슬러리월, 지하연속벽공법(Slurry Wall, Diaphragm Wall)

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1. 슬러리월, 지하연속벽공법(Slurry Wall, Diaphragm Wall)이란?

• 지하연속벽(Slurry Wall,Diaphragm Wall)공법은 흙막이 공법의 일종으로 지하구조물 축조를 위한 지하굴착시 굴착에 앞서 지중에 크고 깊은 트렌치(Trench)를 굴착하고,그 속에 소요의 철근을 삽입,콘크리트 타설을 하여 한 개의 철근콘크리트 벽체를 지중에 만들며 이 벽체를 연속하여 연결 시공하여 콘크리트 연속벽체를 구축하는 공법이다.
• 지하연속벽은 차수벽으로써 댐의 기초 또는 건축의 가설 벽체로써 활용되며 최근에는 본체 벽으로 많이 사용되고 있다.
• 트랜치 굴착 시 사용되는 Bentonite는 물보다 비중이 높은 수용액으로 굴착면의 안정은 물론 굴착면의 토사 공극에 침투하여 차수벽을 형성함으로써 구조체의 차수효과를 높여 준다.

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2. 슬러리월, 지하연속벽공법의 적용범위

• 슬러리월, 지하연속벽공법은 일반 흙막이 공법과 비교하여 많은 특징을 갖는 공법으로 본 공법의 초기에는 단순한 차수벽 또는 가설용 흙막이벽으로 사용되는 경우가 많았으나 기술의 진보, 시공법, 기계의 개발 등으로 현재는 구조물의 일부 또는 그 자체로 이용되고 있으며 이 공법의 적용범위는 다음과 같다.

공종	적용범위
고층 빌딩 지하구조물, 지하철	흙막이 벽, 차수벽, 지하 본체벽
터널	자립식 수직구
하수 처리장	하수누출 오염 차단
댐	기초 차수
항만 안벽	흙막이 벽, 차수벽, 지하 본체벽

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3. 슬러리월, 지하연속벽공법의 특징

• 지하연속벽 공법은 일반 흙막이 공법과 비교할 때 많은 장점과 문제점을 동시에 갖고 있다. 따라서 지하연속벽 공법을 채택할 때에는 일반 흙막이 공법과 비교 검토 후에 채택 여부를 결정하여야 한다.

장점	단점
차수성이 좋고 근입부의 연속이 보장된다. 단면의 강성이 크므로 대규모, 대심도 굴착 공사시 영구 벽체로 사용될 수 있다. (TopDown공법 적용도 가능) 소음 진동이 적어 도심지 공사에 적합하다. 대지 경계선까지 시공 가능하므로 지하공간 최대이용 강성이 커서 주변 구조물 보호에 적합하며, 주변 지반의 침하가 가장 적은 공법이다. 근입 및 수밀성이 좋아 최악의 지반 조건에도 비교적 안전한 공법이다. 최대 시공 깊이 80~100m 가능 단면의 치수와 형상의 자유로운 선책 지질 조건에 구애받지 않음(전석층.매립층.연암층)	기와 공사비가 비교적 불리(영구적 벽체 사용시는 별도) 안정액의 처리 문제와 품질관리 철저 상당한 기술 축척이 요구된다 설계상 보완점이 필요한 경우가 있을 수 있다. 부대 장비가 많음으로 일정 이상의 시공면적이 필요(350㎡ 이상) 굴착도랑의 붕괴

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4. 슬러리월, 지하연속벽공법의 시공순서

1) 안정액의 배합 및 활성화

• 물100 : 벤토나이트3.5 용액을 12시간 이상 활성화시킨다.

2) 굴삭기 선행 굴착

• 2m까지 굴삭기로 선행굴착하여 안정액 주입

3) GUIDE BEAM 설치(B.C CUTTER장비의 초기안정화)

선행굴착	GUIDE BEAM 설치 및 굴착

4) 1 byte 기본 굴착도

• 회전식 굴착기 BC-30 Cutter를 이용한 1Byte(굴착기 1회 굴착유효 길이) 기본굴착도는다음과 같다.

BC-30의 1BYTE 굴착도

5) Element 구성

• 전술한 바와 같이 1 byte를 기본 단위로 하여, Primary Panel과 Secondary Panel로 분할하여 굴착한다.

