흙막이 공법 계획 및 설계 시 고려사항

흙막이 공법 계획 및 설계 시 고려사항

지하 굴착 시 흙막이 공법 선정에 있어서는 다음 각 항목에 대해서 조사 검토를 하고 그 결과를 분석하여 형식을 선정하여야 한다.

▶ 설계 목적 및 공법에 관한 검토

가시설물은 설계 목적에 따라서 조사, 계획의 시점에서 본체공사의 어느 부분에 어떤 형태로 적용되는가를 검토하고 설계 목적을 명확히 하여야 한다. 또한, 흙막이 벽체를 가설로 이용하거나, 영구적 차수벽 형태인 지하연속벽 등을 설계 시 이들 구조물의 안정성은 물론 주변 영향평가를 철저히 조사한 후 정확한 자료에 의하여 설계되어야 한다. 특히, 지반이 약하거나 지하매설물이 많고 건물이 밀집한 도심지역, 지형 및 지반구조가 복잡한 경우에는 설계 시 많은 주의가 요구되고 다음과 같은 사항을 검토하여야 한다.

(1) 정확한 지반의 강도정수를 추정하기 위한 지반조사법 및 역학시험의 종류 등을 검토

(2) 인접 구조물 및 지하 매설물의 위치 및 상태 파악

(3) 지형 및 지질조건에 따른 적용공법의 적합성 여부 및 문제점 분석

(4) 토질에 알맞은 흙막이 벽 형태 적용

(5) 흙막이 벽체 시공 및 암반 굴착공사 시의 진동과 소음의 영향

(6) 암반을 포함한 지층상태와 지하실 깊이와의 관계

(7) 시공의 난이도와 경제성(주변의 과잉 침하에 따른 손해 배상 포함)

(8) 지지부재(strut, earth anchor나 영구 slab)의 선택과 배치 방법

(9) 굴착 깊이와 흙막이 벽체 근입 깊이 설계(지지층과 불투수층까지 연장 필요성 검토)

(10) 토압 산정법(주변 구조물 하중 포함) : 지반과 지지조건 참조

(11) 벽체의 허용응력(장기, 단기강도) : 임시 구조물과 영구 구조물로 구분해서 설계

(12) 지하벽체의 거동에 따른 토압의 변화 예측

(13) 계절적 영향에 따른 지하수위의 변동과 시공 중에 작용할 수 있는 최대하중 상태의 예측(간극 수압의 고려)

(14) 설계 모델 선정(탄성, 탄소성 설계법)

▶ 지형에 관한 검토

구조물 흙막이 설계 시 지형을 대상으로 한 중요 설계 항목은 다음과 같다.

(1) 지형 조건

공사 착수 전에 원지형을 충분히 파악하고, 흙막이 구조물을 시공 후 지형에 미칠 영향에 대한 검토

(2) 인접 구조물의 유무

주변에 건축물 등의 구조물이 있는 경우에는 위치, 기초구조, 건축한계 등에 대한 조사 실시

(3) 지형의 고저차

지형에 고저차가 있어 평지와 다른 조건일 경우의 설계는 현장 조건을 고려하여야 하며 스트러트 공법은 기복이 심한 지형에서는 적용이 곤란

(4) 자재 운반로의 유무

시공 규모에 따른 시공 기계나 재료의 운반경로 및 현장내의 운반경로, 도로 폭원, 곡선부의 상태, 교통량, 교량 등의 제한하중을 검토하고, 해상인 경우에는 취항의 난이성, 제한조건 및 현장의 트래피커빌리티(trafficability)상태 검토

▶ 지질 및 토질에 관한 검토

흙막이 구조물의 설계를 위한 지반 조사는 본체 구조물과 함께 실시하는 것이 일반적이나, 필요에 따라 본체 설계와는 별도 관점에서 조사한다. 엄지말뚝방식, 널말뚝방식에서는 지표면 가까운 지층의 역학적 성질, 지하수의 높이, 지하수량 등이 중요하며, 특히 연약 지반일 경우, 지반조사는 물론 유사지반의 시공 실적을 참고할 수 있다.

▶ 인접 구조물에 관한 검토

흙막이 구조물 설계 시 인접 구조물 조사 항목은 다음과 같다.

(1) 기존 구조물의 기초의 형식 및 근입 깊이

(2) 흙막이 구조물과 기존 구조물의 상호 관계

(3) 하중의 상호 영향

(4) 흙막이 구조물의 안정에 영향을 줄 것으로 예상되는 범위내의 지반의 성질

(5) 공사에 따라 지하수위 저하에 따른 인접지반의 침하 정도

▶ 시공 환경에 관한 검토

(1) 지하 매설물

흙막이 구조물 설계 시 가스관, 수도관, 전선관 등의 침하 및 변위에 따른 파손방지를 위해 매설물의 위치를 확실히 파악하고 중요한 매설물에 대해서는 위치, 규모, 구조 및 노후정도를 조사하고 그 결과 보안 등에 대해서는 사전에 매설물의 소유자나 관계 기관과 협의하여야 한다.

(2) 소음, 진동 등의 규제를 주체로 한 시공조건의 조사

시공 전에 먼저 인접 주민에게 공사개요를 알리고 협조를 구하는 동시에 조사, 검토의결과에서 얻은 자료에 입각하여 사전에 저소음․저진동 공법을 검토하여야 한다.

▶ 공정에 관한 검토

토목공사에 대한 시공관리 중에서 공정관리에 대한 사항을 조사, 검토하여야 한다.