158

3-2 보강토옹벽 진동관리방안 검토 설 계 처-2679

(2009. 5. 18)

Ⅰ. 검토목적

o 보강토 옹벽이 기 설치된 구간에 인접하여 파일을 항타할 경우 보

강토 옹벽에 미치는 진동영향을 관리할 수 있도록 진동관리 방

안을 수립코자 함

Ⅱ. 현 황

o 기 설치된 보강토 옹벽에 파일항타

7 0 1

강 관PIL E끝선과 그리드 사이 이격거리0.33m

1 . 4 4 5

159

Ⅲ. 국내∙외 허용 진동기준

o 국내

구 분

진동 속도에 따른 규제 기준(단위 : cm/sec)

건 물 진 동 허용 진동치

서울시 지하철

시방기준

문화재, 정밀기기 설치기준 0.2

주택, 아파트 0.5

상가, 사무실, 공공건물 1.0

RC, 철골조 공장 4.0

노동부

(노동부고시

94-26호)

문화재, 컴퓨터 등 정밀기기 0.2

결함 또는 균열이 있는 건물 0.5

균열이 있고 결함없는 빌딩 1.0

회벽이 없는 공업용 콘크리트 구조물 1.0～4.0

국토해양부

도로공사노천발파

설계․시공지침

(2006.12)

진동예민 구조물(문화재등) 0.3

조적식 벽체와 목재 천장구조물(재래가옥등) 1.0

지하기초와 콘크리트 슬래브를 갖는 조적식 건물 2.0

철근콘트리트 중소형건축물(중, 저층 아파트등) 3.0

철근 콘크리트 대형건축물(고층아파트등) 5.0

국토해양부

구조물에 대한

발파진동 잠정

허용기준(안)

(2008. 9)

유적, 문화재, 컴퓨터 시설물 0.2

재래주택(조적식, 목재) 0.3

주택, 아파트 0.5

상업용 건축물 1.0

철근콘크리트 건물 및 공장 1.0～4.0

160

o 국외

진동치(단위 : cm/sec) 피 해 정 도

미국

(광무국 : USBM)

5.0 •안전 한계

13.8 •경미한 한계

19.4 •상당한 피해

캐나다

5.0 •안전율을 고려한 허용 진동한계

10 •피해가 일어나지 않는 정도

10～12 •건물의 피해 우려

일본 0.2

•안전율을 고려한 허용 진동한계

•구조물에 대한 피해보다는 인체의 반응에 기초한 규제

Ⅳ. 문제점

o 국내 허용진동기준의 경우 대상 구조물을 강성구조물로 분류

- 보강토 옹벽과 같은 연성구조물의 기준이 없음

o 파일의 항타진동이 보강토 옹벽에 미치는 영향에 대한 정량적인

해석 곤란

Ⅴ. 보강토 옹벽의 진동관리 방안

□ 시험시공 결과분석

구 분 시험내용 검토결과

미 국

콜로라도

․HDPE 지오그리드 보강재

를 사용한 보강토 옹벽에

말뚝 항타

․보강토 전면벽체에 손상이

없음

․말뚝 항타시 전면벽체의 변

위에 대하여 안전

161

구 분 시험내용 검토결과

당진

화력발전소

․강 보강재(RECO- BAR)를이용한 보강토 옹벽에 말뚝 항타(매입말뚝)

․보강토 옹벽에 경사계를 설치하여 말뚝항타에 따른 옹벽의 거동양상 정리

․항타시 진동값 : 0.36~2.84Kine

․경사계 측정치는 관리기준치 이내의 안정적인 거동

※ 관리기준 : 1/500

․말뚝 항타시 전면벽체의 변위에 대하여 안전

화성 밸리

신축공사

․블록식 보강토 옹벽에 말뚝

항타(매입말뚝)

․말뚝 항타시 전면벽체의 변

위 미발생

□ 관리 방안

o 설계

- 파일 항타에 의한 진동속도 추정(Attewell & Farmer 제안)

V  R W 

V : 최대진동속도 (mm/sec), W : 해머에너지 (KN-m)

R : 수평거리 (m)

- 보강토 옹벽의 허용 진동기준이 없으므로 국토해양부 구조물에 대

한 발파진동 잠정 허용기준(안)을 근거로 잠정적으로 진동속도

0.5cm/sec 적용

- 추정된 허용진동 영향반경 내(內) : 매입공법 적용

- 추정된 허용진동 영향반경 외(外) : 항타공법 적용

※ 주변환경 및 구조물의 현황을 조사하여 파일항타 공법 검토

162

o 시공

- 시공여건을 고려 가급적 파일항타 후 보강토옹벽 시공

- 설계 적용된 공법이 항타공법의 경우 시험항타를 통한 보강토

옹벽의 진동속도 및 변위계측

․ 항타시 허용진동값 이내로 관리

- 파일항타시 변위 발생 우려가 있는 경우 별도 대책방안 강구

o 현장계측

- 보강토 옹벽 전면벽체에 경사계, 진동측정기 설치

- 시험항타를 통해 진동속도 및 벽체 변위 계측

Ⅵ. 향후 조치사항

o 도로교통연구원과 협조하여 『파일항타로 인한 보강토 옹벽 영향

검토』연구과제 수행

Ⅶ. 적용 방안

o 설계중인 노선 : 본 방침 적용

o 설계완료 후 미발주 노선 : 본 방침 적용

붙 임 : 1. 이격거리별 항타 진동속도 추정

2. 사진대지(보강토 옹벽구간 파일시공)

163

【붙 임 1】

이격거리별 항타 진동속도 추정

□ 이격거리별 항타 진동속도 추정식

o Attewell & Farmer가 제안한 현장 실측과 결과치의 회귀분석

에 의한 제안식

V  R W 

여기서, V : 최대진동속도 (mm/sec)

W : 해머에너지 (KN-m)

R : 수평거리 (m)

□ 진동속도 산정

o 말뚝제원

구 분

외경

(mm)

두께

(mm)

탄성계수

(MPa)

허용항타응력

(MPa)

최종관입량

강관

말뚝

508 12 210,000 216

BPM≤500

또는

2mm이상

o 해머제원

구 분

해머중량

(kN)

낙하고

(m)

항타

효울

해머에너지

(kN․m)

비 고

유압해머 70

0.8

0.90

50.4 -

1.2 75.6 -

o 이격거리별 진동속도 (cm/sec)

낙하고

(m)

이격거리

10m 20m 30m 40m 50m 60m 70m

0.8 1.86 0.61 0.32 0.20 0.14 0.10 0.08

1.2 2.58 0.85 0.44 0.28 0.19 0.14 0.11

164

□ 검토단면

1. 옹벽높이 (H=3.0m) 인 경우

3.000

650 1.300 1.300

3.700

3.000

9.022

5.000

6.000

5.000

0.700

2.800

3.000

650 1.300 1.300

3.700

9.022

5.000

6.000

5.000

1.000

2. 옹벽높이 (H=4.0m~9.0m) 인 경우

4.000~9.000

650 1.300 1.300

3.700

4.000~9.000

9.022

5.000

6.000

6.000~11.000

0.700

4.000~9.000

650 1.300 1.300

3.700

9.022

5.000

6.000

6.000~11.000

3.800~7.800

3. 옹벽높이 (H=10.0m) 인 경우

650 1.300 1.300

3.700

10.000

10.000

9.022

5.000

6.000

12.000

0.700

10.000

650 1.300 1.300

3.700

9.022

5.000

6.000

12.000

1.550

8.000