지하굴착공사 시 발생 가능한 굴착지반 안정성에 대한
안정성 검토 사례 소개

최근 우리나라에서는 고도의 산업 발전과 도심지의 인구집중에 따른 용지면적의 부족 및 지가 상승으로 인하여 지하공간의 활용이 점차 증대되고 있다. 이러한 경향은 도심지 용지의 효율적인 이용을 위하여 앞으로도 대규모 지하구조물을 축조하기 위한 대심도 지하굴착공사가 증가할 추세에 있다.

도심지에서 굴착공사가 주변구조물과 지하매설물에 근접해서 실시되는 경우, 흙막이벽의 변형이 크게 되며 지반의 강도가 저하되어 굴착지반의 안정성에 문제가 발생한다. 그리고 주변지반 변형에도 상당한 영향을 미치게 되어 시공 중에 흙막이벽 배면지반의 변형(침하)으로 인접구조물의 균열이나 붕괴사고가 종종 발생한다. 이러한 사고는 재산상에 막대한 피해를 가져옴은 물론이고 심한 경우에는 인명피해가 발생하는 대형 사고로 나타나기도 한다.

이와 같이 지하굴착공사를 실시할 때 주변지반의 토사와 지하수의 유입을 방지하고 인접구조물을 보호하기 위하여 가설흙막이구조물을 설치한다. 종래의 흙막이벽체는 엄지말뚝과 나무널판을 사용하는 연성벽체가 주로 이용되었으며, 흙막이벽체 지지 시스템은 버팀보공법과 어스앵커 공법이 이용되고 있다. 그러나 이러한 흙막이구조물은 굴착 과정에서 지반변형이 크게 발생하고 차수성이 좋지 않아 지반붕괴사고를 초래하고 많은 인명피해와 경제적인 손실을 가져올 수도 있다. 이러한 폐단을 방지하기 위하여 최근에는 주열식 흙막이벽과 지하연속벽같이 비교적 강성이 큰 벽체를 사용하고 있다. 이러한 공법의 사용으로 지반변형 및 차수성이 부분적으로는 개선되었으나 안전한 공법으로는 아직 인식되지 못하는 실정이다. 따라서 지반변형을 최소화할수 있는 보다 안전한 굴착공법이 필요하게 되어 근접시공 시 굴착공법으로 역타(top-down) 공법이 많이 이용되고 있다.

이 책의 전체 11장에 열거한 지하굴착 시의 안전성 검토에서 도심지의 지하굴착에 안정성을 확보할 수 있는 공법 적용 사례를 설명하였다. 이는 앞으로도 우리나라 도심지의 지하굴착 시 억지대책으로 흙막이말뚝 사용이 적극 검토될 수 있음을 예고하기도 한다.

(현)중앙대학교 공과대학 명예교수
대한토목학회 저술상
중앙대학교 학생처장, 건설대학원장, 대외협력본부장(부총장)
서울시 토목상 대상
과학기술 우수 논문상(한국과학기술단체 총연합회)
대한토목학회 논문상
한국지반공학회 논문상·공로상
UCLA, 존스홉킨스 대학, 오사카 대학 객원연구원
KAIST 토목공학과 교수
국립건설시험소 토질과 전문교수
중앙대학교 공과대학 교수
오사카 대학 대학원 공학 석·박사
한양대학교 공과대학 토목공학과 졸업

Chapter 01 재개발지역(서린 제1지구) 지하굴착공사
1.1 서 론
1.2 기존 자료 검토 및 현황
1.3 안정성 분석
1.4 대책공법

Chapter 02 유니온센터 오피스텔 신축공사 지하굴착
2.1 서 론
2.2 계산서 검토
2.3 보완설계안

Chapter 03 한국노인복지보건의료센터 신축공사장
3.1 서 론
3.2 현장조사
3.3 사고 원인 분석
3.4 토사 유실 원인 분석
3.5 종합 의견
3.6 결 론

Chapter 04 일산전철 장항정차장 구간의 굴토공사
4.1 서 론
4.2 현장 상황
4.3 안정성 분석
4.4 대책공법
4.5 종합 의견

Chapter 05 청담동 지하굴착공사
5.1 서 론
5.2 흙막이벽 변위 원인 분석
5.3 굴착주위 지반침하에 대한 검토
5.4 시공관리에 대한 검토
5.5 대책 검토
5.6 결론 및 건의

Chapter 06 (주)마리오 구로공장 지하굴착
6.1 공사 개요
6.2 예상 발생 문제점 및 대책 수립
6.3 특별시방서

Chapter 07 울산 WAL*MART 신축공사현장 지하굴착 방안
7.1 서 론
7.2 현장 상황
7.3 흙막이굴착공법의 선정
7.4 기초말뚝(PRD 말뚝)의 보강 방안
7.5 현장 계측 계획
7.6 결론 및 요약

Chapter 08 WAL*MART 인천 계양점 지하굴착
8.1 서 론
8.2 현장 상황
8.3 흙막이굴착공법의 선정
8.4 흙막이구조물의 설계
8.5 결 론

Chapter 09 여의도 미주아파트 재건축현장 지하굴착: 트렌치 굴착 시 지반변형
9.1 서 론
9.2 지하연속벽의 설계와 시공
9.3 현장 상황
9.4 트렌치 굴착에 의한 인접지반의 침하
9.5 굴착공사에 의한 인접지반의 침하
9.6 인접건물의 안정성
9.7 지하수위 저하에 의한 인접지반의 침하
9.8 결론 및 요약

Chapter 10 삼룡사 법당 및 회관 신축부지 절토공사
10.1 서 론
10.2 현장 개요
10.3 절토면 안정검토
10.4 결 론

Chapter 11 2열 H-말뚝을 이용한 자립식 흙막이공법
11.1 서 론
11.2 기존연구
11.3 H-말뚝 자립식 흙막이벽의 설계법
11.4 현장실험
11.5 현장실험 결과
11.6 H-말뚝 자립식 흙막이벽의 거동분석
11.7 결 론