분야
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제 1장 토 공
토 공
1. 토공의 용어
1) 축 제(뚝쌓기):제방,도로,철도 등과 같이 상당히 긴 노선성토.
2)준 설(dredging):수저의 토사를 파내는 수중굴착.
3)매 립:굴착한 곳을 되메우거나 어느 기준보다 낮은 지반을 기준면까지 쌓아올리는 것,
저지대에상당한면적으로성토하는작업,육지를조성하기위하여수중을메우는작업.
4)비탈구배(경사구배,slope):연직 1에 대한 수평길이의 비.
5)비탈머리:비탈의 상단으로 흙깍기 비탈머리,흙쌓기 비탈머리.
6)비탈기슭:비탈의 하단으로 흙깍기 비탈기슭,흙쌓기 비탈기슭.
7)뚝마루(천단):축제 정단.
2. 토공의 안정
자연상태의 흙을 쌓아올렸을 때 시일이 경과함에 따라 자연붕괴가 계속되어 최종적으로
안정된 사면을 이루게 된다.이 사면과 수평면과의 각도를 흙의 안식각이라 하고 이 구배
를 자연구배,자연경사라 한다.
시공계획
1. 시공기면(formation level[FL])
절성토량의 차이가 최소가 되는 시공기면을 결정하기 위해 아래와 같은 사항을 고려한다.
절토량이 성토량과 같게 되도록 배분한다.
토공기계의 사용시 가까운 곳에 토취장과 토사장을 두어 운반거리를 가능한 짧게 한다.
암석굴착은 공비에 영향이 크므로 암석굴착량이 작도록 한다.
연약지반, 산사태, 낙석의 위험이 있는 곳은 가능한 피한다.
2. 토량의 변화
흙은 본바닥일 때,굴착 운반할 때,다짐할 때에 따라 단위중량이 서로 다르다.이 각각
의 상태에 따른 체적 비를 L,C로 표시하며,이들 L,C의 값을 토량변화율이라 한다.
L = 느슨한토량(m3)
본바닥토량(m3) C= 다진후의토량(m3)
본바닥토량(m3)
느슨한토량= L
C×다짐토량C= 본바닥흙의건조밀도
다짐후의건조밀도
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3. 토량곡선에 의한 토량배분
1) 토적곡선(유토곡선, mass curve)을 작성하는 목적
토량분배 평균 운반거리의 산출
운반거리에 의한 토공기계의 선정 시공방법의 산출
2) 토적곡선의 성질
곡선의 하향구간은 성토구간이며 상향구간은 절토구간이다.
곡선의 극대점은 절토에서 성토로의 변이점이며, 극소점은 성토에서 절토로의 변이점이다.
평형선을 그어 곡선과 교차시키면 인접하는 교차점 사이의 토량은 절토, 성토량이 서로 같다.
평형선에서 곡선의 최대점 및 최소점까지의 높이는 절토에서 성토로 운반할 운반토량을 나타낸다.
토량곡선이 평형선 윗측에 있을 때 절취토는 그림의 좌측→우측으로 운반되고, 반대로
아래에 있을 때 절취토는 그림의 우측→좌측으로 운반된다.
토적곡선이 기선의 위에서 끝날 때의 토량은 사토량이고, 기선의 아래에서 끝날 때의
토량은 부족토량이다.
4. 토취장의 선정조건
토질이 양호할 것.
토량이 충분할 것.
싣기가 편리한 지형일 것.
성토장소를 향하여 하향구배 1/50～1/100 정도를 유지할 것.
운반로가 양호하고 장애물이 적을 것.
토공량 계산
1. 횡단면도를 사용하는 방법
(1) 양단면적 평균법 (2) 각주공식
V= A 1+ A 2
2 l V= l
6(A 1+ 4A m+ A 2)
2. 각주법
(1) 4각주법 (2) 3각주법
V= ab
4 (Σh1+ 2Σh2+ 3Σh3+ 4Σh4)
V= ab
2
1
3 (Σh1+ 2Σh2+ 3Σh3+ …+ 8Σh8)
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3. 등고선법
V= 2h
6 (A 1+ A n+ 4ΣA 짝수+ 2ΣA 홀수)
4. 심프슨 공식
(1) Simpson 제1법칙 (2) Simpson 제2법칙
A = 2h
6 (y0+ yn+ 4Σy짝수+ 2Σy홀수) A = 3h
8 (y0+ yn+ 3Σy나머지+ 2Σy3배수)
성토공
1. 물다짐 공법
계류(溪流),하해(河海),호소(湖沼)에서 pump로 송니관 내에 물을 압입한 후 큰 수두를
가진 물을 nozzle로 분출시켜 물에 함유된 절취토사를 송니관(送泥管)으로 흙댐이 있는
곳까지 운송하여 성토하는 공법으로 흙댐 중앙에 세립자가 침전되어 굳게 다져지기 때문
에 완전한 중심강토가 된다.
2. 편절편성토 경계부
절성토부의 지지력 불균일 ⇒ 절성토 경계부에 구배 1:4 정도의 완화구간을 폭 3m
정도 설치, 다짐철저, 벌개철근
용수,침투수에 의한 성토부의 연화 ⇒ 맹암거 설치
경사지반 성토부의 sliding⇒ bench cut(층따기) 설치
구조물에 의한 비탈면 보호공
돌, conc 블록 쌓기공 돌, conc 블록 붙이기공
conc 격자블록공 anchor 공
soil nailing 공법
■ wire frame 공법
비탈면 전체에 철망을 펴놓은 후 종횡 일정한 간격으로 와이어 로프를 포설하여 격자
모양을 형성시켜 서로 교차한 부분에 앵커 볼트를 타입하여 본바닥에 고정시켜놓고 각
와이어 로프에는 코일을 감아서 모르터 뿜어붙이기 또는 콘트리트 뿜어붙이기에 의해
이 코일과 와이어 로프를 매설함으로써 비탈틀을 형성하는 공법이다.
