인천국제공항 제2여객터미널 연결철도 건설공사가 진행 중이다. 운항중인 비행 활주로 하부를 통과하는 연결 통로 건설공사로 외국에서 그 사례를 찾기 힘들 정도의 어려운 공사이다.
현장에서 기술자문 요청을 받고 상황을 확인하니 기존 지하철역에서 제2 여객터미널까지 KTX가 진입이 가능하도록 기존 지하철 BOX구조물의 일부를 철거해야했다.
<시공 평면도>
현장에서 검토중인 앵커는 VSL 앵커였다.
설계 인장력 150ton/EA, 정착장의 위치는 풍화암에 설치되는 것으로 계획되어 있었고 천공 지반 하부에 투수증이 있어 천공시 지하수가 유출이 우려되는 상황이였다.
<지층 및 단면도>
VLS앵커는 인장형 앵커이다. 인장형 앵커는 인장시 하중집중으로 인해 정착 전면부에 자유화가 진행되며 크랙 및 하중감소가 발생한다. 또한 하중집중 구간의 지반에 극한주면 마찰력을 상회하게 될 경우 진행성 파괴(progressive debonding) 및 크립(creep)으로 인한 하중감소가 발생한는 단점이 있다. 따라서 영구앵로써 사용하기에는 무리가 있다.
<VSL 앵커 상세도>
<인장형 앵커>
영구 앵커를 선정할때 지반과 앵커의 특성을 무시하고 가격에만 촛점을 맞추어 사용하는 사례가 지금도 있다. 그러나 장기적인 관점에서 인장력 손실이 발생했을 경우 발생하는 구조물의 기능적 문제 및 추가 보강에 들어가는 비용은 상상하기 힘들다. 따라서 영구앵커를 사용할때 반드시 정착지반의 상태와 앵커의 특성을 고려해 적절히 선정하는 것이 바람직하다.
VSL앵커의 문제점 및 지반특성을 고려하여 UCD 앵커(압축 균등 분산형)를 제안 하고 현장에 반영하였다.
2. 설계인장력: 150ton
3. 유지관리: 재인장가능한 공법
<집중 압축형 앵커>
<분산 압축형 앵커>
다음은 시험 시공 사진이다.
<시험시공 위치 확인>
BOX구조물 하부 투수층을 통해 지하수압이 발생해 천공 직후 지하수 유출이 우려되는 상황이였다. 투수층까지 강관을 매입하여 지하수 유출을 막도록 두부쪽을 차폐하는 것으로 계획하였다.
예상대로 강관삽입 후 지하수가 뿜어져 나온다. 장비가 들썩거릴 정도의 수압으로 치솟아오른다. 케이싱 두부쪽을 밀패해서 지하수가 더이상 나오지 못하도록 마감을 한다.
그라우트 양생 후 인장시험을 수행하였다. 설계인장력을 확인하고 계획된 구간에 UCD ANCHOR로 시공을 진행하였다.
2015.5
