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3-3 토공및배수공 그라운드 앵커 보강 비탈면 유지관리 개선방안

재난관리처-3373

(2024.09.25.)

1 추 진 배 경

 그라운드 앵커* 보강 비탈면의 장기 안정성 확보를 위해 관련기준을 지속 개선하였으나, 유지관리현장에서 기준 이행이 미흡한 실정

* 선단부를 양질의 지반에 정착시키고 이를 반력으로 하여 구조물을 지지하는 구조체

ㅇ 現관리실태 조사결과, 설계·시공사의 역량 및 비탈면 담당자의 업무 이해도 등에 따라 관리수준이 상이하나, 전반적으로 미흡한 수준

 이에 따른, 앵커 내구성능 저하 등으로 비탈면 조기 손상이 우려됨에

따라 앵커 관리기준 이행력 제고를 위한 관리방안 마련 필요

< 최근 3년간 앵커 보강 비탈면 개량공사 관리실태 조사결과(붙임3) >

◈ 대상 : ‘22년⁓’24년 그라운드 앵커 보강 비탈면 개량공사 25건

◈ 기간 : ‘24. 7. 30(화) ⁓ ’24. 8. 16(금)

◈ 결과 : 15개 주요 관리기준 이행실태 확인 ⇒ 115건의 관리 미흡사항 확인

2 관 련 기 준

 ‘14. 2 : 앵커보강 비탈면 관리방안(도로처-873)

* 하,계 설치기준, 잔존긴장력 측정주기 등 마련

 ‘17. 9 : 비탈면 보강용 그라운드 앵커 유지관리 매뉴얼(도교원)

 `18. 11 : 지반앵커 보강 비탈면 안정성 강화방안(재난안전처-3340)

* 하자담보책임기간 변경(2년⇒5년), 하중계 설치 및 계측비용 반영 등

 `20.7 : 지반앵커 품질관리 현실화 방안(품질환경처-3023)

* 수압판 배면지반 개선, 앵커헤드 방청유 품질관리 기준 마련 등

 `22. 6 : 비탈면 보강 영구앵커 설계기준 개선(설계처-1846)

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3 現 관리실태 점검 결과

설계 단계

 유지관리를 고려한 앵커 잔존긴장력 하중계 계측 설계 필요

ㅇ (설치비용) 손상·망실 등을 고려하여 최소 설치수량의 150%를 설계 반영하여야 하나, 대부분 최소 설치수량 비용만을 반영하고 있음

- 일부현장에선 설치비용 누락에 따라 하중계 미설치(약 14%)

ㅇ (산재된 하중계) 앵커 보강구간 中임의 위치에 하중계를 설치하고 있어 유지관리 점검시 효율성 저하 및 안전사고 위험에 노출

- 또한, 계측선은 보호시설 없이 외기 노출되어 파손·손상 우려 現그라운드 앵커 설계기준 적용 미흡

ㅇ (앵커긴장력) 초기긴장력 산정 시 웨지정착시 감소량(6mm, 배열판깊이),

크리프 감소율(설계하중의 5~15%) 등 개선된 설계기준* 적용 미흡

* 비탈면 보강 영구앵커 설계기준 개선(설계처-1846, ’22.6)

- 또한, 크리프 감소율 적용에 따른 초기긴장력 상향으로 강연선을 추

가 반영해야 하나, 일부 현장은 미반영되어 앵커 조기 파단 우려

* 초기긴장력이 강연선의 허용하중을 초과하지 않도록 강연선 본수 산정

ㅇ (관리기준 표기) 재긴장을 고려한 앵커 여유장(15cm이상), 긴장력 도입시

그라우트 강도(30MPa이상) 등이 설계도서에 누락 되어 시공 시 적용 미흡

◈ 설계 성과품 검수를 위한 체크리스트를 마련하고 시공·유지관리를 고려한 설계 추진을 통해 시공단계 관리 이행력 제고 필요

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배수공

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발주·시공 단계

 앵커 보수·보강 공사 하자담보책임기간 5년 미적용

ㅇ 하자기간을 개선’18년(2년→5년)하였음에도 불구하고 앵커 공사 하자기간을

2년으로 적용(약 92%)하고 있어 향후 하자 발생시 예산 낭비 우려

※ 시설물 연간 유지보수공사 발주시 하자기간을 2년(전문공사 : 토공)으로 적용 중

이며, 풍수해 등 유실 비탈면의 앵커 보강공법 필요시 설계변경하여 공사시행

 시공단계별 검측 및 품질 관리 업무 소홀

ㅇ (시공관리) ‘검측 업무 매뉴얼(’23.12)’에 따른 검측 체크리스트 활용률이

저조하며, 관련 기준 등의 숙지·이해 부족으로 관리가 미흡한 실정

 

구 분	주요 점검 지적사항	미이행률
그라우트	‣ 긴장력 도입시 그라우트 압축강도 30MPa 미적용 - 강도 확인없이 긴장 시행, 28/일 강도= 확인	56%
하중계	‣하중계 최소 설치수량의 150% 적용 미이행	45%
	‣검·교정 확인 등 공급원 승인 절차 미이행	36%
방청유	‣부식방지용 방청유자재 검수 및 품질확인 없이 사용 * KS규격일반용 그리스 2종(2,3호)를생산일로부터2년이내	95%

 

※ 재긴장 고려한 강연선 여유장 부족등 미흡사례 일부 발생

ㅇ (계측관리) 하중계 계측(2개월간, 9회) 비용을 시공사에 반영 중이나, 준공 이후 계측 결과 확인 및 기록 관리가 미흡하여 개선 필요

* 준공시 잔여기간(약 22개월) 계측비용이 시공사에 先지급¾있음

 ‘그라운드 앵커 유지관리 매뉴얼’ 개정 필요

ㅇ 매뉴얼 제정(‘1년) 이후 시행한 관련 기준·방침사항 등이 산재되어 있어 비탈면 담당자들이 찾아보기 어려운 여건

◈ 입찰공고시 앵커 하자기간(5년)을 명시토록 계약문서를 개선하고 현장의 관리 효율성 제고를 위한 시공·유지관리 개선 필요

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4 개 선 방 안

 유지관리를 고려한 하중계 설치 및 통합계측 설계·시공(붙임4)

