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

825

4.1 일반사항

버팀보방식 H말뚝 흙막이공의 설계에서는 안전성 및 경제성을 고려함과 동시에 특히 공법상의 특성에

유의하여 설계할 필요가 있다.

버팀보방식 H말뚝 흙막이공은 강널말뚝방식 흙막이공과 달리 흙막이벽에 지수성이 없고, 근입부

에서는 흙막이벽이 흙막이 말뚝에서 불연속이 되므로 보일링 · 부풀음현상의 가능성이 있는

지반이나 피압수가 있는 지반에서는 부적당하고, 하중으로서 수압이 발생하는 지반에 사용하

여서는 안 된다. 따라서 외력으로 토압만을 생각하면 된다.

흙막이 말뚝의 근입계산 시 토압으로는 RankineResal의

토압[ʻ3.1.6 토압ʼ의 (1)]을 사용

하고, 흙막이판 · 흙막이 말뚝 · 띠장 · 버팀보 · 경사보강재의 단면계산에는 단면결정용 토압[ʻ

3.1.6 토압ʼ의 (2)]를 사용한다. 그림 4.1에 일반적인 설계계산 흐름도를 제시한다.

4.2 재 료

흙막이용 재료는 설계계산에 맞는 재질 · 치수로 현저한 손상이 없고, 구입이 용이한 것을 선택 · 사용한다.

흙막이용 재료는 횡널말뚝 등의 일부를 빼고 거의 강재가 사용되고 있다. 흙막이의 설계에서

는 사용하는 재료의 시장성을 조사하여 용이하게 구입할 수 있는 것을 선택하는 것이 좋다.

흙막이에 작용하는 힘은 명확하지 않아서 예측하기 어려운 하중이 작용하는 경우도 있으므로

흙막이 말뚝이나 버팀보, 띠장에서는 원칙적으로 H-300을 최소부재단면으로 하는 것이 좋

다. 그러나 시공 상 문제나 타설 시 매입저항, 시장성 및 현장여건을 고려하여 책임기술자의

판단에 의하여 결정하여도 좋다.

4. 버팀보방식 H말뚝 흙막이공의 설계

제2권 교량

826

4.3 흙막이 말뚝

4.3.1 근입지반의 안정

굴착의 형상, 치수, 토질상수, 지하수위 등에 기초하여 부풀음, 양압력을 검토한다.

ʻ5. 3. 2 부풀음ʼ과 ʻ5. 3. 3 양압력의 검토ʼ와 같이 부풀음, 양압력에 대하여 검토한다. 보일

링에 대해서는 버팀보방식 H말뚝 흙막이공의 선정조건에서 검토할 필요는 없다.

만약 피압수에 의한 부풀음이 일어나는 지반이면 강널말뚝방식 흙막이공으로 변경하든가,

저반개량공, 배수공 등의 보조공법의 병용이 필요하다.

제8-8 가설 구조물

827

기초구조물의 형상치수

위치 및 굴착 깊이 결정

말뚝에 축방향

연직력이 작용하는가

시 작

토질상수의 결정

말뚝단면의 가정

말뚝간격의 가정

히빙 양압력의 검토

강널말뚝방식 흙막이공

복공받침보 단면산정

받침보의 계산

말뚝반력의 계산

말뚝지지력의 계산

축방향 연직력에 의한

근입길이 ℓ₂결정

최하단 버팀보 위치 결정 최하단 버팀보 위치 결정

중간말뚝계산

근입길이 결정

최하단에서 1단위

버팀보 위치 가정

굴착저면 : 최하단

버팀보에서 1m밑

가정한

굴착저면이 최종굴착면

보다 얕은가

Rankine

-Resal

토압

굴착저면 최종굴착면을 고려

가상지지점의 계산

주동토압 = 0

가상지지점의 계산에 의한

평형깊이 ℓ₁

근입길이 ℓ₁=1.2ℓ₁′

A

B

1단위 버팀보 위치 결정

E

D

C

NO

YES

(계속)

(계속)

NO

YES

NO

제2권 교량

828

ℓ₁≥ℓ₀

ℓ₁=1.5m

ℓ₁≥1.5m

말뚝에

축방향연직력이

작용하는가

근입길이 ℓ₁의 결정

말뚝 전체길이 가정

휨 모멘트 M′(M′′)의 계산

최하단 버팀보위치 또는 1단위

버팀보 위치에서 구한 말뚝전길이

중 큰쪽을 L′로 한다.