Element 구성

• BC-30 Cutter 굴착은 Bentonite양액이 계속 순환되는 상태에서 1-3-2-4-6-5-7-9-8 의 순서로 연속작업을 한다.
• 침강된 석고 등을 배출시키고 양질의 Bentonite양액으로 치환한다. 이때 순서는 1-3-2-4-6-(1, 2, 3의 치환)-5-7-9-(4, 5, 6의 치환)-8의 순서로 굴착 및 치환 한다.
• Cramshell 굴착은 (1, 2, 3) (4, 5, 6)을 C.B로 치환한 후 c2를 Cement Bentonite액을 보충하면서 굴착한다. 이때 2, 5, 8의 폭은 2.2m 혹은 2.4m로 cl, c2, c3의 폭은 1.0~0.6m로 현장 여건에 따라 적절히 병행하여 시공한다.

6) 굴착심도

• 석고층 굴착후 점토층은 2m이상 굴착을 원칙 으로 한다. 2m 굴착 이전에 투수층 등이나타날 경우 점토층 두께를 보링에 의해 확인하되 1m 이상 굴착한다.

BC-30 작업 전경	크람쉘 작업 전경	Desander 및 Slime배출

7) 굴착장비의 모니터 확인

• 굴착기 모니터에서 굴착상황 확인 굴착기 본체의 모니터를 통해 경사, 컷터 회전수,배출액 유량, 굴착속도, 심도 등을 판독하고 Desander의 Slime을 통해 지층을 확인 한다.

굴착장비의 모니터 확인

8) 안정액의 배합 및 관리

• 안정액의 선정 : 안정액은 토질, 굴착기계, 적용방법에 따라서 적절한 배합 및 관리를하여 안전하게 지반을 굴착하고, Cement Bentonite와의 양호한 치환성을 확보해야 한다.
• 초기배합 : 굴착개시 시의 비중은 지하수위가 높은 것을 고려하여 너무 낮지 않도록하여 12시간이상 활성화시킨다.

재료명	품명	배합비(%)	배합량(kg)
Bentonite	Bentonil(GTC4)	3.5	35

9) C/B Wall 배합비

• 설계 목표치는 28일 압축강도 0.3kg/㎠의 배합비는 아래와 같다.

Water	Cement	Bentonite
937ℓ	150kg	35kg

10) 안정액의 Mixing

• 자동 Mixer를 사용한다.

11) 안정액의 관리

• 안정액의 수위관리 : 안정액의 수위관리지반의 붕괴를 방지하기 위하여는 안정액의 액압과 지하수압과의 압력차를 굴착벽면에 유효하게 작용시킬 필요가 있으므로, 안정액수위는 최초의 1byte 굴착시의 여과수량의 상황을 참고로하여 결정하며, 지하수위 +1.5m이상으로 관리한다. (Guide Wall 하단 50cm 이하로는 떨어뜨리지않는다.)
• 안정액의 품질관리 : 안정액은 굴착~Cement Bentonite의 사이클을 반복하는 것에 의해 그 성질이 서서히 변화한다. 따라서 일정 품질의 연속벽을 구축하기 위하여 안정액의 성상을 적절한 범위로 유지할 필요가 있다.

안정액의 사용기준
구분	비중	점성V(sec)	여과수량(cc)	모래량(%)	pH
굴착전	1.02~1.05	30~45	15이하	3	8~12
굴착중	1.05~1.20	30~45	40이하	-	2~11

12) 슬러리월, 지하연속벽 시공 순서

Guide Wall 설치	본굴착	철근망조립 및 삽입
트레미 Pipe 건입 및 콘크리트 타설	작업완료	슬러리월, 지하연속벽

시공순서도

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5. 관련자료

00 지하연속벽과 본체구조물의 접합부 설계에 관한 연구.pdf

2.70MB

00 지하연속벽의 수평변위 및 보강사례 분석.pdf

7.64MB

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흙막이벽체 공법비교(SRB, CIP, 지하연속벽, 엄지말뚝)

 

CIP(Cast In Placed Pile)공법

SCW(Soil Cement Wall) 공법

UCM공법

DCM(Deep Cement Mixing) 공법

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information to world

모모의 일상공감

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