[철근콘크리트와 강구조] 제 8장. 확대기초와 옹벽(확대기초/옹벽)#1

 1. 확대기초

  (1)확대기초의 정의: 상부 구조물의 하중을 넓은 면적에 분포시켜 지반의 허용지지력 이내가 되도록 함으로써 상부구조물의 하중을 지반에 안전하게 전달하기 위하여 설치되는 구조물을 확대기초라고 한다.

 

  (2)확대기초의 종류

   1)독립 확대기초: 1개의 기둥을 지지하도록 한 기초

   2)연결 확대기초: 2개 이상의 기둥을 하나의 확대기초가 지지하도록 한 것

   3)벽의 확대기초: 벽을 지지하기 위한 확대기초

   4)전면기초: 지반이 비교적 약할 때 전면적으로 하나의 판으로 만들어 모든 기둥을 지지하도록 한 기초

   5)캔틸레버 확대기초: 2개의 독립 확대기초를 하나의 보로 연결한 기초

 

  (3)설계 일반

   1)기초판은 계수하중과 그에 의해 발생되는 반력에 견디도록 설계하여야 한다.

   2)기초판의 밑면적, 말뚝의 개수와 배열은 기초판에 의해 흙 또는 말뚝에 전달되는 힘과 모멘트, 그리고 지반 또는 말뚝의 허용지지력을 사용하여 산정하여야 한다. 이때 힘과 모멘트는 하중계수를 곱하지 않은 사용하중을 적용하여야 한다.

 

  (4)기초판의 저면적(Af)

 

  (5)휨모멘트에 대한 위험단면

   1)콘크리트 기둥, 주각(받침대) 또는 벽체를 지지하는 확대기초는 기둥, 주각 또는 벽체의 외면을 휨모멘트에 대한 위험단면으로 본다. 직사각형을 제외한 원형 또는 정다각형의 기둥이나 주각은 같은 면적을 가진 정사각형으로 고쳐 그 전면으로 한다.

   2)조적조 벽체를 지지하는 확대기초는 벽의 중심과 전면과 단부의 중간을 위험단면으로 본다.

   ※조적조: 돌, 벽돌, 콘크리트 블록 등으로 쌓아 올려서 벽을 만드는 건축 구조로 오래전부터 사용되었던 구조이다.

   3)강재 밑판을 갖는 기둥을 지지하는 확대기초는 기둥 외면과 강재 밑판 연단과의 중간을 위험단면으로 본다.

 

  (6)휨모멘트 계산

   :그림의 a-a단면에 대한 계수휨모멘트는 a-a단면 외측에 있는 확대기초 외측면의 면적에 작용하는 힘으로 계산한다.

 

  (7)휨철근의 배치

   1)2방향 직사각형 확대기초

    ①장변방향의 철근은 확대기초의 전체폭에 균등하게 배치되어야 한다.

    ②단변방향의 철근의 전체철근량에서 산정한 비율만큼 유효폭(단변의 폭)내에 균등하게 배치한 후, 나머지 철근량은 이외의 부분에 균등하게 배치한다. 이때 기둥 또는 주각의 중심이 유효폭의 중심이 된다.

 

  (8)전단에 대한 위험단면

   1)1방향 작용의 경우: 전단에 대한 위험단면은 기둥 전면에서 d만큼 떨어진 단면이며, 전단에 대한 계산은 보의 경우와 같다.

   2)2방향 작용의 경우: 펀칭전단이 일어난다고 볼 경우에는 집중 하중을 받는 슬래브의 경우와 같으며, 위험단면은 기둥 전면에서 d/2 만큼 떨어진 곳으로 본다.

 

  (9)구조 상세

   1)철근의 정착에 대한 위험단면은 휨모멘트에 대한 위험단면과 같으며 단면이나 철근량이 변하는 수직면도 위험단면으로 본다.

   2)확대기초의 상연에서부터 하부 철근까지의 높이는 직접기초의 경우는 150mm 이상, 말뚝기초의 경우에는 300mm 이상이라야 한다.

 

 2. 옹벽

  (1)정의: 토압에 저항하여 토사의 붕괴를 방지하기 위해 설치되는 구조물을 옹벽이라 한다.

 

  (2)옹벽의 안정: 옹벽의 안정(전도, 활동, 지반 지지력에 대한 안정)은 사용하중에 의하여 검토한다.

   1)전도에 대한 안정

   ※모든 외력의 합력(R)의 작용점이 옹벽 저면 중앙 1/3 이내에 있어야 한다.

   2)활동에 대한 안정: 옹벽 저판의 밑면에 활동방지벽(Shear key) 또는 횡방향 앵커를 설치함으로써 활동에 대한 저항성을 크게 할 수 있다.

   ※활동에 부족한 경우의 조치

    ①활동방지벽을 저판과 일체로 만든다.

    ②횡방향 앵커를 설치한다.

  3)지반 지지력에 대한 안정

    :지반에 작용하는 최대하중(qmax)이 지반의 허용지지력(qa)이하가 되면 안전하다. 즉, 안전율이 1.0이라고 할 수 있다.

    ※옹벽은 단위길이 에 대하여 설계한다.

 

  (3)옹벽의 설계

   1)저판

    ①저판의 뒷굽판은 좀 더 정확한 방법이 사용되지 않는 한 뒷굽판 상부에 재하되는 모든 하중을 지지하도록 설계하여야 한다.

    ②캔틸래버식 옹벽의 저판은 전면벽과의 접합부를 고정단으로 간주한 캔틸레버로 가정하여 단면을 설계한다.

    ③부벽식 옹벽의 저판은 부벽간의 거리를 경간으로 가정한 고정보 또는 연속보로 설계한다.

   2)전면벽

    ①켄틸레버식 옹벽의 전면벽은 저판에 지지된 캔틸레버로 설계한다.

    ②부벽식 옹벽의 전면벽은 3변 지지된 2방향 슬래브로 설계한다.

    ③전면벽의 하부는 벽체로서 또는 캔틸레버로서도 작용하므로 연직방향으로 최소의 보강철근을 배치하여야 한다.

   3)앞부벽 및 뒷부벽

     ·압부벽은 직사각형보로 설계하며, 뒷부벽은 T형 보로 보고 설계한다.

   4)옹벽의 배면: 뒤채움 흙에 침입된 물은 실질적인 방법에 의하여 조속히 배수되도록 시공해야 한다.