3장 얕 은 기 초.

Presentation on theme: "3장 얕 은 기 초."— Presentation transcript:

1 3장 얕 은 기 초

2 3.1 얕은 기초의 개요 및 시공일반 3.1.1 개요 1 얕은 기초(shallow foundation) : 지표면 부근의 지반이 지반공학적인 측면에서 양호한 상태를 나타내고 있을 경우, 상부구조물에서 전달되는 하중을 확대된 단면을 통해 지표면 혹은 상부지층에 직접 전달시키는 형식의 기초구조물 기초 폭(B)와 근입깊이(Df)의 비가 대체로 1.0이하인 경우 (Df/B≤1) 2 그림 3.1 얕은 기초의 분류 2

3 3.1.2 기초형식의 분류 및 선정요인 그림 3.2 확대기초

4 3.1.2 기초형식의 분류 및 선정요인 표 3.1 얕은 기초 형식 및 용도 기초형식 기초의 용도 확대기초
가장 일반적인 직접기초 형태로 한 개의 기둥만을 지지하는 경우에 적용 정사각형 독립 확대기초는 정사각형 또는 원형의 기둥을 지지하는데 가장 경제적 직사각형기둥 또는 벽체에 대해서는 직사각형 기초가 경제적 2개의 기둥이 근접하고 있어 독립 확대기초를 2개 설치하기 힘든 경우 기둥이 용지경계선에 극히 접근하고 있어서 독립 확대기초가 인접지를 침범하지 않도록 설치하면 심한 편심이 생겨서 불리한 경우에 적용 기초지반의 지지력이 클 때에는 복합기초보다 캔틸레버식 또는 연결형식인 스트랩(strap)을 사용하는 것이 경제적 연결보인 스트랩이 큰 경우나, 스트랩을 깊은 위치에 시공하여야 하는 경우에는 복합 확대기초가 경제적 전면기초 기초지반의 지지력이 작아서 개개의 확대기초를 하나의 큰 슬래브로 연결하여 지반에 작용하는 단위압력을 감소시키려는 경우에 적용 과도한 침하를 방지하기 위해 사질토 지반인 경우 N치 10이상인 경우에만 적용

5 3.1.2 기초형식의 분류 및 선정요인 표 3.2 얕은 기초와 깊은 기초의 특성 비교 기초형식 얕 은 기 초 깊 은 기 초
말 뚝 기 초 케 이 슨 기 초 하중지지개념 연직력 : 저면반력 수평력 : 기초저면의 전단저항 (마찰저항) 연직력 : 선단저항 및 주면마찰저항 수평력 : 말뚝 휨강성 및 주변지반의 수동저항 수평력 : 측면반력 및 전단저항 (마찰저항) 적용기준 심도 : 최대 6.0m 내외 연직하중 : 제한없음 터파기 영향권내 장애물이 없고 시공 중 배수처리가 곤란하지 않 을 것 심도 : 6~12 m 말뚝 1본당 연직하중 기성말뚝 : 1,000kN 내외 현장타설말뚝 : 5,000kN 내외 현장 및 하중조건에 따라 기성말뚝과 현장타설말뚝으로 나누어 적용 심도 : 6~30 m 정도가 일반적 m 이상의 대심도에서도 적 용가능 연직하중 : 15,000 kN 이상 지하수 영향 큰 지역, 하상, 수상 등 특수지역 공법별 구분 독립확대기초 복합확대기초 연속확대기초 켄틸레버확대기초 전면기초 항타말뚝 매입말뚝 속파기말뚝 현장타설말뚝 오픈케이슨 공기케이슨 특수케이슨 강관널말뚝웰

6 3.1.3 시공 일반 얕은 기초의 사용 : 굴착 가능한 저심도 부근에 양질의 지지층이 존재하는 경우 시공 순서 : 흙막이 굴착
본체 시공 되메우기 그림 3.3 기초시공을 위한 터파기 그림 3.5 완성된 확대기초 그림 3.4 기초 콘크리트 타설 방법

