가물막이공법에 대한 간단한 정리

1. 개요

(1) 하천이나 해안 등에서 구조물을 축조할 때 이 지역을 dry한 상태에서 본 구조물을 축조하기 위하여 설치한 가설 구조물로써

(2) 토압, 수압 등의 외력에 견디는 강도, 수밀성이 있어야 하고

(3) 가설구조물로서 철거가 쉽고 경제적이어야 하며

(4) 철저한 지반조사를 통하여 지형에 적합한 가물막이 공법을 선정해야 한다. 

2. 계획 및 설계시 고려사항

(1) 계획

 1) 토질조사

 2) 유속, 유량, 홍수위조사

 3) 조류, 다포, 풍향조사

 4) 부근의 준설공사 및 지하매설물

(2) 설계

 1) Strut, Wale, Steel Sheet Pile의 단면검토

 2) 밑넣기 깊이 검토 (히빙, 보일링)

 3) Boiling에 대한 검토 (부풀어 오로는 범위 = 밑넣기 깊이/2)

 4) Heaving에 대한 검토 (점성토)

 5) 토압 및 수압에 대한 검토

3. 가물막이공법의 종류 및 특징

(1) 자립형-토사축제, 강널말뚝에 의한 것, Caisson식, 강판Cell

1) 토사축제

적용성 : 수심(3m까지)이 얕고 공기가 짧을때 사용

특징 : 재료 입수가 용이하고 구조가 단순하다.

시공시 유의사항 : 재료선정에 유의, 성토시 다짐철저, Piping발생에 유의, 비탈면 보호공 철저히

2) 강널말뚝에 의한 것 (1단, 2단, Cell형, Ring Beam공법)

(1) 1단 물막이 (한겹 Sheet Pile식)

적용성 : 수심 5m정도의 소규모 공사에 사용하며 지수성이 좋고 경제적

특징 : 강널말뚝의 휨강성과 밑넣기부의 횡저항에 의해서 수압에 저항

시공시 유의사항 : 한겹 Sheet Pile로 수압, 토압에 저항하므로 강도를 신중히 검토

(2) 2단 물막이 (두겹 Sheet Pile식)

적용성 : 수심 10m정도의 대규모 물막이 공사에 사용되며 물막이내에 버팀대 등의 버팀공사를 할 수 없을 때

특징 : 구조적으로 안정하며, 지수성이 1단물막이에 비해 우수하다. 물막이 정부가 작업바닥이 되며 작업공간으로 이용이 가능, 지수성을 높이기 위해 한쪽널말뚝을 길게 하는 수가 있다. 파일간의 간격은 수시의 1.2배

시공시 유의사항 : 파일의 근입심도를 지지층에 단단히 근입, Tie Rod와 띠장과의 연결부 확실하게, 누름성토시 철저한 다짐과 성토전까지 Steel Sheet Pile은 제기능하기 어렵기 때문에 시공시 상당한 주의 관찰요망

3) Cell형 물막이(직선형 강널말뚝)

적용성 : 수심 10m정도까지 가능하며, 강널말뚝으로 강성이 부족하고 투입이 곤란시

특징 : 지지층이 깊은 경우에 시공되며, 수밀성이 좋고, 버팀대, 띠장이 불필요, Cell의 독립성으로 인해 안전성이 좋다.

시공시 유의사항 : 직선널말뚝은 Lease재가 없고 경제성이 없다. 시공이 어렵고 중간채움까지 파도(외력)에 약하다.

4) Ring Beam식

적용성 : 수심 5~10m 정도의 교각기초에 사용되며 경제적으로 시공속도가 빠름

특징 : Prestress에 의해서 수밀성이 좋으며, Ring Beam의 축만으로 지지하며 작업공간이 넓다.

시공시 유의사항 : 시공관리가 어려우므로 시공을 피하는 것이 좋다. 

5) Concrete Cassion식 (수심 10m이상)

적용성 : 수심이 있어 널말뚝의 투입이 어려울 때

특징 : 공사비가 고가이나 안정성이 있으며, 공기는 빠르다.

시공시 유의사항 : 예항조건의 검토, 저면에서 침투성처리에 유의

6) 강판 Cell공법 (수심 10m)

적용성 : 가설호안 등에 사용되며 공기단축을 목적으로 할 때

특징 : 시공이 간편하고, 경제적이고 안정성이 높다. Cell에 운반용의 Crane 필요

시공시 유의사항 : 중간채움, 누름성을 시공하지 않으면 불안정하다.

(2) 버팀대형 가물막이 (수심 10m이상)

1) 1단 물막이 (한겹 Sheet Pile식)

적용성 : 수심 5~10m의 교각기초공사에 많이 사용

특징 : 흙막이와 같은 구조

시공시 유의사항 : 버팀대 중간말뚝이 본구조물 시공에 방해되지 않게 철거시의 안정성과 시공시 검토, 흙막이 경우보다 수압에 대한 외력이 크므로 시공관리에 유의

2) 2단 물막이 (두겹 Sheet Pile식)

적용성 : 유속이 크고 수심이 깊은 곳에 사용, 교각기초 및 Pump장

특징 : 1단물막이 보다 수밀성, 강도, 깊은굴착에 사용, 물막이 위는 작업장으로 사용

시공시 유의사항 : 버팀대 중간말뚝이 본구조물 시공에 방해되지 않게 철거시의 안정성과 시공시 검토, 흙막이 경우보다 수압에 대한 외력이 크므로 시공관리에 유의

(3) 특수공법

1) 강관널말뚝 (수심 10m이상)

적용성 : 수중 1단 물막이 가능

특징 : 강널말뚝과 달리 단면을 자유로 선택, 널말뚝과 말뚝의 기능을 동시에 발휘, 방수이음이 가능, 강관널말뚝의 전용은 불가하며 고가이다.