽창도시험,블리딩시험,압축강도시험 등을 행하고 결과 보고서 를 감독원에게 제출하여야 한다. 결과보고서 제출 도급자는 앙카작업에 대한 다음 보고서를 감독원에게 제출하여야 한다. (1)완공도면 (2)앙카번호 표시도 (3)천공 및 그라우팅 작업보고서 (4)인장작업 보고서 (5)각종 시험에 대한 보고서 (6)신장량계산서와 계산 신장량과 실측 신장량의 비교표 (7)그라우팅재 시험보고서 발췌 : <a href="http://www.highestkorea.co.kr" target=nlink>http://www.highestkorea.co.kr</a>