지하수위가 높은 굴착

정의

지하수위가 높은 굴착은 굴착저면보다 높은 지하수가 있는 상태에서 하는 굴착이다.

배면에서 들어온 물이 토류벽과 굴착저면의 지지력을 떨어뜨린다.

그래서 지하수위를 낮추고 차수와 배수를 함께 쓴다.

보일링 파이핑 히빙

헷갈리기 쉬운 세 현상을 발생 지반과 원인으로 구분한다.

보일링은 사질토에서 상향 침투수에 의해 굴착저면 모래가 솟아오르는 현상이다.

파이핑은 보일링이 심해져 물길이 생기고 흙이 분출하는 현상이다.

히빙은 점토지반에서 배면 흙 중량이 저면 지지력을 넘을 때 생긴다.

수두차와 동수경사

동수경사 i는 수두차 Δh를 침투 경로 길이 L로 나눈 값이다.

가상의 예로 수두차 10m, 침투 경로 12m라고 하자. 그러면 i는 약 0.83이다.

사질토에서 이 값이 한계 동수경사 부근이면 보일링 위험이 크다.

한계 동수경사는 흙의 비중과 간극비로 정해지므로 현장 시험값으로 판정한다.

차수와 배수의 조합

지하수위가 높은 굴착의 대책은 차수와 배수를 함께 쓰는 것이다.

흙막이벽은 토압과 수압을 지지하고, 근입장을 불투수층까지 확보한다.

배수설비는 우물정이나 배수암거로 수위를 낮춰 수압을 줄인다.

차수그라우팅은 벽 배면의 누수를 막는다.

차수와 수위 저하가 함께 작동해야 굴착저면 붕괴를 막는다.

차수성 흙막이 비교

먼저 차수성 흙막이 공법을 비교한다.

지하수위가 높은 현장에서는 차수 성능이 높은 벽체를 우선 검토한다.

엄지말뚝과 토류판은 차수성과 강성이 낮고 파이핑에 취약하다.

지중연속벽은 차수성과 강성이 높지만 공사비와 공기가 크다.

수위 저하의 부작용

수위 저하 공법은 굴착면의 수두차를 줄여 침투력을 낮춘다.

하지만 수위 저하만 쓰면 인접 지반 침하가 생길 수 있다.

그래서 수위 저하는 계측으로 수위와 변위를 확인하며 운용한다.

직접 풀어 보자. 수위 저하 공법의 부작용은 무엇인가?

정리와 정답

정답은 인접 지반 침하다. 수위 저하는 침하 위험을 함께 적어야 한다.

보일링, 파이핑, 히빙은 발생 지반과 원인을 구분해 쓴다.

대책은 근입장 확대, 차수성 흙막이, 수위 저하, 계측 관리를 조합한다.

지하수위가 높은 굴착은 차수 성능과 수위 관리를 함께 확보해야 한다.