지침 한국도로공사_설계실무자료집_2011년_3-1_깍기비탈면 안정성 강화를 위한 지반조사 및 안정해석 관련기준 검토
2024.04.12 17:38
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3-1 깎기비탈면 안정성 강화를 위한 지반조사 및 안정해석 관련기준 검토 설 계 처-4578
(2010. 10. 8)
Ⅰ 검토 목적
『비탈면 설계․시공관리실태 특정감사』결과 지적된 지반조사결과
신뢰성 확보방안 등 8건에 대한 지반조사 및 안정해석 관련 기준을
검토하여 깎기비탈면 안정성을 강화하고자 함
Ⅱ 지반조사결과 신뢰성 확보방안 검토
표준관입시험 결과(N값) 보정 검토
가. 현 황
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구 분 |
현 황 |
비 고 |
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표준 관입 시험 |
타격방식 |
수동 및 자동타격방식 혼용 적용 |
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해머효율 |
해머종류에 따른 보정 - 도넛형 : 46%, 안전형 : 65%, 자동형 : 54% 등 |
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토질조사보고서 |
보정안한 N값만 표기 |
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☞ N값 보정 : ′ × × × × ×
′ 해머효율 60%보정한 N값, 측정한 N값, 유효응력, 해머효율, 시추공경 샘플러 종류 롯드길이
나. 문제점
◦ 표준관입시험기는 개인차, 해머모양, 체인상태 등에 따라 결과치 차
이 발생
◦ 토질조사보고서에 N값 보정에 대한 산출근거 미수록으로 결과치의
정확성 확인 곤란
다. 관련기준 및 타기관 사례
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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N치 보정기준 검토 (설계이 13202-285, 2000. 7. 20) |
․보정적용 방법 - 해머종류별 효율 : 도넛형(46%), 안전형(65%) 등 - 주상도 표기 : 보정안한 N값 표기 |
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80
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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구조물 기초 설계기준 해설 (국토해양부, 2009) |
․3.7.11 (2) N값의 보정 가. 해머의 효율 사용하는 장비의 에너지 효율을 직접측정하고 ...... 보고서상에 에너지효율을 반드시 기입하여야 한다. |
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한국토지주택공사 표준과업지침 (2009.12) |
․4.4.1 표준관입시험 4) 표준관입시험시 낙하방법은 자동낙하법으로 실시하고 ...... 5) ...... 조사장비마다 해머의 에너지 효율테스트를 실시하여야 한다. |
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.
라. 검토의견
◦ 표준관입시험 장비는 자동타격방법으로 시행
※ 현장여건이 장비진입이 곤란한 경우에 한하여 수동타격 시행
◦ 조사장비 해머의 에너지 효율테스트를 실시하여 보정치 적용
◦ 토질조사보고서에 N값 보정한 산출근거 수록
시료채취 방법 및 관리방법 검토
가. 현 황
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구 분 |
현 황 |
비 고 |
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시료 채취 |
․파쇄대 및 풍화대 존재여부와 관계없이 암질에 따라 다양한 코아배럴을 혼용적용 |
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시료 인계 |
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81
나. 문제점
◦ 시료채취시 파쇄대 및 풍화대 존재여부와 관계없이 암질에 따라
다양한 샘플러를 혼용 적용하여 회수율 저조
◦ 실시설계시 채취한 시료의 공사시행부서 인계 저조
다. 관련기준
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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건설공사 비탈면 설계기준 (국토해양부, 2006) |
․3장 지반조사 3.4.2 (3)시추조사 ② 시추는 원칙적으로 NX규격의 이중 코아배럴을 사용하고, 풍화대와 파쇄대 등에서는 코어회수율을 높이고 원상태의 시료를 채취하기 위하여 삼중코아배럴이나 D-3 샘플러를 사용할 수 있다. |
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깎기비탈면 설계기준 개선 (설계처-2692, 2008.10.17) |
․풍화대, 파쇄대구간에는 불교란 시료채취를 위한 삼중코아배럴 사용 |
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라. 검토의견
◦ 건설공사 비탈면 설계기준(국토해양부, 2006) 적용
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암질 |
시 추 |
샘플러 |
비 고 |
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토사 및 풍화암 |
