2020

도 로 설 계 요 령

AN01145-000145-12

발 간 등 록 번 호

제3권 교량

 

교 량

제8편 교량

제8-1편 교량 계획

제8-2편 교량 상부 구조물

제8-3편 교량 하부 구조물

제8-4편 내진 설계

제8-5편 교량 부대시설물

제8-6편 교량의 확폭

제8-7편 옹벽

제8-8편 가설 구조물

제3권

 

제 8-8 편 가설 구조물

 

제8-8 가설 구조물

899

8.1 일반사항

케이슨 지수벽이란 케이슨 침하 끝단이 시공 상태 시 수면 또는 지표면 보다 아래로 되는 경우 물

또는 토사의 유입을 방지하여 그 후의 작업에 지장을 주지 않도록 구체 끝단에 설치하는 가설구조

물이다.

케이슨 침하도중에 토압, 수압에 충분히 견디는 구조로 보통 완성 후에는 철거해야 한다.

케이슨을 침하 설치하는 경우 케이슨의 끝단은 계획하상고, 현하상고, 장래 하상변동을 고려

해서 충분한 깊이로 한다.

따라서 지수벽은 지수, 흙막이의 역할, 샤프트의 보호와 바닥판, 교대 및 교각, 구체의 구축

을 위해 가설구조물로 설계해야 한다. 케이슨의 침하설치 도중 종종 외력 · 예상 외 응력 ·

충격에 의한 변형 · 파손이 생기면 복구에는 장시간을 소비하고, 상황에 따라서는 인명에도

관계되므로 충분한 강도를 확보하고 공사 완료 후의 철거 · 해체를 용이하게 해야 한다.

지수벽 높이는 케이슨 끝단에서 지표면 또는 수위까지의 높이에 여유고를 더한 것으로 하고,

하천 내에서 시공하는 경우는 케이슨 침하 종료시기 및 그 후 교각 구축시기의 수위를 기초

로 해서 조수간만의 변동 · 파고 등을 고려한 후 결정해야 한다.

8.2 재 료

(1) 지수벽에는 원칙적으로 아래의 재료를 사용한다.

(가) 강널말뚝

(나) 철근콘크리트

(2) 띠장, 버팀보에는 구입이 용이한 강재를 사용하는 것을 원칙으로 한다.

8. 케이슨 지수벽의 설계

제2권 교량

900

강재는 전용회수가 많으므로 단면의 결손 · 균열 · 휨 · 비틀림 등이 생기고, 단면성능이나 강

도가 저하되기 쉬우므로 사용재료에 주의를 요한다.

8.3 지수벽의 설계

지수벽은 구조에 따라 하부에 구축된 흉벽(parapet)에 영향을 미치므로 흉벽의 설계법을 충분히 고려

해서 설계해야 한다.

(1) 지수벽에 작용하는 하중은 벽면 직각 방향력으로는 수압 및 토압을, 벽면 연직 방향력으로는 흙의

벽면마찰력을 고려한다.

(2) 단면계산은 구조를 충분히 검토한 후 계산해야 한다.

지수벽의 구조는 아래 그림과 같은 형태로 분류할 수 있다.

(a) (b) (c) (d)

<그림 8.1> 지수벽의 형태

(a)는 일반적으로 콘크리트 구조이고 흉벽 끝단을 고정단으로 한 캔틸레버보로 하고, 반력은 모두 흉벽이 받게 하는 형태이다.

(b)는 띠장, 흉벽 끝단을 지점으로 하는 단순보로 하,고 흉벽에 지점반력을 받게 하는 형태이다.

(c)는 상하 띠장 위치를 지점으로 하는 단순보로 하고, 지수벽에서의 반력을 흉벽이 받지 않게 하는 형태이다.

(d)는 띠장, 버팀보를 여러 단으로 설치하는 형태로 띠장 위치를 지점으로 하는 단순보로 한다. 단순보로 한 것은 계산을 간단하

게 하면서 안전측으로 하기 위함이다.

