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흙막이
흙막이(sheathing)는 지반을 굴착할 때 주위의 지반이 침하나 붕괴하는 것을 방지할 목적으로 만드는 토압 · 수압에 저항하는 벽체와 그 지보공의 총칭이다. 통상은 가설 구조물이지만 구조 주체로서 다루는 경우가 있다.
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개요[편집]
흙막이는 높은 곳의 흙이 무너져내리는 것을 막으려고 설치하는 구조물이다. 건물의 지하를 팔 때 생기는 흙의 압력 때문에 건물 주변이 무너지는 것을 막으려고 설치하는 경우도 있다. 널말뚝으로 벽을 만들고 띠장과 버팀목 등과 같은 지지재로 받쳐 만든다. 본공사를 하기 전에 하는 가설공사 때 설치하며, 건물의 지하가 완성되면 철거한다.
흙막이 공사를 위해서는 지반의 성상, 지하수의 상황, 인접 건물이나 시설, 지하매설물 등에 대한 상세한 사전조사가 필요하다. 또 흙막이나 흙파기 공사에서는 소음, 진동, 먼지 등에 의한 오염 등 주위에 미치는 영향이 크므로 이에 대한 충분한 대책도 필요하다. 즉, 흙막이 공사는 안전하면서도 공해를 최소화하는 것이 시공상 첫째 조건이다.
흙막이 공법의 종류[편집]
흙막이 공법은 여러 가지 공법이 개발되어 사용되어 왔으나 요즈음 많이 사용되는 공법을 들어보면
- 1) 재료에 의한 분류
① 줄기초 흙막이 ② 엄지 말뚝식 흙막이(토류 판) ③ Sheet Pile ④ 주열 흙막이 법 ⑤ 지중 연속벽 공법
- 2) 지지 구조에 의한 분류
① 자립식 구조 ② Earth Anchor, Tie Back 구조 ③ Strut 구조 ④ 역 타설 구조(Top Down)
흙막이 공법의 특성 및 내용[편집]
흙막이 공법의 종류에는 H-pile 및토류 판 공법, Sheet pile 공법, 주열식 흙막이 공법, Slurry wall 공법 등이 있다.
H-pile 및 토류 판 공법[편집]
(1) 공 법 : H-pile 을 1~2m 간격으로 박고, 굴착과 동시에 토류 팬을 사이에 끼워 흙막이 벽을 설치하는 공법을 말하며, strut 버팀대를 설치해야 한다.
(2) 특징
- ① 시공이 간단하고 ② 경제적이고 ③ 공사 기간이 짧다.
(3) 문제점
- ① 차수성 그라우팅 보강이 필요하며 소음, 진동이 크다.
- ② Heaving 현상의 우려가 있다.
Sheet pile 공법[편집]
(1) 공 법 : 강재 널말뚝을 연속으로 연결하여 벽체를 형성하는 공법을 말한다.
(2) 특징 : 차수성이 높아 연약지반에 적합하다.
(3) 문제점
- ① 소음, 진동이 크다.
- ② 경질 지반에는 적합하지 않다.
주열식 흙막이 공법[편집]
(1) 공 법 : 현장 타설 con'c 말뚝을 연속으로 박아 주열식으로 흙막이 벽을 형성하는 공법으로 말뚝 내에는 철근 및 H-pile을 박아 벽체를 보강한다.
(2) 특징
- ① 차수성이 좋고 지지력이 향상된다.
- ② 무소음 공법이며, 벽의 강성이 높고 주변 침하가 적다.
(3) 문제점 : 공사기간이 길고, 공사비 증대, 경질 지반에 불리하다.
Slurry wall 공법[편집]
(1) 공 법 : 벤토나이트 안정액을 사용하여 지반의 붕괴를 방지하면서 굴착하고, 그 속에 철근망을 삽입하고 con'c를 타설 하여 흙막이 벽체를 형성하는 공법을 말한다.
(2) 특징
- ① 소음, 진동이 없고 ② 차수성이 크고 ③ 주변 지반에 영향 적고 ④ 본 구조체로도 사용이 가능하다.
(3) 문제점
- ① 공기가 길고, 공사비가 크다.
- ② 안정액 처리와 콘크리트 품질관리가 중요하다.
- ③ 장비가 대형이고
- ④ 콘크리트 타설시 품질관리가 중요하다.(콘크리트 품질 저하 문제)
흙막이 지지공법[편집]
Open Cut 공법(자립 공법)[편집]
지반이 단단하고 비교적 규모가 작고 간단한 공사일 경우 가장 손쉬운 공법
사면이 있는 Open Cut 공법[편집]
- ① 흙막이가 불필요하고 중기 사용 가능
- ② 공기단축
- ③ 부지 여유가 있어야 하고 굴착 토량이 많아진다.
