흙 막 이 보 고 서

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Ⅰ. 흙막이 설계 설명서

1. 굴 착 공 사 개 요 2
   1.1 공 사 개 요 2
   1.2 주변 현황 개요 3
   1.3 토 공 계 획 3
   1.4 배 수 계 획 3
   1.5 지하 매설물 보호에 대한 계획 3
   1.6 현 장 계 측 관 리 3

2. 공법비교 및 선정 4
   2.1 흙막이 공법 선정시 고려사항 4
   2.2 토류공법의 분류 5
   2.3 굴착 공법과 흙막이공의 적용성 8
   2.4 공 법 선 정 안 9
   2.5 공법 선정에 따른 시공계획 10

3. 굴착공사에 따른 주변시설물의 영향검토 11
   3.1 일 반 사 항 11
   3.2 지반굴착에 따른 주변지반 예상 침하량 13
   3.3 진동 관리 지침 16
   3.4 소음관리 지침 17
   3.5 분진 관리 지침 20
   3.6 지하수 유출에 대한 대책 22
   3.7 인접구조물에 대한 보강 대책 22
   3.8 지하 매설물에 대한 보강 대책 22
   3.9 공사시 유의사항 27
   3.10 피해예방 및 안전대책 27

4. 계 측 계 획 28
   4.1 계측관리 목적 28
   4.2 계측기기의 선택 및 위치선정 28
   4.3 계측관리 기준 29
   4.4 계측자료의 수집 및 분석 30

Ⅰ. 흙막이 설계 설명서

1. 굴 착 공 사 개 요

1.1 공 사 개 요
(1) 설 계 명 : 21' 경북의성 행복주택 건설사업
(2) 위 치 : 경상북도 의성군 안계면 일대
(3) 굴 착 심 도 : EL(+)50.94~55.34M (최종굴착고)
(4) 공 법

구 분
적용 공법
벽체 공법
H-PILE+토류판
지 지 공 법
제거식앵커,레이커

(5) 사 용 재 료 :

구 분
강재 제원
Side Pile
H-300x200X9x14 (C.T.C 2.000)
Wale
H-300x300X10x15, 2H-250x250X9x14

(6) 적용프로그램 : Midas Geox ver. 4.6.0
1.2 주변 현황 개요
본 현장은 경상북도 의성군 안계면 일대에 위치해 있고, 부지 주변으로 도로 및 사유지가 위치하고 있다.

1.3 토 공 계 획
본 구간의 굴착대상 지층은 매립층, 퇴적층, 풍화토, 풍화암, 기반암 순으로 이루어져 있다. 굴착 중 진동 및 소음에 의한 민원 발생이 없도록 터파기 방안을 강구하여야 한다.

1.4 배 수 계 획
본 현장에서 공사시 현장내 지하수가 유출될 경우 토공사시 Dry Work가 되지 않아 시공에 어려움이 많게 된다. 따라서 고이는 물은 Trench에 집수하여 즉시 배수시켜야 한다.

1.5 지하 매설물 보호에 대한 계획
지하에는 우리 일상생활에 필요한 각종 구조물이 대단히 많고, 복잡하게 설치되어 있다. 이러한 지하 매설물은 조금만 손상을 입혀도 막대한 피해가 발생되므로 예상발생 문제점에 대한 대책수립으로 시공에 만전을 기하여야 한다.
본 현장에 지하층 터파기시 시공자는 시공 전 반드시 관련 기관의 담당자에 시공계획을 통보, 입회하에 공사에 임해야 한다.
(공사 시행 전에 반드시 주변 건물의 매설물 및 현장 주변의 매설물 등을 확인하여 공사에 안전하도록 계획을 수립하여야 한다.)

1.6 현 장 계 측 관 리
공사시 감리자의 수시 지적 및 지시에 따라 시공 기간중에 터파기 공사가 지반에 미치는 영향과 그에 따른 지반의 변화가 인근 구조물에 미치는 영향에 대해서 설계도에 제시한 바와 같이 현장계측을 실시하여 조기에 Data를 집적하여 안전하고 경제적인 시공으로 유도할 수 있도록 한다.
2. 공법비교 및 선정

2.1 흙막이 공법 선정시 고려사항
흙막이 공법 선정에 있어 먼저 다음과 같은 항목에 대해 조사 검토를 한 후 결과를 분석하여 형식을 선정해야 한다.

