<지반개량형> JSP개량앵커에 관한 의견

1. 적용지반조건
- 일반적인 정착직경으로 앵커력 발현이 어려운 연약지반에 앵커를 적용하여야 하는 경우

2. 해결방안
 1) 앵커정착장의 길이를 최대로 한다.
    ; 앵커정착장은 10m를 초과하여 설치하여도 앵커력의 증가에는 큰 도움이 되지 않는다.
    ; 앵커력의 정착장 하중전이분포를 연구한 결과들에서 이미 10m를 넘어서서는 하중전이가 거의 되지 않는다는 연구결과가 있어 이를 반영하여 앵커정착장의 한계를 10m로 설계기준으로 제한하고 있음(홈페이지 DownLoad > 지반공학 > 앵커정착장의 한계 참조).

 2) 앵커정착장의 직경을 확대하여 주면마찰저항력을 크게 한다.
    ; 이 방법이 JSP에 의한 지반개량체 형성과 그 내부에 앵커체를 정착하는 방법

상기까지가 일반적으로 종래에 적용하던 방법이다. 이후의 개발된 방법에 대해서는 이후 팩앵커공법의 설명에서 의견하고자 한다.

3. JSP개량앵커의 문제점
 1) JSP에 의한 고압분사(지반개량, Soil Improvement)
- 큰 직경의 지반개량체를 형성하기 위해서는 JSP계열의 고압분사주입공법이 불가피하다는 것이다. 고압분사주입을 하여 정착체를 형성하면 주변지반의 융기가 불가피하고 기 설치된 SIDE PILE의 변위도 우려된다는 점이 있으며,

- 동일 굴착고에서 인접의 개량체구근을 형성할 때 기 형성된 개량구근체에의 영향(주입압에 의한 개량체 내로의 토사의 이동 혼합, 이동 등)을 우려하여야 하고,

- 개량체가 경화되고 난 후 앵커 설치를 위해 재천공할 때 정확하게 개량체의 중앙에 앵커체를 설치하기 어려운 점이 있으며,

- 다음 단계의 굴착고에서 개량체를 형성할 때에는 상부에  앵커력 도입된 기 설치된 앵커정착 개량체의 지반융기에 의한 변위와 그 변위에 의한 앵커력의 변화(손실 또는 증가)를 우려하지 않을 수 없다(그림 1 참조).

- 따라서, 굴착진행하여 다음 단계의 지반개량체 구근을 형성할 때 상부에 설치된 앵커력의 변화에 의한 흙막이벽체 전체의 안정성도 우려되기 때문에 이의 도입에는 매우 주의깊은 도입, 시공관리가 요구되는 것이다.




<그림 1> JSP개량앵커 시공에 의한 지반융기 및 기설치 앵커력의 거동 예측도


4. 대책방안

지반개량체를 형성하여 정착체 구근을 형성하게 되는 앵커지지방법의 탄생배경은 앵커력이 원만히 도입되지 않는 연약지반에 있어서 앵커력을 도입하기 위해 이론적인 관점에서 보면 앵커 정착장의 길이와 직경이라는 변수가 앵커력을 결정짓는다는 것에서 출발한 것인데, 앵커 정착장의 길이에 제한(최대 10m)을 받게 되면서 앵커체의 직경을 키우면 된다는 단순한 논리에서 파생된 것이라고 볼 수 있다.
그러나, 실상은 시공상에 발생하는 문제점이 더 크다는 것을 고려하여야 할 것이다.

4.1 연약지반에서 천공시 발생하는 문제점
- 연약지반에서 앵커 시공을 위해 천공을 하게 되면 케이싱을 사용하더라도 앵커체를 삽입하는 과정에서 공벽지반이 함몰되고(천공과정에서도 케이싱 바깥 공벽이 함몰되어 유실이 많이 발생하게 됨) 그라우트와 지속적인 함몰지반이 혼합되게 되어 양질의 그라우트체가 형성되기 어렵다.

- 양질의 그라우트 정착체가 형성되지 않은 상태에서는 원만한 요구앵커력을 얻기 어려우며, 지반의 크리프에 의한 앵커력의 지속적인 손실이 불가피하여 흙막이벽체의 지속적인 안정성 유지 확보는 기대할 수 없게 된다.

4.2 문제점의 해결방안
 1) 천공 및 삽입과정
  - 천공은 반드시 케이싱을 사용하여야 하며, 천공경은 최소 150mm로 하는 것이 바람직하다.
  - 또한, 앵커체 삽입 전에 그라우트를 선 주입하여 함몰된 공벽을 채우고 추가적인 공벽의 함몰을 최소화 하여야 한다.

 2) 앵커체의 선정
  - 앵커체는 양질의 그라우트가 만들어질 수 있도록 팩 내부로의 그라우트 주입을 유도하고 있는 팩앵커를 사용하는 것이어야 한다.
  - 팩앵커를 사용할 경우에도 팩(천)재질이 매우 중요하며, 이는 여러 사례에 의해 밝혀진 것을 사용하여야 한다.

4.3 팩앵커 사용시 문제점
  - 팩앵커는 그라우트를 양질로 확보하여 앵커력의 원만한 도입에 유리한 점이 있다고는 하나 팩표면과 지반과의 사이에는 이질공간이 만들어져 팩표면을 따라 형성되는 수막이 형성되지 않을 수 없다고 판단되며, 이러한 수막의 형성은 앵커력의 지속적인 저하와 직결된다고 볼 수 있다. 실제로 팩앵커 시공 후 앵커력의 저하는 나타나고 있는 현실이다. 이러한 문제점을 우려하여 이를 해결하고자 한 팩앵커가 (주)지오알앤디에서 개발한 돌기형팩확경앵커이다.

4.4 팩앵커의 선정
  -  4.3에서와 같이 수막에 의한 앵커력의 지속적인 저하현상을 우려하여 돌기형팩확경앵커에서는 팩표면에 돌기가 돌출되게 하여 지반과의 연결성을 유도하고 일부 돌기에서는 팩 내부의 그라우트가 지반과 팩표면의 경계에 스며들도록 하여 우려되는 수막현상의 발생을 방지하였다.

  - 돌기는 팩내부의 그라우트체와 지반에 일정길이로 형성되게 하여 그라우트체가 경화된 이후에는 그라우트와 일체가 되어 지반에 대한 저항성을 크게 되도록 유도하고 있어 앵커력의 도입 및 유지가 안정적이도록 하였다(돌기형팩확경앵커의 기술은 홈페이지 Technology > IDEA 앵커 > IDEA-GP(돌기형팩확경앵커) 및 카타로그에서 상세하게 확인할 수 있음).