ㅇ (설치수량) 최소수량의 150% 적용하여 하중계 설치비용 반영

ㅇ (설치위치) 비탈면 대표단면*에 수직방향으로 우선배치(안정성 해석 고려)

* 높이가 가장 높거나, 앵커보강 수량이 많은 단면(설계·시공단계시 가장 취약한 구간)

ㅇ (통합계측) 점검자의 안전 및 효율적인 유지관리 계측을 고려해 비탈면 하부에 통합계측함을 설치하여 일괄 계측 추진

* 약 150만원 추가 소요(계측함 및 계측선 보호관 등 자재·설치 비용 포함)

- 하중계별 계측선 보호관(주름관 등)을 설치하고 통합계측함까지 연장

현 행(단¸계측, 임의배치) 개 선(통합계측, 수직방향 배치)

 설계 성과품 검수 체크리스트를 활용한 적정성 확인 강화

ㅇ 앵커 긴장력 산정 등 표준 설계기준을 반영한 체크리스트(붙임5) 작성·확인

- 성과품 납품시 체크리스트 작성(설계사) ⇒ 성과품 검수시 확인(감독원)

설계 성과품

제작·납품

(체크리스트 작성)

⇨

설계 성과품 검수

(체크리스트 확인)

⇨

성과품 송부

(체크리스트 포함)

설계사 설계발주부서(감독원) 발주부서⇒ 공사시행부서

 시공·품질기준 이행력 제고를 위한 설계 성과품 개선

ㅇ 앵커 시공관련 방침사항을 설계도면(붙임6) 및 공사시방서(붙임7)에 명시

* 그라우트및방청유품질기준, 재긴장을고려한강연선여유장, 하중계관리기준등

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배 수 공

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166 ❙ 토공 및 배수공

 유지보수공사 입찰공고시 앵커 하자담보책임기간 5년 명시

ㅇ 비탈면 개량공사 및 시설물 연간유지보수공사 설계변경(앵커 보강공사 추가)

시에도 적용될 수 있도록 하자기간을 입찰공고문(붙임8) 등에 명시 必

 앵커 보강 비탈면 개량공사 시공·유지관리 개선

ㅇ (시공관리) 최근 방침·기준 등을 반영한 검측 체크리스트 개선(붙임9)

- 시공단계별 앵커 검측체크리스트에 따른 검측 관리 철저

 

구 분	현 행	개 선
그라우트 압축강도	28일강도 24MPa이상	긴장력도입시 30MPa이상
하중계 및 계측	-	설치수량 및 배치기준 등
방청유 자재 검수	-	KS일반용그리스2종(2,3호)사용

 

ㅇ (품질시험) 비탈면 개량공사 품질시험을 품질시험용역*에 반영 시행(붙임10)

* 품질시험 전문기관에 본부별(지사 포함) 시행 공사의 품질시험 일괄 도급(‘22.9∼)

- 시험항목 : 그라우트, 보강자재(앵커 등), 인장시험 등 시험기준에 따라 산정

* 단, 앵커 인장·확인시험에 필요한 고소작업차 등의 비용은 공사비에 반영

 

구 분	현 행	개 선
비탈면 공사 품질시험	시공사	품질시험용역(지역본부)

 

 

 

 ’전문기관 용역‘을 통한 앵커 잔존긴장력 측정 시행(붙임11)

ㅇ (측정시기) 긴장 직후(2개월간, 9회), 예비준공 및 준공 검사시, 하자만료 검사시

ㅇ (시행방법) 지역본부 주관 전문업체 용역 시행

* (기존) 시공사(긴장직후, 준공검사) 및 지사(하자만료검사)⇒ (개선) 지역본부·지사 주관 용역

- 본부별 관내 개량공사 및 하자만료공사 조사 후 사업계획에 반영(‘25년~)

ㅇ (측정방법) 하중계 계측 또는 리프트 오프 시험(붙임12)

※ 하중계 잔존긴장력 측정장비를 별도 구매한 본부·지사 자체 측정시행

 「그라운드 앵커 유지관리 매뉴얼」개정 추진

ㅇ 매뉴얼 제정’17년 이후 시행된 방침 및 관련 기준 등 반영

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5 향 후 계 획

 적용 방안

ㅇ 본 방침 시행 이후 적용

 

구 분		적용방안	비고
공통 (건설 및 유지 관리공사)	- 유지관리를 고려한 하중계 설치 및 통합계측 설계·시공	- (설계중 노선) 본 방침적용 - (공사중 노선) 공사주관(시행) 부서에서 판단하여 적용 - (공용중 노선) 설계 및 공사중인 비탈면 본 방침적용	건설처 설계처
유지관리 공사 (비탈면개량)	- 설계 성과품 검수 체크리 스트 작성·확인	- 신규 설계 발주시 적용
	- 설계도면·공사시방서 개선
	- 입찰공고시 앵커 하자담보 책임기간 5년 명시	- 신규 공사 발주시 적용 (단, 공사 중인 구간은 시공사와 협의하여 하자기간 5년 적용)
	- ’전문기관 용역‘을 통한 앵커 잔존긴장력 측정	- ‘25년 시설개량사업에 반영
	- 검측 체크리스트 개선(안)	- 즉시적용(향후 매뉴얼 개정 예정)	품질 환경처
	- 품질시험용역에 비탈면 개량공사 품질시험 반영	- 신규 공사 발주시 적용

 

 협조 사항

ㅇ (품질환경처) 검측업무 매뉴얼 개정시 방침사항 반영 검토, 품

질시험용역에 비탈면 개량공사 품질시험 반영

ㅇ (건설처·설계처) 유지관리를 고려한 하중계 설치 및 앵커 잔존긴장

력 통합계측 설계·시공 적용

ㅇ (도로교통연구원) 그라운드 앵커 유지관리 매뉴얼 개정

토공 및 배수공 167

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붙 임 자 료

붙임 1 앵커 보강 비탈면 현황

붙임 2 앵커 보강 비탈면 설계 및 시공관리 기준

붙임 3 앵커 설계 및 시공·유지관리 실태 조사결과 (별첨)

