본문내용
1. 흙막이공법의 이해
1.1. 간단한 흙막이공법
1.1.1. 줄기초 흙막이
간단한 흙막이공법 중 하나인 줄기초 흙막이는 깊이 1.5m, 폭 1m 이내의 얕은 구간에 사용되는 공법이다. 표토를 걷어내고 흙막이널을 박은 후 띠장과 버팀대를 설치하여 굴토를 진행하는 방식이다. 버팀대 간격은 1.5~2.0m 이내로 한다. 짧은 공기와 소음·진동이 적으며 반복 사용이 가능하여 경제적이다. 하지만 지반 침하 가능성이 있으며 차수성이 불량하여 토사 유출이 발생할 수 있다. 또한 굴착 후 토류판 설치까지 자립이 되지 않는 경우에는 적용이 어렵다.
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 되지 않는 경우 적용이 곤란하다. 또한 차수성이 불량하여 토사유출이 발생할 수 있고 분사현상이 나타날 수 있다. 엄지말뚝식 흙막이는 간단한 흙막이공법의 한 종류로, 굴착 깊이가 얕고 공간이 협소한 현장에 적합하다. 토질과 지반 조건에 따라 적절한 흙막이공법을 선택하여 안전하고 효율적인 시공이 이루어지도록 해야 한다.
1.2. 버팀대식 흙막이공법
1.2.1. 수평 버팀대공법
수평 버팀대공법은 필요한 위치에 중간 말뚝(지주)을 설치하고 단계별 굴착 후 띠장 설치 및 버팀대를 설치하는 방식이다. 이 공법은 굴착 면적이 좁고 깊을 때 유리하며, 연약한 지반에서도 적용이 가능하다. 또한 변형이나 파괴를 조기에 발견할 수 있어 보강이 용이하고, 환경적으로 양호하며 재료비가 비교적 적은 편이다. 하지만 버팀재 자체의 결함이나 지주의 좌굴 발생 가능성, 버팀보가 내부 굴착에 방해가 될 수 있으며, 버팀보의 국부적인 파괴가 전체적인 문제로 야기될 수 있다. 공기 지연에 의해 공사비가 고가이므로 넓은 지역에서의 사용이 제한된다. 이처럼 수평 버팀대공법은 여러 장단점을 가지고 있어 현장 상황에 따라 적절히 활용될 수 있다.
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 공법의 특징은 소요되는 버팀대의 양이 감소한다는 점과 수축이나 접합부의 유동이 적다는 점이다. 또한 지하 부분의 공사를 2회에 나누어서 실시함으로써 공기가 연장된다. 반면에 연약한 지반이나 깊은 굴착 시에는 부적절하며, 경사 버팀대 내의 시공 시 공간 협소로 인해 불편이 초래될 수 있다.
경사 버팀대공법은 흙막이벽에 경사지게 버팀대를 설치하여 시공하는 방식으로, 버팀대 양을 줄여 경제적이며 수축이나 접합부 유동이 적어 안정성이 높은 편이다. 또한 지하 공사를 2회에 나누어 시공함으로써 공기 단축이 가능하다는 장점이 있다. 다만 연약지반이나 깊은 굴착에는 적합하지 않으며, 협소한 작업 공간으로 인해 시공상 어려움이 있을 수 있다.
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 균질하다. 또한 연속 벽형의 강성체로서 차수벽과 토류 역할을 동시에 기대할 수 있다. 하지만 진동과 소음으로 인해 도심 내에서 적절하지 않으며, 배면 지반의 이완에 의한 인접 지반 침하 유발 가능성이 있다. 또한 고가의 공사비가 단점이다.
강재 널말뚝공법의 특징은 다음과 같다. 첫째, 시공이 간단하여 공기 단축에 도움이 된다. 둘째, 수밀성과 차수 효과가 크며 재질이 균질하다. 셋째, 연속 벽형의 강성체로서 차수벽과 토류 역할을 동시에 기대할 수 있다. 반면 진동과 소음으로 인해 도심 내에서 적절하지 않으며, 배면 지반의 이완에 의한 인접 지반 침하 유발 가능성이 있고 고가의 공사비가 단점이다.
1.4. 주열식 흙막이공법
1.4.1. CIP 공법
CIP 공법은 일반적으로 주열식 흙막이공법에 속한다. CIP 공법은 천공 후 철근 또는 강재(H-Pile)를 설치한 후 현장 타설 콘크리트 말뚝으로 벽체를 형성하는 공법이다.
CIP 공법의 특징은 다음과 같다. 첫째, 모든 지반에 구성할 수 있어 지반의 제약이 없다. 둘째, 건물 벽체와 합벽 시공할 수 있으며 구조물과 근접 시공할 수 있어 터파기 최소화가 가능하다. 셋째, 기둥과의 연결성이 좋지 않아 지하수위가 높을 경우 별도의 차수 대책이 필요하다. 넷째, 암반 천공 시 작업에 제약이 있으며, 깊은 심도에서 수직 정도가 낮아진다.
CIP 공법은 천공 후 철근 또는 강재를 설치하고 현장 타설 콘크리트로 벽체를 구축하는 공법으로서, 지반 제약이 적고 근접 시공이 가능하다는 장점이 있다. 다만 기둥과의 연결성이 취약하고 암반 천공 및 깊은 심도 시공에 한계가 있다. 따라서 시공 여건과 현장 특성을 고려한 적절한 적용이 필요하다.
1.4.2. SCW 공법
SCW 공법은 일축 또는 특수 다축 Auger로 지반을 천공하고 Auger 선단에서 Cement milk를 분출시키면서 원지반과 혼합 교반시켜 Soil cement를 형성하는 주열식 흙막이공법이다. 이 공법은 흙막이벽과 차수벽을 겸하고 있어 시공이 간편하여 공기가 빠르다는 장점이 있다. 다만 두꺼운 자갈층과 침투수랍이 있는 곳에는 부적합하며, 흙막이벽으로써의 강도와 차수벽으로써의 투수성을 확인하는 철저한 시공 관리가 요구된다. 전체적으로 SCW 공법은 모든 지반에 구성할 수 있어 지반의 제약이 없고, 건물 벽체와 합벽 시공할 수 있으며 구조물과 근접 시공할 수 있어 터파기를 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 다만 기둥과의 연결성이 좋지 않아 지하수위가 높을 경우 별도의 차수 대책이 필요하며, 암반 천공 시 작업에 제약이 있고 깊은 심도에서 수직 정도가 낮아질 수 있는 단점도 존재한다. 이처럼 SCW 공법은 다양한 장단점을 가지고 있어 현장 여건에 따라 적합한 흙막이공법을 선택하는 것이 중요하다.
1.5. 연속벽공법(Slurry wall 공법)
연속벽공법(Slurry wall 공법)은 벤토나이트액을 사용해서 지중에 일정한 폭의 도랑을 연속적으로 굴착해 철근 바구니를 세우고 현장치기 콘크리트를 쳐서 연속적인 지수, 흙막이벽, 구조체로 이용하는 공법이다.
이 공법은 저진동, 저소음으로 시공이 가능하여 시가지 공사에 사용할 수 있으며, 강성이 높고 연속적인 접합부로 차수효과가 크다. 또한 주변지반과 구조물에 안정적이며 지반에 제약이 없다는 특징이 있다. 다만 굴착공의 붕괴로 인한 공기의 연장이 발생할 수 있다.
연속벽공법은 흙막이벽과 차수벽의 역할을 동시에 수행할 수 있어 효과적이다. 시공이 간편하여 공기가 빠르고, 두꺼운 자갈층...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15