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공종:건축공사:토공및흙막이:흙막이가시설:흙막이사고

흙막이사고

개요

흙막이가시설016.jpg 최근에 터파기 현장의 굴착심도가 깊어지면서 굴착에 따른 문제점들이 많이 발생하게 된다. 지반굴착시의 주된 관심사항이 흙막이 벽체의 안전에서 주변지반, 구조물 및 인근에 거주하는 주민들에게 미치는 영향까지 고려해야 함에 따라 도심지에서 공사를 하게 되는 경우는 이러한 문제점들에 대한 중요성이 더욱 증대되고 있다.

설계 및 시공불량에 따른 유형별 붕괴 형태

지중연속벽 및 연속주열벽(C.I.P, S.C.W)

  • 벽체 형성 시 슬라임이 섞여 들어가거나 콘크리트가 분리 또는 트레미관 사용시 너무 치켜 올려서 발생하는 콘크리트 강도의 부족, 철근이 함께 달려 올라감에 의한 배근 부적절, 토괴나 머드 케이크 등의 이물질 혼입 시 벽체 강도저하
  • 배근 시 반대로 하거나 굴착심도를 틀리게 하는 경우의 강도저하
  • 높은 지하수위의 지반에서의 시멘트 분출이나 벤토나이트 이수의 지반 내 유출에 따른 시공단면의 부족

H-PILE+토류판

토류판의 뒷채움 부족이나 탈락에 의한 수동토압 부족으로 인한 파괴

SHEET PILE

  • Sheet pile간 연결부의 분리 및 길이부족에 의한 파괴
  • 사전조사 부족으로 타설 시 지중선이나 가스, 수도의 절단에 의한 이상 응력 발생에 의한 파괴


기타

흙막이가시설020.jpg

  • 아일랜드 공법이나 현장타설 말뚝의 공 타설 부분에 대한 되메우기 불량에 의한 파괴
  • 건물의 기둥 또는 기초가 흙막이 벽에 근접하여서 형성될 때 굴착으로 인해 수동토압이 감소하게 되며 이는 흙막이 벽체의 선단지지력 상실에 따른 흙막이 벽체의 하부 및 측방 이동을 유발하여 결국에는 사고로 이어질 수 있음
  • 기초굴착에 의한 흙막이벽의 침하이동
  • 합벽식 흙막이 시공 시 흙막이 벽체를 본체 지하외벽이나 기초 말뚝으로 이용할 경우에는 굴착 시에 발생하였던 커다란 휨응력이 잔류하므로 본체 구조물 구체의 설계조건에 부합되지 않은 경우 발생


앵커시스템의 파괴

  • 흙막이 벽체를 형성하는 엄지말뚝, 띠장, 앵커두부가 단면부족으로 인하여 파괴
  • 앵커로드들을 연결하는 부위의 잘못된 접속
  • 배면에 예상하지 않은 과대한 상재하중이 적용, 벽체에 측압이 크게 증가-앵커로드가 절단되거나 앵커몸체가 빠지는 경우


지지구조의 평면배치가 역학적으로 불리한 경우의 파괴

흙막이가시설022.jpg 건축예정부지의 모양새가 지지구조체를 평면 배치하는데 있어 역학적으로 불안정하고, 배면에 지하층이 있는 건물이 인접하고 있어 Tie-Back system에 의한 보강조치도 불가능한 경우

이 때의 파괴형태는 상부의 지지구조가 역학적으로 제 기능을 못하기 때문으로 어스앵커 시스템의 파괴형태와 유사


엄지말뚝 근입심도를 암반에서 종료했을 때 암반파괴

흙막이가시설023.jpg 흙막이벽을 상부 토사층과 하부 암반층 일부에만 근입 되게 설치하고, 하부의 대체로 신선한 암반층에 대해서는 Rock bolt와 Shotcrete로 처리한 경우
▶ 흙막이벽 근입부위의 암반이 균열면을 통해 굴착면 쪽으로 미끄러지면서 흙막이 벽체 파괴 발생