최하단(또는 1단위) 버팀보와

가상지지점을 지점으로 하는

단순 보로 생각

L′는 50㎝ 단위로 반올림하여

사용길이 L결정 L′→ L

하2단 이외 버팀보의

단수 위치 변경

하2단 이외 버팀보 단수 위치 가정

휨 모멘트 M′′′의 계산

M′ M′′ M′′′을 비교하여 큰 것을

취하여 설계모멘트 M을

결정한다.

말뚝 반력 고려

흙막이 말뚝단면계산

가상지지점 : 굴착저면

- 0.75m로 한다.

ℓ₀를ℓ₁로 한다.

(계속)

F

가정한 굴착저면까지

단면결정토압고려

A

NO

YES

최하단과

동조건으로 1단위 버팀보로

하여 계산했는가

제8-8 가설 구조물

829

YES

말뚝단면 up

하2단 이하

버팀보 단수 위치변경이

가능한가

허용응력 이내인가

M = M′

M = M′

1단위 버팀보

위치변경(down)이

가능한가

최하단

버팀보 위치변경(down)이

가능한가

말뚝단면변경(up)이

가능한가

B

NO

YES

NO

NO

YES

YES

NO

NO

NO

YES

(계속)

YES

YES

C F

D

E

말뚝간격축소

제2권 교량

830

하2단 이외

버팀보단수위치변경이

가능한가

최상단

버팀보위치변경(down)이

가능한가

말뚝단면 down

말뚝단면적당

E

B

F

C

D

NO

YES

YES

YES

NO

NO

NO

YES

YES

NO

NO

YES

YES

NO

M

L

K

G

말뚝단면에

응력의 여유가

있는가

말뚝단면

변경(down)이

가능한가

M = M′

M = M′

1단위

버팀보위치변경(up)이

가능한가

말뚝간격이

확대가능한가

말뚝간격확대

최종굴착저면까지 고려

임의의 버팀보 위치에 대한 계산

버팀보 수평간격가정

버팀보(띠장)단면가정

버팀보(띠장)계산

단면결정용토압

NO

제8-8 가설 구조물

831

흙막이 板두께 결정

버팀보(띠장)

단면허용응력

이내인가

버팀보(띠장)

단면에 응력의 여유가

있는가

단면 변경(down)이

가능한가

버팀보

수평간격 변경(확대)이

가능한가

버팀보 위치변경이

가능한가

1단위

버팀보 위치에서의

계산인가

최하단

버팀보 위치에서의

계산인가

버팀보(띠장)의

단면up이 가능한가

버팀보

수평간격변경(축소)이

가능한가

M

각 버팀보

위치에서 계산하였는가

버팀보와 같은

높이의 띠장의 계산을

하였는가

경사보강재의 계산

끝

버팀보 단면적당

(띠장)

버팀보수평간격확대

버팀보 단면

down(띠장)

버팀보 단면up(띠장)

버팀보 간격축소

L

F

K

G

C

B

G

K

NO

YES

NO

NO

NO

NO

NO

NO

NO

NO

YES

YES

YES

YES

NO

NO

YES

YES

YES

YES

YES

YES

<그림 4.1> 버팀보방식 H말뚝 흙막이공의 설계 계산 흐름도

제2권 교량

832

4.3.2 흙막이 말뚝의 지지력

흙막이 말뚝에 축방향 연직력이 작용하는 경우 ʻ3.5 말뚝의 허용지지력ʼ에 의하여 흙막이 말뚝의 지지

력을 계산한다.

