흙막이 붕괴 유형

흙막이 붕괴 개요

흙막이 붕괴는 굴착 중 흙막이벽과 지보공이 토압과 수압을 견디지 못해 무너지는 현상이다.

대표 유형은 히빙, 보일링, 파이핑이며 원인과 대책이 서로 다르다.

이 세 가지를 구분하는 것이 설계 검토와 현장 대응의 출발점이다.

흙막이의 구성과 힘의 균형

흙막이는 땅을 파는 동안 옆 흙이 굴착 안으로 쏟아지지 않게 붙잡는 벽과 버팀대다.

정식으로는 붕괴를 벽체 구조 파괴, 굴착저면 지반 파괴, 토립자 유실 파괴로 나눠 본다.

굴착 깊이가 커지면 토압과 수압이 커지고, 힘의 균형이 깨지는 순간 붕괴가 일어난다.

히빙

히빙은 연약한 점토지반을 팔 때 배면 흙의 중량이 저면 아래 지지력보다 커서 저면이 부풀어 오르는 현상이다.

발생 지반은 연약 점토지반이고, 대책은 근입장 연장과 저면 지반개량이다.

저면 아래 피압수가 있으면 같은 현상이 피압수 때문에도 생긴다.

보일링

보일링은 굴착저면과 배면의 수위차 때문에 사질토의 모래가 물과 함께 솟아오르는 현상이다.

투수성이 좋은 사질지반에서 주로 생기며, 흙막이벽 하단의 지지력이 떨어진다.

대책은 근입장을 불투수층까지 내리고 지하수위를 낮추는 것이다.

세 현상 비교

세 현상은 원인과 대책이 달라서 표로 나란히 비교해 두어야 한다.

히빙은 중량 문제이고, 보일링과 파이핑은 물의 침투 문제라는 점이 핵심이다.

답안에는 발생 지반을 먼저 쓰고, 원인과 대책을 짝지어 쓴다.

히빙 안전율 예제

가상의 예로 굴착깊이 10m, 비배수 전단강도 20kN/㎡인 연약 점토지반을 본다.

지지력 계수 5.14를 적용하면 안전율은 약 0.54가 된다.

안전율이 1.0 미만이면 히빙 위험이 크다. 계산 조건이 바뀌면 값도 달라진다.

정리

정리하면 히빙, 보일링, 파이핑은 원인과 발생 지반이 서로 다르다.

히빙과 보일링의 공통 대책은 근입깊이 연장이므로 함께 기억한다.

계측으로 붕괴 징후를 잡아내고 관리기준과 비교하는 것이 예방의 핵심이다.