토류벽 공법 검토 및 선정 (비교표 포함)

가시설 공법 검토에 대한 글을 검색하다가 좋은 글이 있어 백업해둔다. 원글은 이곳이다.

 

 

토류벽 공법 검토 및 선정

흙막이 벽체는 지반굴착시 차수 및 지반보강공과 함께 배면지반의 토사 및 지하수가 현장으로 유입되지 않도록 하기 위해 굴착전에 지상에서 공사가 이루어진다. 흙막이 벽체의 형식은 그림과 같이 엄지말뚝식, 널말뚝식, 주열식, 연속벽식 등으로 분류할 수 있는데, 시공방법, 사용자재, 장비 등에 따라 다양한 공법들이 있다.

흙막이 벽체의 형식을 선정할 때, 현장 적용성을 평가하기 위해 고려하는 주요 인자는 벽체의 강성, 적용 가능한 지반조건, 시공심도, 지하수 영향, 장비의 시공성, 경제성 등으로 구분할 수 있다.

 

 

 

① 엄지말뚝(H-파일+토류벽)식 벽체공법

◦ 천공장비(T-4)를 이용하여 1∼2m 간격으로 천공후 H-파일을 삽입하여 엄지말뚝을 형성하고 굴착단계에서 엄지말뚝 사이에 토류벽을 설치하는 공법으로서 토류벽 재료는 목재토류판, 강재토류판, 토류벽콘크리트 등을 이용하고 있다. 엄지말뚝 벽체의 장단점은 다음과 같다.

장점	• 굴착에 따라 자연히 지하수가 낮아지므로 수압이 작용하지 않는다. • 공기가 짧고 엄지말뚝은 반복사용이 가능하며, 널말뚝에 비하여 경제적이다. • 엄지말뚝을 보링한 후에 설치하면 소음과 진동이 적다.
단점	• 지하수위의 저항에 따른 토사유출 가능성이 크므로 별도의 차수대책이 필요하다. • 지층이 연약하여 굴착 후 흙막이판 설치까지 자립이 안되면 적용이 어렵다. • 굴착저면에서 히빙이나 보일링이 일어나기 쉬운 지반인 경우에는 적용시에 이를 검토해야 한다. • 흙막이판과 굴착면 사이를 밀착하여 설치하지 않을 경우 지반변형이 발생한다.

 

 

 

 

② 널말뚝(Sheet-Pile)식 벽체공법

◦ 강재널말뚝을 햄머(진동식/항타식)를 이용하여 직접 지중에 삽입하여 연속벽체를 형성하는 공법으로서 워터젯을 병용하여 시공성을 향상시킬 수 있다.

장점	• 비교적 수밀성이 좋으므로 지하수위의 저하를 방지할 수 있다. • 지하수 및 토사의 유출을 방지할 수 있다. • 재질이 균질하고 지반에 따라 벽체 강성을 조절할 수 있다. • 단면의 선택폭이 넓으며, 사후에 반복 사용이 가능하다.
단점	• 자갈이나 전석층에서의 시공이 어렵고(Water Jet 장비 사용시 가능) 깊은 굴착에는 이음시공의 능률저하 및 정밀도가 나빠질 수 있다. • 강성이 작아서 변형이 크고 이로 인해 주변지반의 침하가 예상된다. • 타입에 의한 소음과 진동이 심하다.

 

 

 

 

③ 주열식 벽체공법

천공장비(오거, T-4)로 계획심도까지 천공 및 슬라임을 제거하여 천공홀을 형성하고, 내부에 H-파일이나 철근의 강재와 콘크리트를 주입, 양생하여 연속벽체를 형성하는 공법이다. 천공시 양생중인 인접벽체에 영향을 최소화하고, 천공벽체의 수직도 확보를 위하여 천공순서는 ①④②⑤③⑥, 또는 ①④⑦②⑤⑧③⑥⑨과 같이 하고, 양생중인 벽체에 연속하여 천공해서는 안된다.