7 3.1.3 시공 일반 표 3.3 얕은 기초의 시공방법 기초형식 오픈컷공법 H형말뚝 + 토류판공법 쉬트파일공법 개념도 개요
자연기울기로 터파기 H형말뚝 항타+굴착+토류판 쉬트파일 항타+굴착 장점 공정이 단순, 소음진동이 작음 공사비 저렴, 공기가 짧음 터파기량이 적어 부지활용이 용이 강성이 커 인근벽체 변위 억제 벽체 및 차수겸용 단점 지하수 및 우수에 의한 붕괴우려 지수효과가 적고 차수공법 필요 연약지반 굴착 시 붕괴우려 항타 시 소음, 진동이 크게 발생 공사비 및 공기측면에서 불리 항타 시 소음 진동발생 자갈 및 전석층에 시공곤란 공사비 및 공기 측면에서 불리 대상지역 지하수위가 낮고 굴착심도가 깊지 않은 구간 부지여유가 많은 경우 오픈컷 공법이 불가한 경우 굴착심도가 깊고, 지하수위가 낮은 곳 굴착심도가 깊고, 지하수위가 깊은 곳

8 3.2 얕은 기초의 극한지지력 3.2.1 파괴 형태 그림 3.6 극한 파괴 형상

9 그림 3.7 모래질 지반에서 원형기초의 파괴모드 (Vesic, 1973)
3.2.1 파괴 형태 ◆ Vesic(1937)의 모래질 지반에서의 하중 재하 시험 결과 1 암반, 비배수 점성토 지반에 설치된 얕은기초의 경우, 주로 전반 전단파괴 발생 상대밀도가 67%보다 큰 조밀한 사질토지반에 설치된 얕은 기초의 경우, 주로 전반 전단파괴 발생 상대밀도가 30~67% 정도인 느슨~중간 조밀한 사질토 지반에 설치된 얕은 기초의 경우, 주로 국부 전단파괴가 발생 상대밀도가 30% 미만인 매우 느슨한 사질토 지반에 설치된 얕은 기초의 경우, 주로 펀칭 전단파괴가 발생 2 3 4 그림 3.7 모래질 지반에서 원형기초의 파괴모드 (Vesic, 1973) 9

10 3.2.2 Terzaghi의 극한지지력 ◆ Terzaghi에 의한 지지력 산정이론의 가정사항
1 기초의 근입깊이는 기초폭보다 작거나 같음 (Df≤B) 기초저면에는 기초와 지반면 사이에 미끄러짐 현상이 발생하지 않음 기초하부 지반은 균질하며, 지반의 파괴형상은 전반 전단파괴 지반에는 압밀현상이 발생하지 않음 기초는 지반에 비하여 매우 강성이 큼 지표면과 기초 근입깊이 사이의 상재압 구간에서는 전단저항이 발휘되지 않음 기초에 모멘트는 작용하지 않음 2 3 4 5 6 7 10

11 그림 3.8 Terzaghi의 지지력 산정을 위한 지반파괴 현상

12 3.2.2 Terzaghi의 극한지지력 ◆ Terzaghi에 의한 극한지지력 산정식 (3.1) (3.2) (3.3) (3.4)
여기서, = 지지력계수 = 점착력, 단위중량 = 기초폭 , = 기초형상계수 = 내부마찰각

13 3.2.2 Terzaghi의 극한지지력 ◆ 국부전단파괴시 점착력(c*)과 전단저항각(φ) (3.5)

14 3.2.2 Terzaghi의 극한지지력 표 3.4 Terzaghi의 지지력 계수

15 3.2.2 Terzaghi의 극한지지력 표 3.5 기초형상에 따른 지지력 계수 기초면의 형상 연속형 정사각형 원형 직사각형 α
1.0 1.3 B/L β 0.5 0.4 0.3 B/L