(1) 설계 목적의 검토
① 토질에 알맞은 토류벽 형태 적용
② 토류벽체 시공 및 암반 굴착공사시의 진동 및 소음의 영향
③ 암반을 포함한 지층상태와 지하실 깊이와의 관계
④ 시공의 난이도와 경제성(주변의 과잉 침하에 따른 손해 배상 포함)
⑤ 굴착 깊이와 토류벽체의 근입깊이 설계 (지지층과 불투수성까지 연장 필요성 검토)

(2) 지형에 대한 검토
① 지형조건
② 인접 구조물의 유무
③ 지형의 고저차
④ 자재 운반로의 유무

(3) 지질 및 토질에 대한 검토
토류구조물의 설계를 위한 지반조사는 본체구조물과 함께 실시하는 것이 일반적이나, 필요에 따라 본체 설계와는 별도 관점에서 조사한다. 엄지말뚝방식, 널말뚝방식에서는 지표면 가까운 지층의 역학적 성질, 지하수의 높이, 지하수량 등이 중요하지만 본체 구조물에서는 지지층의 지내력이 중요하다. 특히 연약지반에 있어서는 지반조사는 물론 유사지반의 시공 실적을 참고하는 것이 좋다.

(4) 인접구조물에 대한 검토
① 기존구조물의 기초의 형식 및 근입깊이
② 토류 구조물과 기존 구조물의 상호관계
③ 토류구조물의 안정에 영향을 줄 것으로 예상되는 범위내의 지반의 성질
④ 공사에 따라 지하수위 저하에 따른 인접지반의 침하 정도

(5) 시공 환경에 대한 검토
① 지하매설물의 위치, 규모, 구조, 노후정도 조사
② 소음, 진동 등의 규제를 주체로 한 시공조건의 조사

2.2 토류공법의 분류
(1) 굴착공법에 따른 흙막이공의 형식

• 전단면 굴착 공법
  (1) 자립식 공법
  ① 비탈면 오픈컷 공법 - 안전한 사면구배를 이용
  ② 직립법면 - 주로 점성토 지반에 사용, 한계깊이에 지배
  ③ 널말뚝 토류벽 - 벽체의강성 및 수동토압에 의해지지,

        주로 켄팉레버 형식에 적용

  (2) 토류(흙막이벽)식 공법 (Anchored, Braced, Tieback Wall)
  -토류벽 형식
  ① 앵커 로드(Anchor Rod) + 데드맨(Deadman)공법
  : 다른 토류벽에도 가능하나 강널말뚝으로 하는 물막이 구조물에 주로 사용
  ② 어스 앵커(Earth Aanchor) 지지공법
  : 주로 그라운드 앵커(Ground Aanchor)사용

  토류벽 + 띠장 + 어스 앵커

  ③ 버팀대(Strut, Bracing) 지지공법
  : 토류벽 + 띠장 + 스트러트 또는 레이커(Raker)로 지지

• 부분 굴착 공법
  ① 아일랜드 컷(Island Cut)공법 : Berm 설치 또는 1,2차 분리 시공시에 적용
  ② 트렌치 컷(Trench Cut) 공법 : 양단에 트랜치(Trench)를 굴착하고 여기에 콘크리트 벽체를 시공한 후 이 벽체로 하여금 토압을 저항하도록 한 후 내부를 굴착하는 공법

2. 역타(Top-Down)공법 : 지중연속벽 공법인 슬러리 월(Slurry Wall)에만 적용 가능
3. 케이슨(Caisson)공법 : 오픈 케이슨(Open Caisson), 공기 케이슨(Pneumatic Caisson) 공법이 있으며 주로 수중구조물에 사용
4. 오픈컷공법
   (Open Cut)

(2) 토류벽체 형식에 따른 공법 분류

<표 2.1> 토류벽체 형식에 따른 공법 분류

구 분
종 류
공 법 개 요
장 점
단 점
H-Pile + 토류판 공법
먼저 천공을 한 후 H-Pile을 근입하여 굴토중 목재토류판을 엄지말뚝 사이에 끼워서 토사의 붕괴를 막으며 아래로 굴착해 가는 공법

