흙막이 가시설 공법 비교(H-PILE, SHEET PILE, S.C.W, C.I.P)

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1. 개요

• 지하구조물 구축을 위한 기초 굴착공사에 있어서 지지구조물을 설치하여 주위의 지반붕괴를 막고 유지하는 것을 총괄적으로 흙막이라고 칭한다. 이러한 흙막이 공법은 크게 말뚝을 지반에 삽입하여 시공하는 주열식과 벽체를 시공하는 지하연속벽체 시공법의 두 가지로 나뉜다. 흙막이는 통상 토압이나 수압 등의 외력을 받는 흙막이 벽과 그것을 지탱하는 흙막이 지보공 등으로 구성되며 흙막이에 요구되는 기능은 외력에 견딜만한 충분한 강도와 강성뿐만 아니라, 주변지반의 변위·침하에 따라 안정된 구조물·매설물 등에 유해한 손상을 주지 않는 점이다.
• 또한, 공사기간, 경제성, 안정성 등과 동시에 소음·진동·분진 등의 인근에 미치는 영향을 최소한으로 미치게 하는 것도 고려되어야 한다. 즉 흙막이 공사는 터파기 평면의 크기, 굴착 깊이, 대지주변의 구조물 및 매설물, 지반 및 지하수의 상황, 공사기간, 경제성, 시공성 등의 모든 조건을 검토하여 적정한 설계 및 시공방법을 선정, 실시하여야 한다.

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2. 흙막이 가시설 공법비교

구분		H-PILE + 토류판 공법	SHEET PILE 공법
개념도
공법 개요		•천공장비(AUGER, T-4)를 이용하여 일정간격으로 천공 후 H-PILE을 삽입하여 엄지말뚝을 형성하고 굴착단계에서 H-pile사이 전면에 토류판(목재, 강재, 토류벽 등)을 설치하는 공법	•공장에서 제작된 강널말뚝을 크레인 및 바이브로 햄머를 이용하여 소정의 위치까지 연속적으로 타입하여 연직 차수벽을 형성하는 공법으로 워터젯을 병용하여 시공성을 향상시킬 수 있음
시공 순서		•계획심도 천공(AUGER, T-4) → H-Pile 근입 → 토류판 설치 → 띠장 및 버팀보 설치 → 단계별 굴착	•WATER JET 설치 및 강널말뚝 거치 → WATER JET 분사 및 강널말뚝 항타→ WATER JET 제거 → 이음부를 물리게하여 강널말뚝 연속하여 항타
장비
공법특징	장점	•가장 일반적인 흙막이벽체 공법으로 시공실적 다수 •타 공법에 비해 경제성 우수 •비교적 단단한 지반과 호박돌층에서도 시공 가능 •지장물 보호 가능(이설 불필요)	•수밀성이 좋아 지하수위 저하 및 토사유출 방지에 효과적 •단면의 선택폭이 넓으며, 반복 사용 가능 •재질이 균질하고 지반에 따라 벽체 강성 조절 가능
	단점	•누수로 인해 별도의 차수공 필요 •H-PILE 타입시 진동 및 소음 발생 •굴착시 토사 이완으로 인한 배면지반의 침하 발생 우려 •되메움 후 장기침하 발생 우려	•자갈이나 전석층 작업능률 저하 •심도가 깊을 경우 이음부 불량 발생 •어스앵커 천공시 차수성 불량
경제성		1.07	1.24

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구분		S.C.W 공법		C.I.P 공법
개념도
공법 개요		•3축 오거 교반기(EARTH AUGER MACHIN -E)를 이용하여 원지반을 오거비트로 천공 굴착하고 그 선단으로부터 CEMENT MILK를 주입하면서 굴착토사와 혼합하여 중첩 SOIL CEMENT 기둥을 조성하는 공법		•단축의 오거 또는 T-4 천공장비로 천공을 하며, 천공이 완료된 후 H-PILE이나 철근망을 근입하고 콘크리트를 타설하여 주열식 현장콘크리트 말뚝을 만들고 이를 연속적으로 시공하여 흙막이 벽체를 형성하는 공법
시공 순서		•1차 천공(AUGER) → 인발시 교반 및 구근 형성 → H-PILE 근입 → 2차 천공(AUGER) → 인발시 교반 및 구근 형성→응력재 근입		•1차 천공(AUGER, T4) → 철근망 및 H-PILE 근입 → 레미콘 타설 → 케이싱 인발 → 단계별 천공
장비
공법특징	장점	•중첩시공에 따른 차수성 우수 •현장토사를 이용하므로 발생이토가 적음 •흙막이 벽체 배면의 뒷채움이 필요 없으므로 지표 침하가 적음 •벽체로 사용된 응력재(H-Pile) 회수 가능		•연암 등 대부분의 지반 적용 가능(T-4 사용시) •강성벽체 선시공에 의한 지반 침하방지 및 인접 구조물 영향 최소화로 안전성 우수
	단점	•전석, 자갈층 굴착시 작업능률 현저히 저하 •원지반토가 균질하지 않을 경우 강도 및 품질의 균질성 확보 곤란		•기둥과 기둥사이의 이음부가 취약하고 중첩시공이 불가하여 이음부에 별도의 차수 필요 •응력재(H-PILE, 철근) 매립으로 경제성 불리
경제성		0.93		1.0

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어스앵커(Earth Anchor)공법(마찰형, 지압형, 복합형 등)

슬러리월, 지하연속벽공법(Slurry Wall, Diaphragm Wall)

설계지반정수 문헌자료 모음(지하안전평가, 흙막이 가시설)

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