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지반설계

비탈면·연약지반·터널·기초·항만·내진 분야별 지반설계

지반설계

개요

현장 지반조건·구조물 특성 종합 검토로 안전성·시공성·경제성 설계방안 제시

적용범위

비탈면·연약지반·터널·기초·항만·내진 6개 분야 지반설계

비탈면 설계 적용 — 개념 아이콘
비탈면
연약지반 설계 적용 — 개념 아이콘
연약지반
터널 설계 적용 — 개념 아이콘
터널
구조물 기초 설계 적용 — 개념 아이콘
구조물 기초
항만·하천 제방 설계 적용 — 개념 아이콘
항만·하천 제방
내진 설계 적용 — 개념 아이콘
내진
  • 비탈면 — 지하수위·한계평형·수치해석 기반 안정 대책
  • 연약지반 — 물리·역학·압밀 특성 반영 개량·침하 검토
  • 터널 — 계획·단면·굴착·지보·라이닝·안정성 검토
  • 구조물 기초 — 형식 선정·시공법 비교·지지력·침하
  • 항만·하천 제방 — 기초공법 선정·장기 안정성 검토
  • 내진 — 기준 설정·액상화·동적 안정성 평가

비탈면 설계

지하수위 특성·한계평형·수치해석으로 토사·암반 비탈면 안정 대책 수립

01자료수집·검토현장·설계조건 정리
02지반조사인접·과업구간 조사
03설계지반정수토사·암반 정수
04비탈면 설계경사·대책 수립
05안정성 검토한계평형·수치해석
06확정·유지관리경사 확정·유지관리
  • 설계 흐름 — 조건 정리 → 안정성 분석 → 보강·경사완화 등 대책 수립
  • 지하수위 특성 — 강우강도 반영 한계평형해석, 포화심도 반영 침투해석
  • 한계평형해석 — 암반블록 자중·절리 마찰각·점착력·간극수압으로 안정계수(Safety Factor) 산정
  • 기하학적 해석 — 주절리군 활동면 평가, 평사투영으로 파괴 가능성 평가
  • 수치해석 — 절리 접촉면·유한차분 응력·변형, 전단파괴·소성범위 확인
  • 안정 대책 — 경사완화, Nailing/Anchor 보강 등 최적안 제시

연약지반 설계

물리·역학·압밀 특성 분석과 개량공법 검토로 침하·안정성 설계

01특성 분석물리·역학·압밀 특성
02개량공법 선정Preloading·배수·진공·SCP
03압밀·침하 검토압밀 침하량 검토
04안정성 검토개량공법 반영 안정
05설계 반영설계안·도면 반영
06계측·관리 연계연약지반 개량·해석 연계
  • 설계 흐름 — 특성 분석 → 개량공법 선정 → 압밀 침하·안정성 검토
  • 물리 특성 — Atterberg 한계·자연함수비, 광물학적 분석으로 점성토 공학적 특성 파악
  • 전단강도 — 현장베인·피에조콘·일축·삼축으로 심도별 비배수 전단강도 분포 파악
  • 압밀 특성 — 표준압밀·CRS·Rowe-Cell·장기압밀 시험 기반 점성토층 특성 분석
  • 개량공법 개요 — Preloading, 연직배수, 진공압밀, SCP, 기타 개량공법 비교·선정
  • 침하·안정 — 압밀 침하량 검토와 개량공법 반영 안정성 검토 (연약지반 개량·지반해석 연계)

터널 설계

계획·조사부터 단면·굴착·지보·라이닝·안정성까지 터널 설계 전 과정

01계획·조사선형·지질·시험·암반분류
02단면 결정형식·건축한계·배수
03굴착·보조발파·기계·NATM·TBM
04지보·발파지보패턴·소음진동
05라이닝두께·철근·단면
06안정성 검토통과구간 안정·시공성
  • 계획·조사 — 평면·종단선형, 지표지질·원위치·물리탐사·실내시험으로 설계정수·암반분류
  • 단면 결정 — 단선병렬·복선·아치 등 형식, 건축한계·배수형식(비배수/배수) 반영
  • 굴착·보조 — 발파·기계·파쇄 굴착, 전단면·분할굴착, NATM·SHIELD/TBM, 단층·연약구간 보강
  • 지보·발파 — 지보패턴·지보량 산정, 시험발파 기반 소음·진동 영향평가
  • 라이닝 — 구조해석으로 두께·철근량, 경제성·안정성 반영 재료·단면 결정
  • 안정성 검토 — 주변현황·시설물 통과구간 안정성·시공성 검토

구조물 기초 설계

지반조건 반영 기초형식 선정·시공법 비교·지지력·침하·수치해석 신뢰성 검토

01지반조사·분석지반조건 파악
02형식·공법 선정직접·말뚝·케이슨
03지지력·침하상한치·설계하중 비교
042D/3D 수치해석군말뚝·시공단계 해석
  • 설계 흐름 — 지반조사·분석 → 형식·공법 선정 → 지지력·침하 → 2D/3D 수치해석
  • 형식 선정 — 직접기초·말뚝기초·케이슨 등 심도·하중·현장여건 반영
  • 말뚝 시공법 비교 — 기성말뚝(PHC 등)·현장타설·기타 공법의 시공성·소음진동·지지층 조건 비교
  • 지지력·침하 — 경험식·이론식 상한치와 설계하중 비교, 기초 크기 합리화
  • 2D/3D 수치해석 — 군말뚝 거동·기초판 안정, 교대 측방유동·말뚝두부 변위·시공단계별 해석

항만·하천 제방 설계

자연조건·시공사례·경제성 반영 최적 기초공법과 장기 안정성 검토

01자연조건 분석현장·사례·경제성
02기초공법 선정치환심도·지반정수
03처리공법 비교치환·GCP·SCP·DCM
04안정성 검토지지력·침하·내진
05유지관리계측계획·관리처 이관
  • 설계 흐름 — 자연조건 분석 → 기초공법 선정 → 안정성·장기 안정 검토
  • 기초공법 선정 — 치환심도·지반정수(MCS·BA 등), 지지층·대수심, 사례·현장여건 반영
  • 처리공법 비교 — 치환, GCP, SCP, DCM 등 개량효과·잔류침하·배수·시공성 비교
  • 안정성 검토 — 지지력·침하량, 내진·항만설계 기준, 해석·실험 기반 장기 안정
  • 유지관리 — 계측계획 수립 및 관리처 이관

내진 설계

내진등급·설계지반운동 설정, 액상화 평가, 동적 안정성 평가

01기준 설정내진등급·설계지반운동
02지진응답해석지반 동적특성 반영
03액상화 평가간편·상세 예측
04동적 안정성의사정적·유효응력 해석
  • 수행 절차 — 내진등급·설계지반운동 → 지진응답해석 → 액상화·동적 안정성 평가
  • 기준 설정 — 구조물 중요도·성능수준, 지진구역도·지진재해도 반영 설계지반운동 수준
  • 지반 동적특성 — MASW·S-PS·SCPT 등으로 전단파속도·지반분류 정합
  • 액상화 평가 — 입도·SPT·수정 Seed & Idriss 간편예측, 필요 시 반복삼축 상세예측
  • 동적 안정성 — 의사정적·전응력·유효응력 해석, 불리 구간 2D/3D 동적변형해석 (SSI 상세 사례는 지반해석)