흙막이공법

흙막이공법의 정의

흙막이공법은 터파기 중 토압과 수압에 저항하며 굴착면을 지지하는 가설 구조다.

흙막이는 흙막이 벽, 지보공, 계측의 세 부분으로 구성된다.

공사 기간에만 쓰이므로 가설 구조물로 분류된다.

세 가지 기능

흙막이의 기능은 세 가지다.

첫째, 굴착 주위 흙의 붕괴를 막는다. 둘째, 지하수 유입을 막거나 줄인다.

셋째, 주변 지반과 인접 건물·매설물의 변형을 허용 범위 안에 둔다.

이 세 기능이 공사의 성패를 좌우한다.

벽체 형식과 지수성

벽체 형식은 흙막이벽을 무엇으로 만드는지에 따라 나뉜다.

H-Pile 토류판은 시공이 쉽고 공사비가 낮지만 지수성이 낮다.

CIP·SCW와 지하연속벽은 차수성을 함께 확보한다.

도심 근접 시공에는 벽체 방식과 보강 그라우팅을 한 묶음으로 고른다.

지지방식 분류

앞 문제의 정답은 H-Pile 토류판이다. 지수성이 낮아 보조그라우팅이 필요하다.

지지방식은 흙막이 벽이 어디에서 힘을 받느냐로 나눈다.

자립식은 지보공 없이 근입 깊이에 의존한다. 버팀대식은 스트럿으로 맞받친다.

앵커식은 지반 속 정착체로 당겨 받친다.

탑다운은 지하 바닥slab과 기둥을 먼저 시공해 지지 구조로 쓴다.

주동토압 계산 예

흙막이벽의 토압은 Rankine 식으로 개략 계산한다.

주동토압계수 Ka는 내부마찰각 φ로 정해진다.

깊이 z의 주동토압은 Ka γ z에서 2c√Ka를 뺀 값이다.

예로 굴착 깊이 10m, 단위중량 18kN/m³, 마찰각 30도, 점착력 0을 대입한다.

토압 합력은 300kN/m이다. 이 값이 버팀대나 앵커의 설계 하중을 정한다.

계측과 재협의

계측은 벽체 변위, 지중경사, 지표침하, 버팀보 축력을 본다.

변위가 허용치를 넘으면 굴착을 멈추고 보강한다.

벽체 강성 저하, 지지구조 간격 증가, 지지형식 변경은 재협의 대상이다.

흙막이는 벽체, 지보공, 계측을 묶어 관리하는 가설 구조다.