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계측관리

연약지반 성토 계측

계측의 목적
연약지반에서 도로, 제방, 공항, 단지조성 등의 토목구조물 공사시 대단위 매립 또는 성토 작업이 수반되며, 이는 시공 중인 성토구조물과 인접 구조물에까지 피해를 줄 수 있으며, 완공 후에도 장기침하에 따른 문제점이 발생할 수 있다.
따라서 이러한 발생 가능한 불안정성 등을 현장에서 측정된 자료로부터 직접 확인하고 향후 공정을 원활하게 계획하기 위해서는 계측관리가 필수이다.
연약지반 성토시 계측관리의 일반적인 목적은 안정관리 및 압밀 침하관리이며 목적을 간략하게 요약하면 다음과 같다.
  • 성토 시공속도 관리
  • 성토구조물의 안정성 검토 (활동, 측방유동, 지지력 파괴 등)
  • 파괴현상의 예측으로 대책수립을 위한 시간 확보
  • 장기 압밀침하량 또는 최종 침하량의 예측
  • 예측된 최종 침하량과 현 상태의 침하량을 비교함으로써 압밀도 분석
  • 잔류침하량의 예측으로 다음 공정의 시행여부 판단

계측기 종류 및 목적
계측기 종류 및 목적
계측기명 계측 목적 계측기 배치
지중경사계 - 성토사면부의 지중 수평변위량과 변위속도 측정
- 침하량과 비교분석하여 안정관리
- 교대 측방유동의 확인
- 전단파괴가 우려되는 고성토 지역의 좌우
- 측방유동이 우려되는 교대의 전후면 또는 좌우
지표침하계 - 설치 지점의 전침하량 측정
- 안정관리 및 성토속도 조절
- Pre loading 제거시기 판정
- 100m간격으로 1~3개소 설치
- Sand Mat 하부에 설치
층별침하계 - 연약점성토의 심도별 압밀 침하량 및 지표침하량과 비교분석 - 연약층 심도가 깊거나 고성토 구조물에 설치
간극수압계 - 성토하중에 의한 지반내 과잉간극수압 측정
- 과잉간극수압의 소산정도 및 유효응력 증가 유추
- 압밀효과 확인
- 연약층 심도가 깊거나 고성토 구조물에 설치
- 층별침하계와 동일 지점에 설치
지하수위계 - 구조물 또는 성토하중으로 작용하는 토압측정 - 옹벽, 성토지반의 구조물 하부
- 뒷채움시, Sand Mat 포설시
토압계 - 구조물 또는 성토하중으로 작용하는 토압측정 - 옹벽, 성토지반의 구조물 하부
- 뒷채움시, Sand Mat 포설시

흙막이 가시설 계측

계측의 목적
설계 계획단계에서 예측한 흙막이 가시설의 변형, 응력을 초과하는 과대한 변형 및 응력을 계측 자료를 이용하여 사전에 토류벽 각 부재의 안정성을 확인하며 굴착에 따른 인접지반 및 구조물의 균열, 전도를 측정하며 또한 설계 계획단계에서 정확하게 파악할 수 없었던 요소의 실태를 계측자료를 이용하여 명확하게 하고 이를 기본으로 하여 다음 단계의 굴착시 흙막이 가시설의 거동을 예측할 수 있으며 그 결과를 당초 계획과 비교 검토함으로써 다음 단계 이후의 굴착에 지장이 없는 지를 판단하여 안전하고 합리적인 시공관리를 하는 것이 계측의 목적이다.
  • 임박한 위험의 징후를 발견하기 위한 계측
  • 시공 중에 위험에 대한 정보를 주는 계측
  • 시공법을 개선하기 위한 계측
  • 인접구조물 및 주변안전을 위한 계측
  • 지역의 특이한 경향을 파악하기 위한 계측
  • 이론을 검정하기 위한 계측
  • Under pinning에 선행하는 계측
계측기 종류 및 목적
계측기 종류 및 목적
계측기명 계측 목적 계측기 배치
지중경사계 - 굴토진행시 인접지반 수평변위량과 위치, 방향 및 크기를 실측하여 토류구조물 각 지점의 응력상태 판단 - 굴착심도 이상
- 부동층 까지
지하수위계 - 지하수위 변화를 실측하여 각종 계측자료에 이용, 지하수위의 변화원인 분석 및 관련대책 수립 - 굴착심도 이상
간극수압계 - 굴착에 따른 과잉간극수압의 변화를 측정 -연약층 깊이별
지표침하계 -지표면의 변화량 절대치의 변화를 측정, 침하량의 속도판단 등으로 허용치와 비교 및 안정성 예측 - 동결심도 이상
하 중 계 - Strut, Earth Anchor 등의 축하중 변화상태를 측정하여 이들 부재의 안정상태 파악 및 분석 자료에 이용 - 각 단계별 굴착시
변형률계 - 토류구조물의 각 부재와 인근 구조물의 각 지점 타설 콘크리트 등의 응력변화를 측정하여 이상변형파악 및 대책수립에 이용 - 용접, 접착
건물기울기계 - 인근 주요 구조물에 설치하여 구조물의 경사각 및 변형상태를 계측, 분석 자료에 이용 - 접착, 볼팅
균열측정기 - 주변 구조물, 지반 등에 균열발생시 균열크기와 변화를 정밀측정하여 균열발생 속도 등을 파악 다른 계측결과분석에 자료 제공 - 균열부 양단
진동/소음측정 - 굴착, 발파 및 장비이동에 따른 진동과 소음을 측정하여 구조물 위험예방과 주민피해 예방에 활용 - 필요시 측정