• 공사비 저렴
• 강재 재사용 가능
• 굴토중 취약부는 토류판 두께 로 보강 가능
• 개수성 공법으로 수압이 작용하지 않음
• 배면부 토사의 이완으로 인접 구조물의 피해 우려
• 차수성이 없슴
• 투수성이 큰 지반에서는 별도의 차수공법이 요구됨
• 보일링 및 히빙현상이 생기기 쉬움
  C.I.P. 공법
  로터리 보링기로 천공하여 안정액으로 공벽을 보호하고 콘크리트를 타설하여 토류벽체를 형성한 후 굴착하는 공법
• 지반의 종류에 무관
• 협소한 장소에도 장비 투입이 가능
• 강성이 커서 배면투의 수평변위 억제가 가능
• 저진동, 저소음
• 비교적 고가
• 공과 공사이의 이음부 취약
• 공내 슬라임 발생
• 암반 천공 난이
• 차수성 시설이 요구됨
  S.C.W 공법
  삼축 오거 크레인에 의한 천공으로 지중토에 시멘트 밀크를 혼합 교반하여 연속벽체를 형성 후, 굴착하는 공법
• 대형장비로 대규모 공사시에 공사비 저렴
• 중첩 시공으로 차수성 양호
• 슬라임 최소화
• 강성조절이 가능함
• 좁은 장소에서 시공이 어려움
• 실트, 점토 등 불량 지반인 경우 품질 저하
• 경질지반에서 시공이 어려움
• 대형 장비에 따른 진동, 소음
  Slurry Wall 공법
  패널 천공기로 좁고, 깊게 굴착하고 슬러리 안정액을 투입하여 공벽을 보호하고, 철근망 건입후 콘크리트를 타설하여 지중에 연속 벽체를 형성 후, 굴착하는 공법
• 강성이 커서 주변 위해
  최소화
• 벽체를 본체 구조물로 사용 가능
• 벽의 강성을 자유롭게 조절이 가능
• 차수성이 크고 심도조절이
  쉬움
• 고가의 공법
• 고난도의 기술을 요함
• 시공회사의 한정됨
• 철저한 품질관리가 요구됨
  Sheet Pile
  공 법
  Sheet Pile을 Diesel 또는 Vibro Hammer로 지상에서 연속적으로 타입하여 흙막이 벽을 형성하는 공법
• 차수성 우수
• 시공이 간단하여 공기 단축
• 굴착깊이와 토질에 따라 자유로운 단면 선택 가능
• 연속벽형의 강성체로서 차수벽과 토류벽 역할을 동시에 기대
• 타입, 인발시 진동 및 소음 유발로 도심지 굴착에 사용 곤란
• 진동해머에 의한 인발시 배면지반의 이완으로 인접지반의 침하 발생 우려
• 재사용하지 않을 경우 공비가 비싸다.

(2) 지보 형식에 따른 공법 분류

< 표 2.2 > 지보 형식에 따른 공법 분류

구분
종류
공 법 개 요
장 점
단 점
자립식 Open Cut 공 법
굴착깊이가 깊지 않아 주변을 안전한 사면처리를 해서 굴착을 하는 공법으로 침수방지의 배수구를 만들어 비탈면의 안정을 기할 수 있다.

• 토류벽, 버팀구조물을 필요로 하지 않는 시공이 간편한 공법이다.
• 공기가 빠르다.
• 넓은 부지가 필요로 한다.
• 연약지반의 깊은 굴착에는 부적합하다.
• 되메우기 토량이 많다.
  재래식
  Strut
  공 법
  굴착면에 흙막이 토류벽을 설치한 후 띠장과 버팀대(Strut)등으로 버팀을 하면서 굴착하는 공법으로 거의 정방형이고 좁고 깊은 굴착에 사용한다.
• 재질이 균질하여 신뢰성이 크다.
• 시공이 간편하고 좁은 현장에는 유리하다.
• 강재의 재사용이 가능하여 경제적이다.
• 강재의 수축이나 접합부의 유동이 크다.
• 강재의 종류 및 평면계획에 한정성이 있다.
• 지반의 종류에 거의 무관하다.
• 굴착평면이 정형이고 일변이 50m 이하에 가능하다.
  IPS 공법
  흙막이 벽체에 작용되고 있는 토압 및 수압들의 작용외력에 대해 I.P.S 띠장 및 버팀보를 설치하여 이에 도입된 프리스트레스를 이용, 흙막이 벽체의 변위를 억제하고 장경간 지지가 가능하게 한 공법
• 굴착포 최대지간 150m 시공가능
• 굴착장비의 작업공간 확보 용이
• 공사기간 단축
• 본구조물 시공 및 품질관리 양호
• 특수공법으로 전문가에 의한 정밀시공이 요구됨

Earth Anchor
공 법
굴착면에 토류벽을 설치한 후 띠장과 굴착 배면지반중에 E/A를 시공하여 지지시키는 공법으로 지형의 고저차가 크고 평면형상이 불규칙하며, 넓은 작업공간이 필요한 경우에 주로 사용한다.