16 3.2.3 일반적인 극한지지력 공식 ◆ Meyerhof(1963) (3.6) 여기서, = 형상계수 = 깊이계수 = 하중경사계수
여기서, = 형상계수 = 깊이계수 = 하중경사계수 (3.7) (3.8) (3.9) 여기서, = 지지력계수

17 3.2.3 일반적인 극한지지력 공식 ◆ Meyerhof(1963) ① 형상계수 (3.10) (3.11) ② 깊이계수
③ 하중경사계수 ∴αL = 작용하중 방향이 연직면과 이루는 각도 (3.10) (3.11) (3.12) (3.13) (3.14) (3.15)

18 3.2.3 일반적인 극한지지력 공식 표 3.6 Meyerhof의 지지력 계수

19 3.2.3 일반적인 극한지지력 공식 계수 관계 출처 형상계수 깊이계수 경사계수 De Beer(1970)
표 3.7 여러 문헌의 형상계수, 깊이계수, 경사계수 계수 관계 출처 형상계수 De Beer(1970) Meyerhof(1953) 깊이계수 Hansen(1970) Meyerhof(1963) 경사계수 Meyerhof(1963); Hanna와 Meyerhof(1981)

20 3.2.4 순 극한지지력 ◆ 허용지지력 (3.16) ∴ = 허용지지력, = 극한지지력, = 안전율 ◆ 순 극한지지력
∴ = 허용지지력, = 극한지지력, = 안전율 ◆ 순 극한지지력 (3.17) ∴ = 상재하중 ◆ 강도정수에 직접 안전율을 적용 (3.18) (3.19) ∴ = 점착력과 전단파괴에 대한 안전율 = 1.4~1.6

21 3.3 지하수위를 고려한 얕은 기초의 지지력 그림 3.9 지하수위와 흙의 단위중량의 보정

22 3.4 편심 하중을 받는 기초 ◆ 극한지지력 (3.20) 여기서, 산정시 유효크기( , ) )사용
그림 3.10 편심하중을 받는 기초의 유효크기 ◆ 극한지지력 (3.20) 여기서, 산정시 유효크기( , ) )사용 산정시 본래의 기초크기( , ) 사용 ◆ 극한하중 : (3.21)

23 3.4 편심 하중을 받는 기초 (a) 일 때, * 최대압력 : * 최소압력 : (3.22) (3.23)
그림 3.11 편심하중을 받는 기초의 압력분포 (a) 일 때, * 최대압력 : * 최소압력 : (3.22) (3.23)

24 3.4 편심 하중을 받는 기초 그림 3.11 편심하중을 받는 기초의 압력분포 (b) 일 때, (3.24)

25 3.5 복합지반에서의 지지력 산정 3.5.1 전단파괴면을 고려한 층상지반
그림 3.12 층상지반에 축조된 연속기초의 지지력 (a) 상부의 단단한 토층이 충분하지 못한 경우 ( > ) 여기서, = 기초폭, = 부착력(adhesive force)= , = 단위 부착력(점착력), = 와 에 작용하는 단위길이당 수동토압 = 바닥층의 지지력, = 수동토압( )의 수평분력 경사 (3.25)

26 3.5.1 전단파괴면을 고려한 층상지반 (a) 상부의 단단한 토층이 충분하지 못한 경우 ( > ) (계속) (3.26)
여기서, = 수동토압계수의수평성분, =관입전단계수 여기서, 관입전단계수( )는 (3.26) (3.27) (3.28) (3.29)

27 3.5.1 전단파괴면을 고려한 층상지반 그림 3.13 Meyerhof와 Hanna의 관입전단계수, (1978)

