사면안정

Ⅰ. 개 요

1. 도로의 사면은 강우, 강설, 배수불량 등 외적요인 및 기타 내적요인에 의해 사면붕괴 현상을 일으키며

2. 이러한 사면 붕괴현상은 중력작용에 의해 흙내부의 어느면에서 전단응력이 전단강도 보다 클 때 불안정하여 발생되게 된다.

3. 또한 평상시 안정상태의 비탈면이 우수침투에 의해 지반의 함수비 증가, 점착력과 내부 마찰각이 적어지고, 공극수압의 증대 및 전단강도의 급격한 저하 등의 요인과 상재하중의 작용시 붕괴가 촉진되게 된다.

4. 따라서 도로사면의 보호를 위한 조치를 계획 및 설계시 반영시켜 사면의 안정이 유지되도록 강구되어야 한다.

 

Ⅱ. 사면 불안정의 요인

1. 외적요인

1) 지형의 기하학적 변화(인위적 토공사, 유수에 의한 침식)

2) 토피 하중의 제거 (침식, 인위적인 절토)

3) 하중의 증가 및 충격․진동

4) 강우․배수 불량

5) 다짐부족, 기초지반처리 불량

2. 내적요인

1) 풍화작용(동결융해, 건조수축)

2) 침식작용

3) 진행성 파괴

 

 

Ⅲ. 사면붕괴 형태 및 원인

1. 무한사면

직선활동으로 완만한 사면에서 이동이 서서히 발생

2. 유한사면

① 원호활동

a. 저부붕괴 : 굳은 기반이 깊을 때

b. 사면선 붕괴 : 경사가 급한 경우

c. 사면내 붕괴 : 굳은 기반이 얇은 경우

② 대수나선활동 : 토층의 성상이 불균일한 경우

③ 복합곡선활동 : 얕은 토층이 얕은 곳에 위치할 때

 

 

 

Ⅳ. 사면붕괴 대책(설계, 계획)

1. 사면조사

1) 목적

① 지표 및 붕괴 형태 조사

② 지질구조 및 암질파악

③ 지형 및 단층 파쇄대 파악

④ 사면 안정 검토

2) 예비조사

① 주변 인근의 기존 절토, 성토, 비탈면 실태조사

② 관련 자료 수집

③ 지표 지질 조사(지층구조, 붕괴형태 등)

3) 본조사

① 물리탐사(탄성파 시험, 전기탐사)

② Boring 및 Sounding

③ 토질 및 암석 시험(전단강도, 밀도, 토양 시험)

④ 지하수 조사

⑤ 성토용 재료시험(흙의 다짐, 함수비 변화, 강도 특성)

⑥ 기상 및 흙의 공학적 특성

2. 사면 안정 검토

1) 안전율 : 안정계산시 안전율(Fs)는 1.3이상으로 한다.

2) 해석방법

① 전응력법 : 시공속도가 성토재료나 지반의 압밀속도보다 빠른 경우 비배수 조건하에서 간극수압 미고려시

w : 분할단면의 흙의 중량

c : 점착력

ℓ: 절편저변의 길이

θ: 사면 경사각

ø: 내부 마찰각

② 유효응력법 : 간극수압의 소멸이 많아 배수조건하에서 해석시

c‘ : 흙의 유효점착력(t/㎡)

u : 간극수압(t/㎡)

③ Taylor도표 : 개략적 안정 검토시 사용

3. 절토사면의 안정대책

1) 시공대책

① 경사조정 및 완화 ② 위험부분 제거 혹은 치환

③ 배수시설 설치

2) 사면보호

① 지표수 및 지하수 대책수립(도수로 설치) ② 그라우팅 실시

③ 철망 설치 ④ 숏크리트 타설

3) 사면보강

① 락볼트 및 어스앵커 설치 ② Doweing Bar 설치

③ 옹벽 설치 ④ 말뚝 설치

4) 낙석으로부터 보호

① 펜스설치

② 낙석위험지역을 안전지대로 설정

 

 

4. 성토사면의 안정대책

1) 시공시 대책

- 양질의 토사 사용

- 층다짐 및 사면다짐

- 기초지지력 확보 및 지하수 배수 대책 수립

- 사면경사 확보

- 소단설치

- 사면 다짐 실시

- 사면보호공 철저 시공

2) 사면보호공

- 식생에 의한 보호공(떼붙이기공, 식생공, 식수공, 파종공)

- 구조물에 의한 보호공(콘크리트 격자블럭공, 돌쌓기공, 돌붙임공, 뿜어붙이공, 철망)

- 배수대책(지표수 배제공, 지하수 배제 및 차단공, 비탈끝멈춤공)

- Sliding 억제공(배토공, 압성토공)

3) 사면 보강

- 억지말뚝공

- 앵커공, Rock Bolt, Doweling

- 옹벽공

- 보강토, Soil Nailing

 

 

Ⅴ. 결 론

1. 사면붕괴를 방지하기 위해 노선 선정시부터 충분한 조사 및 분석을 실시 계획, 설계에 반영

2. 사면보호 공법의 선정은 주변경관을 고려해야 하며, 특히 성토 비탈면의 경우 재료선정에 유의하고 다짐을 철저히 한다.

3. 사면붕괴의 주요인이 배수처리에 관계되는바 용수가 있는 곳의 배수공 설치를 철저히 하고, 비탈면 보호, 보강공을 적기에 해야 한다.