흙막이 벽의 종류 및 주요 안전조치

건설업 흙막이 벽의 종류 및 주요 안전조치

 

흙막이 벽의 종류

엄지말뚝식(soldier beam) 흙막이 벽

강재 엄지말뚝(H-pile)을 지중에 타입하고 굴착을 진행하면서 토류판을 끼워 굴착변을 지지하는 방법

1.  엄지말뚝을 보링 후 설치하면 소음과 진동이 적고 반복사용이 가능하여 널말뚝보다 경제적임
2.  지반침하가 예상되며 굴착 후 토류판 설치까지 자립이 안 되면 적용 곤란
3.  차수성이 불량하여 토사유출이 발생하고 분사현상이나 융기현상의 발생 우려

 

널말뚝식(sheet pile) 흙막이 벽

널말뚝을 타입한 후 굴착하는 방법으로 어느 정도 굴착이 진행되면 띠장과 버팀대를 설치

1.  널말뚝은 주로 강널말뚝을 사용하며 자갈층이나 경암에서는 타입이 곤란
2.  차수성이 좋아 지하수위 저하를 방지하며 토사 유실 감소
3.  널말뚝 타입 시 소음진동이 크며 말뚝 인발 시 주변지반 침하 발생

 

주열식(contiguous pile wall)  흙막이 벽

지반에 흙시멘트 벽을 만들거나 현장타설 콘크리트말뚝 혹은 강관말뚝을 연결하여 벽체를 형성한 후 굴착하는 방법

1.  흙시멘트 벽(soil cement wall) :오거에 의한 혼합, 고압분사에 의한 혼합
    -. 토사 지반에서만 사용 가능, 차수성 좋은 토사 유실이 적으며 시공이 간편
   
   
2. 현장타설 콘크리트 말뚝 벽 : 지반에 구멍을 뚫고 H형강 말뚝이나 철근을 넣은 후 모르타르를 주입, 말뚝을 형성하여 흙막이 벽으로 사용
    -. 강성이 크고 모든 반에 설치할 수 있으나 차수성이 불량하며 토사유실 가능
    -. 소음과 진동이 적으며 주변지반의 침하나 인접 구조물에 대한 영향이 적음
    -. 자갈층, 전석층 및 수상에서의 시공으로 공사완료 후 인발이 곤란 (CIP공법, PIP공법,MIP공법 등이 있음)
   
   
3. 지반연속벽(slurry wall) : 지반에 구멍을 뚫고 철근망을 삽인한 후 콘크리트를 타설하여 연속벽체를 만드는 방법으로 가설 흙막이 벽이나 영구 구조물의 일부분으로 이용
    3-1.장점
     -. 암반을 포함한 대부분의 지반에서 시공이 가능
     -. 벽체는 강성이 매우 커서 주변지반의 침하 및 인접 구조물의 영향 감소
     -. 차수성과 연속성이 좋으며 소음ㆍ진동이 적어 도심지 공사에 적합
     -. 가설 흙막이 벽뿐만 아니라 영구 구조물(지하실 벽이나 기초 구조물)로 이용
     -. 토지 경계선까지 시공이 가능하며 역타공법을 적용
   3-1.단점
     -. 다른 흙막이 벽에 비해 공사기간이나 공사비가 많이 소요
     -. 고도의 기술과 경험을 필요로 하며 안정액의 처리와 품질관리에 유의

안전보건공단

흙막이 공법의 주요 안전조치

일반사항

1. 버팀대 상부의 안전대 걸이용 구명로프 설치
2. 조립도의 작업순서 준수
3. 시공 중 조사ㆍ점검 철저
4. 유입수 방지를 위해 굴착선단부에 콘크리트 타설 및 적정 구배 유지
5. 수직 승강계단 설치(2인 통행이 가능하도록 폭 1m 이상)
6. 배변토사 충진을 철저하게 하고 토사유출을 방지
7. 인접건물의 변형과 침하의 철저한 관리
8. 굴착선단부의 난간설치
9. 조명시설 확인
10. 배수로 설치
11. 계측 철저

굴착방법

①흙막이 벽은 굴착 직후 버팀보를 설치하기 직전이 구조적으로 가장 불안정하다. 여굴량은 버팀보를 가설할 수 잇는 최소한으로 하며 브래킷을 대는 공간으로 버팀보 하부 50cm의 공간이 필요하다. 설계에서 적정 여굴량을 고려하지 못한 경우에는 필요한 부분만 부분적으로 굴착하여 브래킷을 댄다.