Heaving에 의한 파괴

흙막이가시설024.jpg 연약한 점토지반을 굴착할 경우
▶ 굴착배면의 토괴중량이 굴착저면 지반의 지지력보다 클 경우 발생


Boiling에 의한 파괴

흙막이가시설027.jpg 지하수위가 높은 모래층, 자갈층과 같은 투수성의 지반을 강널말뚝이나 연속벽과 같은 차수성의 벽을 사용하여 터파기 내부를 배수할 경우
▶ 지하수위 차이에 의해 상향의 침투압 발생


과잉굴착에 의한 파괴

흙막이가시설026.jpg 단계별 굴착 시 소단을 두어 벽체의 안정성을 확보하여야 하나, 이를 무시할 경우 굴착면 내부 수동토압의 감소로 인해 벽체의 붕괴가 유발


압밀침하에 의한 인접구조물의 파괴

흙막이가시설027.jpg 지하수위가 높은 지반의 경우
▶ 수위저하로 인해 굴착배면 지반에서 압밀침하가 진행되어 이로 인한 인접구조물 손상 발생


흙막이벽의 변형과 전도 활동에 의한 파괴

흙막이가시설028.jpg 벽체의 변형이 클 경우
▶ 전도나 활동에 의해 파괴


부지의 지반고 차이로 발생한 응력집중에 의한 파괴

내부 버팀대 구조시스템에서 대응하는 흙막이벽의 배면지반고 차이가 있는 경우
▶ 토압의 불균형이 생기고 응력집중현상으로 벽체의 과도한 변위 또는 버팀구조 파괴발생


띠장파괴에 의한 파괴

흙막이가시설030.jpg 띠장은 흙막이벽에 작용하는 측압을 버팀대로 전달하기 위한 휨재이기 때문에 커다란 휨탄성과 연속성이 요구된다. 따라서, 띠장이 파괴되면 흙막이벽의 지점간 거리가 급증하여 흙막이벽의 휨 파괴 또는 버팀대의 붕괴로 이어짐


근입심도의 부족에 의한 굴착바닥면 파괴

흙막이가시설031.jpg ▶ 수동토압 영역의 굴착바닥면이 솟구쳐 오르면서 파괴가 일어난다.
▶ 근입심도 부위의 지반이 연약할 경우 발생 가능성 크다.


과도한 휨모멘트에 의한 엄지말뚝의 파괴

흙막이가시설032.jpg 엄지말뚝의 단면강성이 부족한 경우
▶ 토압 산정시 오류를 범했거나 예상하지 못한 하중이 벽면에 작용했을 때, 측압 증가에 의해 발생


사면활동(외적불안정)에 의한 파괴

흙막이가시설033.jpg ▶ 배면지반 전체가 연약해서 사면안정이 되지 못했거나 암반내부에 미끄러짐면이 존재하는 경우
▶ 어스앵커 설치 시 자유장이 충분히 확보되지 못한 경우


배면의 과도한 침하에 의한 파괴

흙막이가시설034.jpg 1. 흙막이벽 배면부가 과도하게 침하하는 경우
▶ 앵커로드를 끌어내리면서 앵커로드에 과대한 축력이 발생하여 파괴발생
→ Pre-Drill한 후 공내에 Slime이 많이 잔류되어 있거나 공벽이 무너져 내린 상황에서 엄지말뚝 관입 시 확실한 지지층에 놓이지 못할 경우
▶ 굴착진행에 따라 축력이 증가하게 되어 엄지말뚝이 처짐

2. 말뚝 근입 부위가 사질토로서 Piping이 일어날 경우
▶ 지지력이 현저히 약화되어 말뚝이 침하
▶ 이와 같은 원인에 의해 말뚝이 침하하게 되면 지지구조의 두부가 이완되거나 구조체가 균형을 잃어파괴


흙막이벽 설치 시 연결부위 파괴

흙막이가시설035.jpg흙막이가시설036.jpg 매우 상이한 토층에서 장비 효율성에 따라 2단으로 흙막이벽을 설치하는 경우가 있는데, 이 때 연결부위가 취약해져 파괴발생
▶ 상단 흙막이벽의 기초지반이 입상토로서 토립자 유실 침하된 경우
▶ 상단과 하단의 연결부 지지구조의 취약으로 인한 파괴

공종/건축공사/토공및흙막이/흙막이가시설/흙막이사고.txt · 마지막으로 수정됨: 2016/05/29 18:04 저자 bluetree