1. 개요
지하연속벽공법은 건축물의 주위에 말뚝구멍 또는 일정 너비의 도랑을 연속적으로 굴삭 하며 그 속에 이수를 채워 흙벽의 붕괴를 방지하며 소정 깊이까지 굴삭이 완료되면 조립 철근을 삽입하고 콘크리트를 부어 넣어 연속적인 지중벽체를 축조하여 흙막이벽 물막이벽 또는 지하 외주 벽체로 이용하는 공법이다. 이 공법은 1950년경 프리팩트 콘크리트 말뚝의 축조 기술과 소일시멘트말뚝을 만드는 MIP말뚝공법에 의한 벽체가 구축되고 또 굴삭 토사를 모르타르로 바꾸어 넣는 PIP말뚝이 개발되어 말뚝열을 축조하여 흙막이벽을 형성하는 공법이 개발되었다. 이코스공법 기타 각종 굴삭기계의 개발과 신공법의 등장으로 지하공법이 크게 발전되었다. 이 공법은 시가지 공사에서는 소음, 진동 등의 공해문제와 아울러 대형 고층화 또는 건물의 깊은 기초 공법의 요구에 따라 종래의 널말뚝 어미말뚝흙막이공법에 대신하여 개발된 것이다. 이 공법은 벽체를 형성하는 말뚝의 종류 또는 굴삭기계 및 공법에 따라 많은 명칭과 특허공법이 있다. 그 공법을 대별하면 원형 단면, 각형 단면, 장방형 단면 또는 특수형 단면이 있고 말뚝은 제자리말뚝방식과 기성말뚝방식이 있다. 기성말뚝에는 철근콘크리트말뚝 외에 철관말뚝도 쓰인다. 지하연속벽공법 주열식 지하연속벽공법 등의 명칭은 일본에서 온 말이고 일반적으로 슬러리월공법, 리버스서큘레이션공법, 이코스공법, 베노토공법 등 굴삭기계의 명칭을 쓰고 있다. 근래 이것을 다이어프램월, 주입판막벽 등의 명칭이 있지만 정리되어야 할 용어들이다.
2. 주열공법
이 공법은 주열식 지하연속벽공법이라고도 하며 지중에 말뚝을 일렬로 연접시켜 구축한 흙막이벽을 말한다. 이것은 말뚝의 종류, 형식, 단면 성능. 공법 등을 자유로 선택할 수 있고 또 지지틀의 구성도 터파기를 용이하게 할 수 있다. 그 대표적인 것은 다음과 같다.
(1) 제자리붓기콘크리트말뚝벽
어드드릴, 베노토굴삭기 등에 의하여 제자리붓기말뚝을 인접하여 구축한 흙막이벽이다.
(2) 기성콘크리트 말뚝 주열공법
오거 등으로 말뚝 구멍을 뚫고 기성콘크리트말뚝을 설치하여 만든 흙막이벽으로, 접속부의 틈서리에는 모르타르 주입 또는 이수 등으로 지수법을 개량한 것이 있다.
(3) 소일말뚝주열공법
삭공한 말뚝구멍 속에 이수와 점성토 또는 시멘트죽, 모르타르 등을 주입하여 만든 soil말뚝을 조성하는 것이고, 필요에 따라 조립철근 형강재 등을 심재로 삽입 보강하기도 한다.
(4) 강관말뚝 주열공법
강관을 연접하여 박은 말뚝벽으로 보통은 말뚝 상호간 이음이 없으나 특수하게 물림을 붙여 만든 관이 있다. 그냥 말뚝은 말뚝 사이에 모르타르 그라우팅하여 지수한다. 이것은 시공이 신속하고 강성이 크며, 경량이어서 내진구조벽에 유리하나 건물에는 별로 쓰이지 않고 호안, 교량 또는 계선벽 등의 기초공사에 유리하다.
3. 제자리 철근콘크리트벽 공법
이것은 제자리붓기철근말뚝과 같은 방법으로 장방형 단면은 철근콘크리트벽체를 연속 시공하여 흙막이벽으로 하는 공법이다. 지수성, 강성은 높고 소음, 진동은 적으나 공사비가 고가이고 또한 시공기계 설비가 크고 넓은 장소가 필요하다. 배치계획, 수직 정밀도, 슬라임 제거, 이수 관리, 수중콘크리트의 품질관리 등의 문제도 크다. 공사비를 절감하는 벽체간의 접속방법이 개발되고 구조벽체로서 이용도 가능하며, 지지층까지 가능하면 외주 지지말뚝을 겸용할 공법도 개발되어 가고 잇다. PC 패널을 쓰고 이음접함틈에 모르타르 또는 이수경화제를 주입하는 공법도 잇다. 이것을 PC패널벽공법이라 한다. 장방형 단면의 것은 수평 내력 수평 강성 등을 고려하면 원형 단면보다 구조적으로 유리하며 벽체 이외의 기능을 부가함으로써 경제성을 도모하고 또한 지지말뚝으로도 쓰일 수 있다.
(1) 이코스공법
이탈리아 밀라노에 있는 Impresa Construzioni Opere Specializzate이라는 회사의 머리글자를 딴 명칭이고, 고안자의 이름을 따서 웨더공법이라고도 한다. 이것은 지름 40~100 cm의 원형, 두께 60~80cm, 길이 1.8~5.0 m 정도의 장방형의 콘크리트벽체를 지중에 형성하는 것이다. 이것은 특수한 비트 또는 그래브 버킷을 써서 굴삭 하되 벤토나이트 유액을 순환시키며, 토사를 배출함과 동시에 구멍 주벽에 침투시켜 그 방수성을 높이고 케이싱 또는 흙막이가 불필요한 것이다. 굴삭이 완료되면 트레미관을 써서 콘크리트를 밑에서 부어 부어올라오면 벤토나이트액과 콘크리트와 치환이 된다.
시공순서는 다음과 같다.
*인도벽 설치 : 굴삭 구멍의 상부의 붕괴를 보호하기 위하여 굴삭 구멍의 좌우에 매설한다. 그 형상과 깊이는 지반조건 및 공법에 따라 각종이 있다.
*굴삭 : 굴삭기로 굴삭 하면서 그 속에 벤토나이트 이수를 채운다.
*접속관, 조립철근 : 단부에 접속관을, 이수 중에는 조립철근을 삽입한다.
*트레미관, 콘크리트 붓기 : 트레미관을 이수 속에 꽂고 서서히 콘크리트를 밑창에서부터 뿜어내면 이수는 떠올라 위로 배출된다. 그 뒤 콘크리트의 경화 시기를 살펴보고 접속관을 빼낸다.