건설안전기술사 안정액

안정액의 정의

안정액은 굴착 공 안을 채워 벽면 붕괴를 막는 현장 주입 유체다.

정식으로는 굴착 공 벽면을 지지하고 지하수 유입을 억제하는 점성 현탁액이다.

지하연속벽 공법에서는 주로 벤토나이트 액을 쓴다.

정수압 지지와 여과막

안정액은 비중이 지하수보다 커서 굴착면에 정수압을 작용시킨다.

이 압력이 벽면의 토압과 수압에 맞서 평형을 이루며 벽면을 지지한다.

벤토나이트 입자는 벽면에 얇은 여과막을 만든다.

여과막은 액이 흙 공극으로 빠져나가는 것을 줄이고, 벽면이 흘러내리는 것을 억제한다.

굴착·타설·재생 순환

지하연속벽 시공은 굴착, 타설, 재생이 이어지는 순환 흐름이다.

굴착 중에는 안정액으로 벽면을 지지하고, 철근망을 넣은 뒤 트레미관으로 콘크리트를 하부부터 타설한다.

타설로 밀려 올라온 안정액은 회수 설비로 보내 재생해 다시 쓴다.

재생 과정에서는 원심분리, 스크린, 침전 등으로 모래와 미세 입자를 제거한다.

수위와 붕괴 조건 계산

이제 계산 예로 확인해 보자. 굴착 바닥은 GL-20m, 지하수위는 GL-2m인 가상의 경우다.

안정액 압력은 단위중량에 굴착 바닥까지의 깊이 20m를 곱해 구한다.

지하수압은 수위 아래 깊이 18m에 물의 단위중량 9.81을 곱해 176.6 kPa이다.

두 압력의 차이가 양수면 공벽은 안정액 압력으로 지지된다.

안정액의 세 가지 유형

안정액은 주재료에 따라 벤토나이트계, 폴리머계, 단상 안정액으로 나뉜다.

벤토나이트계는 기본형이고, 폴리머계는 자갈층처럼 공벽이 쉽게 무너지는 지반에 유리하다.

단상 안정액은 굴착 후 경화되어 벽체 일부로 남으므로 재사용이 불가능하다.

나머지 유형은 지반 조건과 시공 목적에 따라 고른다.

정리와 시험 포인트

안정액의 기능은 굴착면 붕괴 방지, 지하수 차수, 슬라임 부유 방지다.

원리는 정수압 지지, 여과막 형성, 흙 입자 지지로 정리된다.

시험에서는 수위를 지하수위보다 높게 유지한다는 조건을 빠뜨리지 않는다.

재생 사용 시에는 점도와 비중 등 관리 항목을 빠뜨리지 않는다.