(1) 지수벽에 작용하는 외압으로는 일반적으로 정지토압과 정수압을 고려하기로 한다. 토압에

대해서는 ʻ도로교 하부구조 설계지침 조사 및 설계일반편ʼ에 준하고, 케이슨 침하 중에 외주

에 작용하는 상시토압은 고정벽에 작용하는 토압으로 생각되므로 정지토압을 사용하기로 했다.

흙의 벽면마찰력의 영향으로 케이슨 침하 중에 지수벽이 상승하는 경우가 있는데 이에 대해

서는 앵커 등으로 부상방지대책을 강구해야 한다. 벽면마찰력의 값은 KDS 24 14 50

(4.6.7) 표 4.6-2 케이슨의 주면마찰력을 준용하기로 한다.

제8-8 가설 구조물

901

(2) 일반적으로 연직방향 단면에 의한 구조로 단면을 계산하지만 콘크리트 구조이고 강도, 안전

성에 문제가 없는 경우는 수평방향 단면에 의한 구조로 설계할 수도 있다.

이 경우 지수벽에서는 ʻ도로교 하부구조 설계지침 케이슨기초의 설계 편ʼ에 의하여 주동토압

과 정지토압이 4방향에서 작용하고, 주동토압의 1/2를 한 방향에서 작용하는 것으로 한다.

주동토압계수는 0.5로 한다. 또 배력철근(지수벽 긴쪽 방향 철근)은 단면방향 모멘트의 40%

에 대해서 배치하면 좋다. 아래에 일반적인 지수벽의 구조를 나타낸다.

너트체결

눌림철물

강널말뚝

볼트

받침철물

앵커볼트

turn buckle

강널말뚝 강널말뚝 강널말뚝

철근

콘크리트

무근

콘크리트

프리캐스트

RC블럭

앵커볼트

프리캐스트

RC블럭

철근

보강

철근

<그림 8.2> 지수벽의 구조

8.4 띠장 및 버팀보

띠장 및 버팀보는 시공의 안전성을 충분히 고려하여 설계해야 한다.

(1) 띠장의 수직간격은 3 m 정도로 하고 띠장에 작용하는 하중은 지수벽에서의 반력을 사용하고, 버

팀보 위치를 지점으로 하는 단순보로서 단면을 산정한다.

(2) 버팀보 수평간격은 최대 5 m 정도로 하고, 버팀보에 작용하는 하중은 띠장에서의 지점반력 및 자

중을 고려하여 연직방향 · 수평방향의 안전성에 대해서 검토해야 한다.

띠장 및 버팀보의 배치는 교대 및 교각구체의 형상, 치수 등을 충분히 고려해서 결정한다.

지수벽의 경우는 케이슨 침하에 수반하여 충격이 생기므로, 안전성을 고려하여 띠장의 수직

간격은 최대 3 m 정도로 하는 것이 바람직하다.

제2권 교량

902

8.5 연결부

지수벽이 현장타설 콘크리트 구조 이외의 경우에는 연결부를 검토해야 한다.

(1) 연결부에는 주로 다음 재료를 사용한다.

(가) 콘크리트

(나) 강재

(2) 연결부에 작용하는 하중은 지수벽 하단의 반력으로 하고 연결재의 단면을 계산한다.

연결의 구조로서 그림 8.3과 같은 형태가 있다.

(a) 박스형 (b) ㄷ형강 (c) L형강

<그림 8.3> 연결부의 구조

(a)는 흉벽 끝단을 박스형으로 제거한 후 지수벽을 세워 넣는 형태로, 지수벽의 반력을 하중으로 하여 흉벽 끝단의 단면을

계산해야 한다.

(b),(c)는 강재를 앵커로 흉벽 끝단에 고정하고, 강재에 지수벽을 끼워 넣는 형태로 지수벽의 반력을 하중으로 하여 강재,

앵커의 단면을 계산해야 한다.