28 3.5.1 전단파괴면을 고려한 층상지반 (a) 상부의 단단한 토층이 충분하지 못한 경우 ( > ) ; 직사각형기초
여기서, 및 는 여기서, 는 토층 1층과 2층에 대한 형상계수 (3.30) (3.31) (3.32) (b) 상부의 단단한 토층이 충분한 경우 ( < ) ; → 지반내의 전단파괴면이 상부층에서 발생하므로, 일반적인 지지력 산정방법 적용

29 3.5.1 전단파괴면을 고려한 층상지반 (a) 상부의 단단한 토층이 충분하지 못한 경우 ( > ) ; 직사각형기초
1. 포화된 연약점토층 위에 단단한 모래층이 형성된 층상지반 (마찰각=0) 여기서, (3.33) (3.34) (3.35)

30 3.5.1 전단파괴면을 고려한 층상지반 (a) 상부의 단단한 토층이 충분하지 못한 경우 ( > ) ; 직사각형기초
2. 연약한 모래층 위에 단단한 모래층이 있는 층상지반의 경우 (점착력=0) 여기서, (3.36) (3.37) (3.38)

31 3.5.1 전단파괴면을 고려한 층상지반 (a) 상부의 단단한 토층이 충분하지 못한 경우 ( > ) ; 직사각형기초
3. 연약포화점토 위에 단단한 포화점토가 위치한 지반의 경우 (비배수조건하 마찰각=0) 여기서, (3.39) (3.40) (3.41)

32 그림 3.15 균질한 두 층의 점토지반이 존재하는 경우의 Nc
3.5.2 NAVFAC의 수정지지력계수에 의한 방법 두층의 각각 균질한 점토지반이 존재하는 경우 그림 3.15 균질한 두 층의 점토지반이 존재하는 경우의 Nc

33 그림 3.16 비배수전단강도가 변하는 점토지반이 존재하는 경우의 Nc
3.5.2 NAVFAC의 수정지지력계수에 의한 방법 2. 상부층의 비배수전단강도가 깊이에 따라 변하는 점토지반이 존재하는 경우 그림 3.16 비배수전단강도가 변하는 점토지반이 존재하는 경우의 Nc

34 3.6 현장시험을 이용한 지지력 산정 3.6.1 개요 점착력과 마찰각으로 대면되는 강도정수의 추정은 극한지지력산정에 있어 1
필수적으로 요구되는 사항 풍화토와 같은 국내에서 흔히 관찰되는 기초지반에서는 강도정수 추정을 위한 시료채취가 어려움 현장실험결과를 이용한 지지력 추정방법이 실무에서 빈번히 사용됨 (SPT, CPT) 1 2 3

35 그림 3.17 기초폭에 따른 허용지지력 qall(net)(Bowles, 1988)
3.6.2 SPT, CPT를 이용한 지지력 공식 ◆ Meyerhof (1956) (3.42) (3.43) 그림 3.17 기초폭에 따른 허용지지력 qall(net)(Bowles, 1988)

36 3.6.2 SPT, CPT를 이용한 지지력 공식 ◆ Bowles (3.44) (3.45)
여기서, = 깊이계수 = , = 허용침하량 (mm), = 기초 폭 (m) ◆ Meyerhof (1956) (3.46) (3.47)

37 3.6.3 평판재하시험에 의한 지지력 1. 개요 평판: 원형, 두께 25mm, 직경 150mm~762mm, 강재
굴착깊이(Df)에서 굴착단면의 최소직경은 4B(B=시험판의 직경) 시험판을 굴착단면의 중앙에 위치시킨 후, 유압잭을 사용하여, 예상되는 극한하중을 4~5단계로 나누어 단계별 하중재하 침하량이 최소 25mm에 이를때까지 수행 그림 3.18 평판재하시험

38 3.6.3 평판재하시험에 의한 지지력 2. 평판재하시험에 의한 지지력 추정 (3.48) (3.49)
여기서, = 실제 기초의 극한지지력, = 평판시험의 극한지지력, = 실제 기초의 폭, = 평판의 폭 3. 침하를 고려한 평판재하시험 결과의 해석 (3.50) (3.51)

