주열식 지하 연속벽 (출처 : 건축시공학 / 한솔아카데미)

주열식 지하 연속벽 (출처 : 건축시공학 / 한솔아카데미)

 

1. SCW공법 (Soil Cement Wall)공법

- 오거(Auger) 교반축(파이프) 선단에 커터를 장치하고 굴착하며 파이프 선단에서 시멘트 밀크를 불출시켜 흙과 시멘트 모르타르를 혼합하면서 오거를 빼내고 H-Pile을 압입하여 주열벽을 만드는 공법임.

   * 오거 : 단축오거에서 6개의 축까지 가진 오거가 있으며, 연약지반에는 여러 개의 축을 가진 오거가 사용됨.

 

SCW 주열벽

 

SCW 주열벽

 

 

 

1) SCW공법의 종류

(1) 연속방식
- 3축 오거로 하나의 엘리먼트(Element)를 조성하여 그 군(Group)을 반복 시공함으로써 일련의 지중 연속벽을 구축하는 방식

 

SCW공법의 연속방식

 

(2) 엘리먼트 방식
- 3축 오거로 하나의 엘리먼트를 조성하여 1개공 간격을 두고 선행과 후행으로 반복 시공함으로써 지중 연속벽을 구축하는 방식

SCW 공법의 엘리먼트 방식

 

(3) 선행방식
- 단축(1축) 오거로 1개공 간격을 두고 선행 시공한 후, 엘리먼트 방식과 동일한 시공법으로 지중 연속벽을 구축시키는 방식

SCW 공법의 선행방식

 

2) 특징
- 저소음, 저진동 공법으로 차수성이 우수함.
- 지하수위가 높고 높은 강성이 필요하지 않은 지반에 유리
- 공기단축 및 공사비가 저렴한 편임.
- 가로방향 보강재인 띠장(Wale) 등의 설치가 어려워 본체 구조물로는 사용이 어려움.
- 사용 장비가 대형이어서 현소한 장소 시공곤란.
- N치 50이하의 점성토 및 사질지반에 적용하며, 자갈이나 암석층 사용 불가.
- 시공속도가 빠르나 장비 이동 및 설치에 많은 시간 소요

3) 시공순서
- 줄파기 작업
- 규준틀 설치 및 굴착
- 시멘트 페이스트 주입
- 보강재 삽입 및 양생

SCW공법의 시공순서

 

4) 시공시 유의사항
- 이 공법은 원위치의 토사를 골재로 이용하기 때문에 혼입 시멘트의 양은 토질의 특성을 고려하여 결정함.
- 시멘트 밀크의 Beeding을 방지하고, 초기경화를 지연시켜 H-Pile 등 심재 삽입을 용이하게 하기 위하여 벤토나이트를 사용할 수 있음.
- 시멘트 밀크는 5~10kgf/cm2 정도의 압력으로 주입함.




2. CIP공법 (Cast In Place Prepacked Pile)

- 지반을 오거로 천공후 철근망을 삽입하고, 콘크리트를 타설하여 주열벽을 형성하는 공법
- 지하수위가 높은 연약지반이나 전석층에는 공벽의 안전성 확보 및 시공성 향상을 위하여 케이싱(Casing)을 병용함.
- 벽체 말뚝의 오버램(Overlap) 시공이 불가능하여 차수 성능이 떨어지므로 LW공법, JSP공법 등 차수 공법을 병용함.

1) 특징
- 벽체 강성은 우수하지만 시공정밀도 확보가 어려움.
- 장비가 소형이어서 협소한 장소에서도 시공이 가능하며, 비교적 저소음, 저진동 공법임.
- H-Pile 토류판 공법, SCW공법에 비해 강성이 커서 배면토의 수평변위를 억제할 수 있으므로 인접구조물에 미치는 영향을 최소화할 수 있음.
- 자갈, 암반을 제외한 대부분의 지반에 적용할 수 있음.