이중코아배럴 |
스플릿스푼 샘플러 |
이중코아배럴 : D-2, D-3 코아배럴이 있음 |
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연암 이상 |
이중코아배럴(D-3) |
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풍화대 및 파쇄대 |
삼중코아배럴이나 D-3 코아배럴 사용 |
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◦ 실시설계시 채취한 시료는 공사부서에 인계하도록 과업지시서에
명기
82
지반조사 등급 검토
가. 현 황
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구 분 |
현 황 |
비 고 |
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지반조사 등급 분류 기준 |
․절토비탈면 설계변경 최소화대책(건설관리처-1841, 2008)
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나. 문제점
◦ 다양한 지역별 지반특성 미반영
◦ 비탈면 파괴원인을 반영한 구체적 조사기준 필요
다. 관련기준
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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암반사면 조사방법 개선검토 (설계이 13202-258, 2000. 6. 30) |
․4가지 조사등급 분류기준 제시 ․향후 추진계획 도로연구소(도로교통연구원)의 연구결과를 이용 하여 ...... 사면조사 방법 개선 |
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암반특성에 따른 절토사면 구배결정기준 연구 (도로교통연구원, 2001) |
․지반특성 및 파괴원인 분석을 고려한 구체적인 지반조사 등급제시
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83
라. 검토의견
◦ 암반특성에 따른 깎기비탈면 경사결정 기준연구(도로교통연구원,
2001)에 수록된 암반 등급 반영
◦ 풍화대 및 파쇄대 등 취약구간 추가조사 기준 보완
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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지반조사 등급 분류 기준 |
※ 본 지반조사 등급 외에 노선통과 인근지역 노출 암반 및 국도 비탈면 붕괴발생 등을 조사하여 취약구간(풍화대 및 파쇄대 등) 예상시 별도의 추가조사 계획 수립 |
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84
Ⅲ. 비탈면 안정해석 관련 설계검토
비탈면 안정해석 프로그램 활용 검토
가. 현 황
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구 분 |
현 황 |
비 고 |
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비탈면 안정해석 프로그램 |
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나. 문제점
◦ 프로그램별 특징 미 고려 적용
◦ 검토자마다 임의 적용으로 검토 효율 저하
다. 주요 프로그램 특징
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구 분 |
특 징 |
적용지반 |
적용공법 |
비고 |
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Talren |
전단력을 고려한 검토 |
토사, 풍화암 |
미보강, 네일, 앵커 |
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Slope/W |
침투해석을 고려한 검토 |
토사, 풍화암 |
미보강, 앵커 |
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Slide |
- |
토사, 풍화암 |
미보강 |
미사용 |
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Dips |
암반의 절리주향 및 경사분포 해석 |
암반 |
- |
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Rocplane |
암반의 평면파괴 검토 |
암반 |
록볼트 |
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Swedge |
암반의 쐐기파괴 검토 |
암반 |
록볼트 |
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라. 검토의견
◦ 현재 주로 사용하는 프로그램 특징을 고려하여 안정해석 수행
◦ 신규 프로그램 사용시 프로그램의 이론적 근거와 특징, 검증결과
(기존 프로그램과 결과치 비교 등)를 검토하여 적용
◦ 향후 설계시 프로그램 특징에 따라 사용하도록 과업지시서에 명기
85
구조물 기초하부 깎기비탈면 안정해석 의무화 검토
가. 현 황
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구 분 |
현 황 |
비 고 |
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구조물 기초하부 깎기비탈면 안정해석 |
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나. 문제점
◦ 깎기비탈면에 위치한 구조물 기초의 경우 기초하부 비탈면에 대
한 안정성 검토 소홀
◦ 구조물 앞채움부 쌓기부 안전율 적용 및 시추조사 미흡