39 3.6.3 평판재하시험에 의한 지지력 표 3.8 평판재하시험 시간대별 하중-침하량 관계(예)

40 3.6.3 평판재하시험에 의한 지지력 4. 평판재하시험 분석 방법 (1) P-S 그래프 분석법
평판재하시험에서 얻어진 하중과 그 하중단계에서의 15분 경과시의 최종 침하량을 선형으로 도시 항복하중 : 침하량이 급격하게 발생하는 지점에서의 접선과 최종침하량 발생지점에 서의 접선의 교차점의 하중 그림 3.19 P-S 그래프

41 3.6.3 평판재하시험에 의한 지지력 4. 평판재하시험 분석 방법 (2) Log P-Log S 그래프 분석법
P-S분석의 단점을 개선하기 위하여 각 축을 양대수(log-log) 스케일로 도시 항복하중: 그래프 상에서 최대 곡률점이 꺾이는 지점의 하중 그림 3.20 Log P-Log S 그래프

42 3.6.3 평판재하시험에 의한 지지력 4. 평판재하시험 분석 방법 (3) S-Log t 그래프 분석법
시간경과에 따른 침하량 그래프에서 시간축을 Log scale로 도시 항복하중 : 하중단계 중 하중 증가시 시간경과에 따라 침하량이 크게 증가할 때의 하중 항복하중 : 188.2kN/m2 그림 3.21 S-Log t 방법

43 3.6.3 평판재하시험에 의한 지지력 4. 평판재하시험 분석 방법 (4) P-dS/d(Log t) 그래프 분석법
항복하중 : 하중이 증가함에 따라 증가하는 침하속도가 급작스럽게 증가하는 하중단계 항복하중 : 141.1kN/m2 그림 3.22 S-Log t 방법

44 3.6.3 평판재하시험에 의한 지지력 4. 평판재하시험 분석 방법 (5) Chin의 극한하중 판정법
쌍곡선 이론에 근거하여 하중-침하형태를 쌍곡선(hyperbolic) 형태로 가정 극한하중을 확인하지 못한 실험결과로부터 극한하중을 추정할 때 사용 극한하중 : , 허용하중 : 극한하중에 안전율 3을 적용하여 산정 그림 3.23 S-Log t 방법

45 3.7 암반 위에 놓인 얕은 기초의 지지력 그림 3.24 암반상 기초의 파괴형태
표 3.9 일본도로교 시방서 – 암반의 최대 지반반력의 상한치 암반의 종류 최대지반반력(kN/m2) 기준으로 하는 값 평 상 시 지 진 시 일축압축강도 (kN/m2) 공내재하시험에 의한 변형개수 (kN/m2) 경함 균열이 적음 24,500 36,750 9,800 이상 490,000 이상 균열이 많음 9,800 14,700 490,000 미만 연암, 이암 5,880 8,820 980 이상

46 3.7 암반 위에 놓인 얕은 기초의 지지력 표 3.10 암반상 기초의 지지력 산정식 검토 방법 제안자. 기준
허용지지력 산정방법 비고 정역학적 지지력 공식 Hoek-Brown 암반등급분류(RMR)에 따라 큰 편차 Bell 절리간격이 매우 좁은 암반에 적용 형상계수, 지지력계수 이용 경험식 이용 캐나다 기초 공학 매뉴얼 암반 불연속면 간격을 고려한 경험계수 사용 안전율 3을 포함한 계수 사용 현장시험 공내재하시험 공내재하시험을 이용하여 허용지지력 산정 관련문헌이용 일본도로교 시방서 지지층 종류 및 현장연경도 상태에 따른 확대기초의 경험치 제안 구조물기초 설계기준 지지층 종류 및 현장 연경도상태에 따른 확대기초의 경험치 제안