Earth Anchor 공법[편집]
현재 한국에서 가장 많이 채용(주변 지주 등의 문제)
① 공사 순서
- - H-Pile이나 Sheet Pile 또는 콘크리트 등을 소정 깊이까지 수직으로 박는다.
- - 이 재료가 견딜 수 있는 만큼 흙을 판 후 띠장을 설치하고 Anchor를 사용하여 수평방 향을 지지시킨다.
- - 계속해서 흙을 파내려 가며 방법을 반복한다.
② Earth Anchor(Tie-Back Anchor) : 땅속에 Earth Drill로 사 방향으로 구멍을 뚫고 그 구멍 속에 PC 강선이나 철근 등의 인장 재를 넣고 그 주위를 Grouting 하여 굳힌 후 외부에서 PC 강선이나 철근 등에 인장력을 가 해서 정착시킨다.
③ 특징 : 굴착 작업 공간이 넓어 기계화 시공 가능, 인접대지 소유자 또는 공공기관의 양해를 구해 야 한다.
Strut 공법[편집]
① 시공 순서는 Earth Anchor 공법과 같은데, 다만 횡력(토압, 수압)을 지지하는 방법이 Earth Anch or 대신 Strut(버팀대)를 사용하는 공법이다.
② 특징
- - 굴착시 중기 사용에 제약 : 공기가 길어진다.
- - 주위 대지와 문제가 생기지 않는다.
- - 도심지 공사에서 인접 건물이 가까이 있거나, 토질이 아주 연약하여 Earth Anchor 공법 채용이 곤란한 경우
Island Cut 공법[편집]
사면이 있는 Open Cut 공법과 흙막이 Open Cut 공법의 장점을 살리고 결점을 시정하려는 공법으로 굴착 면적이 넓은 대지에 적용(또 깊이가 비교적 얕은 경우에 유리)
① 시공 순서
- - H-Pile이나 Sheet Pile 등을 소정 깊이까지 박는다.
- - 흙막이 벽이 자립할 수 있는 깊이까지 비탈면을 남기고 내부를 굴착한다.
- - 중앙부 구조체를 완성한다.
- - 중앙부 구조체에 버팀대를 걸쳐가면서 외주 부분을 굴착한다.
- - 외주 부분 구조체를 완성한다.
② 장 점
- - 대지 전체에 건축물을 구축할 수 있다.
- - 가설재(지보공)가 적어도 된다.(30～50% 절감 가능)
- - 광대한 공사에서는 지보공의 변형이 적다.
- - 내부 굴착시 기계화 시공이 가능
③ 단 점
- - 연약지반의 경우 비탈면 관계로 깊은 굴착에 적합하지 못하다.
- - 지하 공사를 2회 실시하므로 공기가 길어진다.
- - 외부로 압을 비탈면 부분이 지지하므로 비탈면의 건조수축으로 말뚝 두부의 변형이 커질 수도 있다.
④ 시공관리시 유의 사항
- - 경사 버팀대 설치 시 변위가 생기기 쉬우므로 “전체적인 Balance"를 맞춘다.
- - 변위 측정을 하며 시공관리한다.
- - 기상조건에 따라 비탈면을 보강한다.
- - 바닥면에 배수구 설치
- - 계획 외의 과대 하중을 비탈면 상부에 작용시키지 않는다.
- - 비탈면에 지하수압을 작용시키지 않는다.
- - 수평 버팀대 또는 경사 버팀대를 중앙구조체에 설치 시 구조물의 안전성 여부를 검토하여 야 한다.
- - 구조물의 변형에 의한 말뚝의 변위 방지
Trench Cut 공법[편집]
굴착 작업 형식상 Island Cut 공법과 반대의 형식을 취하는 공법이다.
① 적용 장소
- - 흙이 대단히 연약하여 전체를 일시에 굴착할 수 없는 경우
- - 면적이 아주 넓고 굴착 깊이가 얕은 경우.
- - 점성도 층의 파괴가 대단히 예민한 경우 : 예상되는 Heaving 현상이나 굴착 단면의 활동 파괴를 방지하기 위해 채용되는 공법
② 시공 순서
- - Sheet Pile을 2중으로 박는다.
- - 외부 Span 구조체를 선 시공하여 토압을 받게 한다.
- - 내부 굴착한다
③ 특징
- - 널말뚝을 이중으로 박아서 가설재가 많이 든다.
- - 공기가 길어진다.
동영상[편집]
참고자료[편집]
- 〈흙막이〉, 《위키백과》
- 〈흙막이〉, 《두산백과》
- 〈흙막이〉, 《토목용어사전》
- jinstar2145, 〈흙막이공법의 종류및 특징〉, 《네이버 블로그》, 2018-03-18
같이 보기[편집]