붙임 4 하중계 설치 및 잔존긴장력 통합계측 추진(안)

붙임 5 설계 성과품 검수 체크리스트(안)

붙임 6 그라운드 앵커 시공상세도(예시)

붙임 7 그라운드 앵커 공사시방서(추가사항 발췌)

붙임 8 유지보수공사 입찰공고문 및 설계설명서(안)

붙임 9 그라운드 앵커 검측 체크리스트 개선(안)

붙임10 비탈면 개량공사 품질시험용역 반영 관련 입찰서류(예시)

붙임11 앵커 잔존긴장력 측정 용역 시행(안)

붙임12 리프트오프시험(Lift Off Load Test)을 통한 잔존긴장력 측정

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붙임 1 앵커 보강 비탈면 현황

 관리 배경

ㅇ 깎기비탈면의 안정성 확보를 위하여 현장에 설치된 그라운드앵커의

잔존긴장력 변화값에 대한 지속적인 관리 필요

- 앵커 잔존긴장력은 초기 긴장력 도입 후 시간경과에 따라 저하되

고 몇 주內에 수렴되나, 배면지반이 Creep 성질일 경우 계속 저하됨

- 지반강도 저하로 토압증대, 비탈면의 활동, 지하수 상승, 지반팽창

등에 의해 설계앵커력 이상의 긴장력이 작용하는 경우도 있음

※ 그라운드 앵커란?

선단부를 지반에 정착시키고 구조물을 지지하는 구조체로서.“정착부”, “자유장부”, “앵커두부”로구성

 앵커 및 하중계 설치현황

 

구 분	계	수도권	강원	충북	대전충남	전북	광주전남	대구경북	부산경남
비탈면	477	26	84	51	58	43	61	62	92
앵 커	70,388	2,255	15,674	13,239	4,794	5,641	8,387	5,311	15,087
하중계	118/485	2/11	11/23	11/53	17/82	24/95	19/66	24/117	10/38

 

 잔존긴장력 관리 기준

구 분	하중계	리프트오프
수 량	100개 미만 최소 3개 100개 이상시 100개당 추가 1개 ※ 고장 대비 기준대비 150% 설치	100개 미만 최소 3개 100개 이상시 100개당 추가 1개
측정주기	설치직후(24개월간, 9회), 예비준공검사, 준공검사, 하자만료검사	하중계와 동일하며, 하중계 미설치구간에 대해 실시
평가기준	10% 이상 감소시 재긴장 20% 이상 증가시 긴급 및 정밀점검 시행

 

* 1회 재긴장을 실시! 앵커의 이상 징후가 있을 시 기술자문을 통해 보완

토공 및 배수공 169

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배 수 공

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붙임 2 앵커 보강 비탈면 설계 및 시공관리 기준

구분	관련기준
매뉴얼	그라운드앵커의 설계·시공 및 유지관리 매뉴얼(국토교통부, 2021)
	비탈면 보강용 그라운드앵커의 유지관리 매뉴얼(도로교통연구원, 2017)
설계기준	건설공사 비탈면 설계기준(국토교통부, 2016)
	KDS 11 60 00 : 2020 앵커 설계기준
표준시방서	건설공사 비탈면 표준시방서(국토교통부, 2016)
	KCS 11 60 00 : 2020 앵커 표준시방서
전문시방서	EXCS 11 60 00 : 2018 앵커 전문시방서
방침	재긴장 영구앵커 설계"용 검토(설계처-1784, 2011)
	앵커보강 비탈면 관리방안(도로처-873, 2014)
	그라운드앵커 보강 비탈면 안정성 강화 방안(재난안전처-3340, 2018)
	그라운드앵커 점검 관리방안 수립(재난관리처-2937, 2018)
	비탈면 보강용 지반앵커 하중계 품질관리 방안(품질환경처-1214, 2019)
	지반앵커 품질관리 현실화 방안(품질환경처-3023, 2020)
	비탈면 보강 영구앵커 설계기준 개선(설계처-1846, 2022)
	비탈면 지중매립 시설물 관리 강화방안(재난관리처-2580, 2024)

 

170 토공 및 배수공

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붙임 4 하중계 설치 및 잔존긴장력 통합계측 추진(안)

 추진 배경

ㅇ 하중계 손상·망실 등을 고려하여 최소 설치수량의 150%를 설계

반영하여야 하나, 대부분 최소 설치수량 비용만을 반영하고 있음

ㅇ 앵커 보강구간 中임의 위치에 하중계를 설치(설치기준 부재)하고

있어 유지관리 점검시 효율성 저하 및 안전사고 위험에 노출

- 또한, 계측선은 보호시설 없이 외기 노출되어 파손·손상 우려

 유지관리를 고려한 하중계 설치 및 통합계측 추진

ㅇ (설치수량) 고장 대비 최소수량의 150% 적용하여 설치비용 반영

ㅇ (설치위치) 비탈면 대표단면*에 수직방향으로 배치(안정성 해석 고려)

* 높이가 가장 높거나, 앵커보강 수량이 많은 단면

ㅇ (통합계측) 점검자의 안전 및 효율적인 유지관리 계측을 고려

해 비탈면 하부에 통합계측함을 설치하여 일괄 계측 시행

ㅇ (소요예산) 약 450만원(하중계 5개, 계측함 및 보호관 등 설치·비용 포함)

- 하중계별 계측선 보호관(주름관 등)을 설치하고 통합계측함까지 연장

통합계측 계획도(수직방향 배치) 통합계측함 설치 전경

※ 비탈면 하부(L형 측구 또는 1단 옹벽)에 설치가 어려운 경우, 점검로가

확보된 소단 위치 설치 가능

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붙임 5 설계 성과품 검수 체크리스트(안)

