본문내용
1. 흙막이공법의 기술사항
1.1. 간단한 흙막이
1.1.1. 줄기초 흙막이
줄기초 흙막이는 깊이 1.5m, 폭 1m 이내의 곳에 설치하는 간단한 흙막이공법이다. 띠장, 버팀대 등을 이용하여 흙막이벽을 형성하며, 버팀대의 간격은 1.5~2.0m 이내로 시공한다. 시공 순서는 먼저 표토를 걷어내고 흙막이널을 박은 후 띠장과 버팀대를 설치하면서 굴토를 진행한다. 이러한 줄기초 흙막이공법은 시공이 간단하여 공기가 단축되는 장점이 있으나, 깊이가 깊지 않은 곳에만 적용할 수 있다는 제한점이 있다.줄기초 흙막이는 소규모 공사나 얕은 깊이의 터파기 공사에 주로 사용된다. 깊이 1.5m, 폭 1m 이내의 얕은 굴착에 적합한 이 공법은 띠장과 버팀대를 이용하여 간단하게 흙막이벽을 구축한다. 시공 순서는 먼저 표토를 걷어낸 후 흙막이널을 박고, 이어서 띠장과 버팀대를 설치하면서 굴토를 진행하는 방식이다. 버팀대 간격은 1.5~2.0m 이내로 유지한다. 이처럼 줄기초 흙막이는 구조가 단순하고 시공이 용이해 공기 단축이 가능한 장점이 있지만, 깊이가 깊지 않은 제한된 환경에서만 활용할 수 있다는 한계가 있다.
줄기초 흙막이는 소규모 건축물이나 토목 공사 현장에서 주로 활용된다. 예를 들어 도로 공사 시 측구나 옹벽 기초를 위한 얕은 터파기 현장, 또는 단독주택 신축 공사장 등에서 적용된다. 이러한 환경에서 줄기초 흙막이공법은 간단한 구조로 빠른 시공이 가능하여 공사 기간을 단축할 수 있다.
최근에는 줄기초 흙막이공법의 활용성을 높이고자 다양한 기술 개선이 이루어지고 있다. 예를 들어 고강도 재질의 띠장을 사용하거나 버팀대의 배치를 최적화하는 등 공법의 안전성과 효율성을 높이는 연구가 진행 중이다. 또한 지반 조건이나 굴착 깊이에 따른 적정 시공 기준을 마련하여 현장 여건에 더 부합하는 공법 적용이 가능해지고 있다.
종합하면 줄기초 흙막이는 얕은 깊이의 터파기 현장에서 간단하고 신속하게 시공할 수 있는 흙막이공법이다. 기술 발전에 힘입어 점차 활용 범위가 확대되고 있지만, 깊이가 깊은 대규모 현장에는 여전히 적합하지 않다. 따라서 현장 여건을 면밀히 검토하여 공법을 선택하는 것이 중요하다.
1.1.2. 엄지말뚝식 흙막이
엄지말뚝식 흙막이는 엄지말뚝을 지중에 타설하고 굴착을 진행하면서 토류판을 끼워 굴착 벽을 지지하는 방법이다. 이 공법은 공기가 짧고 소음과 진동이 적으며 반복사용이 가능하여 경제적이다. 그러나 지반침하가 예상되며 굴착 후 토류판 설치까지 자립이 안되면 적용이 곤란하다. 또한 차수성이 불량하여 토사유출과 분사현상이 발생할 수 있다.
엄지말뚝식 흙막이는 엄지말뚝을 지중에 타설하고 굴착을 진행하면서 토류판을 끼워 굴착 벽을 지지하는 공법이다. 이 방식은 공기가 짧고 소음과 진동이 적으며 반복사용이 가능하여 경제적이다. 하지만 지반침하가 예상되며 굴착 후 토류판 설치까지 자립이 되지 않는다면 적용이 곤란하다. 또한 차수성이 불량하여 토사유출과 분사현상이 발생할 수 있다.
1.2. 버팀대식 흙막이
1.2.1. 수평 버팀대공법
수평 버팀대공법은 필요한 위치에 중간 말뚝(지주)을 설치하고, 단계별 굴착 후 띠장 설치 및 버팀대를 설치하여 굴착 벽을 지지하는 방법이다. 특징은 다음과 같다.
먼저 굴착 면적이 좁고 깊을 때 유리하며, 연약한 지반일 때 유리하다. 또한 변형 및 파괴를 조기에 발견할 수 있어 시공 후 보강이 용이하다. 환경적으로도 양호하며 재료비가 비교적 적은 편이다.
하지만 버팀재 자체의 결함이나 지주의 좌굴 발생 가능성이 있고, 버팀보가 내부 굴착에 방해요소가 될 수 있다. 또한 버팀보의 국부적인 파괴가 전체적인 문제로 야기될 수 있다. 공기 지연에 의해 공사비가 고가이므로 넓은 지역에서의 사용이 제한적이다.