47 3.7 암반 위에 놓인 얕은 기초의 지지력 표 3.11 구조물기초설계기준(일부발췌) (US Department of the NAVY, 1982) 지지층 현장 연경도 상태 허용지지력 (kN/m2) 범 위 추 천 값 괴상의 결정질 화강암, 변성암 : 화강암, 섬록암, 현무암, 완전히 고결된 역암 경질의 신선한 암 6,370~10,486 8,428 퇴적암 : 시멘트화된 경질의 셰일, 실트암, 사암, 동공이 없는 석회암 중간경질의 신선한 암 1,568~2,646 2,107 풍화되거나 파쇄된 모암, 이질암 (셰일) 이외의 모든 암, RQD<25% 연 암 833~1,274 1,029 연한 암반이나 사질토 지반에서 기초는 인접 최저 지표고로부터 최소 0.5M는 근입되어야 함 상기에서 규정한 최소 근입깊이(0.5m)로부터 근입깊이가 0.3m 증가할 때마다 경험값을 5% 할증하여 사용

48 3.8 얕은 기초의 침하량 산정 3.8.1 개요 ◆ 침하량 (3.52) 여기서, = 전침하량 = 즉시침하량 (또는 탄성침하량)
여기서, = 전침하량 = 즉시침하량 (또는 탄성침하량) = 압밀침하량 = 2차 압밀 침하량

49 3.8 얕은 기초의 침하량 산정 3.8.1 개요 ◆ 침하량 예측 절차
지하수위를 포함한 지층 구성을 파악하고, 심도별 응력을 계산 시공단계 및 완공 후 운영단계에서의 기초에 가해지는 하중의 크기 및 시간에 따른 재하율을 파악 하중에 의한 지중응력 증가량을 구함. 하중 재하폭이 검토대상 지층 두께에 비해 상당히 넓은 경우 1차원 압축거동으로 응력 증가량을 작용 하중으로 볼 수 있음. 반면, 얕은 기초와 같이 일반적으로 재하폭이 검토대상 지층 두께 이하인 경우 지중응응력 증가량은 탄성이론, 경험식, 수치해석 등으로 구함. 선행압밀하중을 파악하여 지반이 정규압밀 거동인지 과압밀 거동인지 파악 압밀침하량을 계산 2차 압밀침하량을 구함 2 3 4 5 6 49

50 3.8.2 탄성이론에 의한 탄성침하량 계산 1. 접지압과 침하 그림 3.25 연성기초에서의 침하와 접지압
그림 3.26 강성기초에서의 침하와 접지압

51 3.8.2 탄성이론에 의한 탄성침하량 계산 2. 탄성론에 근거한 측지침하량의 계산 (3.53) 여기서, = 지표면의 즉시침하량
여기서, = 지표면의 즉시침하량 = 기초의 형상 및 강성에 따른 계수 (표 3.12) = 등분포하중의 크기 = 기초의 재하 폭 (그림 3.27 참조) = 지반의 탄성계수 (비배수 조건) = 지반의 포아송비 그림 3.27 계수 Cs 결정을 위한 기초의 형상 및 조건

52 3.8.2 탄성이론에 의한 탄성침하량 계산 표 3.12a 기초의 강성 및 형상에 따른 계수 Cs(지지층이 없는 경우) (NAVFAC DM7, 1982) 기초의 형상 및 강성 중심부 외곽부 긴 쪽 방향 모서리의 중심 평균값 원형(연성) 원형(강성) 정사각형(연성) 정사각형 (강성) 직사각형 (연성) 길이/폭(L/B) 2 5 10 직사각형 (강성) 1.00 0.79 1.12 0.82 1.53 2.10 2.56 1.6 2.0 0.56 0.76 1.05 1.28 0.64 1.68 0.85 0.95 1.30 1.82 2.24