• 굴착 및 지하구조물의 작업능률이 좋다.
• 굴착 평면 및 단면계획이 자유롭다.
• 프리스트레스(Prestress)를 가하기 때문에 주변지반의 침하를 최소화한다.
• 공사비가 많이 든다.
• 연결부의 처리가 문제된다.
• 작업 환경이 취약하다.
• 건축물의 방수처리가 어렵다.
• 공사관리 및 품질관리가 어렵다.
  역타 공법
  굴착전에 영구구조물인 건물벽체, 본체의 바닥 및 보를 구축한 후에 이에 의해 직접 흙막이벽에 걸리는 토압 및 수압을 부딤시키면서 굴착을 진행한다.
• 응력도에 여유가 있다.
• 지하, 지상공사의 병행으로 공기가 단축된다.
• 가설재료가 적게든다.
• 인접구조물의 영향이 적고, 깊은 굴착에 유리하다.
• 교통, 소음 진동 등의 피해가 적다.
• 공사비가 많이 듣다.
• 연결부의 처리가 문제된다.
• 작업 환경이 취약하다.
• 건축물의 방수처리가 어렵다.
• 공사괸리 및 품질관리가 어렵다.
  Island
  공 법
  오픈 컷 공법과 스트러트 공법을 조합한 공법으로 굴착평면 주변에 흙막이 벽체를 형성한 후 내측에 비탈면을 남기고 중앙부분을 굴착하고 구조물을 구축, 이를 이용 흙막이벽과 버팀대를 설치한 후 나머지 부분을 굴착 구조물을 구축한다.
• 대단면, 불규칙한 평면, 얕은 굴착에 유리하다.
• 장변 스트러트의 단점을 보완할 수 있다.
• 대지 경계면에 근접하여 시공이 가능하다.
• 양질이어야 한다.
• 공정이 복잡하여 공기의 여유가 있어야 한다.
• 소규모 굴착 및 주변부를 시공시 작업성이 나쁘다.
• 주변부를 시공시 굴착 및 배수에 대하여 사전계획을 수립해 두어야 한다.

2.3 굴착 공법과 흙막이공의 적용성
(1) 지보형식에 의한 적용성

< 표 2.3 > 지보형식에 의한 적용성

공 법
대 지 형 성
굴 착 심 도
지하수의
영 향
지반의
침 하
주변의
동 의
공 기
공 비
좁 은
대 지
부정형한
대 지
얕 은
굴 착
깊 은
굴 착
비탈깎기
오픈컽 공법
×
○
◎
×
×
×
△
○
○
자립공법
○
○
◎
×
△
△
○
○
○
수평버팀대
공 법
○
△
○
○
○
○
○
○
○
아일랜드
공법
×
○
○
×
△
○
○
×
○
트랜치컷
공 법
×
△
○
○
○
○
○
×
△
어스앵카
공 법
○
○
○
○
△
◎
×
○
○
역타공법
○
○
△
◎
○
◎
○
○
○

(2) 지보형식에 의한 적용조건

< 표 2.4 > 지보형식에 의한 적용조건

자 립 공 법
ㆍ 굴착이 비교적 얕고, 양질 지반이어야 한다.
ㆍ 용지의 여유가 없고 수직으로 굴착할 필요가 있는 경우
재래식
Strut 공법
ㆍ 굴착 평면적이 중규모이하 (일반적으로 일변이 50m이하)로 평면형상이 비교적 정형인 경우
ㆍ 양질 지반에서 연약지반까지 적용범위가 넓다.
IPS 공법
ㆍ 굴착 평면적이 대규모(일반적으로 일변이 150m이하)로 평면형상이 비교적 정형인 경우
ㆍ 양질 지반에서 연약지반까지 적용범위가 넓다.
Earth Anchor
공 법
ㆍ 굴착 평면적이 넓고 (일반적으로 일변이 50m이상),평면형상이 부정형인 경우
ㆍ 양호한 Anchor 정착층이 있고 지하수가 그다지 높지 않다.
ㆍ 토류벽 외주용지에 여유가 있다.
ㆍ 토류벽의 상대변에 고저차가 상당히 있다.
역타설 공법
ㆍ 주변 지반의 변위를 극소화 하고자 할 때
ㆍ 굴착 평면이 넓고 굴착깊이가 깊을 때 (20∼40m)
Island 공법
ㆍ 굴착 평면이 넓고, 건물형이 부정형이고, 굴착깊이가 얕을 때 유리하다.
ㆍ 양질 지반이어야 한다.
ㆍ 공기에 여유가 있어야 한다.

2.4 공법 선정안
본 토류구조물 공사에 적용될 주요공법을 대지모양, 터파기 깊이, 지층 및 표토 제거 등의 관계를 고려하여 요약하면 다음과 같다.

(1) 흙막이 벽체 및 지보재 공법선정
본 검토구간의 굴착심도는 GL+50.94m ~ GL+55.34m(최종굴착고)로 벽체공법은 엄지말뚝+토류판 공법을 적용하였으며, 지보공법은 제거식앵커, 레이커공법을 적용하도록 계획하였다.