설계 성과품 검수 체크리스트

구분	성과품 검수 체크리스트	적정여부
앵커 정착하중	◈ (구조계산서 정착하중(초기기장력) 산정시 관련 설계기준에 따라 적정하게 산정하였는가?   ※Ps=Pd+[Pw(배열판깊이)+Pr+Pc(Pd×크리프 감소율)] ․ Ps 초기긴장력/Pd설계긴장력/ Pr 인장재 릴렉세이션 : 3∼5% ․ Pw 웨지감소(set) : 배열판 깊이(6mm)/Pc크리프:Pd*(5∼15%) * 비탈면 보강 영구앵커 설계기준 개선(설계처-1846, ’22.6)	O
	Wedge 세트량(감소량) 적용시 배열판 깊이 6mm 적용	O
	크리프에 의한 손실량(하중감소) 적용시 배면지반 조건에 따라 설계하중의 5~15%를 적용 배면지반조건 옹벽형 암반+숏트리트 암반 추가 긴장력 5% 10% 15%	O
	강연선 릴렉세이션 감소량 반영시 허용하중의 80% × 5% 적용
	크리프 손실량 반영에 따른 초기긴장력(정착하중 상향으로 적용 설계하중에 따라 강연선 1본을 추가 반영 * 정착하중이 강연선의 허용하중을 초과하지 않도록 산정(설계하중 350KN 이상 시 해당)
	◈ (구조계산서 정착장 산정시 최소 3m이상 10m 이하로 관련기준에 따라 적정하게 산정하였는가? * KDS 앵커 설계기준 및 그라운드 앵커 매뉴얼(국토부)
	◈ (구조계산서 자유장 산정시 최소 4.5m 이상으로 관련기준에 따라 적정하게 산정하였는가? * KDS 앵커 설계기준 및 그라운드 앵커 매뉴얼(국토부)

 

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토공 및 배수공 173

구분	성과품 검수 체크리스트	적정여부
앵커	◈ (상세도면) 앵커 시공상세도면을 작성하고 설계하중 및 정착하중 등 설계제원을 표기하고, 앵커 시공관리 기준(방청유 품질기준, 강연선 여유장, 그라우트 배합비 및 긴장시 압축강도 등)을 명시하였는가?
	◈ (품질시험비) 앵커 품질관리 시험(인장시험 포함) 항목 및 비용을 적정하게 산출하였는가? * 본부 품질시험용역에 반영(품질시험 항목만 반영)
그라우트	◈ (구조계산서) 정착장 산정시 앵커체와 그라우트 허용 부착력은 압축강도 30MPa 기준으로 산정하였는가?
	◈ (수량산출서, 설계예산서) 적정 강도 발현을 위한 그라우트 배합비(8; 45%, 혼화재료 2% 등)를 적용하여 수량 및 비용을 적정하게 산정하였는가?
	◈ (품질시험비) 그라우트 품질관리 시험(압축강도, 블리딩 등) 항목 및 비용을 적정하게 산출하였는가? * 본부 품질시험용역에 반영(품질시험 항목만 반영)
수압판	◈ (설계도면) 수압판 설계시 앵커 지압블럭 보강 철근을 반영한 일반도 및 철근배근도를 작성하였는가?
	◈ (수량산출서, 설계예산서) 수압판 불균형 정착 방지를 위해 배면지반 처리(숏크리트+와이어매쉬) 비용을 적정하게 반영하였는가?
	◈ (구조계산서) 수압판 설계시 상시하중(앵커 설계하중) 및 일시하중(앵커 초기긴장력)을 설계하중으로 고려하여 안정성 검토(휨, 전단 및 펀칭전단, PS강재 긴장력)를 적정하게 실시하였는가?
하중계 설치 및 계측	◈ (수량산출서, 설계예산서) 하중계 설치수량은 최소 설치수량의 150% 적용 비용을 산출하였는가?   앵커 수량 지반조건 발파암 리핑암 토사 20개 미만 최소 1개 최소 2개 최소 3개 100개 미만 최소 3개 100개 이상 초기 시공된 3개의 앵커와 동일한 정착지반에 설치하는앵커에 대하여는 추가로 100개당 1개   예) 앵커수량 60개, 하중계 설치수량 : 최소수량 3개 x 150% = 5개

 

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배 수 공

토공 및

배수공

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구분	성과품 검수 체크리스트	적정여부
하중계 설치 및 계측	◈ (수량산출서, 설계예산서) 유지관리를 고려한 통합계측함 및 계측선 보호관(주름관 등) 설치 비용을 반영하였는가?
	◈ (상세도면) 하중계 계측계획도면을 작성하고 설치 기준(수량, 배치, 측정시기 등)을 명시하였는가?
시방기준	◈ 공사시방서에 앵커 시공관련 기준을 명시하였는가? - 강연선 재긴장을 고려한 앵커 여유장 - 앵커헤드 방청유 품질기준 - 하중계 설치 및 잔존긴장력 계측 기준 - 그라우트 배합비 및 긴장시 압축강도 기준

 

작 성 자 : OO엔지니어링 책임기술자 OOO (인)

확 인 자 : 감독원 OO지사 도로차장 OOO (인)

구분 성과품 검수 체크리스트 적정여부

 

174 토공 및 배수공

토공 및 배수공 ❙ 175

참 고 앵커 표준 설계(예시)

영구앵커 구조계산서 (설계하중 350kN, 풍화암 정착)

■ 앵커 설계하중은 350 kN 적용

1) 적용할 영구앵커 종류

① PC강연선 : ∅ 12.7 mm(KSD 7002 SWPC 7B Low Relaxation) x 4EA

② 단 면 적 : As = 98.71 mm2/EA

③ 파단하중 : Tu = 183 kN/EA

④ 항복하중 : Ty = 156 kN/EA

⑤ 허용하중 : Ta(0.6Tu or 0.75Ty 중 작은값) = 439.2kN > Td = 350 kN ∴ OK

2) 영구앵커 자유장 계산

① 영구앵커 최소 자유장 : 4.5m 이상(국토해양부, 2021)