4.3.3 평형깊이 및 가상지지점을 구하는 법

최하단 버팀보 및 그 1단 위의 버팀보에 관하여 이보다 아래 방향의 주동토압에 의한 작용모멘트와

수동토압에 의한 저항모멘트가 평형인 상태가 될 때 굴착저면 이하의 깊이를 평형깊이라 하고 이때

수동측 합력의 작용점을 가상지지점으로 한다.

이 계산은 말뚝의 근입에 대한 소위 안정계산이다.

RankineResal의

이론에 의하여 주동토압, 수동토압을 구하고 yp × Pp = ya × Pa로 될

때 굴착저면 이하의 깊이가 평형깊이(그림 4.2 ~ 그림 4.3의 h1)이고, 수동토압의 합력 Pp의

작용점이 가상지지점이다. 단, 최하단 버팀보 설치 시 여유굴착량은 1.0 m 정도로 한다.

<그림 4.2> 최종 굴착 시의 계산 <그림 4.3> 최하단 버팀보 설치 시의 계산

(최하단 버팀보의 계산) (최하단 버팀보보다 1단 위의 계산)

평형깊이의 계산은 RankineResal의

토압을 이용하고, 그림 4.2, 그림 4.3과 같이 굴착

완료 시 및 최하단 버팀보 설치 직전에 대해서 계산한다. 주동토압의 작용 폭은 굴착저면

보다 위에서는 흙막이 말뚝 사이로 하고 굴착저면 이하의 주동 · 수동토압은 버팀보방식 H

제8-8 가설 구조물

833

말뚝 사이의 아치액션을 고려하여 말뚝 폭의 2 ~ 3배를 취할 수도 있지만 정확히 밝혀져

있지 않은 상태이고, 설계 예 및 안전성을 고려하여 말뚝 폭으로 한다. 흙막이 말뚝 측면저

항은 고려하지 않아도 좋다.

굴착면 보다 위의 흙의 단위체적중량은 이 설계요령 ｢제 8-3편 교량 하부구조물｣ ʻ2.2 흙의

단위체적 중량ʼ의 습윤중량을 취한다. 굴착면 보다 아래이거나 지하수면 아래의 흙에 대해

서는 투수성 모래의 경우 부력을 빼지만, 점성토에서는 습윤중량을 사용한다.

토질이 좋고 주동토압이 계산상에 나타나지 않거나 나타나도 작은 경우의 가상지지점의 최

소위치는 ʻ4.3.4 흙막이 말뚝의 근입길이ʼ에서 최소 근입길이의 1/2, 즉 굴착저면 이하 750

mm로 한다.

4.3.4 흙막이 말뚝의 근입길이

흙막이 말뚝의 근입길이는 평형깊이의 1.2배로 하고, 1.5 m를 만족하지 않을 때는 1.5 m로 한다.

흙막이 말뚝의 근입길이는 ʻ4.3.3 평형깊이 및 가상지지점 구하는 법ʼ에서 구한 평형깊이의

2가지 경우에 대해서 구하고 큰 쪽을 취한다. 토질이 양호하고 평형깊이가 극히 작든가 구

할 수 없는 경우의 최소 근입길이는 1.5 m로 한다.

4.3.5 흙막이 말뚝의 단면계산

흙막이 말뚝의 단면은 ʻ3.1.6의 (2)ʼ의 토압분포를 이용하고, 흙막이 말뚝 간격분의 토압을 하중으로

하여 버팀보 위치 및 가상지지점을 지점으로 하는 단순보로서 계산한다. 또, 축방향 연직력이 작용할

때는 이것을 고려해서 계산해야 한다.

가상지지점은 ʻ4.3.3 평형깊이 및 가상지지점 구하는 법ʼ에서 서술했듯이 최종 굴착 시와

최하단 버팀보 설치 시 2가지 경우에 대해서 구한다. 흙막이 말뚝에 작용하는 휨모멘트는

그림 4.4와 같이 버팀보 위치와 가상지지점을 지점으로 한 단순보로서 계산한다.

