흙막이 벽체 변위 원인과 대책

흙막이 벽체 변위란

흙막이 벽체 변위는 굴착에 따라 벽체가 배면 토압을 받아 굴착면 쪽으로 움직이는 현상이다.

벽체 변위가 과다하면 인접 건물 침하와 지반 붕괴로 이어져 가설공사 사고의 원인이 된다.

그래서 벽체가 얼마나, 어떤 모양으로 움직이는지 계측으로 확인한다.

구성요소와 역할

흙막이 벽체의 변위는 벽체, 지보工, 지반이 함께 만드는 결과다.

벽체는 강성이 낮으면 휨이 커지고, 지보工은 설치가 늦으면 변위가 커진다.

지반·지하수는 배면 토압과 간극수압을 만들므로 세 요소를 함께 본다.

변위가 생기는 원리

벽체 변위의 원리는 굴착에 따른 응력 해방이다.

굴착으로 굴착면 쪽 토압이 사라지면 배면 토압이 벽체를 굴착 측으로 민다.

이때 수평변위는 굴착 깊이에 따라 대략 삼각형 또는 포물선 분포를 보인다.

굴착저면 아래 연약 점토에서는 히빙과 보일링이 벽체 하단 변위를 키운다.

계측 결과 해석

계측 결과는 변위 형태로 해석한다. 변위가 어디서 최대인지 먼저 본다.

벽체 상단이 가장 크면 버팀대 부족을, 중앙이 볼록하면 근입 부족을 의심한다.

굴착 완료 후에도 변위가 계속되면 지하수위 변화나 크리프 거동을 의심한다.

원인을 먼저 가려내고, 그에 맞는 대책을 고른다.

정답과 예제 계산

정답은 근입 부족이다. 굴착저면 상부가 불룩하면 근입 부족과 수동토압 저하를 의심한다.

굴착 10 m 흙막이에서 상부 변위가 25 mm, 기준치는 30 mm라고 하자.

일일 속도 4 mm로 남은 5 mm를 나누면 약 1.25일 뒤 기준치에 닿는다.

누적 변위만 보면 여유가 있어도, 속도를 보면 조치 시점이 달라진다는 뜻이다.

시험 포인트 정리

마지막으로 시험 포인트를 정리한다. 원인은 측방토압 증가, 간극수압 상승, 지지력 부족으로 나눈다.

대책은 배수, 지반개량, 근입장 연장, 버팀대·앵커 보강으로 정리한다.

계측은 지중경사계와 관리기준치 대비 시간 변화율로 판단한다.

기준치 초과 시 굴착을 중지하고 되메움과 보강 순서를 제시한다.