< 표 2.5 > 공법 선정안

구 분
적용 공법
벽체 공법
H-PILE+토류판
지 지 공 법
제거식앵커, 레이커

2.5 공법 선정에 따른 시공계획

(1) 신축 건물의 공사를 위한 현황측량을 실시하고 터파기 공사구간을 확정한 후 공사에 착수 하도록 한다.
(2) 인근의 지하 매설물 현황을 조사하고 본 공사와 직접 간섭되는 부분은 확인 굴착을 선행 한 후 본 공사에 임한다.
(3) 굴착토의 사토장 위치를 정하되 되메우기 토사의 사토장은 인근 공대지를 이용할 수 있도 록 사전 조치 후 토사 운반로를 정하여 인근 주민의 협조를 얻어 무리가 없는 공사를 할 수 있도록 제반 조처를 한다.
(4) 굴착공사 진행에 따라 발생될 수 있는 제반 위험 사항을 사전에 면밀히 검토하여 대책을 수립 후 착공한다.
(5) 굴착은 진입로의 배면부로부터 단계 굴착을 시행하되 굴착토 운반에 무리가 없는 계획을 수립하여 수행한다.
(6) 공사중 지표수가 유입되지 않도록 주변에 Open Ditch나 뚝을 쌓고 비닐로 덮어 지표수 유입에 의한 배면토사나 공사장내 토사의 연약화를 최소화한다.
(7) 굴착토를 인접도로를 이용하여 운반하되 낙석, 낙토에 유의하여야 한다.
(8) 기록에 없는 지중 매설물에 유의하고 시방서에 명기한 바에 의하여 조처하도록 한다.
(9) 현재 설계된 기초 형식을 변경하여 타 형식의 기초로 변경함으로 인하여 토류벽에 해로운 진동이나 침하가 발생될 우려가 있는 경우는 이를 감리자에게 통보하여 적절한 대책을 강 구 하여야 한다.
(10) 기초지반 지질조사 내용과 시공시 토층 내용이 상이한 경우 이를 감리자에게 즉시 통보 하여 이미 설계 시공한 부분을 재검토하고 다음 부분 공사에 대처방안을 강구하여야 한다.
3. 굴착공사에 따른 주변시설물의 영향검토
3.1 일 반 사 항
(1) 안전 진단
① 현장 주변의 주택 및 건물, 공공 시설물에 대한 민원이 예상되는 부분은 시공자가 시공 전 에 반드시 정부가 공인하는 기관에 안전진단을 하여 착공이전의 상태를 기록 보존하여야 한다.
② 민원이 야기되면 제차 안전진단을 실시하여 당초 시행한 안전진단과 비교하여 민원인과의 마찰을 최소화될 수 있도록 조치하여야 한다.
③ 건물주는 시공자와 계약전 반드시 사전 사후 안전 진단비에 대한 비용 일체를 계약에 기술 하여야 한다.

(2) 굴착에 따른 인접지반의 침하
굴착공사로 인하여 인접지반의 침하가 발생될 수 있는 일반적인 요인으로는 다음 사항을 열거할 수 있다.

① 주위 매설물의 매립상태가 불완전할 경우 말뚝관입시 천공작업의 진동으로 인한 압축침하
② 토류벽의 변위에 따른 배면토의 이동으로 인한 침하
③ 지하수 유출시 토사가 함께 배수되어 발생되는 침하
④ 배수에 의한 점성토의 압밀침하
⑤ 굴착바닥의 연약한 지반인 경우 지반의 팽창(Heaving)으로 인한 배면지반의 침하
⑥ 되메우기시 뒷채움 시공불량으로 인한 배면지반의 이동 및 침하
⑦ 엄지말뚝 인발시 진동 및 인발후의 처리불량에 따른 침하
⑧ 2차적인 원인으로서 위에 열거한 1차적인 원인에 의해 발생된 침하로 인해 인접된 상하수도 관거의 파손으로 인해서 일시적으로 많은 물이 유출되어 토사가 대량유출 되므로서 발생하는 함몰침하.

이상의 원인들은 주로 일반적인 토류판 설치 공법으로 굴착하는 경우 나타나는 것으로 본 굴착공사는 이러한 문제점들을 최대한 억제하기 위하여 시공시 각별한 주의가 필요하다.

(3) 토류벽 변위의 발생원인
토류벽에 변위가 발생하는 원인으로는 다음과 같은 요인이 있다.
① 토류벽의 휨
토류벽의 휨(Bending)은 버팀대의 변형과 일체로 나타난다. 휨량은 굴착시 최하단 버팀대 위 치에서 굴착밑면 가상 지지점까지의 거리와 (굴착깊이 및 지반조건에 좌우됨) 토류벽체의 강성 (Rigidity Stiffness)그리고 지반조건에 따라 다르게 된다.

② 버팀대의 탄.소성 변형
버팀대의 압축 변형으로서는 자체의 탄성적 변형 및 좌굴에 의한 변형과 토류벽 사이의 연 결부에 의한 변형이 있다. (Anchor인 경우 좌굴 변형을 제외한 변형) 탄성적 및 좌굴에 의한 변형은 온도응력을 포함한 설계응력으로부터 정확하게 추정 할 수 있으나 후자는 시공상 배 려에 의하여 좌우되므로 연결부를 가능한한 밀착시켜야 한다. 종래로부터 실시되어온 버팀대 에 대한 선행하중(Pre-Stressing)의 도입에 유의할 필요가 있다.