절, 성토 사면 계측

계측의 목적
사면의 절취 공정에 따른 계측 및 유지관리 계측을 통하여 사면의 거동을 신속하고 정확하게 측정 및 분석하며 현장의 위험 상황 발생시 관리자에게 즉시 알림으로써 재해 위험 요소를 사전에 방지하는데 목적이 있다.
  • 사면 절취 공정 조사
  • 사면 절취 공정에 따른 변화추이 조사 및 분석
  • 사면의 거동을 실시간 파악하여 신속한 전달
  • 안정관리 분석 및 결과 제시
계측기 종류 및 목적
계측기 종류 및 목적
계측기명 계측 목적 계측기 배치
지중경사계 - 사면부의 지중 수평변위량과 변위속도 측정으로 공사 중 또는 공사 후 안정성 판단
-향후 지반거동을 사전에 예측
- 사면파괴가 우려되는 사면
- 굴착으로 인한 사면의 수평변위 및 비탈면의 거동을 파악할 수 있는 곳
사면변위계 - 사면의 거동을 파악하여 사면파괴를 예측하며 안정관리 자료로 활용 - 사면파괴가 우려되는 사면
- 사면의 표면 거동을 파악할 수 있는 대표적인 단면
하 중 계 - Earth Anchor의 긴장력 측정
- 사면의 거동과 정착부의 이상 유무 등을 파악
- Earth Anchor를 대표할 수 있는 곳
- Earth Anchor의 축력변화가 예상되는 곳
지하수위계 - 지반의 수위변동을 측정하여 설계시 적용된 수위와 비교 검토함으로써 하중 증가요인 및 인접지반에 미치는 영향 상태를 검토 - 지하수위 변동으로 영향을 받을 수 있는 곳
지중변위계 - 암반의 변위를 측정하여 주변의 느슨해진 영역을 파악하고 Rock Bolt의 적정 길이를 판단 - 사면파괴가 우려되는 사면
- Rock Bolt시공 영향 평가할 수 있는 곳
WEB 카메라 - 현장의 공정상황 파악
- 현장의 접근이 어려운 경우

자동화 계측 SYSTEM 구축

구측의 목적
건설현장의 실시간 계측 자료를 분석프로그램에 적용시켜 공학적인 자료 획득 및 분석, 도화에 이르기까지 현장의 위험 상황에 즉각 대처(위험 징후시 경보기능이 있어 관리자에게 즉시 SMS문자와 E-Mail로 통보)할 수 있으며 인터넷망을 이용하여 전국 어디서나 실시간으로 계측자료의 획득 및 모니터링을 할 수 있는 자동화 SYSTEM의 구축.
  • 인트라넷 구축을 통한 구조물의 주요 상태를 실시간 모니터링
  • 신속하고 정밀도 높은 데이터의 수집
  • 문제발생시 SMS 및 실시간 모니터링으로 대책수립
  • 본원 및 현장에서 동시에 지속적 관리 SYSTEM

