토공사 개요

토공사는 주로 굴착과 관련된 공사로서 지하구조물을 만들기 위해서 실시하는 터파기공사와 흙막이공사 등과 관련된 부수되는 공사를 말합니다. 구체적으로 다음과 같은 항목이 포함됩니다.

• 지반정지공사 : 표토제거, 절토, 성토 등
• 굴토공사 : 터파기, 잔토처리 및 되메우기 등
• 흙막이 공사 : 흙막이벽체, 지지체, 차수벽 등

 

토공사의 범위와 진행

토공사는 범위가 넓습니다. 전체적인 범위를 살펴보면 다음과 같습니다.

 

 

우선 지반조사를 실시합니다. 대지 아래쪽을 직접적으로 파악할 수 있는 방법은 아직 없습니다. 지금은 몇군데 구멍을 파서 시추조사하는 방법이 가장 많이 사용됩니다. 이렇게 지반을 조사한 다음 적절한 지반개량 조치를 병행할 수 있습니다.

 

■ 지반조사 - 지반조사로 무엇을 알 수 있을까?

■ 암반의 분류

■ 보링과 표준 관입 시험

■ 지내력 시험

■ 토질시험

 

지반조사가 끝나면 흙막이 공사를 진행하면서 대지를 파내려갑니다. 흙파기공사를 진행하면서 대지를 파내려가면 주변대지가 붕괴되지 않도록 흙막이벽체와 지지체를 설치해야만 합니다.

 

■ 가설 흙막이공사 개요

■ 흙파기 - 아일랜드공법, 트랜치공법

■ 역타공법 - 톱다운(Top down)

 

이렇게 대지를 파내려가다보면 지하수가 있게 마련입니다. 이처럼 땅속에 있는 지하수를 적절하게 처리해야만 공사를 원활하게 진행할 수 있습니다.

 

■ 지하수와 부력

■ 공벽의 안정 - 벤토나이트 안정액(이수)

 

흙파기를 하면서 주변 지반이 안정적인 상태를 유지할 수 있도록 흙막이 공사를 하고 버팀대를 설치하지만 주변 지반이 침하하거나 움직일 수 있습니다. 특히 토공사는 중장비를 사용하기 때문에 중장비의 무게를 견디지 못하고 지반이 침하하는 경우도 있습니다.

 

■ 주변 지반의 침하 - 히빙(Heaving), 보일링(Boiling), 파이핑(Piping)

■ 지반보강 그라우팅(약액주입공법) - JSP, LW, SGR

 

 

따라서 흙막이 벽체와 주변지반이 안정된 상태를 유지하는지 계측관리하면서 모니터링할 필요가 있습니다.

 

■ 토공사 계측관리 - 계측기 도면 사례

 

토공사의 특징

• 불확실성이 커서 공기지연의 가능성이 크다.

토공사를 진행하기 전에 대지 내부 전체를 파악할 수 있는 방법은 아직까지 없습니다. 몇 군데 구멍을 파서 내부를 파악해볼 수 밖에 없습니다. 아래 사진에 있는 것처럼 크지 않은 현장이라면 3군데 정도 - 대지 가운데 및 대각선 양쪽 - 를 시추하는 정도를 지반의 상황을 파악합니다.

 

 

따라서 기본적으로 대지의 나머지 부분은 정확하게 알 수가 없기 때문에 나중에 지반을 굴착해가다 보면 예기치 못한 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 지하수가 유출되거나 갑자기 암반이 나올 수도 있습니다. 또 토공사를 진행하는 도중에 비바람이 오래 지속될 수도 있습니다.

 

• 민원과 안전사고가 발생하기 쉽다.

토공사는 기본적으로 굴착하는 것이기 때문에 많은 장비를 사용하게 됩니다. 따라서 기계장비때문에 소음과 진동이 크게 발생할 뿐 아니라, 굴착하면서 많은 먼지가 발생할 수 있습니다. 이렇게 소음, 진동, 비산먼지 등이 흔하게 발생하기 때문에 민원이 발생할 수 있고 이에 대비해야 합니다.

 

토공사를 진행할 때 안전측면에서 가장 조심해야 하는 것이 인접건물의 균열나 침하입니다. 위 사진처럼 흙파기를 한 후 버팀대로 지지하지만 지지력이 충분하지 못하면 인접대지가 밀려들 수 있고 인접건물에 영향을 미칠 수 있습니다. 흙막이 뿐 아니라 지하수의 변동도 인접대지에 영향을 미칠 수 있기 때문에 주의해야 합니다.

 

또 지하에는 많은 매설물이 있습니다. 특히 인접 도로하부에는 각종 배관이나 매립 설비가 지나갑니다. 공사 중 지하매설물을 손상하지 않도록 사전에 철저히 조사해서 대비할 필요가 있습니다. 

• 본 구조물과의 간섭에 주의해야 한다.

위 사진에서 보는 것처럼 흙막이벽체의 지지체를 버팀대(스트러트)로 배치하면 매우 복잡한 구조물이 설치됩니다. 굴착이 모두 완료되면 이제 기초를 설치해야 하는데, 맨 하부에 있는 버팀대(스트러트)부터 해체하면서 공사를 진행해야 합니다. 이때 구조적인 안정성을 반드시 검토해야 하고, 본구조물과 간섭이 일어나지 않도록 사전에 검토해야만 합니다. 본구조물을 설치할 때 버팀대(스트러트)가 방해가 되지 않도록 신경써야 합니다.

 

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