② 절취면에서 가상 파괴면까지 거리 : 6.0 m

③ 가상파괴면에서 지지층까지 거리 : 2.0 m(계산상의 거리)

∴ 자유장 : 6.0 + 2.0 = 8.00 m

3) 영구앵커 정착장 계산

① 영구앵커 정착장 : 3.0 ∼ 10m (국토해양부, 2021)

② 앵커체 부착장(Ls) : 영구앵커체의 내하체와 그라우트 사이에서 마찰에 의한 길이 산정

 

여기서, ds : 정착체 외경 = 12.70 mm

n : 정착체 수량 = 4 ea

tb : 허용 부착 응력 = 900kN/㎡ (개선 그라우트 강도 30Mpa 적용)

③ 그라우트와 지반의 마찰에 의한 길이 산정

 

여기서, Fs : 정착장의 안전율 = 3.0

da : 천 공 경 = 105 mm

 T: 주면마찰저항력 =800kN/㎡ (풍화암으로 가정)

∴ 정착장 : 4.0 m (계산결과 3m이하 시 안전율 고려 4m이상을 권장)

4) 인장된 하중의 손실 예상량

① 릴렉세이션에 의한 손실량 (△Pr )

△Pr = 항복하중의 80% 에 대한 5.0% (강연선으로 5%적용)

= 0.8 x Ty x 0.050 = 0.8 x 624(156x4) x 0.05 = 24.96kN

② 웨지의 정착 시 슬립(△L=Set량)에 의한 손실량(△Ps)

 

여기서, Δ = 6.0 mm(개선 세트량),  L =정착장을 미포함한 자유장

토공 및 배수공 175

토공 및

배 수 공

토공 및

배수공

176 ❙ 토공 및 배수공

③ 크리프에 의한 장기 손실량(△Pc)

△Pc =Pd ×0.10 = 35kN

여기서, 크리프감소율 = 10%(암반+숏크리트)로 적용.

5) 정착하중(Jacking Force)

Ts = Td + △Pr + △Ps + △Pc

= 350 + 24.96 + 59.23 + 35 = 469.19kN = 470kN 적용

∴ 허용하중(439.2)을 초과하므로 1가닥 추가 적용(앵커제원 변경 불필요 + 정착하중 재산정)

(크리프 미반영 정착하중은 434.19kN ☞ 435kN으로 강연선 4본으로 산정됨)

[재산정]

5-1) 인장된 하중의 손실 예상량

① 릴렉세이션에 의한 손실량 (△Pr )

△Pr = 항복하중의 80% 에 대한 5.0%

= 0.8 x Ty x 0.050 = 0.8 x 780(156x5) x 0.05 = 31.20kN

② 웨지의 정착 시 슬립(△L=Set량)에 의한 손실량(△Ps)

△Ps =

 

여기서, Δ = 6.0 mm로 계산한다. (SET량)

③ 지반크리프에 의한 장기 손실량(△Pc)

△Pc =

여기서, 크리프감소율 = 10%(암반+숏크리트)로 적용.

5-2) 재산정된 정착하중(Jacking Force)

Ts = Td + △Pr + △Ps + △Pc

= 350 + 31.20 + 74.0 + 35 = 490.2kN = 495kN 적용

∴ 허용하중 0.6Tu = 549kN > 495kN 이므로 O.K!

6) 탄성변위량 (늘음량)



여기서, T = 정착하중

 L = 영구앵커체 인장 시 신장이 가능한 PC강연선 길이(자유장+정착장/2+여유장)

 E = 강선의 탄성계수 = 2.00 x 102 kN/mm2

 A = 강선의 단면적 = 493.55 mm2

 

8) 적용할 영구앵커 제원

구분	여유장 (m)	자유장 (m)	정착장 (m)	앵커전장 (m)	정착하중 (kN)	탄성늘음량 (mm)
연암정착, 350KN	1.00	8.0	4.0	13.0	495	55.17

 

* 여기서, 구조물두께는 여유장에 포함

176 토공 및 배수공

토공 및 배수공 ❙ 177

붙임 6 그라운드 앵커 시공상세도(예시)

토공 및 배수공 177

토공 및

배 수 공

토공 및

배수공

117

788 ❙토 공토 및공 배 및수 공배수공

토공 및 배수공 ❙ 179

붙임 7 그라운드 앵커 공사시방서(추가사항 발췌)

2. 재 료

2.2 그라우트

- 일축압축시험 실시 후 그라우트 강도 30Mpa를 확보한 시점에서 긴장을 시*

해야한다.(‘22. 6. 비탈면 보강 영구앵커 설계기준 개선(설계@))

2.4 방식용 재료

- 부식방지를 위한 방청유(그리J)는 KS규격(KS M 2130) 일반용 그리J 2종(2,3

호)를 생산일로부터 2년이내, 개]후 1년 이내 제품을 사용하여야 하며, 헤드,

웻지, 경계부 강연선h지(헤드부로부터 최소 3kl이상) 방청유 완전충전하고, 강

연선 여유장 구간(1skl)은 방청유 피복하여야 한다.(‘20. 7. 비탈면보강용 지반

앵커 품질관리 현실화 방|(품질}경@))

3. 시 공

3.1 시공일반

- 전반적인 거동상태를 장기적으로 점검, 관측 및 하‡계를 설치하여 주기적으로

잔존긴장력을 계측하여야 하며, 잔존긴장력을 평가하여 필요시 재긴장 및 앵커

증설 등의 조치를 취해야 한다.

① 하중계는 고장을 대비하여 최소 시공개수의 150%를 적용하여 설치한다.

앵커 표1 하중계 최소 설치수량

앵커의 수량	지반조건
	발파암	리핑암	토사
			사질토	점성토
20개 미만	최소 1개	최소 2개	최소 3개	최소 3개
100개 미만	최소 3개
100개 이상	초기 시공된 3개의 앵커와 동일한 정착지반에 설치하는 앵커에 대하여는 추가로 100개당 1개

 

② 측정을 수행할 앵커는 실제 현장의 여건과 지반조건, 시공 상태 등을 감안하여

선정한다. 단, 앵커보강 설계 시 대표단면에서 선정하며 확인 불가 시 높이가 제

일 높은 단면 선정하여 수직으로 배치한다.