또 축방향 연직력이 작용할 때는 축력과 휨이 동시에 작용하는 부재로서, ʻ도로교설계기준

강교편 3.4.3 축방향력 및 휨모멘트를 받는 부재ʼ에 의하여 검토할 필요가 있다. 이때 좌굴

길이는 그림 4.4에서 ℓ1, ℓ2로 한다.

제2권 교량

834

버팀보

버팀보

가상지지점

굴착저면

<그림 4.4> 띠장 및 버팀보에 작용하는 하중

4.3.6 흙막이 말뚝의 간격

흙막이 말뚝의 중심간격은 1.5 m를 표준으로 한다. 이에 의하지 않는 경우에도 1 m 이상 2 m 이하

의 범위를 원칙으로 한다.

시공 예의 결과에서 흙막이 말뚝의 간격은 1 ~ 2 m 정도가 사용되고 1.5 m가 표준이다.

지하 매설물이나 시공조건 등에 따라 흙막이 말뚝의 간격이 넓어질 수도 있으므로 이때는

충분한 검토가 필요하다.

4.3.7 흙막이 말뚝과 구조물과의 간격

구축하는 구조물과 흙막이 말뚝과의 순간격은 구조물의 시공조건, 버팀보, 띠장의 설치위치, 굴착에

수반되는 흙막이 말뚝의 부풀음, 타입오차 등을 고려해서 결정하기로 한다.

구축하려고 하는 구조물과 흙막이 말뚝과의 순간격은 최하단 버팀보를 기초부에 설치하는

경우와 기초 위에 설치하는 경우에 따라 다르지만 일반적으로 띠장 또는 흙막이 말뚝에서

1 m를 생각하면 충분하다.

<그림 4.5> 구조물과 흙막이 말뚝의 간격

제8-8 가설 구조물

835

4.3.8 버팀보, 띠장 철거 시의 검토

버팀보, 띠장 철거 시의 검토는 흙막이 말뚝의 지간이 굴착단계의 상태보다도 긴 때에 흙막이 말뚝의

단면, 버팀보, 띠장을 계산한다.

되메우기 시점에서 버팀보, 띠장의 철거는 설치의 역순으로 하는 것이 보통이다. 기초나 콘

크리트에서 버팀보를 철거하는 것이 일반적이므로, 굴착 시 보다는 안전측이라고 말할 수

있다. 그러나 흙막이 말뚝의 지간이 굴착단계의 상태보다도 길어질 때가 많으므로 이때에는

흙막이 말뚝의 단면, 버팀보, 띠장을 계산할 필요가 있다. 또, 가상지지점은 버팀보의 위치

나 다짐상태의 뒤채움토 비탈면 보다 아래로 1 m인 위치로 한다.

4.4 중간말뚝

(1) 중간말뚝에는 버팀보의 좌굴구속을 위한 것과 흙막이가 복공판을 받치는 경우 복공받침보로 부터

재하중을 받는 것이 있으며, 양자를 겸용하는 경우는 충분히 검토해야 한다.

(2) 중간말뚝은 말뚝에 작용하는 축방향 연직력에 대해서 ʻ3.4 말뚝의 허용지지력ʼ에 의하여 허용지지

력을 검토하고 주부재로서 좌굴을 계산한다.

(1) 중간말뚝을 좌굴구속점으로 간주하기 위해서는 버팀보와 중간말뚝을 볼트 등으로 체결해야

한다. 또 버팀보 교점의 침하, 이동은 흙막이공 전체의 파괴를 일으키며, 가설교량의 부분

복공에 의한 활하중에 의하여 가로흔들이가 흙막이공에 나쁜 영향을 미치므로 주의해야 한

다. 한편 전면 복공의 경우는 흙막이 전체의 강성은 증가하지만 중간말뚝의 지지력 및 침하

에 대해서 안전을 확인하여, 버팀보나 중간말뚝에 가새(브레이싱)를 붙이거나 필요에 따라서

침하방지 장치를 설치할 필요가 있다.

