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1. 흙막이공법의 기술사항
1.1. 간단한 흙막이
1.1.1. 줄기초 흙막이
줄기초 흙막이는 깊이 1.5m 폭 1m 이내의 얕은 곳에 설치하는 간단한 흙막이공법이다. 띠장, 버팀대 등을 이용하여 시공하며, 버팀대 간격은 1.5~2.0m 이내로 한다. 시공 순서는 표토를 먼저 걷어 내고 흙막이널을 박은 뒤 띠장과 버팀대를 설치하는 순으로 진행한다.
줄기초 흙막이는 공기가 짧고 비용이 저렴하여 경제적이며, 소음과 진동이 적어 시공상 유리한 점이 있다. 그러나 깊이가 깊지 않아 지반 침하가 예상되는 경우에는 적용이 어려울 수 있다. 또한 차수성이 불량하여 토사 유출이 발생할 수 있고 분사현상이 일어날 가능성도 있다.
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 토사유출이 발생할 수 있고 분사현상이 발생할 수 있다.
엄지말뚝식 흙막이는 크게 다음과 같은 특징을 가진다. 첫째, 공기가 짧고 소음과 진동이 적어 경제적이다. 둘째, 반복사용이 가능하다. 셋째, 지반침하가 예상되며 굴착 후 토류판 설치까지 자립이 안되면 적용이 곤란하다. 넷째, 차수성이 불량하여 토사유출이 발생할 수 있다. 다섯째, 분사현상이 발생할 수 있다.
따라서 엄지말뚝식 흙막이는 공기와 경제성 측면에서는 유리하지만, 지반침하와 토사유출, 분사현상 등의 문제가 발생할 수 있어 이에 대한 대책이 필요하다고 할 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 설치하는 공법이다. 굴착 규모가 중규모이며 평면의 형상이 사각형이고, 외부 용지에 여유가 없을 때 주로 사용된다. 전 지층에서 사용이 가능하며 연약한 지반에서의 적용성이 좋다.
수평 버팀대공법의 특징은 다음과 같다. 첫째, 굴착 면적이 좁고 깊을 때 유리하다. 둘째, 연약한 지반일 때 유리하다. 셋째, 변형 및 파괴를 조기에 발견할 수 있어 시공 후 보강이 용이하다. 넷째, 환경적으로 양호하다. 다섯째, 재료비가 비교적 적은 편이다. 그러나 버팀재 자체의 결함이나 지주의 좌굴 발생 가능성이 있으며, 버팀보가 내부 굴착에 방해요소가 될 수 있다. 또한 버팀보의 국부적인 파괴가 전체적인 문제로 야기될 수 있고, 공기 지연에 의해 공사비가 고가이므로 넓은 지역에서의 사용이 제한된다.
수평 버팀대공법은 중규모의 굴착 공사에 적용되며, 연약한 지반 조건에서 유리하다. 시공 중 변형 및 파괴 징후를 조기에 발견할 수 있어 보강이 용이하지만, 공기 지연과 공사비 증가 문제가 있다. 따라서 굴착 규모와 지반 조건을 고려하여 적절한 흙막이 공법을 선택해야 한다.
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 양을 감소시킬 수 있으며, 수축이나 접합부의 유동이 적은 특징이 있다. 또한 지하 부분의 공사를 2회에 나누어서 실시함으로써 공기를 연장할 수 있다. 그러나 연약한 지반이나 깊은 굴착 시에는 부적절할 수 있으며, 경사 버팀대 내의 시공 시 공간 협소로 인해 불편이 발생할 수 있다.
경사 버팀대공법은 버팀대식 흙막이공법의 한 종류로, 흙막이벽 안쪽에 비탈면을 남기고 굴착을 실시하여 먼저 시공한 기초 구조물에 반력을 가하고 흙막이벽에 경사 버팀대(Raker strut)를 설치하면서 굴착을 진행하는 방식이다. 이 공법은 수평 버팀대공법에 비해 소요되는 버팀대의 양이 줄어들고, 수축이나 접합부의 유동이 적은 장점이 있다. 또한 지하 부분의 공사를 2회에 나눠서 실시함으로써 공기를 연장할 수 있다는 특징이 있다.
그러나 연약한 지반이나 깊은 굴착 시에는 적절하지 않으며, 경사 버팀대 내의 시공 시 공간이 협소해 작업에 불편이 있을 수 있다. 이러한 단점에도 불구하고 버팀대의 양을 줄일 수 있고 수축 및 접합부 유동이 적다는 장점으로 인해 중규모의 굴착 공사에서 활용되고 있다.
경사 버팀대공법은 버팀대의 수량을 감소시킬 수 있고, 수축이나 접합부의 유동이 적은 특징이 있어 중규모의 굴착 공사에 적합한 공법이다. 특히 지하 부분의 공사를 2회에 나누어 실시함으로써 공기를 연장할 수 있어 공사 관리에 유리하다. 다만 연약한 지반이나 깊은 굴착 시에는 적절하지 않으며, 경사 버팀대 내의 시공 시 공간이 협소해 작업에 불편이 있을 수 있다는 단점도 있다.
1.3. 강재 널말뚝공법(Sheet pile 공법)
강재 널말뚝공법(Sheet pile 공법)은 널말뚝을 흙막이 계획선을 따라 타입하여 차수벽 및 흙막이벽을 동시에 형성하는 공법이다.
이 공법의 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.
그러나 단점으로는 진동과 소음으로 인해 도심 내에서 부적절할 수 있고, 배면 지반의 이완에 의한 인접 지반 침하 유발 가능성, 고가의 공사비가 존재한다.
따라서 강재 널말뚝공법은 시공이 간단하고 수밀성 및 차수 효과가 우수하지만, 도심 지역에서는 적용이 어렵고 공사비가 높은 단점이 있다고 볼 수 있다.
1.4. 주열식 흙막이공법
1.4.1. CIP 공법(Cast In place precast Pile)
CIP 공법(Cast In place precast Pile)은 천공 후 철근 또는 강재(H-Pile)를 설치한 후 현장 타설 콘크리트 말뚝으로 벽체를 형성하는 주열식 흙막이공법이다. 이 공법은 모든 지반에 구성할 수 있어 지반의 제약이 없으며, 건물 벽체와 합벽 시공할 수 있어 터파기를 최소화할 수 있는 장점이 있다. 또한 기둥과의 연결성이 좋아 지하수위가 높을 경우에도 별도의 차수 대책이 필요하지 않다.
그러나 암반 천공 시 작업에 제약이 있으며, 깊은 심도에서 수직 정도가 낮아질 수 있다는 단점이 있다. CIP 공법은 모든 지반에 적용 가능하고 구조물과의 연계 시공이 용이하여 터파기를 최소화할 수 있다는 점에서 널리 활용되는 주열식 흙막이공법이다.
1.4.2. SCW 공법(Soil Cement Wall)
SCW 공법(Soil Cement Wall)은 일축 또는 특수 다축 Auger로 지반을 천공하고 Auger 선단에서 Cement milk를 분출시키면서 원지반과 혼합 교반시켜 Soil cement를 형성하는 주열식 흙막이공법이다.
이 공법은 흙막이벽과 차수벽을 겸할 수 있어 시공이 간편하여 공기가 빠르다는 장점이 있다. 그러나 두꺼운 자갈층과 침투수랍이 있는 곳에서는 부적격하며, 흙막이벽으로서의 강도와 차수벽으로서의 투수성을 확인하는 철저한 시공...
