문제] 지하철 공사를 개착식(open Cut)공법으로 시공 시 문제점과 대책에 대하여 기술하시오.
답]
Ⅰ. 개요
① 개착식 공법으로 시공 시 흙막이 배면 토압 및 지하수에 의한 벽체 붕괴에 유의해야 한다.
② 도심지에서 지반을 굴착하여 구조물을 축조할 때 지하수의 변동 및 가설 흙막이벽의 변형 등에 의해서 근접 구조물에 많은 영향을 주게된다.
Ⅱ. 흙막이 벽의 종류
① H-pile 토류벽
② sheet pile
③ CiP, PIP, MiP
④ Slurry wall
Ⅲ. 흙막이 벽체 안전 조건
Ⅳ. 흙막이의 구비요건
① 강성, 수밀성
② 지하수위에 적합한 공법
③ 근입장 깊게
④ 침하 안되는 구조
⑤ 버팀대는 부력 대비 Camber를 둔다.
⑥ 간단한 공법. 쉬운 공법.
Ⅳ. 흙막이 공법선정 고려사항
1) 주변대지 조건 고려
2) 차수성이 있는 공법
3) 지반의 성상에 맞는 공법
4) 구축하기 쉬운 공법
5) 흙막이 해체 고려
6) 안전하고 경제적인 공법 고려 (선정)
7) 강성이 높은 공법
VI. 시공 시 문제점 (침하의 원인)
1) 지반침하 발생
① 차수 시공 불량으로 탈수 현상 발생
② 지반 압밀 침하
③ Boiling, Heaving 현상 발생으로 지반 침하
2) 토류벽 변형 발생
① 흙막이 공법 부적정으로 벽체 변형
② 벽체 강성이 큰 Slurry wall 공법 시공
3) 근접 구조물 침하 발생
① 지하수 변동에 따른 지반 변위
② 근접 구조물의 균열 및 경사 발생
③ 구조물의 침하 및 전도 발생
4) 지층 구조물의 파손
① 지중에 매설된 상하수관 파손
② 통신 Cable 및 동력 파손
5) 지반공동 현상 발생
① Piping 현상으로 토사유출
② 차수성이 낮은 흙막이벽 시공
③ 주변 구조물 전도 및 지중 구조물 파손 위험 초래
6) Strut 변형 발생
① 과다측압
② Strut 간격 부적절 및 시공 불량
③ 띠장 변형 및 Strut 좌굴 발생
7) 지하수 고갈
① 굴착면에서 배수에 따른 수위 저하
② 인근 지하수의 고갈 현상 초래
VII. 대책
1) 수밀성있는 흙막이벽 시공.
① 벽체 강성이 크고 수밀성이 있는 Slurry Wall 시공
② 벽체 이음부 누수 발생 유의
③ 수밀성 청도 Slurrywall sheet pile > H-pile.
2) Underpinning 공법 시공
① 보조공법으로 JSP공법시험.
- 인접 구조물 침해 방지
② Under Pnning 공법 종류
- 약액주입
- 2중널말쭉
- 현장 타설 말뚝 기초 등
3) 철저한 사전 조사
① 설계도서의 숙지, 지반조사 실시 등을 철저히 시행
② 입지 조건을 검토하여 안전하고 적정한 공법 선택
4) 적정한 공법의 선정
① 시공성, 경제성, 안전성을 검토하여 적정한 공법 선정
② 흙막이 벽의 차수성을 감안하여 시공
5) 흙막이 벽 시공 관리 철저
① 뒤채움 시공 철저 --> 양질 모래로 층다짐 (물다짐)
② 과대한 토압이 발생하지 않도록 struct 시공 철저
③ 계측관리 철저히 하여 변형 사전 방지
6) 소단 설치 굴착
① 굴착 후 Strut 설치 전 벽체 변형 방지
② 소단 1m 이상 경사 구배 1:1 높이 2m 이내
7) 압밀침하 방지를 위한 배수 대책 수립
8) 지표면의 과재하 금지
9) 토사 유출 금지
10) 정보화 시공 (계측관리)
① 계측을 통한 지반 변화의 정보 입수
② 계측 자료의 분석으로 현재 상태 파악
③ 계측 후 지반의 거동을 사전 파악하여 대책 수립
VIII. 결론
① 흙막이 공사의 굴착 시에는 충분한 사전조사와 밀실한 흙막이 벽체의 설계, 정밀 시공, 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 선택이 필요하다.
2024.08.12 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공기술사 서브노트 : 사면 붕괴 원인과 대책 공법에 대하여 기술하시요.