철도설계 옹벽(중력식, 반중력식, 역T형, L형) 표준도(2009)

1. 철도 옹벽 표준도 목적

철도건설공사의 땅깎기와 흙쌓기를 계획할 때 용지제한과 지형 등의 제약으로 인하여 비탈면으로는 안정성을 유지할 수 없는 경우가 많다.
이와 같은 경우에 설치되는 옹벽은 설계빈도가 많고 공법 및 설계기준 등이 동일한 경우가 많아 설계조건별, 규격별로 구조를 표준화하여 설계기간과 품질관리의 적정성을 도모코자 함에 있다.

2. 철도 옹벽 표준도 적용범위

1) 일반적 적용범위

설치되는 옹벽의 설계·시공에 적용하여야 한다.
배면조건이 표준도의 조건과 상이한 경우에는 별도 검토를 수행한 후 적용하여야 한다.
옹벽의 설계기준강도 및 뒤채움재의 특성 및 재료가 표준도와 상이한 경우는 반드시 별도의 검토를 수행한 후 적용하여야 한다.

2) 표준도 적용의 제한

본 표준도는 범용적으로 사용할 수 있는 설계조건을 기준으로 작성되었으므로 본 표준도에서 제시하고 있는 설계기준 및 설계조건 등이 상이할 경우 별도 검토하여야 한다.
아래와 같은 조건에서는 표준도를 그대로 적용할 수 없으며, 각 경우의 활동, 전도, 지반지지력 및 부재강도가 필요한 안전도를 갖도록 별도로 설계하여야 한다.

(1) 기초지반 조건

연약지반에 옹벽이 설치되어 최대지반 반력이 허용지지력 이상이거나 저판폭의 2배 이내에 연약층이 존재하는 경우
활동 안전율이 최소 안전율 이하일 경우
장기적인 침하의 우려가 있거나 원호활도 파괴에 대하여 충분한 안전율을 확보하지 못한 경우
옹벽의 길이 방향으로 지반조건이 크게 상이하거나 강성이 큰 구조물에 접속되어 있을 경우

(2) 배면조건

배면의 형상이 설계조건과 상이하거나 절토사면에 설치되는 옹벽으로 배면토압이 설계시 토압보다 크게 작용하는 경우
뒤채움 흙이 점성토인 경우 또는 내부 마찰각이 설계조건을 만족시키지 못할 경우

(3) 하중조건

표준도 작성시 적용된 노면활하중(q=15kN/m²)보다 큰 상재하중이 작용하는 경우
방음벽이 설치되어 풍하중이 작용하는 경우
배면의 배수가 곤란하여 수압이 작용할 우려가 있는 경우

(4) 기초형식

직접 확대기초가 아닌 경우 (Pile 기초 등)
경시지반에 기초가 설치되는 경우

3. 철도 옹벽 표준도 참고기준

철도설계기준 (노반편) (2004)
철도설계편람 (토목편) (2004)
구조물기초설계기준 (2008)
기타 관련 기준 및 자료

4. 철도 옹벽 표준도의 설계기준

1) 사용재료

(1) 재료의 설계기준 강도

구 분	철근콘크리트	철근 (SD300)	비 고
강 도(MPa)	24	300

(2) 재료의 단위중량

구 분	철근콘크리트	무근콘크리트	아스팔트포장	비 고
단위중량(kN/m³)	24.5	23.0	22.5

2) 뒤채움 토사

구분	수 평	1 : 1.5	비 고
내부 마찰각	30˚	35˚	사질토 (점착력은무시)
단위중량	19.0 kN/m³	20.0 kN/m³	사질토 (점착력은무시)

3) 안정조건

활동은 저판과 흙 또는 가상활동면의 마찰저항력으로 안정을 유지하며 안전율은 평상시 1.5, 지진시에는 1.1 이상이어야 한다. 지반과 옹벽저판사이의 마찰계수는 기초단면형상 (활동방지벽)에 따라 다음과 같이 적용한다.

