2장. 기 초 (지하연속벽공법 · 역구축공법)

4. 슬러리월 공법

슬러리는 진흙, 시멘트 기타 물에 불용성의 물질과 물이 혼합하여 이룬 것을 말하며, 진탕 시멘트죽도 슬러라 하지만 여기서는 경화되는 것을 말하기도 한다. 이수공법이라고도 한다. 말뚝구멍 또는 대구경제자리말뚝의 굴삭부에 비중이 큰 점액을 채워서 굴삭 벽면의 붕괴를 방지하는 방법이다. 주로 벤토나이트 미분말의 용액으로 쓰이며 이수공법 또는 안정액공법이라고도 한다. 이수의 성질은 용액의 안전성 적당한 비중과 점성 강인한 이막형성성이라 한다. 이수를 안정액이라고도 한다. 

 

(1) 안정제

물질이 화학적 물리적 성질의 저하를 억제하기 위하여 첨가하는 화학약품을 말하고, 기초공사시 토양의 콜로이드성을 안정시키는 것으로 내수성, 조해성 등이 있는 물질이 필요하고 시멘트, 석회 등이 일반적으로 쓰인다.

 

(2) 벤토나이트

몬모릴로나이트를 주광물로 하는 미세점토이고 화산회의 유리질 부분이 분해하여 생성된 것이다. 물을 흡수하면 대단히 팽창한다. 굴삭 방식은 다은과 같은 기계들이 쓰이며 또 현재 사용되고 있는 대구경굴삭기계를 기구로 분류하면 다음과 같다. 

 

1) 버킷굴삭기

2) 이코스클램셀굴삭기

3) 리버스로터리굴삭기

4) 솔레탄슈굴삭기

5) 베노토기

6) 어드드릴

7) 어드오거

 

5. 지수벽

지수벽은 물막이벽 또는 차수벽이라고도 하며, 터파기, 댐공사 등에서 주위의 출수를 방지하기 위하여 설치한 벽체 또는 구조물을 말한다. 지하수는 터파기의 옆벽에서 유출되는 것과 밑바닥에서 솟아나오는 것이 있다. 종래 강재널말뚝은 흙막이벽과 물막이벽을 겸하는 것이었고, 용기잠함공법에서 압축공기를 지수하는 공법도 오래 전부터 쓰이던 배수공법의 하나이다. 이후 지하연속벽공법, 주열벽공법과 주입지수막공법 등이 개발되었다. 또 터파기의 밑바닥에서 상승하는 지하수는 그 아래에 있느 불투성의 토층에 도달하는 지수벽 지수막을 설치하거나 약액주입공법이 개발되었다. 재래에는 불투수성의 진흙층이 쓰였는데 고분 등에서 봉토 전에 차진 진흙을 두껍게 다진 것을 볼 수 있다. 

 

(1) 주입판막공법

H형강, 널말뚝 등을 지중에 박아 소정 깊이에 도달하면, 서서히 빼올리면서 미리 장치한 주입관을 통하여 시멘트죽을 채워서 강재가 남긴 구멍에 판막이 형성된다. 이것을 시멘트죽판막이라고 하는데, 실트질 모래질 지층에 적합하다. 그러나 이것은 자립할 수가 없어서 양쪽에 지반이 남겨져 있어야 한다.

 

(2) 시멘트 주입 공법

지중에 간격 1.0~2.0m로 주입관을 일렬로 매설하고 주입재를 압입 하여 불침투성 벽체를 만드는 것이다. 이것도 자립할 수가 없으므로 좌우에 지반이 남겨져 있어야 한다. 주입재는 시멘트 그라우트, 약품그라우트, 수지그라우트 등이 있다. 