NATM 터널 계측

계측의 목적
터널의 경제적이고 안정성이 확보된 설계 및 시공을 위해서는 정확한 계측 및 향후 발생 가능한 문제를 예측하기 위한 역해석(feed back analysis) 작업을 통한 정보화 시공이 필연적으로 요구된다.
터널의 정보화 시공이란 시공의 효율성을 위하여 불확실한 지반정보를 사전탐지, 대비함으로써 시공의 안정성과 경제성을 확보하는 것이다.
(1) 안정성의 확인
- 주변 지반의 거동 파악
- 지보재의 효과 파악
- 반복적인 자동차 주행 구조물로서의 터널 안정성 확인
- 주변 구조물의 영향 파악
(2) 경제성의 확인
- 설계, 시공에 계측 결과를 반영하여 경제적인 공사 유도
- 향후 공사 계획시의 기초 자료로 활용
계측기 종류 및 목적
(1) 일상관리 계측
시공대상 전구간에서 시행하며 주로 터널시공의 안정성을 확인하기 위한 일상관리 계측
(2) 대표단면 계측
대표적 지반조건이나 초기 굴착구간에서의 소성영역의 분포 및 지보재의 응력 등의 거동을 파악하여
지보부재의 안정성과 설계 타당성 및 미 굴착구간의 시공을 위한 계측
계측기 종류 및 목적
구 분 계측 항목 계측 목적
일상관리 계측 갱내관찰조사
(Face mapping)
- 막장의 자립성, 암질, 단층파쇄대, 구조 변질대의 성상 파악
- 지보공의 변상 파악
- 설계시 지반구분의 평가
내공변위 측정 - 변위량, 변위속도, 변위수렴 상태를 파악하여 안정성 확인
- 1차 지보에 대한 설계 및 시공의 타당성 평가
- 2차보공의 실시 시기 등을 판단
천단침하 측정 - 터널 천정부 지반 및 지보재의 안정성 판단
지표침하 측정 - 터널굴착에 따른 지표침하 영향파악
- 주변 구조물의 안전도 분석, 침하방지대책 수립 및 효과파악
R/B 인발시험 - Rock Bolt의 인발내력, 정착상태 판단
대표단면 계측 지중변위 - 터널 주변의 이완영역의 범위, 지반 안정도 판단
- Rock Bolt 길이의 타당성 등을 판단
Rock Bolt 축력 - Rock Bolt에 작용되는 축력을 심도별로 측정
- Rock Bolt의 지보효과, 유효 설계길이 판단
Shotcrete 응력 - Shotcrete의 배면토압 및 축방향응력 측정
지중수평변위 - 수평방향의 지반이완영역 및 절리 경사방향 등을 판단
지하수위측정 - 수평방향의 지반이완영역 및 절리 경사방향 등을 판단
간극수압측정 - 지중에 작용하는 수압측정(차수 Grouting 주입압력 판단)

교량 유지관리 자동화 계측

계측의 목적
교량 계측은 장기간에 걸친 교량 구조물의 열화, 손상 및 노후화 등을 객관적이고 연속적인 자료로 정기 진단의 정량적인 평가를 가능하게 하여 진단의 효율성을 증대시킬 수 있다.
또한 접근 불가능하거나 보이지 않는 부위를 포함한 구조물 전체를 계속적으로 중단 없이 감시하여 교량의 안전을 조기에 경보할 수 있다.
  • 구조물의 위험 요소를 사전에 발견하고 분석하여 적절한 대책 수립
  • 효율적인 유지관리에 의한 경제성 제고
  • 구조물의 설계 수명을 늘리고 사용자의 안전성 확보
  • 온도 및 기후 변화에 따른 구조물의 노후화을 판단하여 적절한 보수 시기 결정
  • 구조물의 주요 상태를 원격지에서 실시간으로 모니터링 관리
계측기 종류 및 목적
계측기 종류 및 목적
계측기명 계측 목적 계측기 배치
정적변형률계 - 주요 단면의 응력변화를 측정하여 교통하중 및 기타 하중에 의한 내구성 저하 등 교량의 안전을 검토 - 지점부 및 중앙부 주형 내부 (대표단면의 응력변화 측정)
처 짐 계 - 처짐을 측정하여 상부 구조물의 안정성 평가 - 주형내 각 지점 (상부구조 각 지점의 처짐 변화 측정)
온 도 계 - 온도변화에 의한 응력 변화 보정자료 - 주형 각 내부에 설치
전단변형률계 - 전단응력을 측정하여 상부 구조물의 안정성 평가 - 주형 각 표면에 설치
경 사 계 - 외력에 의한 교대, 교각의 기울기 변화를 측정하여 구조물의 안정성 평가 - 교각, 교대에 설치하여 변위측정
가속도계 - 고유진동수 변화를 측정하여 교량의 건전성 평가 - 지간 중앙부에 설치하여 공용 중 동적 특성 측정
신축이음계 - 교량의 온도변화 및 차량하중 등에 따른 신축이음부 거동을 측정하여 교량의 이상거동을 판단 - 교량의 신축이음부
풍향풍속계 - 교량에 작용하는 평면상의 2차원적인 풍속과 풍하중 방향 측정 - 교량에 작용하는 풍하중을 가장 잘 대표할 수 있는 위치를 선정하여 설치 (교량난간 등)
콘크리트무응력계 - 콘크리트의 온도, 크리프, 건조수축 등에 의한 응력 변형률 측정 - 콘크리트 내부에 설치


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