③ 버팀대 설치의 시간적 지체 (단계별 설치)
버팀대 가설시 시간적 지체로 일어나는 토류벽의 변형에는 지나치게 깊게 굴착하여 일어나는 경우와 설치를 지연시켜 일어나는 두가지 경우가 있다.
전자는 지점 사이가 크게 벌어져 큰 변형이 발생하고 후자의 경우에는 지반의 Creep 특성 에 따라 다르지만 버팀대의 실측기록에 의하면 점성토 지반에서는 4 ∼ 8 일정도(단, 액상의 연약지반 제외) 모래 지반에 있어서는 2 - 3일 정도 이후에 버팀대의 반력이 최대가 되는 것으로 알려져 있다. 따라서 버팀대 및 어스앙카는 가급적 조기에 설치하는 것이 바람직하고 굴착규모가 큰 경우에는 공구를 분할 할 필요가 있다.

④ 토류벽 근입 깊이의 부족
토류벽의 근입 깊이가 부족하면 근입부가 이동, 변형되어 하부지반을 활동회전 시키거나 토 류벽의 변형을 크게 한다. 이 영향은 비교적 광범위하고 그 양도 크다. 한편, 지하수위가 높 은 모래질 지반에서는 Boiling에 대한 영향을 검토하여야 하는데 근입깊이의 영향이 매우 크다.
3.2 지반굴착에 따른 주변지반 예상 침하량

(1) 침하의 산정 방법

토류벽의 횡방향 범위는 버팀굴착 주위의 지반침하를 유발한다. 이것을 일반적으로 지반손실(Ground Loss)이라 하는데 지반손실은 인접 구조물 기초 또는 지하 매설물에 대하여 침하를 유발시켜 피해가 발생 하므로 근접시공에서 매우 중요한 문제가 된다. 토류벽의 변위에 따른 주변지반의 침하는 토류벽 변위의 실측, 또는 계산에 의하여 구하고 그 변위로 부터 주변지반 침하를 추정하는 방법과 버팀구조와 주변지반을 일체로 하여 해석하는 방법이 있다.
어느 경우거나 토류벽의 횡방향 변위를 해석하는 방법에 지배되는데 현재까지 제안된 예측방법을 살펴 보면 다음과 같다.

① Peck(1969)의 곡선 : 계측 결과의 이용
② Caspe(1966)의 방법 : 이론적 방법
③ Clough et al.(1989)방법 : 계측결과 및 FEM해석
④ Roscoe, Wroth 및 기타 : 소성론 개념
⑤ Tomlison의 방법 : FEM 해석을 위한 Simulation
⑥ Frey et al. 의 방법

따라서, 굴착의 시공계획에 있어서는 굴착에 따른 주변지반의 변형을 추정하고 인접 건물에 대한 영향에 대하여 검토하여야 하는데 침하추정 방법은 상기와 같이 많으며 주장하는 학자에 따라서도 상당한 차이가 있으나, 여기서는 Caspe의 방법 (1966)에 의하여 다음과 같은 단계로 구하였다.
① 횡방향 벽의 처짐을 구한다.
② 처짐의 체적 Vs를 구한다.(평균 단면적법 또는 Simpson의 제 1공식 사용)
③ 지반침하 영향거리(균열거리) D를 계산한다.
④ 벽면에서의 지표면 침하 Settlememt를 계산한다.
⑤ D로부터 벽까지 Si의 포물선 변화를 지정하여 잔존침하를 계산한다.

(2) 여러 가지 구조물에 대한 안정한계

여러가지 구조물에 대한 최대 허용침하량 및 각 변위에 대한 안정한계치는 <표 3.1> ∼
<표 3.3>에 나타나 있다.

<표 3.1> 여러 가지 구조물에 대한 허용각변위 한계(Bjerrum, 1963)

각 변 위 δ/1

침하에 예민한 기계기초의 작업곤란 한계
사재를 가진 뼈대의 위험한계
균열을 허용할 수 없는 빌딩에 대한 안전한계
강성의 고층빌딩의 전도가 눈에 띄일 수 있는 한계
칸막이벽에 첫 균열이 예상되는 한계
고가 크레인의 작업곤란이 예상되는 한계
칸막이 벽이나 벽돌벽의 상당한 균열
가소성 벽돌벽의 안전한계
일반적인 건물의 구조적 손상이 예상되는 한계

<표 3.2> 침하량의 허용기준 (단위 : cm)

구 분
구조종별
콘크리트블럭조
철근콘크리트조
기초형식
연 속 기 초
독 립 기 초
연 속 기 초
원 통 기 초
압 밀 침 하 의 경 우
허 용 최 대 침 하 량
표 준 치
2
5
10
10～(15)
최 대 값
4
10
20
20～(30)
압 밀 침 하 의 경 우
허 용 상 대 침 하 량
표 준 치
1
1.5
2
2～(3)
최 대 값
2
3
4
4～(6)
즉 시 침 하 의 경 우
허 용 침 하 량
표 준 치
1.5
2
2.5
3.5～(4)
최 대 값
2
3
4
6～(8)

