흙막이 지하수처리공법

정의와 핵심 개념

흙막이 굴착에서 지하수처리는 굴착 저면과 배면의 지하수위를 낮추거나 유입을 차단하는 공법이다.

지하수처리는 배수와 차수로 구분하여 굴착 조건에 맞게 선정한다.

지하수를 방치하면 보일링, 파이핑, 히빙 같은 지반 파괴가 생긴다.

핵심 원리 유효응력

지하수위가 낮아지면 간극수압이 줄어 유효응력이 증가한다.

유효응력이 커지면 굴착 저면의 전단 저항이 커진다.

반대로 저면에서 상향 침투류가 생기면 유효응력이 줄어 지반이 불안정해진다.

간극수압 u가 커지면 σ′가 줄어 보일링이 발생하기 쉽다.

배수와 차수 공법 비교

지하수처리는 배수와 차수로 나뉘며, 두 방식은 원리가 다르다.

배수는 펌프로 지하수를 뽑아 수위를 낮추고, 사질토에서 효과가 크다.

차수는 지수성 높은 벽체를 쓰거나 약액주입으로 지반의 투수성을 낮춘다.

지하수가 많고 배수가 어려우면 차수를 우선한다.

웰포인트 흡상 한계와 단계 설치

웰포인트는 진공 펌프로 물을 끌어올리므로 흡상 높이에 한계가 있다.

실무상 흡상 높이는 약 6m 이내라서, 깊으면 단계별로 나누어 설치한다.

예를 들어 굴착저면보다 0.5m 아래까지 낮추려면 저하량은 8.5m다.

8.5m는 1단 약 6m를 넘으므로 올림해 2단으로 설치한다.

주의점과 계측 관리

보일링과 파이핑은 같은 현상이 아니다. 진행 단계로 구분해 쓴다.

배수로 수위가 내려가면 점토층은 압밀 침하가 장기간 진행된다.

수위계, 침하계, 벽체 변위계로 지하수위와 주변 지반 침하를 함께 관리한다.

배면 수위가 높으면 수압이 벽체에 직접 작용해 벽체가 변형되거나 무너질 수 있다.

정리

지하수처리는 배수와 차수를 현장 지반과 굴착 깊이에 맞춰 고른다.

웰포인트는 흡상 한계 때문에 깊은 굴착에서 단계별로 설치하거나 깊은우물을 병용한다.

채점에서는 보일링과 파이핑의 차이, 배수에 따른 침하 대책을 빠뜨리지 않는다.

앞 문제의 정답은 보일링이다.