토공 및 배수공 179

토공 및

배 수 공

토공 및

배수공

180 ❙ 토공 및 배수공

③ 잔존긴장력의 측정주기는 하중계 설치(긴장) 직후 초기값, 2주, 1개월, 3개월,

6개월, 9개월, 12개월, 18개월, 24개월 측정하고, 측정 기간 내에 하중값의 증가

나 감소가 심각하게 발생된 경우, 긴급점검을 의뢰하여 변화 원인을 파악 후

대책을 검토한다.

④ 점검자 안전 및 효율적인 유지관리 계측을 위하여 하중계에 연결되는 케이블은

보호관(주름관 등)을 설치하며, 비탈면 하부로 케이블을 연장 및 보호박스(함

체)를 설치하여 통합 계측관리 할 수 있도록 시공하여야 한다.

3.6 긴장 및 정착작업

- 앵커두부 부식, 크리프 등으로 인한 긴장력 저하 시 쐐기교체가 가능하도록 강

연선에 재긴장 여유장을 최소 15cm 이상을 적용한다.(‘20. 7. 비탈면보강용 지반

앵커 품질관리 현실화 방안(품질환경처))

- 주변지반부의 변형 및 근접한 앵커 긴장력의 영향을 고려하여 앵커의 긴장순서를 감독(리)원 승인 후 시공한다. 장비, 지형 여건에 따라 긴장순서는 유연하게

적용한다.(‘20. 7. 비탈면보강용 지반앵커 품질관리 현실화 방안(품질환경처))

3.7.3 하자처리

- 예비준공검사 및 준공검사시, 하자만료검사 시 잔존긴장력을 확인하여 설계긴장

력의 10%이상 감소 시 재긴장을 실시한다.

180 토공 및 배수공

토공 및 배수공 ❙ 181

붙임 8 유지보수공사 입찰공고문 및 설계설명서(안)

□ 입찰공고문

○. 본 공사는 비탈면 보완을 위한 그라운드앵커의 내구성 향상을 위해

추가 원가를 반영한 공사로서 그라운드앵커의 하자담보책임기간은 공

사계약일반조건 제33조를 적용하지 아니하고 5년을 적용하므로 관련

사항을 반드시 숙지하고 입찰에 참여하여야 합니다.

□ 설계설명서

○. 본 공사는 비탈면 보완을 위한 그라운드앵커의 내구성 향상을 위해

추가 원가를 반영한 공사로서 그라운드앵커의 하자담보책임기간은 5

년을 적용하며 도급자는 설계도서, 품질기준 및 시방기준 등 관련규정

에 따라 그라운드앵커의 품질 및 시공관리를 철저히 하여야 한다.

토공 및 배수공 181

토공 및

배 수 공

토공 및

배수공

182 ❙ 토공 및 배수공

붙임 9 그라운드 앵커 검측 체크리스트 개선(안)

* 추가, 삭제 부분 붉은색으로 표시, 변경부분 파란색 표시

Code No : 133 그라운드 앵커

검 측 내 용 이행 기준

원도급사

확인결과

검측자

판정

점검

확인

□ 사전 조치사항

o 시공계획서 제출 시공계획서 제출, 미제출

o 공급원 승인

(자재사용 보고)

긴장재 공급원 승인 시행, 미시행 ◎

그라우트 그라우트 시행, 미시행 ◎

정착구 정착구 시행, 미시행 ◎

하중계 공급원 승인 시행, 미시행

o 품질, 안전 협의체 회의

공종 착수 전 및 필요시

※ 시공계획, 장비․인력 등 투입계획,

교육계획, 안전계획

시행, 미시행

o 근로자 교육

공종 착수전, 안전교육 및 TBM실시

특별안전교육, 신규근로자 교육여부

시행, 미시행

□ 장비 및 자재 검사

o 인장잭

검교정 여부 확인

자동물림장치 및 잭체어 부착여부

적정, 부적정

o 앵커헤드 방청유

KS규격 일반용 그리스 2종(2,3호)

를 생산일로부터 2년 이내, 개봉

후 1년 이내 사용

적정, 부적정

o 패커

설계도서에 표시된 규격, 유해한

흠이 없을 것

적정, 부적정 ◎

o 그라우트 믹서 및 펌프 최소 주입압력 0.5MPa 이상 적정, 부적정 ◎

□ 시공실태 확인

o 앵커체

앵커체 선단 토지 경계 초과 여부 적정, 부적정

앵커 긴장부 설계도서 깊이

이상으로 시공

적정, 부적정

o 정착부, 쐐기, 인장재

부식관리 여부 확인

- 헤드, 웻지, 경계부 강연선

까지(헤드부로부터 최소

3cm이상) 방청유 완전충전

- 강연선 여유장 구간(15cm)

은 방청유 피복

적정, 부적정

★ 천공길이, 위치, 각도

천공지름 앵커지름보다 40㎜이상

천공 후 붕괴여부

적정, 부적정 ◎

위치, 방향 길이 확인

(설계도 확인)

적정, 부적정 ◎

천공각도(설계도 확인) 적정, 부적정 ◎

천공깊이 : 소요천공깊이

보다 0.5m 이상 깊게

적정, 부적정 ◎

182 토공 및 배수공

토공 및 배수공 ❙ 183

검 측 내 용 이행 기준

원도급사

확인결과

검측자

판정

점검

확인

o 천공보고서 작성

매 공마다 작성

토층, 천공길이, 천공지름, 천공

시간, 앵커체 신뢰도 및 인장력

신뢰도 확인

적정, 부적정

o 천공작업 기록

지하수위 위치변화, 천공속도,

공내 세척시간, 용수, 지반상황

등 기록 및 보관

적정, 부적정

o 청소

앵커체 공내 슬라임 제거여부 적정, 부적정 ◎

전체 천공부 공벽 보호 여부 적정, 부적정

o 그라우트 품질관리

동절기 그라우트 온도 10-25도

유지 여부

적정, 부적정

혼합 후 90분 이내 사용 적정, 부적정

o 그라우트 작업 기록

그라우팅 배합, 수량 및 압력

등 기록하여 보존

적정, 부적정

o 수압판 정착상태 확인

배면지반 처리(숏크리트 + 와

이어메쉬)상태 적정 여부 확인

(요철 및 편평도)