(2) 중간말뚝에 작용하는 축방향 연직력은

(가) 복공받침보에 재하된 제하중에 의해서 생기는 최대반력

(나) 버팀보 좌굴에 수반되는 전단력

(다) 버팀보, 경사보강재 자중 및 적재하중

(라) 중간말뚝 자중이다.

(a) 중간말뚝이 적절한 강성을 갖는 가새(브레이싱)에 의해서 연결되었을 때는 최대반력이

제2권 교량

836

전후의 중간말뚝에 분배된다고 생각하여도 좋다. 연속굴착에 사용하는 중간말뚝으로

그림 4.6과 같이 가새(브레이싱)로 강결시킨 경우에는 중간말뚝 A에 작용하는 축방향

연직력은 전후의 중간말뚝 B와 C로 분배된다. 분배의 정도는 가새(브레이싱)의 강성

이나 배치에 따라서 다르지만 그림 4.6과 같이 부재를 배치하면 중간말뚝 A는 최대반

력의 1/2만을 받는다고 생각하여도 좋다.

최대반력 R

1/4R 1/2R 1/4 R

브레이싱

L-130×

130×12

<그림 4.6> 중간말뚝 반력의 분배

(b) 버팀보 교점은 좌굴구속점으로 간주하므로 좌굴에 충분히 저항해야 한다. 좌굴에 수반

되는 전단력은 축력의 1/50으로 한다.

(c) 버팀보, 경사보강재의 자중에 적재하중을 가한 것 또는 자중을 포함하여 5 kN/m의

연직하중을 고려한다(ʻ4.6.4 버팀보의 계산ʼ 참조). 따라서 축방향 연직력으로는 (가)

~ (라)를 가산하고 인발력으로는 (나)가 상향으로 작용한다고 생각하여 (나)에서 (다)

(적재하중은 제외한다) (라)를 뺀 것으로 생각한다. 단면계산은 기둥으로서 좌굴을 계

산하며 이때 좌굴길이는 그림 4.7과 같이 중간말뚝 끝단과 버팀보 교점 간(ℓ1), 버팀

보 교점 간(ℓ2), 버팀보 교점과 굴착저면 간(ℓ3)으로 한다.

중간말뚝 흙막이말뚝

굴착저면

버팀보

<그림 4.7> 중간말뚝의 좌굴길이

제8-8 가설 구조물

837

4.5 흙막이판

흙막이판은 최종 굴착깊이에서의 토압강도에 따라서 계산된 판두께를 굴착면 전체에 사용하고, 양단

이 40 mm 이상 또는 판두께 이상이 흙막이 말뚝 플랜지에 걸치도록 한다.

흙막이 판 두께는 다음 식에 의하여 구하여도 좋다.

t  

bf

M

(4.1)

여기서, t : 판두께(mm)

b : 판폭(1m)

f : 허용응력(MPa)

M : 작용모멘트(= Wℓ2/8)

W : 토압강도(N/m) (ʻ4.3.5 흙막이 말뚝의 단면계산ʼ의 토압을 사용한다)

ℓ : 흙막이 판의 계산 지간(m)으로 흙막이 말뚝 플랜지 간 거리

이때 최소 판두께는 30 mm, 플랜지에 걸리는 길이는 40 mm로 규정한다.

ℓ1 = 판두께 이상, 40 mm 이상

<그림 4.8> 흙막이판의 설치

4.6 띠장 및 버팀보

4.6.1 띠장 및 버팀보의 간격

(1) 띠장의 수직간격은 3 m 정도로 하고 흙막이 말뚝머리에서 1 m 이내에 제1단째의 띠장을 넣는 것

을 원칙으로 한다. 단 복공받침보나 매설물이 있는 경우는 이에 준하지 않는다.

(2) 버팀보 간격은 수평으로는 5 m 이하, 수직으로는 3 m 정도로 한다.

(3) 띠장의 이음간격은 6 m 이상으로 한다.