다. 검토의견
◦ 구조물 기초하부의 깎기비탈면 안정해석 기준 마련
◦ 과업지시서에 명기하여 누락사례 방지
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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검토대상 |
구조물 기초하부의 깎기비탈면 |
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토질조사 |
구조물 기초부 시추공을 활용하되 시추심도 및 시험은 깎기비탈면 조사기준 적용 ※ 지형여건에 따라 구조물 기초심도 기준에 만족하지 못하는 경우는 구조물 기초심도 기준적용 |
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안전율 |
깎기비탈면 설계안전율 적용 |
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86
비탈면 안정해석 보강범위 및 보강공법 결정 검토
가. 현 황
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구 분 |
현 황 |
비 고 |
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보강범위 |
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보강공법 |
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나. 문제점
◦ 설계자마다 상세검토 없이 임의 적용으로 보강범위가 과다 또는 과
소 발생
◦ 보강공법 적용시 그라우팅 효과가 지반특성(지질, 절리, 파괴형태 등)에
따라 차이가 발생하나 상세검토 없이 임의 적용
다. 관련기준 및 문헌자료
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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전도파괴 범위 |
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87
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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보강공법 |
· FRP사면보강공법 적용성 검토(설계구10201-343, 2002.7) - 다단그라우팅 효과가 양호한 사질토 및 붕적토층, 절리면 간격이 좁은 풍화대 및 파쇄대로 하며, - 시공시 현장조건에 따라 적절한 공법으로 변경 가능 |
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· 비탈면 파괴원인 분석을 통한 깎기비탈면 설계기준 개선 (설계처-2692,2008.10)
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라. 검토의견
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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보강범위 |
․무보강으로 자립할 수 있는 한계자립 높이 검토(보강 범위 제외) ․한계자립 높이 이상 구간 중 가장 불리한 단면을 대표단면으로 적용 ※ 토층변화 및 지형여건 등을 고려하여 추가단면 적용 ․전도파괴 범위 : 30° 적용 |
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보강공법 |
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88
Ⅳ. 깎기비탈면 관련 설계 검토
깎기비탈면 옹벽 설계적용 검토
가. 현 황
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구 분 |
현 황 |
비 고 |
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깎기비탈면 옹벽 설계적용 현황 |
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나. 문제점
◦ 노선별로 상이한 공법명칭 및 단가 적용으로 일관성 결여
다. 관련기준
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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신기술․신공법 등 특정공법 설계적용관련 설계도서 작성 및 적용절차 검토 (설계처-1731,2010.4) |
․설계도서 : 유사공법이 있는 경우 - 설계도면, 설계예산서 등 : 특정공법 미표기 및 일반화된 명칭으로 표기 - 설계단가 : 3개이상 견적후 최저단가 적용 - 보 고 서 : 설계시 검토한 모든 공법 수록 |
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라. 검토의견
◦ 상기 방침에 따라 일반화된 명칭 및 단가 적용
- 공법명 : 깎기비탈면 보강옹벽 견적 최저단가
- 단 가 : 견적 최저단가
89
깎기비탈면 지반교란 최소화 검토
가. 현 황
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구 분 |
현 황 |
비 고 |
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비탈면 파괴원인 분석을 통한 깎기비탈면 설계기준 개선 (설계처-2692,2008.10) |
․과대발파로 인한 지반교란 최소화
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나. 문제점
◦ 발파공법 변경 검토시기, 검토방법 등 구체적인 방안 미흡
☞ 현장에서 실무적용 곤란
다. 관련기준