적정, 부적정

□ 시공상태 확인 - 검사

★ 인발시험

인발시험기 검교정 적정, 부적정

인장시험

(5-cycle 이상 반복재하시험)

- 인장시험의 최소 수량

앵커의

수량

지반조건

발파암 리핑암 토사

20개

미만

최소 1개 최소 2개 최소 3개

100개

미만

최소 3개

100개

이상

초기 시공된 3개의 앵커와 동일한

정착지반에 설치하는 앵커에 대하여는

추가로 100개당 1개

적정, 부적정

확인시험

(1-cycle 반복재하시험)

- 인장시험대상 앵커를 제외한

모든 앵커에 대해서 실시

적정, 부적정

★ 그라우팅재 일축압축강도

공시체 몰드(50×100mm)3개이상

제작 후 긴장력 도입시 및 f

28이

압축강도 30!0 이상

적정, 부적정

★ 계측관리

앵커 전면판의 변형, 경사,

철근변형률, 지하수위 등

시행, 미시행

★ 그라우트 품질관리

작업개시전 1회

(블리딩,팽창율,컨시스턴스,

염화물이온량)

시행, 미시행

토공 및 배수공 183

토공 및

배 수 공

토공 및

배수공

184 ❙ 토공 및 배수공

검 측 내 용 이행 기준

원도급사

확인결과

검측자

판정

점검

확인

★ 계측관리

앵커 전면판의 변형, 경사,

철근변형률, 지하수위 등

시행, 미시행

★ 그라우트 품질관리

작업개시전 1회

(블리딩,팽창율,컨시스턴스,

염화물이온량)

시행, 미시행

★ 하중계 설치 및 관리

하중계 고장 대비 최소

설치수량의 15ꠓꠕ 적용

* 최소수량 : 3개 ⇒ 설치수량 :

5개

앵커의

수량

지반조건

발파암 리핑암 토사

20개

미만

최소 1개 최소 2개 최소 3개

100개

미만

최소 3개

100개

이상

초기 시공된 3개의 앵커와 동일한

정착지반에 설치하는 앵커에 대하여는

추가로 100개당 1개

시행, 미시행

대표단면(높이가 가장

높거나, 보강수량이 많은

단면)에 수직방향으로 배치

시행, 미시행

하중계 계측선 보호관 설치

및 하중계별 계측선을

연장하여 통합계측함(비탈면

하부) 설치

시행, 미시행

초기값, 2주, 1개월, 3개월,

6개월, 9개월, 12개월,

1개월, 2개월 측정

시행, 미시행

동판 또는 알루미늄 재질

태그 부착 관리

시행, 미시행

184 토공 및 배수공

토공 및 배수공 ❙ 185

붙임10 비탈면 개량공사 품질시험용역 반영 관련 입찰서류(예시)

 입찰공고문

00. 품질관리비 관련사항

00.1 본 공사에 대한 `품질관리비 산출 및 사용기준`은「건설기술진흥법」등 관련

법령에 따릅니다.

00.2 입찰참가자는 「건설기술진흥법 시행규칙」[별표6]의 제2호에 따라 산출하여

설계도서에 명시된 품질관리비를 열람할 수 있습니다.

00.3 입찰참가자는 입찰금액을 산정하는 경우 「건설기술진흥법 시행규칙」[별표6]

의 제2호에 따라 산출하여 설계도서에 명시된 품질관리비를 조정없이 반영

하여야 합니다.

00. 건설기술진흥법 제60조제1항에 의거하여 본 공사의 품질시험은 우리공사가

별도로 지정한 건설엔지니어링사업자가 대행하며, 이에 소요되는 비용은 우

리공사가 품질시험을 대행한 건설엔지니어링사업자에게 직접 지급합니다.

00.5 00.호에도 불구하고 도급자는 감독원과 협의하여 도급자 소유의 품질시험실

을 직접 설치하고 운영하거나 외부공인기관에 직접 품질시험을 의뢰할 수 있

습니다.

00.6 00.호와 관련하여 우리공사가 별도로 지정한 건설엔지니어링사업자가 품질

시험을 시행함에도 불구하고「건설기술진흥법」제55조 제1항에 따라 수립하

는 품질관리계획 또는 품질시험계획에는 당해 유지관리공사에 필요한 모든

품질시험을 포함하여야 합니다.

00. 품질관리비의 정산은「건설기술진흥법 시행규칙」[별표6]의 제3호다목의 방

법을 따릅니다. 이때, 우리공사가 별도로 지정한 건설엔지니어링사업자가 당

해 공사의 모든 품질시험을 대행한 경우에는 도급자에게 지급되는 품질시험

비는 없으며, 00.5호에 의거하여 도급자가 감독원과 협의해 직접 시행하였거

나 도급자가 외부공인기관에 의뢰하여 시행한 품질시험의 수량만 도급내역

에 포함하여 정산합니다.

□ 설계설명서

00. 품질관리비

가. 본 공사의 품질관리비는 00,000,000원(부가세 미포함)으로서 「건설기술진흥법

시행규칙」[별표 6]의 제2호에 따라 산출되었음. 다만, 본 공사는 품질시험용역

대상 공사로서 우리공사가 지정하는 건설엔지니어링사업자가 품질시험을 대행

하므로 공사내역의 품질관리비는 0원 처리한다.

나. 가항에도 불구하고 감독원과 협의하여 직접 시행하였거나 도급자가 외부공인기

관에 의뢰하여 시행한 품질시험에 대해서는 「건설기술진흥법 시행규칙」[별표

6]의 제3호다목의 방법을 따라 정산할 수 있다.