이 원칙 외에 구조물 각 부재의 위치, 시공순서 등을 고려하여 결정할 필요가 있다.

제2권 교량

838

4.6.2 띠장 및 버팀보에 작용하는 하중

띠장 및 버팀보에 작용하는 하중은 최종굴착상태에서 ʻ4.3.5 흙막이말뚝의 단면계산ʼ의 토압분포를 이

용하고 하방향분담법으로 구한다.

띠장 및 버팀보에 작용하는 하중은 굴착상태에서 그림 4.9와 같이 띠장, 버팀보에 작용하는

힘이 이 버팀보와 아랫방향의 버팀보와의 사이 토압이라고 생각하는 하방향 분담법으로 계

산한다.

이것은 하단버팀보가 설치되어도 상단버팀보 반력은 그다지 변화하지 않는다는 측정 예에

기초하고 있다. 이 방법으로 얻어진 그림의 면적이 띠장의 단위길이 당 작용하는 하중이고

이것에 버팀보 간격을 곱한 결과가 버팀보 반력이 된다.

<그림 4.9> 띠장 및 버팀보에 작용하는 하중

4.6.3 띠장의 계산

띠장은 ʻ4.6.2 띠장 및 버팀보에 작용하는 하중ʼ에서 구하여진 반력을 하중으로 하고, 버팀보를 지점으

로 한 단순보로써 계산한다. 기초와 굴착 평면형상이 장방형인 경우에는 띠장은 버팀보를 겸하게 되므

로 압축력을 고려할 필요가 있다.

버팀보의 압축이나 시공오차 등에 의한 지점이동 등을 생각할 수 있으므로 단순보로서 계산

한다. 토압은 띠장에 대해서 흙막이 말뚝 위치에서 작용하는 집중하중으로 재하된다. 그러

나 계산을 간단하게 하기 위해 그림 4.10, 그림 4.11과 같이 등분포하중을 받는 단순보로

서, 식 4.2에 따라 휨모멘트 · 전단력을 계산한다.

f   ․Z

W

×    ht

S

(4.2)

여기서, h : 플랜지의 높이 S : 지점전단력

t : 웨브의 두께 Z : 단면계수

제8-8 가설 구조물

839

버팀보

경사보강재

띠장

<그림 4.10> 경사보강재가 없는 경우 <그림 4.11> 경사보강재가 있는 경우

띠장과 버팀보를 겸함 부재

띠장

기초 버팀보

<그림 4.12>

제2권 교량

840

<그림 4.13> 휨모멘트에 의한 ℓ- w의 관계

제8-8 가설 구조물

841

<그림 4.14> 전단력에 의한 ℓ- w의 관계

제2권 교량

842

그림 4.12에 있는 단부의 띠장은 버팀보로도 작용하므로 휨과 압축을 받는 부재로 계산해

야 한다. 단부의 띠장을 버팀보로서 작용시키기 위해서는 우각부 연결재를 넣고 직교하는

띠장에 걸려 있는 힘이 축력으로 작용하도록 해야 한다.

경사보강재를 넣을 때의 지간은 (ℓ1 + ℓ2)로 한다(그림 4.11).

H형강 등의 띠장은 버팀보가 맞닿는 부분의 웨브가 국부좌굴을 일으키거나, 플랜지가 변형

하는 수가 있으므로 보강재를 넣어 보강할 필요가 있다.

식 4.2를 따라 구한 휨모멘트, 전단력의 계산결과를 그림 4.13, 그림 4.14에 나타낸다.

4.6.4 버팀보의 계산

(1) 버팀보에 작용하는 축력은 ʻ4.6.2 띠장 및 버팀보에 작용하는 하중ʼ에 계산된 반력과 버팀보의 분

담폭과의 곱으로서 구한다.

경사보강재

버팀보

띠장 4.6.2에서 구한 반력 ω

<그림 4.15> 버팀보에 작용하는 축력

(2) 버팀보의 온도변화에 의한 축력의 증가는 120 kN으로 한다.