53 3.8.2 탄성이론에 의한 탄성침하량 계산 표 3.12b 기초의 강성 및 형상에 따른 계수 Cs(지지층이 없는 경우) (NAVFAC DM7, 1982) H/B 원형기초의 중심 직사각형 연성기초의 경계 기초의 직경 L/B=1 L/B=2 L/B=5 L/B=10 L/B=∞ (연속기초) 지반의 포아송비 =0.5 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 5.0 10.0 0.00 0.14 0.35 0.48 0.54 0.62 0.69 0.74 0.05 0.15 0.23 0.29 0.36 0.44 0.04 0.12 0.22 0.40 0.52 0.64 0.10 0.18 0.27 0.39 0.55 0.76 0.26 0.38 0.77 0.37 0.73 =0.33 0.20 0.51 0.57 0.70 0.09 0.19 0.32 0.46 0.49 0.08 0.28 0.34 0.56 0.66 0.16 0.25 0.60 0.80 0.45 0.61 0.82 0.81

54 그림 3.28 근입깊이를 고려한 즉시침하 계산을 위한 영향계수 I1, I2 (Christian과 Carrier, 1978)
3.8.3 지반에 근입된 기초의 즉시 침하량 ◆ 즉시침하량 산정법 (3.54) 여기서, = 기초의 폭, 지지층 심도에 대한 침하영향계수 (그림3.28) = 기초의 근입깊이에 대한 침하영향계수 (그림 3.28) 그림 3.28 근입깊이를 고려한 즉시침하 계산을 위한 영향계수 I1, I2 (Christian과 Carrier, 1978)

55 3.8.4 Schmertmann의 방법 (사질토에서의 탄성침하량)
◆ 즉시침하량 산정법 (3.55) 여기서, = 임의의 층에 대한 변형률 영향계수 (그림 3.29) = 기초의 근입깊이에 대한 보정계수 = = 흙의 크리프 (creep)에 대한 보정계수 = = 기초 바닥면의 재하응력(상부 및 기초구조물과 뒤채움재에 의한 하중포함) = = 굴착깊이에 해당하는 상재압 = 각 지층의 두께 = 각 지층의 탄성계수

56 3.8.4 Schmertmann의 방법 (사질토에서의 탄성침하량)
그림 3.29 변형률 영향계수 Iz

57 3.8.4 Schmertmann의 방법 (사질토에서의 탄성침하량)
◆ Salgado (2008) ; 일반적인 사각형 형태의 기초 (3.56) 여기서, = 변형률 영향깊이, = 기초의 길이, = 기초의 폭 = 기초저면 깊이에서의 변형률영향계수 = 최대변형률영향계수에 해당하는 깊이 = 최대변형률영향계수 = 깊이 에서의 상재압 (3.57) (3.58) (3.59)

58 3.8.4 Schmertmann의 방법 (사질토에서의 탄성침하량)
◆ 탄성계수 ◆ SPT (3.60) ◆ CPT (3.61) (3.62) (3.63)

59 그림 3.30 깊이별 콘관입치 및 변형률 영향계수(축대칭 조건)
3.8.4 Schmertmann의 방법 (사질토에서의 탄성침하량) 그림 3.30 깊이별 콘관입치 및 변형률 영향계수(축대칭 조건) 그림 3.31 깊이별 변형률 영향계수(직사각형 기초)

60 3.8.5 수정 Skempton-Bjerrum 방법
◆ 압밀침하량 산정 (3.64) 여기서, = 압밀침하량 = 점토층의 초기 간극비 = 간극비의 변화량 = 연직유효응력의 증가량 = 체적 압축계수 (3.65)

61 3.8.5 수정 Skempton-Bjerrum 방법
◆ 3차원 효과를 고려한 간극수압의 증가량 그림 3.32 원형기초 하중에 따른 응력 증가량 여기서, = 간극수압계수 = 연직응력의 증가량 = 수평응력의 증가량 (3.66)

