2장. 기 초 (흙막이)

1. 개요

기초가 깊거나 또는 토질이 연약하고 지하수가 많이 나올 때에는 터파기의 옆 벽이무너질 우려가 있으므로 그 흙의 휴식각에 맞게 경사지어 파거나 또는 흙막이를 한다. 흙막이는 지질, 기초 깊이, 건축구조에 따라 다르고 특히 지하실 등이 있을 때는 튼튼한 구조로 해야 한다.

 

(1) 간이 흙막이

지질이 비교적 단단하고, 터파기가 얕을 때에는 방축널을 간단히 설치하여 토사의 붕괴를 방지한다. 이 흙막이에는 기초파기 순서에 따라 그 양옆에 널을 띠장과 버팀대로 끼워댄다. 흙막이 널을 대지 않고 넓은 띠장만을 댈 때도 있다.

 

(2) 나무널말뚝

지질이 비교적 연약하고 기초 깊이도 1.5m 정도일 때에는 나무널말뚝을 세로 연접하여 박아댄다. 널말뚝의 옆면은 맞대기, 반턱, 오늬, 제혀물림등으로 한다. 나무널말뚝이라도 상당히 두껍거나 통나무 등을 쓸 때는 3m 깊이도 가능하다.

 

(3) 철근콘크리트 널말뚝

철근콘크리트제의 널말뚝으로 강제널말뚝에 비하여 내구성은 있으나 깊은 건축흙막이로는 쓰이지 않고 하천의 호안벽 낮은 옹벽 등에 쓰인다. 

 

(4) 강제널말뚝

강재로 만든 널말뚝이고 강판말뚝이라고도 한다. 단면은 특수형으로 되고 수밀하고 강도가 커서 박기도 용이하고 내력도 충분히 기대할 수가 있다. 단면형에 따라 다음 과 같은 것이 있다. 부식이 쉬운 결점이 있다.

 

# 라르센식

# 락크완나식

# 테르루즈식

# 심플렉스식

# 랜솜식

# 유에스식

# 유니버셜식

 

(5) 자립 널말뚝 공법

세로널말뚝 강판말뚝 등을 기초지반 저면에서 깊숙이 박아서 띠장 버팀대를 쓰지 않고서도 안전하게 자립할 수 있는 흙막이를 말한다. 그러나 이 공법은 얕은 기초에서나 쓰일 따름이다.

 

2. 어미말뚝 가로널 흙막이

H형강 I형강 등을 간격 1.8m 정도의 등간격으로 굴삭예정선에 따라 처박는다. 이것을 어미말뚝이라 한다. 굴삭이 진행되면 양 어미말뚝 사이에 두꺼운 판재 또는 평각재를 끼워대고 점차 밑으로 흙막이벽을 구성한다. 굳은 지층 또는 지하수위가 낮을 때는 유리하지만 출수가 많으면 곤란하고 또한 가로널을 끼워넣기 위하여 터파기를 하기 때문에 주변 지반이 조금씩 느슨해질 우려가 있다. 가로막아댄 널을 가로흙막이널이라 한다.

 

3. 흙막이벽의 지지틀

흙막이벽은 띠장, 버팀태, 지주 등의 지지재를 써서 터파기의 주위지반에 오는 토압, 수압 등을 여기에 부담시켜서 안전하게 유지하고 터파기 공사를 진행한다. 이것은 경사온통파기와 달리 대지 가득히 건물을 구축할 수도 있고 되메우기토량도 적은 이점은 있으나, 흙막이 가설비와 터파기의 시공능률이 저하될 우려가 있다. 흙막이벽의 지지방법은 수평버팀대식, 경사버팀대식 및 어드앵커식으로 3대별할 수가 있으나 이 외에 여러 개량공법이 있다. 아일랜드공법, 트렌치공법도 흙박이공법을 이용한 터파기로 앞서 말한 바 있다. 흙막이벽은 방축벽이라고도 하며 널말뚝 등을 수직으로 박은 것을 수직널흙막이라고 하며 어미말뚝 등에 가로댄 것을 수평널흙막이라고 한다. 흙막이벽에 가로붙여댄 것을 띠장이라 하고 여기에 가로 건너지른 것을 버팀대 또는 수평버팀대라 한다. 버팀대를 경사지게 댄 것을 빗버팀대라 한다.

 

4. 각종 버팀대

(1) 빗버팀대

빗버팀대는 하부고정이 중요하고, 버팀의 각도에 따라 좌우 이동 변형 또는 늘어짐에 안정을 기하기가 곤란하다.

 

(2) 수평버팀대

흙막이벽을 먼저 시공하고 2.5m~3.5m 깊이로 파낼 때마다 띠장과 수평버팀대를 가설한다. 버팀대의 거리는 4~5m 간격 짧게 되는 방향으로 설치한다. 버팀대가 길게 되면 중간요소에 지주를 가설한다. 중간지주는 필요에 따라 흙막이벽과 동시에 설치할수도 있고 나중에 설치하여 이어내려갈 수도 있다. 격자수평버팀대는 수평버팀대를 격자로 짠 것이다. 수평버팀댈르 한곳에 모아 튼튼한 H형강 등을 쓰고 귀잡이 등으로 보강한 공법을 집중버팀대공법이라고도 한다. 버팀대의 거리를 확대하여 보통의 버팀대의 간격의 2배 정도로 하여 수평버팀대를 한 곳에 모아 그 교차부에는 지주를 설치하여 상부중량을 지지함과 동시에 버팀대의 좌굴방지를 겸하는 것이다. 버팀대는 터파기평면에 대하여 균형지게 배치하되 터파기의 진행에 따라  신속히 가설하고 변형되거나 느슨해지면 붕괴될 우려도 있다. 따라서 한줄 버팀대에 한 곳씩 나사잭으로 설치하여 이완되는 것을 방지하거나 귀잡이, 턴버클을 써서 변형을 방지한다.

 

(3) 캔틸레버식 버팀대 공법

흙막이 주변에 대각선 상 또는 원형상의 현재로 드문간격의 버팀대를 아치식으로 지지하므로 내부에 큰 공간을 둘 수가 있어 지하작업이 용이하다.

 

5. 어드 앵커 공법

어드 앵커 공법은 당겨매기공법이라고도 하며 흙막이벽의 뒷면 지중에 앵커를 설치하고 이 앵커에 흙막이 띠장을 연결하여 지지시키는 공법이다. 이것은 터파기 장소에는 버팀대, 지주 등이 없으므로 작업공간이 넓고 굴삭능률도 크다. 앵커공법은 터파기 주위의 상황, 토질, 지하 매설물 등의 지장이 없어야 하고 또한 시공성과 경제성이 고려되어야 한다. 앵커의 장착층은 보통 N값 30 이사의 모래 또는 모래자갈이 적당하고 이 정착층이 깊으면 앵커의 전장이 길어져서 경제적이지 못하다. 양커 설치각도는 수평에 대하여 15도 각도 이상으로 한다. 긴장재는 지중에 설치되어 육안으로는 점검을 할 수 없으므로 정착 작업은 사전에 확인 실험하고 모두 개별적으로 내력을 체크할 필요가 있다. 앵커재는 고강도 강재를 쓰고 보링한 구멍내에 삽입하고 그라우팅하여 앵커재를 배면토층 또는 암반에 정착시켜서 인장하중을 분담시키는 공법이다.