토공 및 배수공 185

토공 및

배 수 공

토공 및

배수공

186 ❙ 토공 및 배수공

붙임11 앵커 잔존긴장력 측정 용역 시행(안)

 추진 배경

ㅇ 앵커 유지보수 공사시 하중계 계측(24개월간, 9회) 비용을 시공사에

반영 중이나, 준공 이후 계측 결과 확인 및 기록 관리가 미흡하여 개선 필요

* 준공시 잔여기간(약 22개월) 계측비용이 시공사에 先지급되고 있음

ㅇ 또한, 준공검사 및 하자만료공사 검사시 잔존긴장력을 측정토록

하고 있으나, 체계적으로 이행되지 않아 누락사례 다수 발생

 ’전문기관 용역‘을 통한 앵커 잔존긴장력 측정

ㅇ (측정기준) 긴장 직후(24개월간, 9회), 예비준공 및 준공 검사시, 하자만료 검사시

ㅇ (시행방법) 지역본부·지사 주관 전문업체 용역 시행

* (기존) 시공사

긴장직후, 준공검사

및 지사

하자만료검사

⇒ (개선) 지역본부·지사 주관 용역

ㅇ (시행대상) 비탈면 개량공사(재긴장 포함) 및 하자만료검사 대상비탈면

ㅇ (시행시기) ’앵커 잔존긴장력 측정 및 재긴장 사업‘ 계획에 반영(‘2년~)

- 본부별 관내 개량공사 및 하자만료대상 조사 후 사업계획 요청(⇒재난처)

ㅇ (측정방법) 하중계 계측 또는 리프트 오프 시험(하중계 미설치구간)

※ 하중계 잔존긴장력 측정장비를 별도 구매한 본부·지사는 자체 측정시행

하중계 계측 리프트 오프 시험

186 토공 및 배수공

토공 및 배수공 ❙ 187

참고 하중계 측정 결과 표준양식

하중계 측정 결과(예)

현 장 명

계측평면도

설치일자 0000.00.00 설계하중[kN] 400

제조사명 - S/N 도공KECRI-00 정착하중[kN] 480

Gauge Factor

[kg/Digit]

15.55 자유장[m] 10

Zero Reading 16800 정착장[m] 5

0

120

240

360

480

0 50 100 150 200 250 300

하중, [kN]

경과일, [Day]

Scale: 설계하중 50% ~ 설계하중 120%

계측일자 경과일 A Sensor B Sensor C Sensor sum 하중[kN] 변화율 [%] 비고

2024.00.00. 0 5550 5680 5520 13000 30 0 초기값

토공 및 배수공 187

토공 및

배 수 공

토공 및

배수공

188 ❙ 토공 및 배수공

붙임12 리프트오프시험(Lift Off Load Test)을 통한 잔존긴장력 측정

 시험위치 선정

ㅇ 실제 시공된 앵커를 대상으로 현장 여건과 지반조건, 앵커 시공 상태 등을 감안하여 선정

ㅇ 앵커 보강 설계 시 대표단면에서 선정하며, 확인 불가 시 높이가 제일 높은 단면으로 선정

ㅇ 소단이 없는 경우 비탈면 최하단 열의 앵커, 소단이 있는 경우 소단부 최하단 열의 앵커

ㅇ 재긴장이 불가능한 경우 특수한 장치를 이용한 시험이 가능한지를 검토후 적용여부를

결정하고 불가능할 시 정밀점검실시

 시험수량

앵커의 수량

지반조건

발파암 리핑암

토사

사질토 점성토

20개 미만 최소 1개 최소 2개 최소 3개 최소 3개

100개 미만 최소 3개

100개 이상

초기 시공된 3개의 앵커와 동일한 정착지반에 설치하는 앵커에

대하여는 추가로 100개당 1개

* 비탈면에서 지반조건의 현저한 차이가 있는 경우 또는 기시험결과가 불분명한 경우

감독원과 협의하여 별도의 추가 리프트오프시험 실시

 시험방법

ㅇ 최대시험하중은 설계앵커력의 110%로 함

- 단, 하중을 증가해도 변곡점을 찾기 어려운 경우 인장재 항복강도의 90%범위 내에서 실시

ㅇ 시험을 위해 요구되는 시험장치의 규격 및 측정방법

- 가력장치 : 최대시험하중의 10%이상의 용량

- 계측장치 : 하중, 변위, 시간에 대한 충분한 정확도와 용량을 보유

- 인장하중은 펌프를 시용해서 계측하고, 변위는 유압잭의 늘음량 및 기준보에 변위계를

부착하여 측정

ㅇ 1회의 단계재하시험으로 실시, 하중단계에 따른 하중-변위 관계를 측정

- 초기하중 : 

 =  (는 설계앵커력), 초기하중 재하 시 발생 변위 제외

- 단계적 하중증분은 3단계로 구분하며, 각 단계별 하중시간은 필요하지 않음

* ∼ : Δ =, ∼ : Δ =, ∼ : Δ =

188 토공 및 배수공

토공 및 배수공 ❙ 189

그림 1 리프트오프시험 장비(예)

 시험결과 분석 및 평가

ㅇ 리프트오프 시험 결과 획득된 하중-앵커두부 변위량 관계의 작도를 통해 잔존긴장

력을 평가하며, 하중-변위곡선 상의 변곡점(구배변화점)을 잔존긴장력으로 함.

그림 2 리프트오프시험 하중-변위곡선 작도법에 의한 잔존긴장력 평가

ㅇ 측정된 앵커의 긴장력이 설계긴장력 대비 1ꠙ. 이내에서 변화한 경우 안정성에 문

제가 없으며, 1ꠙ. 이하로 감소한 경우 원인 분석 및 재긴장 등의 대책 수립 필요

* 재긴장 중 부식 등의 이유로 앵커가 파단되는 경우 파단 전 시점까지 재긴장 실시 후

대표단면에서 안정해석을 실시하여 대책 수립 필요

ㅇ 긴장력이 설계긴장력 대비 2ꠙ. 이상 증가한 경우 긴급 및 정밀점검을 통한 비탈면

안정 대책 수립 필요

토공 및 배수공 189

토공 및

배 수 공