62 3.8.5 수정 Skempton-Bjerrum 방법
◆ 3차원 효과를 고려한 압밀침하량 산정 여기서, = 원형기초에 대한 침하비 = 원형기초에 의한 압밀침하량 = 1차원 압밀침하량 = 압밀점토층의 두께 (3.67) ◆ 1차원 압밀침하량에 대한 원형기초의 침하량 비 (3.68)

63 3.8.5 수정 Skempton-Bjerrum 방법
그림 3.33 원형기초 하중에 따른 응력 증가량

64 그림 3.34 허용 침하의 정의에 대한 매개변수 (redrawn after Wahls, 1981)
3.9 건물의 허용침하량 및 설계기준 3.9.1 허용침하량 그림 3.34 허용 침하의 정의에 대한 매개변수 (redrawn after Wahls, 1981)

65 패널식 벽과 벽돌벽에 상당한 균열이 발생되는 한계
3.9 건물의 허용침하량 및 설계기준 3.9.1 허용침하량 ◆ Skmpton과 MacDonald (1956) : 허용침하량 기준 (각변위) 표 3.13 Bjerrum이 제안한 각변위의 한계 (Bjerrum, 1963) 구조물의 잠정적 손상 한계 η 침하에 예민한 기계 기초의 위험 한계 1/750 사재를 가진 뼈대 구조물의 위험 한계 1/600 균열을 허용할 수 없는 건물에 대한 안전 한계 1/500 패널식 벽에 첫 균열이 예상되는 한계 1/300 고가 크레인의 작업이 곤란한 한계 강성 고층건물의 기울어짐이 눈에 보이는 한계 1/250 패널식 벽과 벽돌벽에 상당한 균열이 발생되는 한계 1/150 보통 건물의 구조적 손상이 예상되는 한계 연성 벽돌벽에 대한 안전 한계, L/H 〉4

66 3.9 건물의 허용침하량 및 설계기준 3.9.1 허용침하량 표 3.14 Polshin과 Tokar(1957)의 허용침하량의 기준 구조물의 종류 모래와 단단한 점토 소성점토 (a) η 공공건물 및 산업용 건물의 기둥기초: 강구조와 철근 콘크리트 구조물 벽돌벽으로 시공된 기둥의 가장자리 열 부등침하가 발생해도 이차변형이 일어나지 않는 구조물 굴뚝, 탑, 사일로 등의 기울어짐 크레인용 레일 0.002 0.007 0.005 0.004 0.003 0.001 (b) △/L 벽돌벽: 다층주거용 및 공공건물 L/H ≤ 3인 경우 L/H ≥ 5인 경우 단층공장 0.0003 0.0005 0.0010 0.0004 0.0007

67 활하중의 일부가 일시적으로 작용할 때(지진, 눈, 바람 등)
3.9.2 설계기준 표 3.15 허용연직지지력 산정을 위한 설계안전율 기준 설계기준서 구분 안전율 적용조건 적용안전율 구조물기초 설계기준 (2003) 사하중과 최대 활하중시 3 활하중의 일부가 일시적으로 작용할 때(지진, 눈, 바람 등) 2 일본도로교 시방서 (2002) 상 시 폭풍시, 지진시 AASHTO (2002) 사하중과 최대 활하중 (폭풍시, 지진시 제외) 그림 3.35 부등침하의 정의

68 3.9.2 설계기준 표 3.16 구조물의 종류와 허용침하량 저 자 구 조 형 식 허용침하량(m) 허용각변위(δ/S) (rad)
Terzaghi (1934) 철근콘크리트구조 0.05 - 연와구조 1/280 Terzaghi and Peck (1948) Tschebotarioff (1951) 0.05~0.075 Meyerhof (1953) 철근콘크리트라멘구조 1/300 철근콘크리트벽식구조 1/1000 1/600 Barker et al. (1991) 단순교 1/125 연속교 1/250