기초구조

토공사와 흙막이 — 파낸 흙이 무너지지 않게

미학습

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터파기는 흙이 스스로 서는 각도인 휴식각에 기대어 비스듬히 파는 오픈 컷과, 수직으로 파기 위해 벽을 세우는 흙막이 공법으로 갈린다. 오픈 컷은 흙막이가 없어 값이 싸지만 파낼 땅이 넓어야 하므로 도심의 좁은 대지에서는 성립하지 않는다. 넓은 터에서는 아일랜드 컷(가운데를 먼저 파고 구조물을 만든 뒤 가장자리를 판다)과 트렌치 컷(가장자리를 도랑처럼 먼저 파고 구조물을 만든 뒤 가운데를 판다)이 쓰이며 순서가 서로 반대다. 흙막이 벽을 지지하는 방법은 안에서 버티는 버팀대(스트럿) 공법, 밖에서 당기는 어스앵커 공법, 지하구조물을 위에서 아래로 만들며 그것으로 버티는 역타공법(톱다운)이 있다. 지하수 대책으로는 사질지반에서 웰포인트를 박아 물을 빨아내는 웰포인트 공법과 깊은 우물을 파는 딥웰 공법이 있다. 다만 지하수를 낮추면 주변 지반의 물도 함께 빠져 옆 건물이 가라앉을 수 있으므로 배수량과 주변 침하를 함께 재며, 필요하면 뺀 물을 다시 넣는 리차지 공법을 쓴다.
토공사의 모든 공법은 하나의 물음에 답한다 — 흙이 무너지지 않게 어떻게 붙들 것인가. 경사로 붙들면 오픈 컷, 벽으로 붙들면 흙막이, 벽을 안에서 밀면 버팀대, 밖에서 당기면 어스앵커, 구조물로 붙들면 역타다. 그리고 물이 흙을 밀어내는 것이 또 하나의 위험이라 배수와 차수가 따라붙는다. 이 두 갈래(흙을 붙드는 일, 물을 다스리는 일)로 나누어 두면 공법 이름이 헷갈리지 않는다.
  1. 오픈 컷은 휴식각에 기대어 비스듬히 판다 — 넓은 대지라야 쓸 수 있다.
  2. 아일랜드 컷은 가운데부터, 트렌치 컷은 가장자리부터 — 순서가 반대다.
  3. 지지 방법 — 버팀대(안에서 버팀) · 어스앵커(밖에서 당김) · 역타(구조물로 버팀).
  4. 웰포인트는 사질지반의 배수 공법이다.
  5. 지하수를 낮추면 주변 지반이 가라앉을 수 있어 리차지 공법을 쓰기도 한다.
아일랜드 컷

가운데를 먼저 파 구조물을 만들고 그것으로 버티며 가장자리를 판다. 넓은 터에 유리하다.

트렌치 컷

가장자리를 도랑처럼 먼저 파 구조물을 만들고 그다음 가운데를 판다. 연약지반에서 히빙이 우려될 때 쓴다.

흙막이 벽을 무엇으로 지탱하는가
공법지지 방식특징
버팀대(스트럿)안에서 밀어 버틴다작업 공간이 좁아진다
어스앵커밖에서 당긴다내부가 트여 작업이 쉬우나 옆 땅을 써야 한다
역타공법지하구조물로 버틴다공기가 짧아지나 시공이 까다롭다

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역타공법이 공기를 줄이는 방식

역타공법은 지하를 위에서 아래로 만들어 가면서 동시에 지상층을 올린다. 지하 슬래브가 흙막이 벽을 버티는 구실을 겸하므로 버팀대가 필요 없고, 지상과 지하를 함께 진행해 전체 공기가 크게 줄어든다. 다만 좁고 어두운 공간에서 굴착해야 해 시공이 까다롭고 장비 반입이 어려우며, 이음부 처리에 정밀함이 요구되어 대형 현장에서 주로 쓰인다.

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어스앵커(earth anchor) 공법

어스앵커 공법은 흙막이벽을 뒤쪽 땅속에 앵커로 붙들어 매는 방식이라 흙막이가 있어야 한다.

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오픈 컷(open cut) 공법

오픈 컷은 흙의 휴식각에 맞춰 비탈을 두고 파서 흙막이 없이 서게 하는 방식으로, 대지가 넓고 얕을 때 쓴다.

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트랜치 컷(trench cut) 공법

트렌치 컷은 흙막이를 두고 가장자리를 먼저 파 구조체를 만든 뒤 가운데를 파는, 아일랜드와 반대 순서다.

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