㈜ ( )는 보의 춤이 크거나 2중슬래브 등으로 충분히 강성이 클 경우

<표 3.3> 여러가지 구조물의 최대허용침하량

침 하 형 태
구 조 물 의 종 류
최 대 침 하 량
전 체 침 하
배수시설
출 입 구
부등 침하의 가능성
석적 및 벽돌 구조
뼈대 구조
굴뚝, 사이로, 매트
15.0 ～ 30.0 cm
30.0 ～ 60.0 cm
2.5 ～ 5.0 cm
5.0 ～ 10.0 cm
7.5 ～ 30.0 cm
전 도
탑, 굴뚝
물품적재
크레인 레일
0.004 S
0.01 S
0.003 S
부 등 침 하
빌딩의 벽돌 벽체
철근 콘크리트 뼈대 구조
강 뼈대 구조 (연적)
강 뼈대 구조 (단순)
0.0005 S ～ 0.002 S
0.003 S
0.002 S
0.005 S

S : 기둥사이의 간격 또는 임의의 두점 사이의 거리

(3) 지중매설관의 허용침하량

지반 변위가 발생할때 지중매설관은 지지형태에 따라 응력 상태가 변하므로 관의 지지 형태에 의한 응력을 산정하여 매설관 재료의 허용응력과 비교해서 침하량을 구하고, 또한 기능상 매설관의 Joint 형태에 따라 제한된 Joint의 혀용 휨각도로 부터 침하량을 구하여 두 조건을 만족시키는 필요, 충분 조건의 침하량을 허용 침하량으로 하며, 굴착에 의한 지반 변위(횡방향 이동 및 침하)를 검토한 결과 지중매설관이 예상 파괴면 범위 내에 있다면 다음과 같은 조건으로 검토하여야 한다.

• 굴착깊이 (H)
• 암반의 위치
• 지하수위
• 굴착면으로 부터의 이격거리 (L)
• 매설관의 매설깊이 (D)
• 매설관 재료의 종류 및 크기
• 매설관 내용물 및 중요도

3.3 진동 관리 지침

국내에서는 이미 서울지하철과 부산지하철 건설시 진동속도의 기준이 제시된 바 있기 때문에 이를 예를 들면 다음과 같다.

<표 3.4> 서울지하철 기준 (단위: cm/sec, kine)

건물의 등급
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
분 류
문 화 재
주택,아파트
실금이 있는 정도
상가(Crack)이 없는 상태
철근 콘크리트 빌딩 및 공장
건물기초에서의
허용진동치
0.2
0.5
1.0
1.0~4.0

<표 3.5> 부산지하철 기준 (단위: cm/sec, kine)

분 류
문화재
주택,아파트
상가
철근콘크리트
빌딩 및 공장
Computer
시설물
건물기초에서의
허용진동치
0.2
0.5
1.0~4.0
0.2
0.2

(주) 위의 기준은 충격진동에 관한 규정이며, 연속진동인 경우는 충격진동 허용치의 1/3을
적용한다.

본 현장의 허용 진동 규제치는 통행인의 보호 및 민원 발생을 방지하기 위하여 0.5cm/sec (kine)이하를 진동 제한치로 규정하여야 할 것이다. 또한 작업시작시에 진동측정계측을 시행하고 허용기준과 비교 검토하여 허용기준을 초과시 작업을 중단하고 감독관과 상의하여 원활한 시공이 이루어 질 수 있도록 하여야 하며, 계측 시행한 진동 측정자료는 보관하도록 한다.
3.4 소음관리 지침

소음규제법 시행규칙 제 57조에 의한 생활소음 규제기준을 준수하도록 “소음계”를 사용하여 측정하여야 할 것이며 생활소음규제 기준은 다음 표 3.6과 같다.

<표 3.6> 생활소음 허용기준 (단위 : dB )

대 상 지 역
시간별

대상소음
조 석
(05:00～
08:00)
(18:00～
22:00)
주 간
(08:00～
18:00)
심 야
(22:00～
05:00)
주거지역, 녹색지역, 취락지역중 주거지역, 관광 휴양지역, 자연환경보존지역, 학교, 병원부지 경계선으로부터 50m 이내 지역
확성기에 의한 소음
옥외설치
70 이하
80 이하
60 이하
공사장의 소음
65 이하
70 이하
55 이하
상업지역, 준공업지역, 일반공업지역, 취락지역중 주거지구외의 지구
확성기에 의한 소음
옥외설치
70 이하
80 이하
60 이하
공사장의 소음
70 이하
75 이하
55 이하
비 고
공사장 소음의 규제기준은 주간의 경우 소음발생 시간이 1일 2시간 미만일 때에는 +10dB, 2시간 이상, 4시간 이하일 때에는 +5dB를 보정한 값으로 한다.
옥외에 설치한 확성기 사용은 1회에 2분 이내로 하며 15분 이상 간격을 두어야 한다.

