흙막이 공법은 건설 현장에서 필수적인 기술로, 건물의 지하를 굴착할 때 주변 지반의 붕괴를 막고 안전하게 작업을 진행하기 위해 사용됩니다. 다양한 지반 조건과 공사 여건에 맞춰 적합한 흙막이 공법을 선택하는 것은 정말 중요한데요. 대표적인 공법으로 CIP 공법, 시트파일 공법, H-Pile+토류판 공법이 있습니다. 이번 글에서는 이 세 가지 공법의 정의와 주요 특징(장점, 단점)을 살펴보겠습니다.

목차
1.    흙막이란
2.    흙막이 공법의 종류, 장점, 단점

       o  CIP 공법
       o  시트파일 공법
       o  H-Pile+토류판 공법

1. 흙막이란

흙막이는 건물의 지하를 팔 때 흙이 무너져 내리는 것을 막으려고 설치하는 구조물입니다. 널말뚝으로 벽을 만들고 띠장과 버팀목 등과 같은 자재로 받쳐 만듭니다. 본공사를 하기 전에 하는 가설공사 때 설치하며, 건물의 지하가 완성되면 철거합니다. 흙막이 구조물에는 널말뚝(sheet pile), H-파일, 앵커 등이 있습니다.

2. CIP 공법

CIP는 지반을 굴착한 후, 그 자리에 콘크리트를 타설하여 구조물을 만드는 방법입니다. 천공기계를 사용하여 지반을 굴착하고, 콘크리트를 연속적으로 타설한 다음, 철근을 삽입하여 추가적인 강도를 보완합니다. CIP공법은 자갈 및 암반지반을 제외한 모든 지반에 적용이 가능합니다. 

CIP공법은 벽의 강성이 좋아 내구성이 강하며 불규칙한 평면 형상에도 적응성이 좋습니다. 그리고 인접구조물에 영향이 적고, 저소음, 저진동 시공이 가능하여 주로 도심지 공사에 적용됩니다.

그러나, 토류판에 비해 비교적 고가이며, 기둥과 기둥사이 이음부가 취약하고 중첩 시공이 어려워, 이음부의 보강 및 지하수가 있는 경우에는 별도의 차수공이 필요합니다. 또한, 현장에서 바로 콘크리트를 타설하므로, 날씨나 작업 환경에 따라 콘크리트의 품질이 달라질 수 있습니다.

3. 시트파일 공법(강널말뚝공법)

강판으로 된 말뚝을 박아 흙막이 벽을 형성하는 공법입니다.

시트파일 공법의 가장 큰 특징은 수밀성이 좋다는 것입니다. 수밀성이란 구조물이나 재료가 물의 침투를 얼마나 잘 막을 수 있는가 즉, 방수성과 유사한 특성입니다. 수밀성이 높다는 것은 물이 구조물이나 재료를 통해 쉽게 통과하지 못한다는 의미입니다.

따라서, 시트파일공법은 지하수위가 높은 지반에 사용되어 지하수 및 토사의 유출을 방지할 수 있습니다. 또한, 재질이 균질하고 단면의 선택폭이 넓으며 사후에 반복 사용이 가능합니다.

그러나, 강성이 작아서 변형이 크고 이로 인해 인접지반의 침하로 이어지기도 합니다. 시트파일 공법은 타입 공법을 사용하여 소음과 진동이 심해, 건축물간 밀도가 높은 도심지에는 부적합합니다.

4. H-Pile+토류판 공법

H-파일이란 건설 및 토목공학에서 사용되는 구조물 지지용 파일(말뚝)의 한 종류입니다. H-파일은 그 단면이 영어 대문자 'H' 모양을 하고 있어 이렇게 불립니다. 

강재말뚝(H형강)을 타입 또는 보링하여 지중에 삽입한 후에 굴착과 병행하여 토류판을 끼워서 굴착벽을 지지하는 방법으로 건물 지하층의 지반굴착이나 개착식 지하철공사 등에 많이 적용되고 있습니다.

이러한 공법은 공사비가 저렴하고 시공이 간단하며 자재를 재사용할 수 있습니다. H-pile 규격에 따라 소형장비 사용이 가능하고 시공 숙련도가 높습니다.

그러나, 용수가 있는 곳에 취약해 지하수위가 높은 곳에서는 별도의 차수공법이 필요합니다. 지하수위가 있는 지반에서는 별도의 차수 그라우팅이 실시되어야 합니다. 

또한, 강성이 약해 인근 지반 하중에 의한 변형이 발생할 수도 있습니다. 따라서, 지하수위가 낮고 연약지반을 포함하지 않은 양질의 지질에서 주로 사용됩니다.

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