흙막이 공법

1. 개요

1) 흙막이란 지하 굴착 시 주변 지반의 침하, 붕괴를 방지하고 작업 공간을 확보하

기 위해 설치하는 가설 구조물임

2) 최근 도심지 공사의 대형화, 심층화로 인해 인접 구조물의 안정성 확보와 소음,

진동 등 환경 민원 최소화가 중요한 관리 항목으로 대두됨

3) 사전 지반조사 및 주변 현황 파악을 통해 적절한 공법을 선정하고 철저한 계측관

리를 수행해야 함

2. 흙막이 공법의 분류

흙막이 공법 종합 분류 체계

벽체 구조별

  • H-Pile + 토류판 (가장 일반적, 차수 불리)
  • SCW (Soil Cement Wall, 차수 양호)
  • CIP (Cast In Place Pile, 주열식 강성 우수)
  • 지하연속벽 (Slurry Wall, 대심도 강성·차수 최우수)

지지 방식별

  • 자립식 (소심도 굴착)
  • 버팀대식 (Strut, 가설 보 설치)
  • 어스앵커식 (Earth Anchor, 넓은 작업공간)
  • 탑다운식 (Top-Down, 본 구조체 슬래브 활용)

벽체 구조별 분류

  • H파일 + 토류판 : H형강을 설치하고 그 사이에 목재 등을 끼워 넣는 방식
  • 강널말뚝(Sheet Pile) : 강재 널말뚝을 연속 박아 차수벽 형성
  • 주열식 벽체 : SCW, CIP, MIP 등 현장타설 말뚝을 연속 시공

지하연속벽(Slurry Wall) : 안정액을 사용해 지반 굴착 후 철근망과 콘크리트로 벽체 형성

지지 방식별 분류

  • 자립식 : 흙막이 벽체의 휨 강성과 근입 깊이만으로 토압 지지
  • 버팀대식(Strut) : 굴착 내부에서 H형강 등으로 벽체 지지

어스앵커(Earth Anchor) : 굴착 배면 지반에 앵커를 정착하여 인장력으로 지지

소일네일링(Soil Nailing) : 지반 내 철근 삽입 및 그라우팅으로 원지반 전단강도 증대

탑다운(Top-Down) : 지하 구조물(슬래브)을 선시공하여 흙막이 지지체로 활용

3. 주요 공법별 특징 및 시공 시 유의사항

H-Pile + 토류판 공법

  • 특징
  • 시공이 간편
  • 경제적
  • 차수성 부족
  • 강성이 낮음
  • 유의사항
  • 배면 뒷채움 철저
  • 지하수위가 높은 경우 별도 차수공법(JSP, LW 등) 병행 필요

SCW 공법

  • 오거로 굴착하며 흙과 시멘트 풀을 교반하여 벽체 조성
  • 차수성 우수
  • 사질토, 점성토에 적합
  • 전석층 시공 곤란
  • H형강 삽입 간격 준수

CIP 주열벽 공법

  • 천공 후 철근망 삽입 및 자갈/모래 충전 후 모르타르 주입
  • 강성 우수
  • 기둥 사이 연결부 차수 취약하므로 그라우팅 등 보강 필요
  • 공벽 붕괴 방지(Casing 사용)

지하연속벽 공법

  • 저소음·저진동
  • 벽체 강성 및 차수성 매우 우수
  • 영구 구조물로 활용 가능
  • 공벽 붕괴 방지를 위한 안정액(Bentonite) 품질 관리
  • 수직도 정밀 관리 필수

탑다운 흙막이 지보

  • 지상/지하 동시 작업으로 공기 단축
  • 인접 건물 변위 최소화
  • 날씨 영향 적음
  • 환기 및 조명 설비 필요
  • 기둥과 슬래브 접합부 처리 및 수직도 관리 중요

4. 흙막이 붕괴 원인 및 방지대책

흙막이 붕괴 원인

  • 외적 요인
  • 상재 하중 증가
  • 지표수 침투
  • 차량 진동 등
  • 내적 요인
  • 토압 및 수압 증가지보공 강성 부족
  • 근입장 부족
  • 현상별 요인
  • 히빙(Heaving), 보일링(Boiling), 파이핑(Piping)

붕괴 형태별 방지대책

  • 히빙(Heaving)
  • 연약 점토 지반에서 발생
  • 근입장 깊이 증대
  • 지반 개량
  • 상재 하중 제거
  • 보일링(Boiling)
  • 사질토 지반에서 지하수위 차로 발생
  • 지하수위 저하(Well Point)
  • 차수벽 근입장 연장
  • 파이핑(Piping)
  • 흙막이 벽체 이음부 부실로 인한 토사 유출
  • 차수 밀실 시공 및 그라우팅 보강

구조적 안전 조치

  • 부재(띠장, 버팀대)의 긴결 상태 정기 점검 및 보수
  • 과굴착 금지 및 굴착 순서 준수
  • 설계 기준 강도 이상의 자재 사용 (변형, 부식된 자재 사용 금지)

5. 계측관리 (정보화 시공)

계측관리 목적

  • 설계와 시공의 오차 수정
  • 인접 구조물 및 흙막이 벽체의 안전성 확보

주요 계측 항목

  • 지중 경사계(Inclinometer) : 지반 내부의 수평 변위 측정
  • 지하수위계(Water Level Meter) : 지하수위 변화 측정
  • 하중계(Load Cell) : 버팀대 및 앵커의 축력 변화 측정
  • 변형률계(Strain Gauge) : 엄지말뚝 및 벽체의 응력 변화 측정
  • 건물 경사계(Tiltmeter) : 인접 건물의 기울기 변화 측정

정보화 시공 관리방안

시공 전 초기치 확보 및 굴착 단계별 계측 실시

계측 결과의 신속한 분석 및 피드백(Feed Back)을 통한 공법 변경 또는 보강 조치

관리 기준치(경계, 위험 등) 초과 시 즉시 작업 중지 및 대책 수립

6. 결론

1) 흙막이 공사는 가시설물이나 붕괴 시 인명 피해와 주변 구조물에 막대한 손실을

초래함

2) 최근 도심지 공사에서는 차수성이 우수하고 강성이 큰 CIP, Slurry Wall 공법 적

용이 확대되는 추세임

3) 설계 도서와 현장 여건의 일치 여부를 확인하고, 철저한 계측관리와 품질관리를

통해 안전사고를 예방해야 함