장점	• 자갈 및 암반지반을 제외하는 대부분의 지반에 적용이 가능하다. • 장비가 소형이므로 협소한 장소에도 시공이 가능하며, 비교적 저진동, 저소음 공법이다. • 강성이 커서 배면토의 수평변위를 억제할 수 있으므로 인접구조물의 영향을 최소한으로 줄일 수 있다. • 건물벽체와 합벽 시공할 수 있다.
단점	• 흙막이판 공법에 비해 비교적 고가의 공법이다. • 기둥과 기둥사이의 이음부가 취약하고 중첩시켜 시공할 수 없으므로 이음부의 보강 및 지하수가 있는 경우에는 별도의 차수공 시설이 요구된다. • 굴착공 저부에 슬라임(Slime)이 발생할 수 있다. • 암반 천공시 작업에 어려움이 따르며 깊은 심도에서는 수직정도가 떨어진다.

 

 

 

 

④ 연속벽식 벽체공법

◦ 연속벽식 흙막이벽체를 형성하는 공법에는 SCW, DWM 등과 같이 원지반과 시멘트밀크의 교반 및 강재 삽입으로 벽체를 형성하는 공법과 Trench를 굴착하여 철근콘크리트 벽체를 형성하는 지중연속벽(Slurry Wall) 공법으로 구분할 수 있다.

 

 

㉠ SCW(Soil Cement Wall) 공법

◦ SCW공법은 오거와 같은 장비로 굴착하면서 시멘트 밀크를 주입, 원지반과 교반하여 지반강성을 증대하고, H-파일과 같은 강재를 삽입하여 벽체를 형성하는 공법이다. 장비의 천공 비트, 또는 교반 방법에 따라 다양한 공법이 있다.

장점	• 저소음 저진동 공법이다 • 지름이 비교적 크므로 강도가 크고 철근, 철골을 삽입하면 강도가 더욱 증가한다. • 지반의 변동이 있을 경우 길이 조절이 가능하다.
단점	• 지중에 매설물, 호박물(전석)이 있는 지층에서는 시공이 어렵다. • 가로 방향을 철근 철골 연결이 불가능하여 본체 구조물로 사용하기 어렵다. • 토층의 변화가 심한 지반에서는 정확한 시멘트밀크 배합이 어렵다.

 

 

㉡ 지중연속벽(Slurry Wall) 공법

◦지중연속벽공법은 벤토나이트와 같은 안정액으로 공벽을 유지하며 Trench를 굴착하고, Trench 내부에 철근콘크리트 벽체를 형성하는 공법이다.

장점	• 저소음 및 저진동으로 시가지 공사에 많이 적용한다. • 벽체의 강성 및 차수성이 매우 커서 침하영향을 최소화 할 수 있다. • 대부분의 지반조건에 적용이 좋으며, 영구구조물로 이용이 가능하다. • 벽체, 차수, 내하력 기능을 동시에 할 경우 공사비와 공기가 절약된다. • 근접시공이 가능하기 때문에 인접건물의 기초보강 언더피닝에 사용할 수 있다. • 지하층 시공시 Top Down으로 할 경우 가시설 구조물이 불필요하다.(공사중 교통처리 가능한 경우)
단점	• 철근망 조립 등의 넓은 작업장이 필요하며, 대형장비 사용으로 교통장애가 크다. • 지장물 간섭시 이설이 필요하다. • 연속벽체의 시공을 위한 철저한 관리가 요구되면 비교적 고가인 공법이다. • 안정액의 처리에 따른 오염 문제가 발생하고, 그 처리비용이 비싸다. • 벽체가 지반 속에서 만들어지기 때문에 정확한 품질관리가 어렵다. • 구조체로 이용하는 경우는 슬러리(Slurry)에 의한 철근의 부착력 및 콘크리트강도 감소와 벽체 결합부의 신뢰성에 유의해야 한다.

 

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그리고 여기서부터는 흘러다니는 토류벽공법 비교자료 몇 개 백업해 둔다.

 

 

흙막이 가시설 공법 비교표.pdf

0.64MB

토류벽_및_차수공법 비교표.pdf

1.19MB