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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건설공사 비탈면 표준시방서 (국토해양부, 2006) |
․5장 비탈면 깎기 3.3.1 시공일반 (5) 발파에 의한 ...... 지형, 암질, 주위 환경을 고려하여 장약량을 조절해야 한다. (6) ...... 완성된 비탈면의 교란이나 이완 및 여굴이 최소화할 수 있도록 천공깊이, 간격, 방향, 장약랑 등을 세심히 주의해야 한다. |
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3.3.6 시험발파 시행방법 (1) 시험발파의 목적은 ...... 장약량과 천공규모를 달리하여 발파를 시행함으로써 파쇄효과 및 공해발생 정도를 분석..... (8) 시험발파시 ...... 파쇄암의 집적상태 및 크기, 비산석 상황, 굴착률, 대괴 발생량 등을 면밀히 관찰 및 기록하여 발주처에 보고 ..... |
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90
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구 분 |
내 용 |
비고 |
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깎기비탈면 관리강화를 위한 설계대책 검토 (설계처-6087,2009.12) |
․정밀깎기 비용 반영 - 과발파로 인한 암반비탈면 취약방지를 위해 최종 깎기비탈면 근접구간에 발파+브레이카 반영 |
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라. 검토의견
◦ 상기 방침에 따라 암반비탈면의 과발파로 인한 취약방지를 위해
정밀깍기비용 반영
Ⅴ. 개선방안
지반조사결과 신뢰성 확보방안
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구 분 |
당 초 |
개 선 |
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표준관입 시험결과 (N값)보정 |
타격 방식 |
· 자동 및 수동타격 혼용 |
· 자동타격방식 시행 |
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해머 효율 |
· 해머모양에 따라 46~65% 적용 |
· 조사장비 효율테스트 시행 적용 |
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보고서 |
· 보정안한 N값 표기 |
· N값 보정한 산출근거 수록 |
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시료채취 및 관리방법 |
시료 채취 |
· 스플릿스푼샘플러, D-2 및 D-3코아배럴, 삼중코아배럴 혼용사용 |
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시료 인계 |
· 분실 또는 미인계 |
· 실시설계시 채취한 시료는 공사부서에 인계하도록 과업지시서에 명시 |
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91
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구 분 |
당 초 |
개 선 |
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지반조사 등급분류 |
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※ 본 지반조사 등급 외에 노선통과 인근지역 노출 암반 및 국도 비탈면 붕괴발생 등을 조사하여 취약구간(풍화대 및 파쇄대 등) 예상시 별도의 추가조사 계획 수립 |
비탈면 안정해석관련 설계검토
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구 분 |
당 초 |
개 선 |
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비탈면 안정해석 프로그램 |
· 동일공법구간에도 특징을 고려 하지 않고 다양하게 적용 |
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구조물 기초하부 깎기비탈면 안정해석 의무화 |
· 본선부에 비해 상대적으로 소홀히 검토 · 구조물 앞채움시 쌓기부 안전율 적용 |
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92
깎기비탈면 관련 설계검토
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구 분 |
당 초 |
개 선 |
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비탈면 안정해석 보강범위 및 보강공법 |
보강 범위 |
· 가장 불리한 대표단면을 대상구간에 전체 적용 |
․무보강으로 자립할 수 있는 한계자립 높이 검토(보강 범위 제외) ․한계자립 높이 이상 구간 중 가장 불리한 단면을 대표단면으로 적용 ※ 토층변화 및 지형여건 등을 고려하여 추가단면 적용 |
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· 전도파괴 범위 20, 25, 30〫 임의적용 |
· 전도파괴 범위 30〫적용 |
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보강 공법 |
· FRP, 쏘일네일 등 지반특성에 따른 그라우팅 효과 검토 없이 임의적용 |
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깎기비탈면 옹벽 설계적용 |