2) 시공순서
- 안내벽 설치
- 드릴 머신에 의한 천공
- H-Pile 및 Steel Cage 건입
- 타설 및 양생
- 두부정리 및 Cap Beam 설치
- 단계별 굴착 및 지보공 설치

CIP 공법의 시공순서

 

CIP공법에서 H-Pile 및 Steel Cage

 

3) 시공시 유의사항
- 철근의 피복두께(100~150mm)를 확보하기 위하여 철근망 외부에 스페이서(Flat Bar Spacer)를 정착하고, 내부에도 보강근을 설치하여 철근망의 변형을 방지함.
- 굴착을 깊게 할 경우, Balance Frame 등을 이용하여 철근망 건입시 흔들림을 방지하고 트랜싯 등으로 확인하여 수직 정밀도를 확보함.
- 천공후 공내에 남은 침전물 또는 잔여 굴착토 등 슬라임(Slime)은 에어 리프팅(Air Lifting) 등으로 제가해야 함.





3. 소일네일링공법 (Soil Nailing)
- 흙과 보강재 사이의 마찰력 보강재의 인장응력과 전단응력 및 휨모멘트에 대한 저항력으로 흙과 네일을 일체화하여, 지반 및 흙막이벽의 안정을 유지하는 공법임.

1) 특징
- 원지반 자체를 벽체로 이용하기 때문에 안정성이 높은 옹벽을 구축할 수 있음
- 소형기계로도 시공이 가능하기 때문에 좁은 장소나 경사가 급한 지형에도 적용성이 우수함.
- 지반조건이 변하더라도 시공패턴을 변경하여 현장조건에 쉽게 대응할 수 있음.
- 시공방법이 간편하고 작업시 소음, 진동이 적어 도심의 근접시공에 적용성이 높음.
- 지진 등 주변 지반의 움직임에 대한 저항력이 큼.
- 타공법에 비해 경제적임.
- 가시설 비용이 생략됨(파일, 띠장, 버팀, 앵글 등)
- 비교적 저렴한 경량자재를 사용함(빔 & 앵커체 대신 이형철근 사용)
- 합벽시공이 가능함- 가시설, 거푸집, 되메우기 등이 생략됨.


2) 시공순서
- 흙막이벽 설치후 인강재 가공 및 조립
- 천공 및 인장재 삽입
- 그라우팅 1차 주입 및 양생
- 인장시험 및 인장정착
- 그라우팅 2차 주입

소일네일링 공법

 

3) 시공시 유의사항
- 붕괴 및 낙석 방지를 위한 굴착 즉시 1차 숏콘크리트를 실시함.
- 충분한 양생기간 후에 부착력 확인시험을 실시함.

숏크리트

 

 

4. 압력식 소일네일링 공법
- 압력식 소일네일링 공법은 소일 네일링 두부에 급결성 발포우레탄 약액을 주입하여 패커를 형성하고, 소일 네일링 정착부를 일정압력(0.5~1.0MPa)으로 그라우팅하여 유효지름 및 인발 저항력을 증대시킨 공법임.

1) 특징
- 패커와 주변 지반의 밀폐성이 우수하여 압력 그라우팅이 가능하므로 그라우팅 품질이 우수함.
- 압력 그라우팅을 1공에 1회만 실시하므로 시공속도가 빠름.
- 압력 그라우팅으로 유효 지름이 약 20%증가하므로 인발 저항력이 증가됨.
- 파쇄가 발달한 연암 및 풍화암의 경우에는 불연속면 충전으로 인발 저항력이 증가
- 인발 저항력이 커서 Nail의 소요개수가 감소하므로 공사비가 감소하고 공기단축이 가능함.

압력식 소일네일링 개요도

발포우레탄 패커 상세도

 

5. CWS공법 (Continous Wall System)
- 굴토공사 진행에 따라 매립형 철골 띠장, 보 및 슬래브를 선 시공하여 토압 및 수압을 술래브의 강막작용(Rigid Diaphragm)으로 저항하게 하고, 굴토공사 완료후 지하 외벽을 연속시공할 수 있는 공법임.

1) 특징
- 철근콘크리트 테두리보(Perimeter Girder) 대신 철골 좌대에 의해 지지되는 매립형 철골 띠장을 설치함으로써 철골조로서의 공정 일원화 및 연속성을 확보할 수 있음.
- 지하 외벽 시공을 순타로 연속 타설 가능하도록 매립형 철골 띠장 상세를 사용함으로써 지하외벽공사시 발생할 수 있는 문제점 해결
- 철골 단일 공정 및 접합이 최소화되어 공기단축 가능
- 연속 배근 및 연속타설로 경제성 및 품질확보 가능

CWS 공법순서

CWS공법 순서