급경사지, 높은 비탈면에도 시공이 용이하다.
본바닥의 어떤 형상, 지질에도 시공이 가능하다.
공기단축이 가능 , 안전, 경제적이다.
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발포폴리스틸렌(EPS) 공법
경량성토공법의 일종으로 석유정제과정에서 발생하는 styreneMonomer(액체)의 종합체로
서 얻어지는 polystyrene(고체)과 여기에 첨가하는 발포제를 주요 원료로 하여 이를 블록화
하여 성토체에 활용하거나 구조물의 뒷채에 이용하여 특히,연약지반상의 측방유동문제
및 교대 배면에 적용하는 공법이다.
사면붕괴의 대책공법
1. 안전율 감소방지공법
표층안전공 식생공 블록공 배수공
2. 안전율 증가공법
절토공 압성토공 옹벽공 및 돌쌓기공
말뚝공 앵커공 soil nailing 공
성토의 파괴형태 및 원인
쐐기파괴
사면이 급경사인 경우
점성토의 성토인 경우
사질토이지만 성토고가 대단히 높은 경우
평행파괴
성토 기초지반이 연약한 경우
사질토의 성토로서 다짐이 불량한 경우
사질토로써 성토고가 비교적 낮은 경우
원형파괴
성토재료가 특히 불량한 경우
연약지반위에 저성토가 다짐이 불량한 경우
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제 2장 건설기계
건설기계
◇ 건설기계 선정시 고려해야 할 토질조건
1. trafficability(트래피커빌리티)
-시공기계의 주행의 난이도를 말한다.
-cone지수(qc)로 나타낸다.
2. ripperbility(리퍼빌리티)
-ripper에 의하여 작업할 수 있는 능력을 말한다.
-탄성파 속도를 측정하는 방법이 있다.
기계경비
◇ 기계손료
상각비 상각비= 구입가격-잔존가격
내용연수
정기정비비
현장수리비
기계관리비
건설기계의 종류 및 작업능력의 산정
1. dozer 계 굴착기
(1) bulldozer
1) bulldozer 작업능력
Q= 60qfE
Cm
[m3/h] -본바닥토량
q= q0ρ[m3] -이것이 흐트러진 토량이므로 위에서 f= 1
L 을 사용한다.
Cm= l
v1
+ l
v2
+ tg[min] -v1,v2는 m/min
(경험식 Cm= 0.037l+ 0.25)
■ 불도저의 접지압
접지압= 전장비중량
단면적-단면적=캐터필러의 중심거리×캐터필러의폭×2(무한궤도2개)
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2) ripper(유압식)의 작업능력
Q= 60A nlfE
Cm
[m3/h] -본바닥 토량
l=1회 작업거리[m],A n=1회 리핑 단면적[㎡]-본바닥 토량
A n이 본바닥 토량이므로 위에서 f= 1을 사용한다.
3) bulldozer 와 ripper 의 합성작업능력
Q= Q1×Q2
Q1+ Q2
[m3/h]
■ 병렬식 압토(parallel)공법 :병렬작업
dozer2대 이상을 나란하게 하여 작업하는 방법으로 지형의 변화가 적고 넓은 작업장
에서 이 방법을 행하면 효과적이다.
단거리(70m 이내)토공운반에 적합하다.
(2) grader(그레이더)
1) grader 작업능력
Q= 60lLDfE
Cm
[m3/h] -본바닥토량
l=blade의 유효길이[m],L =1회 편도작업거리[m],D=굴착깊이 또는 흙고르기 두께[m]
grader의 작업에 따라 토량환산계수를 결정한다.(ex.표토제거작업 f=1,노상그레이딩 f= 1
L )
Cm= 0.06(L
v1
+ L
v2)+ 2t[min]
v1,v2=전진,후진속도[km/h],t=기어변속시간[min]
2)작업소요시간= 작업거리×통과횟수
평균작업속도×작업효율
통과횟수는 절상시켜 절대적으로 정수로 한다.
(3) scraper(스크레이퍼)
1) scraper 작업능력
Q= 60qfE
Cm
[m3/h] -본바닥토량
q= q0K[m3]
사 토시간= 적재 량(m3)
사 토속도×사 토두 께 ×사 토폭
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2. shovel 계 굴착기
(1) shovel 계 작업능력
Q= 3600qkfE
Cm
[m3/h] -본바닥토량
qk가 흐트러진 토량이므로 위에서 f= 1
L 을 사용한다.
Cm= ml+ t1+ t2[sec]
(2) 굴착기계의 종류
power shovel
back hoe
-도랑파기,배수로 굴착,관로굴착,구조물의 터파기,준설작업
drag line
-높은 곳에서 낮은 곳을 굴착,수로,하상,넓은 면적과 대용적의 건축 기초의 굴착,
하천의 모래,자갈 채집에 사용.
clam-shell-지상 또는 수중에서 소범위의 굴착에 사용
crane
■ skimmer-scoup
-회전대의 선단에 붙은 bucket를 rope의 힘으로 전후로 작동하여 지표를 얕게 깎는 기계이다.
(얕은 굴착)
■ trencher
-수도나 하수파이프 등의 매설을 위해 연속적 버킷이 장치된 도랑 파는 기계
3. dump truck
(1) dump truck 작업능력
Q= 60qtfEt
Cmt
[m3/h] -본바닥토량
qt= T
γt
L[m3]
