토공기초 흙막이 공사관리방법

토공 기초 공사관리 방법

 

 

흙 깎기와 흙 쌓기 두 가지 방법에 대한 내용을 살펴보도록 하겠습니다. 흙 깎기 사면은 지반은 아무래도 자연의 일부이기 때문에 지반의 메커니즘을 규명하는 것은 과학적으로 상당히 어려운 일에 속합니다. 설계안 전율을 토대로 설계를 하는 경우에도 집중호우나 급격한 환경변화로 인해서 문제가 발생하기도 합니다. 그렇기 때문에 설계, 시공, 유지관리 단계에서 기술적으로 발전과 노력을 기울임으로 모든 사람들에게 안전을 도모할 수 있습니다.

 

사면의 붕괴와 원인

활동력이 전단강도를 넘어서게 될 때 사면의 붕괴 발생

활동력이란? 사면은 지표면이 경사져 있는 것을 의미하는데 사면을 형성하는 흙의 중량이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하려고 할 때 이 힘을 활동력이라고 합니다. 전단강도는 이 활동력에 저항하는 힘이라고 정의 내릴 수 있습니다.

원인을 분석해보면 흙이 팽창하거나 수축하거나 인장력이 생길 수도 있고 간극의 수압이 증가하거나 동결 및 융해에 의해서 전단강도가 감소하여 발생할 수 있습니다. 절토가 되거나 유수 침식으로 인해서 변화가 발생하거나 단위 중량이 증가 또는 인장균열, 균열 내 물의 유입으로 수압이 증가, 지진 폭파 등에 의한 진동으로 전단응력이 증가하여 붕괴가 발생할 수 도 있습니다. 

 

붕괴의 대책

사면을 보호하는 방법의 소극 대책의 종류를 살펴보면 비닐을 덮거나, 떼 붙임, 식생매트, 종자 뿜기, 격자 틀 블록, 돌붙임, 배수공, 시멘트 몰탈과 콘크리트 뿜기로 안전율이 감소하는 것을 방지시킬 수 있습니다.

사면을 보강하여하는 적극 대책을 살펴보면 강관이나 H빔과 같은 말뚝에 몰탈 충전을 하거나 소일 네일링이나 락볼트, 앵커 설치를 통해서 안전율을 증가시키는 방법을 사용할 수 있습니다. 국토 대부분이 화강 풍화토이기 때문에 투수계수가 크기 때문에 집중 호우 시 붕괴 가능성이 큽니다. 

 

흙 쌓기 특성

상부의 구조물의 하중을 지지할 수 없어서 안정, 침하, 측방 유동에 대한 문제를 일으키는 지반에 대한 대책을 알아보겠습니다. 크게 점성토와 사질토에 대한 내용을 알아볼 수 있습니다. 점성토의 경우 압밀 침하, 말뚝의 부 마찰력으로 압축성을 극대화시키고, 성토 원지반 원호활동, 기초 지지력의 불안정할 경우 전단 저항력이 작아집니다.

사질토의 경우 액상화의 경우 지진 등과 같은 동적 하중에 일어날 수 있으며, 보일링이나 피핑은 모래지반이나 침투 수압의 영향으로 발생할 수 있습니다. 토질 별 대책 공법 개념은 다음과 같습니다. 사질토는 다짐을 하거나 수위 저하를 시킴으로 밀도를 증대시킴으로 전단강도 증대를 기대할 수 있으며, 점성토의 경우 수분을 제거하고 치환함으로 간극 수압을 떨어뜨리면서 전단 강도의 증대를 기대합니다. 

 

흙 쌓기 다짐

다짐은 흙속의 공기를 제거하고 입자를 더욱 치밀하게 하는 것으로 그렇게 할 때 토질의 전단강도를 증대시키고 투수계수를 감소시키는 기술입니다. 현장에서 다짐도를 판정하기 위해서는 평판 재하시험(PBT)을 통한 지지력 계수(K)를 구하고 들밀도 시험을 통한 건조 밀도를 측정하고 프루프 롤링 값을 판정하여 다짐 관리기준에 부합하는지 체크할 수 있습니다. 그 외에도 1층 다짐 두께, 소성 지수, 다짐도, CBR 등의 값을 추출할 수 있습니다. PBT(평판 재하시험)은 재하 평판을 지반 위에 놓고 일정한 속도로 하중을 가하여 작용 하중과 침하량의 관계에서 지지력 계수 K를 구하는 시험입니다. 들밀도 시험은 흙을 파내어서 무게와 함수비를 측정하는 것인데 시험 구멍을 채우는데 필요한 모래 질량과 시험 모래 밀도를 통해서 파낸흙의 용적을 구하고 흙의 무게와 용적을 통해서 다진 흙의 현장 건조 단위 중량을 파악할 수 있습니다. 현장 성토 작업에서 다짐 정도를 판단하는 방법으로 시험실에서 구한 최대 건조 밀도에 대한 현장 건조 밀도비를 백분율로 나타는 값입니다. 프루프 롤링은 노상, 보조기층, 선택층의 다짐이 부족한 곳이나 불량 부분을 발견하기 위해서 무거운 덤프트럭이나 타이어롤러를 전구간에 3회 이상 주행시켜서 표면의 변형 형태, 변형량 등을 검사하는 것입니다. 이렇게 해서 변형이 발생하거나 의심스러운 부위가 생기면 평판 재하시험이나 벤켈만 빔으로 확인할 수 있습니다. 

 

흙의 종류별 다짐 법

점성토는 정적 다짐을 할 수 있습니다. 일반적으로 불도저, 로드롤러, 탬핑 롤러, 타이어롤러 등을 사용할 수 있습니다. 점성토는 동적 다짐으로 다짐하게 되면 밀림 현상이 발생하기 때문에 부적합합니다.

사질토는 동적 다짐을 시공할 수 있습니다. 진동롤러, 진동 콤팩터, 진동 타이어 롤러 등을 사용할 수 있습니다. 

구조물의 전도, 교대 등 측방 유동 방지를 위해서는 충격식 다짐을 사용할 수 있는데 램머나 탬퍼를 사용하여 공사할 수 있습니다.