· 절토부 보강토옹벽 등 다양한 명칭 및 단가 적용 |
· “깎기부 보강옹벽”으로 표기 및 견적 후 최저단가 적용 |
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깎기비탈면 지반교란 최소화 |
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· 정밀깎기 비용 반영 - 과발파로 인한 암반비탈면 취약방지를 위해 최종 깎기비탈면 근접구간에 발파+브레이카 반영 |
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Ⅵ. 적용방안
○ 설계중인 노선 : 본 방침 적용
○ 설계완료후 미발주 노선 : 보완설계시 본 방침 적용
붙 임 : 1. 과업지시서 대비표
2. 깎기비탈면 설계가이드 라인
고속도로 실시설계용역
과업지시서 개정내용
□ 개정내용
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주요내용 |
현 행 |
개 정 |
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토질조사 및 시험 |
가. 일반사항 |
가. 일반사항 또한 표준관입시험(SPT) 장비는 자동타격방법을 원칙으로 하며, 1년이내 해머의 에너지 효율테스트가 검증된 조사장비를 사용하도록 하며, 성과품에 표준관입시험 N치의 보정 산출근거를 수록하여야 한다. |
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나. 흙쌓기부 및 흙깎기부 7) 흙깎기부 |
나. 흙쌓기부 및 흙깎기부 7) 흙깎기부 ․구조물(교대 및 교각 등)기초의 하부 깎기비탈면 |
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다. 교량기초 및 터널부 |
다. 교량기초 및 터널부 4) 깎기비탈면내에 구조물(교대 및 교각 등)이 위치하는 경우에 대해서는 구조물이 위치하는 깎기비탈면에 대한 시추, 표준관입시험 등 설계에 필요한 시험을 실시해야 한다. 시추조사는 구조물 기초위치에서 수행하는 시추공을 활용하되 굴착심도 및 시험은 깎기비탈면 조사 시험기준에 맞추어 필요한 시험을 수행하여야 한다. 단, 구조물기초 심도기준에 만족하지 못하는 경우는 구조물 기초심도 기준을 적용한다. |
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제 4절 시료의 인계 가. 실시설계시 채취한 시료는 공사중 확인보링결과와 비교, 안정성 검토시 활용할 수 있도록 사업단 등 공사시행부서에 반드시 인계하여야 한다. |
□ 개정내용
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주요내용 |
현 행 |
수 정 |
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조사등급 분류기준 |
붙임#1 ▣ 조사등급 분류기준 가. A급 : 경상도 일대 퇴적암 지역 및 사전지표지질조사 결과 지역인근에서 산사태성 대규모 붕괴가 다수 발생한 지역으로 사면의 높이가 20m 이상인 경우 나. B급 : 경상도 일대 퇴적암 및 사전지표지질조사 결과 지역인근에서 절리방향이 불량하여 표준 사면경사로 시공시 붕괴가 다수 발생되는 지역으로 사면의 높이가 20m 이상인 경우 다. C급 : 절리방향이 불량하여 인근에서 사면붕괴가 종종 발생되는 지역, A․B등급에 해당하는 지역으로 사면의 높이가 20m 미만인 경우, 특별히 안정검토가 필요한 경우 라. D급 : 사면이 안정한 지역으로 소규모의 붕괴 또는 낙석발생이 우려되는 지역 및 단순 확장구간으로 기 노출된 사면으로 절리의 방향 및 거칠기등을 추정할 수 있는 구간 |
붙임#1 ▣ 조사등급 분류기준 가. A급 : 경상분지 퇴적암 지역 및 사전지표조사결과 지역인근에서 산사태성 대규모 붕괴가 다수발생한 지역으로 비탈면 높이가 15m이상인 경우 나. B급 : 경기육괴 및 영남육괴의 변성암지역, 옥천지향사대 퇴적암지역 및 사전지표조사결과 지역인근에서 절리방향이 불량하여 표준사면 경사로 시공시 붕괴가 다수 발생되는 지역으로 비탈면 높이가 20m이상인 경우 다. C급 : · 경상분지 변성암지역, 경기육괴 및 영남육괴 퇴적암지역, 옥천지향사대 석회암 및 퇴적변성암 지역 및 절리방향이 불량하여 인근에서 사면붕괴가 종종 발생하는 지역으로 비탈면 높이가 20m이상인 경우, · A, B등급에 해당하는 지역으로 사면높이가 A등급 15m미만, B등급 20m미만인 경우 라. D급 : · 화성암 지역 및 사면이 안정한 지역으로 소뮤모의 붕괴 또는 낙석발생이 우려되는 지역 및 단순확장구간으로 기 노출된 사면으로 절리의 방향 및 거칠기 등을 추정할 수 있는 구간 · C등급에 해당하는 지역으로 사면높이가 20m 이하인 경우 ※ 본 지반조사 등급외에 노선통과 인근지역 노출암반 및 국도 비탈면 붕괴발생 등을 조사하여 취약구간(풍화대 및 파쇄대 등) 예상시 별도의 추가조사 계획 수립 |
□ 개정내용
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주요내용 |
현 행 |
수 정 |
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토공설계 |
나. 흙깎기부 사면의 설계 |
나. 흙깎기부 사면의 설계 3) 구조물기초가 비탈면에 위치하는 경우 구조물 기초부 토질조사 결과를 바탕으로 기초 하부의 비탈면에 대한 안정해석을 실시하여야 한다. 4) 사면안정해석시 적용되는 프로그램은 해석목적에 부합하고 신뢰성을 확보하는 것으로 적용하여야 하며, 신규 프로그램 적용시 해당 프로그램의 이론적 근거 및 검증자료(기존 프로그램과 결과치 비교 등)를 보고서에 수록하여야 한다.
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