(3) 버팀보에 작용하는 연직하중에 의하여 큰 휨모멘트가 버팀보에 작용한다고 생각되는 경우에는

(1), (2)의 축력과 휨모멘트가 작용하는 부재로서 계산한다.

(1) 버팀보 강재는 자중이 크고 철근부착 등 상재하중이 작용하는 경우도 많다. 상재하중의 크기

가 분명한 경우는 이 값과 축력을 이용하여, 축력과 휨이 동시에 작용하는 부재로서 휨작용

면 내의 휨좌굴과 휨작용면 이외의 횡방향좌굴에 대해서 ʻ도로교설계기준 강교 편 3.4.3 축

방향력 및 휨모멘트를 받는 부재ʼ에 의하여 검토할 필요가 있다.

또 상재하중이 불명확할 때는 강재자중으로 5 kN/m 정도의 연직하중을 고려한다.

버팀보의 좌굴길이에 대해서는 다음과 같이 생각한다.

제8-8 가설 구조물

843

(가) 버팀보의 연직방향에 대하여

(a) 중간말뚝이 없을 때는 버팀보 전 길이

(b) 중간말뚝이 있을 때는 그림 4.16에서 ℓ1, ℓ2, ℓ3 중 최대길이

단 이 경우에는 수평방향에 수평이음재나 버팀보가 직각으로 교차하여 설치된 것이

많으므로 횡좌굴에 대한 고려는 필요 없고 휨작용면 내의 휨좌굴만 고려하면 된다.

(나) 버팀보 수평방향의 검토에 대하여

(a) 1방향으로 버팀보가 들어 있을 때(터널굴착의 경우)

① 중간말뚝이 없는 경우

그림 4.17에서 수평이음재로 L-130을 사용할 때는 버팀보 전 길이 L1을 잡는다.

ㄷ-150을 수평이음재로 할 때는 2.5ℓ1, 2.5ℓ2, 2.5ℓ3 중 최대길이를 취한다.

단, 이 값이 버팀보 전길이 L1 보다 클 때는 전 길이 L1을 좌굴길이로 한다.

수평이음재

띠장

굴착저면

띠장

흙막이말뚝

흙막이말뚝

중간말뚝

중간말뚝 <

그림 4.16> 버팀보의 좌굴길이

수평이음재

버팀보

흙막이말뚝

흙막이말뚝

수평이음재

버팀보 전길이

<그림 4.17> 버팀보의 좌굴길이

제2권 교량

844

② 중간말뚝이 있는 경우

그림 4.18에서 수평이음재로 L-130을 사용할 때는 ℓ4 + ℓ5와 ℓ6 중 큰 쪽을

좌굴길이로 한다. 수평이음재에 ㄷ-150을 사용하면 2.5ℓ4, 2.5ℓ5 (단, 이 값이

ℓ4 +ℓ5를 넘는 경우는 ℓ4 +ℓ5)와 ℓ6 중 최대길이를 좌굴길이로 한다.

버팀보

흙막이말뚝

수평이음재

연직이음재

띠장

중간말뚝

<그림 4.18> 버팀보의 좌굴길이

(b) 2방향으로 버팀보가 들어 있을 때(기초굴착의 경우)

그림 4.19에서

① 버팀보 A에 대하여

ℓ1, ℓ2, ℓ3 중 최대길이를 좌굴길이로 한다.

② 버팀보 B에 대하여

1.5ℓ1, 1.5ℓ2, 1.5ℓ3 중 최대길이를 취하고 이 값이 버팀보 B의 전 길이를 넘는

경우는 버팀보 전 길이를 좌굴길이로 한다.

③ 버팀보 C에 대하여

1.5ℓ5, 1.5ℓ6 (단 이 값이 ℓ5 +ℓ6을 넘을 때는 ℓ5 +ℓ6)와 ℓ4 중 최대길이를

좌굴길이로 한다. 버팀보와 버팀보의 교점, 버팀보와 이음재의 교점은 각이 변화

하지 않는다는 가정에 기초하고 있으므로 교점은 강결된 것으로 한다.