 

6. 역구축공법

역구축공법이란 1층바닥부터 구축하고, 지하실 부분을 파내고 지하실 바닥,보 등을 시공하고 또 파내려가서 지하실 기초를 완성하는 공법이다. 곧 상부에서부터 하부를 구축하는 것이다. 이에 대하여 종전에는 지하실 및 그 기초 굴삭공사가 완료된 다음 지하구조체의 최저부에서부터 상부로 시공하는 것이 올바른 순서이고, 이것을 순구축공법 또는 정구축공법이라 한다. 이 공법은 터파기의 흙막이널의 수평버팀대, 어드양커 등의 가설부재를 걸지 않고 굴삭과 동시에 지하구조체인 보 바닥판을 시공하여 이것으로 토압, 수압 등을 부담시키면서 순차 지하부를 파내려가는 공법이다. 이것은 1층 바닥 보가 먼저 시공되므로 흙막이벽의 정상부가 고정되는 상태가 되고 터파기 기간 중의 흙막이벽의 변형이 작고 또 주변의 건물이나 도로에 미치는 침하 등도 최소한으로 할 수가 있다. 또한 1층 바닥이 먼저 완성됨으로써 공사 작업장으로 이용되며 지하층의 시공이 진척되면 지상층도 동시에 시공할 수가 있어 공사 기일을 단축시키는 장점도 있다. 그러나 지하실의 작업은 바닥판 밑에서 하게 되므로 작업 능률이 저하되고, 또 기둥 벽체에 이음이 생기에 되어 일체화 시공이 어려운 것이 단점이기도 하다. 역구축공법에서 터파기고사와 병행되는 상부구조부의 중량을 무슨 방법으로든 지지할 필요가 있다. 그 방법은 다음의 5종이 있다.

 

1) 심초에 의한 역구축공법

2) 대구경피어에 의한 역구축공법

3) 제자리말뚝을 지하구조부의 기둥으로 이용하는 공법

4) 가설지주에 의한 역구축공법

5) 달아매기 역구축공법 

 

7. 각종 역구축공법

 

(1) 우물통기초식

건물의 기둥기초부를 우물통 심초공법으로 시공하고 건물기둥을 그 위에 세운 다음 1층 바닥보와 1층 바닥판을 지상에서 축조한 다음 그 밑을 굴삭하여 차례로 지하 1층, 지하 2층의 순으로 시공하여 내려가서 맨 나중에 지하실의 밑창 온통기초를 완성하는 것이다. 우물통은 지름 1.2~3.0m로 하면 거싯플레이트를 댄 철골기둥을 그 속에 세울 수 있다. 굴삭깊이는 30m까지도 가능하나 히빙이 생기는 연약한 점성토 지반에서는 피하고 인력작업에 대한 가스 용수 등의 대책을 강구해야 한다.

 

(2) 피어기초식

우물통 기초 대신에 대구경피어 기초를 베노토기 또는 어드드릴기 등으로 기둥 밑의 기초를 축조하고 그 위에 철골기둥또는 가설기둥을 세우고 1층 바닥에서부터 지하 1층 이하로 구축하여 내려가는 공법이다.

 

(3) 제자리말뚝을 건물 기둥으로 이용

올케이싱의 제자리말뚝을 시공하는 요령으로 기초부분과 지하층 기둥을 동시에 시공하고1층에서부터 지하층으로 보, 바닥 등을 구축하여 내려가면서 지반을 굴삭하여 최종단계에 지하실바닥기초를 완성한다. 철근콘크리트조로서는 기둥과 보, 바닥판을 일체화하는 문제가 해결되어야 한다.

 

(4) 구조체 가지주 공법

1층 바닥판, 보 기타 하중을 지지하는 가설지주를 굳은 지층까지 도달시키고 위에서부터 바닥판, 바닥보 등을 구축 하여 내려간다. 가지주는 기둥 위치에서 까치발을 이용하여 기둥의 대각선 상에 2개 또는 4개를 세운다. 따라서 본철골 기둥은 순차가지주에 매달리는 형식이 된다. 가지주로는 I형강 H형강 등이 쓰인다.

 

(5) 달아매기 공법

상부 구조체의 하중을 외주 흙막이벽에 가설재로 짜고 버팀대 등을 써서 전달하는 것으로 소규모 공사에 쓰인다. 중간에 기둥을 세우더라도 피어 기초를 1간 건너마다 세우고 버팀대로 보강한다. 지하 지주가 경감되므로 굴삭작업은 편하지만 버팀대를 가설하는 비용과 공사기일을 가산해야 한다.