안전보건공단

②중앙부로부터 흙막이 별을 향한 평면적으로나 단면적으로 균형있게 굴착하여 불균형 굴착에 의한 편토압이 작용하지 않도록 한다.

안전보건공단

③흙막이 벽 주위에 소단을 남기고 중앙부를 굴착할 경우에는 다음 그림과 같이 소단 길이는 부분 굴착고의 3배 이상을 유지하도록 한다.

 

④계획굴착 깊이를 엄수하여 과잉 굴착이 되지 않도록 한다.

 

⑤굴착 중 시공 장비가 흙막이 벽이나 지지 구조에 충격을 주지 않도록 한다.

 

토질 데이터 수집

①굴착부분의 토충구성과 굴착깊이를 관측하여, 계획 시 산정한 조건과 동일한지 확인한다.

 

②암반 굴착면에 대해서는 단층면과 파쇄대 등의 불연속면 상태를 관측하고 사진 촬영을 하여 기록을 남긴다.

 

배수대책

용수량, 토질상태 및 굴착방법을 고려하여 적절한 집수정 설치계획 및 배수방법을 선정한다.

 

흙막이 벽 결손부 처리

흙막이 벽 견소부 등에서 물이 새어나오게 되면 토사와 함께 유출되어 흙막이 배면의 함몰과 침몰 등을 유발하게 되므로 흙주머니 등으로 충전하고 약액 주입과 같은 지수공법을 실시한다. 특시 토사 유출에 유의하여야 한다.

 

유입수에 토사 유출여부 확인방법
깨끗한 유리병 등에 유입수를 담아 혼탁ㆍ침전여부를 확인

 

지지 구조물별 안전조치

버팀보 방식

①반입자재의 점검

변형이 심한 자재는 사용하지 않도록 한다. 특히 고재사용 시 부식정도가 심하거나 볼트 구멍이 많은 자재는 주의를 요한다.

②흙막이 벽, 띠장, 버팀보의 접속

  -. 흙막이 벽과 띠장 사이에 콘크리트를 충전하거나 강재를 삽입, 흙막이와 띠장이 완전히 밀착되도록 한다.

  -. 버팀보 하중에 의한 띠장의 국부 좌굴을 방지하기 위해서 띠장을 스티프너로 보강한 것

안전보건공단

③흙막이 벽과 띠장 사이의 틈 충전

  -. 흑막이 벽과 띠장 사이의 틈은 띠장에 하중을 균일하게 전달하기 위해서 다음과 같은 방법으로 충전한다.

• <충전 콘크리트>
  일반적으로 흙막이 벽과 띠장 사이에 콘크리트를 타설하는 방법이 있다. 강도의 조기 발현을 위해서 흔히 조강 콘크리트를 사용 한다.
• <강재 라이너>
  띠장과 같은 단면의 H-형강을 잘라 간극보다 약간 큰 것을 햄머 등으로 때려 박고 부분용접을 실시한다. 이러한 방법은 엄지말뚝 횡널말뜩으로 흙막이 할 때 사용하는 경우가 많다
  
  
• <캠버>
  나무나 쇠로 된 캠버를 틈 안에 때려 넣어 사용하는데, 진동 등으로 캠버가 이완되어 효과가 없어지거나 낙하할 우려가 있으므로 간이 흙막이에 사용한다.

④띠장의 이음

  -. 전단력과 휨모멘트가 작은 곳, 즉 버팀보나 사보강재의 위치를 피하되 가까운 곳에 설치한다.

 

⑤모서리부 띠장 처리

  -. 띠장은 버팀보 역할을 겸하고 있으므로 모서리부의 띠장은 서로 받쳐주기 않고서는 제역할을 할 수 없다. 모서리부
     피스를 이용하여 연결하고, 띠장에 단차가 있는 모서리부의 사보강재는 주재를 상하 2단으로 배치하여 각각 연결해
     놓는다.

 

⑥버팀보의 설치

• <버팀보의 좌굴 방지>
  버팀보의 길이가 길어지면 좌굴에 대한 안정성이 떨어지므로 수직 및 수평 연결재를 사용하여 버팀보의 고정점 간 거리를 줄이도록 한다.
  
  
• <버팀보 부재의 이음>버팀보는 이음이 없는 것을 사용하는 것이 바람직하지만 부득이하게 이을 경우에는 중간지주 부근에 이음 위치를 둔다.

 

60-토공사 굴착공사 작업안전60.pdf

1.68MB