중간말뚝을 좌굴구속점으로 보기 위해서는 버팀보와 중간말뚝은 강결된 것이어야

한다. 또 그림 4.20과 같이 경사보강재가 45ﾟ로 설치되어 있을 때는 이것을 좌굴

구속점으로 ℓ을 좌굴길이로 생각하여도 좋다.

제8-8 가설 구조물

845

버팀보가 휨좌굴, 또는 횡좌굴 중 어느 것에 의해서 결정되는 가는 각각의 세장비

ℓ/r(여기서 r은 단면 2차반지름)에 의해서 좌우되는 것은 물론이지만 다음과 같

이 판정할 수 있다.

중간말뚝

버팀보

흙막이말뚝

<그림 4.19> 버팀보의 좌굴길이

버팀보

경사보강재

중간말뚝

띠장

중간말뚝

<그림 4.20> 좌굴구속점과 좌굴길이

(다) 버팀보가 1방향으로만 들어갈 때

그림 4.21>에서 L을 버팀보 전 길이, ℓ을 수평이음재의 최대 간격길이로 하면(수평이음

재는 ㄷ-150으로 한다.)

(a) L ＞ 4.35 ℓ일 때는 휨좌굴로 결정된다.

(b) L ≤ 4.35 ℓ일 때는 횡좌굴로 결정된다.

제2권 교량

846

흙막이

수평이음재(ㄷ-150)

버팀보

H - 300

<그림 4.21> 버팀보의 좌굴(1방향 버팀보)

(라) 버팀보가 2방향으로 들어갈 때

그림 4.22에서 L을 버팀보 전 길이, ℓ을 버팀보 교점 최대 간격길이로 하면,

(a) L ＞ 2.6ℓ일 때는 휨좌굴로 결정된다.

(b) L ≤ 2.6ℓ일 때는 횡좌굴로 결정된다.

버팀보

버팀보

H - 300

H - 300

<그림 4.22> 버팀보의 좌굴(2방향 버팀보)

버팀보 축력 N과 좌굴길이 ℓ의 관계를 그림 4.23에 나타낸다.

4.6.5 이음재

이음재 간격은 4 m 이내를 원칙으로 한다.

버팀보가 연직방향이나 수평방향에 여러 개의 단으로 설치될 때 흙막이 전체의 강성을 늘리

고 버팀보의 좌굴길이를 작게 하기 위해서 수평이음재 및 수직이음재로 버팀보와 버팀보를

연결할 필요가 있다.

제8-8 가설 구조물

847

<그림 4.23> 버팀보 축력 N과 좌굴길이 ℓ의 관계

여기서는 최소의 강성을 유지하기 위해서 이음재의 간격을 정했다. 이음재는 L130×

130×9를 표준으로 하지만 좌굴을 구속하기 위해서는 ㄷ-150 정도의 것이 필요하다.

제2권 교량

848

4.6.6 경사보강재

(1) 경사보강재는 그림 4.24와 같이 45ﾟ 각도로 대칭으로 들어가는 것을 원칙으로 한다.

(a) 우각부 (b) 중간부

<그림 4.24>

(2) 경사보강재에 작용하는 축력은 다음 식에 의하여 계산한다.

N = 0.7(ℓ1 + ℓ2)w (4.3)

여기서, ℓ1, ℓ2 : 띠장의 지간

w : 띠장의 단위길이 당 작용하는 하중

(3) 경사보강재 설치부의 전단력은 다음 식에 의하여 계산한다.

S = 0.7N (4.4)

(4) 경사보강재의 자중은 무시하여도 좋다.

(1) 일반적으로 경사보강재는 45ﾟ로 설치하므로 이와 같이 정했다.

(2) 경사보강재 설치부의 볼트 또는 용접부는 반드시 검토해야 한다.

(3) 경사보강재의 지간은 일반적으로 짧으므로 자중의 영향은 무시한다.