- 흙과 콘크리트 마찰 : μ = tan ⅔Φ

- 흙과 흙 마찰 : μ = tan Φ

평상시 전도에 대한 저항모멘트는 작용 전도모멘트의 2.0배 이상이어야 한다. 또한, 하중의 합력이 작용하는 위치는 평상시 저판의 중심으로부터 저판폭의 1/6 이내, 지진시에는 자판폭의 1/3 이내에 있어야 한다.
지반최대반력은 허용지지력을 넘지않는 것으로 한다.

4) 기초지반 토질조건

표준도 작성시 기초지반은 사질토로서 흙의 내부마찰각은 35˚이상, 허용지지력은 최대 지지반력 이상으로 적용하였다.
각 옹벽은 지반의 조건을 검토하여 활도저항력과 지지력이 충분한지를 확인하여야 한다. 기초지반의 조건은 현장여건에 따라 검토하되 토질 조사를 실시하여 결정하는 것이 바람직하다.

5) 작용하중

작용토압은 배면흙의 형상에 따라 시행쐐기법을 사용하여 계산하였다.
배면 수평구간에 재하하는 상재하중은 15kN/m²을 적용한다.

6) 내진설계

내진설계를 위한 지진가속도계수는 옹벽구조물의 일정변위를 허용하여 Kh=1/2 X 위험도계수 X 가속도계수를 적용한다.
본 표준도에서는 지진력을 고려한 단면을 수록하였으며, 경제성과 구조물의 중요성을 감안 하여 적용단면을 결정하여야 한다.

7) 옹벽 형식별 적용높이와 적용요령

옹 벽 형 식	적 용 요 령	비 고
중력식 옹벽	- 벽체 내에 콘크리트 저하력 이상의 인장력이 생기지 않도록 해야함 -높이가낮고기초지반이양호한경우	1.0m ~ 3.0m
반중력식 옹벽	- 중력식 옹벽의 벽체 내에 생긴 인장력을 콘크리트 대신 소량의 철근으로 보강 -대체로중력식옹벽에준함	1.0m ~ 4.0m
역T형, L형 역L형옹벽 (캔틸레버식)	- 철근콘크리트 구조이며 역T형이 일반적임 -L형은옹벽이용지경계에접하여있는경우와같이 앞판 설치가 곤란할 때 -역L형은배면에구조물등이있어저판을설치할 수 없을 때 적용	3.0m ~ 7.0m
뒷부벽식 옹벽	- 성토면의 시공공간이 충분히 확보될 경우에 적용	1.0m ~ 4.0m

8) 구조세목 및 주의사항

본 표준도에서 기초는 직접기초를 원칙으로 하였으며, 옹벽설치 장소의 기초지반 지지력이 부족할 경우에는 지반개량 등으로 지반 지지력을 보강하여 적용하여야 한다.
옹벽전면에 V면의 홈을 가진 수축줄눈을 최대 9m이하의 간격으로 만들고 철근은 잘라서는 안된다. V형 홈은 깊이 35mm로 수평철근이 노출되지 않도록 설치한다.
신축이음은 중력식 및 반중력식 옹벽의 경우 콘크리트의 인장균열에 취약하므로 신축이음 간격을 10m 이내, 역T형 및 L형 옹벽의 경우는 철근이 균열을 제어하는 역활을 하므로 20m 이내로 신축이음을 둔다. 이와 같은 신축이음은 콘크리트의 수화열, 온도변화, 건조 수축등에 대한 별도의 해석이 없는 경우에는 반드시 설치하고, 신축이음에서 철근을 잘라야 한다. 또한 신축이음의 위치에 있는 난간은 그 위치에 난간의 신축이음을 두어야 한다.
최하단 배수공의 설치위치는 최대한 하단부로 하여 침투수가 정체되지 않도록 하고, 부직포와 배수필터는 뒤채움토의 입도분포에 따라 소요규격을 결정하여야 한다.
기초콘크리트와 벽체콘크리트 분리시공시 시공이음을 두어 시공하여야 한다.
옹벽의 설치장소가 본 표준도 설계조건보다 양호할 경우 (단순 흙막이용 또는 절토부로서 배면토압이 적을 경우)에는 본 표준도보다 작은 단면의 옹벽을 사용할 수 있다.