히빙과 보일링

히빙과 보일링이란

히빙과 보일링은 흙막이 굴착에서 지반이 무너지는 대표 파괴 형태다.

히빙은 연약한 점토지반에서, 보일링은 사질토 지반에서 생긴다.

두 현상 모두 굴착 저면이 불안정해져 벽체가 기울고 지반이 침하하는 사고로 이어진다.

히빙의 원리

히빙은 연약한 점토를 굴착할 때 배면 흙의 중량이 저면 지지력을 넘어서 생긴다.

점토는 배수가 느려 물이 잘 빠지지 않으므로 점착력이 파괴 저항을 결정한다.

지지력이 모자라면 굴착 저면이 안쪽으로 부풀어 오른다.

히빙은 저면 안전율로 검토하며, 안전율이 기준값 이하이면 위험하다.

보일링의 원리

보일링은 투수성이 큰 사질토에서 굴착 저면과 배면의 수위차로 생긴다.

수위차 때문에 위로 향하는 침투류가 생겨 유효응력을 0으로 만든다.

그러면 모래가 물과 함께 솟구치고 전단저항이 사라진다.

판정은 동수경사와 한계 동수경사를 비교한다. 한계 동수경사는 수중단위중량과 물의 단위중량의 비다.

보일링 계산 예제

가상의 예로, 굴착깊이 10 m, 근입깊이 5 m인 사질토 굴착을 본다.

수위차가 6 m이므로 동수경사 i는 6을 5로 나눈 1.2다.

수중단위중량과 물의 단위중량이 모두 10이므로 i_c는 1.0이다.

이제 두 값을 비교해 판정해 보자.

히빙과 보일링 비교

예제 결과 i가 i_c를 넘으므로 보일링이 발생한다.

히빙과 보일링은 굴착 저면이 솟아오르는 공통점 때문에 자주 혼동된다.

발생 지반, 원인, 대책이 다르므로 표로 구분해 둔다.

히빙은 점착력이 하중을 버티지 못하는 전단 파괴다.

보일링은 상향 침투력으로 유효응력이 0이 되는 현상이다.

핵심 정리

지금까지 내용을 세 가지로 정리한다.

히빙은 점토 지반에서 배면 중량이 지지력을 넘을 때 생긴다.

보일링은 사질토에서 수위차에 의한 상향 침투로 생긴다.

파이핑은 물길이 생겨 토립자가 유출되는 현상이다.

시험에서는 정의, 원인, 대책 순서로 답안을 쓴다.