이처럼 수평 버팀대공법은 굴착 면적이 좁고 깊으며 연약한 지반에 적합하지만, 버팀보의 한계와 공사비 상승 등의 단점이 있다. 따라서 현장 여건을 충분히 고려하여 적절한 시공 방법을 선택해야 할 것이다.
1.2.2. 경사 버팀대공법
경사 버팀대공법은 흙막이벽 내측에 비탈면을 남기고 굴착을 실시하여 먼저 시공한 기초 구조물에 반력을 가하고 흙막이벽에 경사버팀대(Raker strut)를 설치하면서 굴착을 진행하는 방법이다. 이 공법은 소요되는 버팀대의 양이 감소하고, 수축이나 접합부의 유동이 적다는 장점이 있다. 또한 지하 부분의 공사를 2회에 나누어서 실시함으로써 공기가 연장될 수 있다. 그러나 연약한 지반이나 깊은 굴착 시에는 부적절하며, 경사 버팀대 내의 시공 시 공간 협소로 인해 불편이 초래될 수 있다."경사 버팀대공법은 흙막이벽과 지반사이의 경사 버팀대를 이용하여 토압을 지반에 전달하는 방식으로, 버팀대의 양을 줄일 수 있어 공간 활용이 유리하다. 이 공법은 주로 수평 버팀대공법과 비교하여 소요되는 버팀대의 양을 감소시킬 수 있으며, 접합부의 변형이 적어 안정성이 높다는 장점이 있다.
경사 버팀대는 흙막이벽 내부에 경사진 보강재를 설치하여 토압을 지반에 전달하는 역할을 한다. 이때 경사 버팀대의 기울기, 간격, 단면 크기 등을 적절히 설계하여 흙막이벽 및 주변 지반의 안정성을 확보해야 한다. 또한 경사 버팀대의 지점이 되는 지반과 기초 구조물의 충분한 지지력이 필요하다.
경사 버팀대공법은 수평 버팀대공법에 비해 공간 활용도가 높아 좁은 공간에서도 활용이 가능하다. 또한 버팀대의 수량이 줄어들어 공사비 절감 효과도 있다. 그러나 연약한 지반이나 깊은 굴착 시에는 적용하기 어렵고, 경사 버팀대 내의 공간 협소로 인한 시공상의 어려움이 있을 수 있다.
경사 버팀대공법은 지반 조건, 굴착 깊이, 주변 환경 등을 종합적으로 고려하여 적용 여부를 판단해야 한다. 특히 경사 버팀대의 설계와 시공 시 안전성 및 시공성 확보가 필수적이다. 이를 위해 관련 법규 및 기준을 준수하고, 전문가의 자문을 구하는 것이 중요하다."
1.3. 강재 널말뚝공법(Sheet pile 공법)
강재 널말뚝공법(Sheet pile 공법)은 널말뚝을 흙막이 계획선을 따라 타압하여 차수벽 및 흙막이벽을 동시에 형성하는 공법이다. 이 공법은 시공이 간단하여 공기 단축에 도움이 되며, 수밀성과 차수 효과가 크고 재질이 균질하다는 장점이 있다. 또한 연속 벽형의 강성체로서 차수벽과 토류 역할을 동시에 기대할 수 있다.
하지만 이 공법은 진동과 소음으로 인해 도심 내에서 부적절할 수 있다. 또한 배면 지반의 이완에 의한 인접 지반 침하를 유발할 수 있으며, 공사비가 고가라는 단점이 있다.
강재 널말뚝공법은 주로 구조물의 원지반 굴착과 동시에 흙막이벽을 형성하여 구조물과 인접 지반 사이의 변위를 억제할 수 있다. 또한 배면 지반이 불량한 경우에도 널말뚝의 강성으로 인해 효과적인 지지력을 확보할 수 있다.
이 공법은 시공이 간단하고 공기가 단축되어 경제적이며, 수밀성과 차수 효과가 뛰어나 지하수 유출 등의 문제를 해결할 수 있다. 또한 연속적인 벽체 형성으로 인해 구조물 시공에 유리하다.
그러나 진동과 소음이 발생하여 도심 지역에 적용하기 어려우며, 배면 지반 이완으로 인한 침하 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 단점을 보완하기 위한 대안적인 공법들이 개발되고 있다.
최근에는 강재 널말뚝 대신 FRP (섬유강화플라스틱) 널말뚝을 사용하여 진동과 소음을 저감하고, 부식성이 낮은 장점을 살리는 공법들이 소개되고 있다. 또한 지반 보강 공법과 병행하여 인접 지반의 안정성을 높이는 방식도 활용되고 있다.
이처럼 강재 널말뚝공법은 간단한 시공과 효과적인 차수 성능으로 널리 사용되고 있지만, 최근에는 단점을 보완한 다양한 개선 공법들이 개발되고 있다.
1.4. 주열식 흙막이공법
1.4.1. CIP 공법
주열식 흙막이공법(CIP 공법)은 천공 후 철근 또는 강재(H-Pile)를 설치한 후 현장 타설 콘크리트 말뚝으로 벽체를 형성하는 공법이다. 이 공법은 모든 지반에 구성할 수 있어 지반의 제약...
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