문제] 흙막이 굴착 시 주변지반의 침하원인 및 방지대책에 대하여 기술하시오.
답]
Ⅰ. 개요
① 흙막이 공사 시 주변 지반의 침하 원인은 흙막이 배면에 작용하는 토압과 저면 지반과의 수위차, 지압수에 의한 부풀음 현상 등이 있다.
② 침하 방지 대책으로는 철저한 사전 조사, 시공 시의 계측관리 등이 있다.
③ 흙막이의 구비 조건
가. 주동 토압을 저지할 수 있도록 강성을 높일 것.
나. 수밀성이 있을 것.
다. 토질, 지하수위, 기초 깊이 등에 적합한 공법일 것.
Ⅱ. 침하여 종류
1) 균등침하
2) 전도침하
3) 부동침하
4) 탄성침하
5) 압밀침하
6) 2차 압밀침하
Ⅲ. 침하의 원인
1) 지표면 과하중
① 흙막이벽 주변의 부설 자재 과하중 시
② 계획 하중 이상의 하중이 흙막이 배면에 작용하는 경우
2) Strut 불량(변형)
① 재료의 변형, 뒤틀림, 좌굴 등이 있을 경우
② 시공 불량이나 설계 착오
3) 과다 측압 발생
① 흙막이 배면의 토압이 버팀대 반력보다 클 경우
② 연약 지층으로 지반의 강성 부족
4) 뒷채움 불량
① 뒤채움 시 다짐 공정이 불량하거나 미 실시된 경우
② H-Pile 공사 토류판 뒤의 grouting 불량
5) 배수처리 불량
- 토사유출. 압밀침하
6) 지하수위 저하
7) Boiling 현상
① 사질 지반에서 발생하며 근입장이 부족할 때
② 흙막이벽의 배면 지하수위와 굴착 저면과의 수위차에 의해 발생
8) Heaving 현상
① 점토지반에서 흙막이벽의 근입장이 부족할 때
② 흙막이벽 내,외의 흙의 중량 차이가 클때
9) Piping 현상
① 흙막이벽 재료의 강성부족 및 차수성이 약할 때
② 흙막이벽 자체의 부실 시공
10) 피압수에 의한 굴착지면 부풀어 오름
Ⅳ. 방지 대책
1) 철저한 사전 조사
① 설계 도서의 숙지, 지반 조사 실시 등을 철저히 시행
② 입지 조건을 검토하여 안전하고 적정한 공법을 선택
2) 적정한 공법의 선정
① 시공성, 경제성, 안전성을 검토하여 걱정한 공법 선정
② 흙막이벽의 차수 성능
* H-Pile < sheet pile < slurry wall
3) 정보화 사용(계측관리)
① 계측을 통한 지반 변화의 정보 입수
② 계측 자료의 분석으로 현재 상태 파악
③ 계측 후 지반의 거동을 사전 파악하여 대책 수립
4) 흙막이의 안전성 검토
① 측압에 대한 안전성 및 측압의 분포 파악
② 지하수의 수위 및 이동 등을 검토
5) 압밀침하 방지를 위한 배수 대책 수립
6) 지표면의 과재하 금지
7) 토사 유출 방지
8) 뒤채움 시공 철저
9) 피압수의 수압 저감
10) Boiling 방지
① 근입장 깊이를 불투수층까지 박는다.
② 지하 수위는 적정 수위 유지
11) Piping 방지
① 흙막이 벽체 밀실 시공
② H-Pile 공법은 차수성이 떨어지므로 LW공법으로 보강
V. 결론
① 흙막이 공사 굴착 시에는 충분한 사전조사와 밀실한 흙막이 벽체의 설계, 정밀시공, 적절한 지하수 처리로 주변 지반의 변동을 최소화하는 것이 무엇보다 중요하다.
② 계측관리를 통한 정보화 시공으로 주변 지반의 침하로 인한 피해가 없도록 하여야 하며. 안전하고 경제적인 공법의 연구개발이 필요하다.
2024.08.12 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공기술사 서브노트 : 사면 붕괴 원인과 대책 공법에 대하여 기술하시요.