본 현장은 소음 규제치 65dB～80dB의 범위 이내에서 관리하도록 조치하여야 하며 심야작업시 소음 및 진동을 유발시키는 작업은 지양해야 한다.
(1) 진동 및 소음에 대한 대책

① 내부굴착은 토공장비(Backhoe)등을 최대 활용 굴착한다.
(굴착장비에 대한 소음 방지기 부착([표-3.7] 참조)
② 공사장 주변 울타리 보완으로 방음벽 효과

<표 3.7> 특정 건설 작업의 소음레벨

작 업 구 분
작 업 기 계 명
소 음 레 벨
1M
10M
30M
말뚝박기 기계
말뚝뽑기 기계 및
천공기를 사용하는 타설작업
디젤파일해머
105130
92110
8898
바이브로
95105
8491
7480
스팀해머,에어해머
100130
97108
85~97
파일엑스트랙터

9496
8490
어스드릴
8397
7784
6777
어스오거
6882
5770
5060
베노트 보링머신
8597
7982
6670
리벳박기 작업
리베팅 머신
110127
8598
7486
임펙트렌치
112
84
71
착압기를 사용하는 작업
콘크리트 브레이커
싱커드릴,핸드해머,잭해머,크롤러 브레이커
94119
8090
74~80
콘크리트 커터

8290
7681
굴착 정리 작업
불도우저,타이어 도우저
83
76
64
파워 셔블,백호
8085
7276
6365
드레그 크레인,드레그 스크레이퍼
83
7784
7273
크램셜
83
7885
6575
공기압축기를 사용하는작업
공기 압축기
8085
7492
6787
다짐작업
로드로울러,템핑로울러,타이어로울러,진동로울러,진동컴펙터,임팩트로울러

6872
6064
래머,탬퍼
88
7478
6559
콘크리트아스팔트 혼합 및 주입작업
콘크리트 플랜트
100105
8390
7488
아스팔트 플랜트
100107
8690
8081
콘크리트 믹서차
83
7786
6875
전동공구를 사용하여 베껴내기 및 콘크리트 마무리 작업
그라인더
104110
8387
63~75
피크 해머

7890
7282
파쇄작업
쇠공

8486
6972
철골타격
95
9093
8286
화약

90103
9097

<표 3.8> 진 동 측 정 비 교 표

가속도 레벨(dB)
가 속 도 A(cm/sec2)
속 도 V(cm/sec)
변 위 y(mm)
66
67
68
69
70
2.00
2.24
2.51
2.82
3.16
0.06
0.06
0.07
0.08
0.09
0.017
0.017
0.020
0.023
0.026
71
72
73
74
75
3.55
3.98
4.47
5.01
5.62
0.10
0.11
0.13
0.14
0.16
0.029
0.032
0.038
0.041
0.046
76
77
78
79
80
6.31
7.08
7.94
8.91
10.00
0.18
0.20
0.22
0.25
0.28
0.052
0.058
0.064
0.072
0.081
81
82
83
84
85
11.22
12.59
14.13
15.85
17.78
0.32
0.35
0.40
0.45
0.50
0.093
0.101
0.116
0.130
0.145
86
87
88
89
90
19.95
22.39
25.12
28.18
31.62
0.56
0.63
0.71
0.79
0.89
0.162
0.182
0.200
0.229
0.258
91
92
93
94
95
35.48
39.81
44.67
50.12
56.23
1.00
1.12
1.26
1.41
1.58
0.289
0.324
0.365
0.408
0.457
96
97
98
99
100
63.10
70.79
79.43
89.13
100.00
1.78
2.00
2.24
2.51
2.82
0.515
0.579
0.648
0.723
0.816

주) 지반 진동 이론과 실제 p19, 건설연구사
∴ 진동레벨(가속도레벨)과 속도와의 관계식 - 주파수가 8Hz 이상인 경우
Y = 20․logV + 71
Y : 진동레벨(dB) , V : 진동속도(mm/sec)(peak 치)
3.5 분진 관리 지침

국내의 대기환경보전법 시행규칙 제9조<표 3.9>에 의하며 건설공사장에서 발생되는 먼지는 120mg/S㎥ 이하로 규정되어 있으므로 굴착공사 진행중에 이러한 기준이 만족될 수 있는 조치를 취하여야 한다. 이와 관련하여 동 시행규칙 제49조 제2항의 비산먼지 발생억제시설에 관한 기준 중 굴착공사와 관련된 일부분을 발췌하면 <표 3.10>과 같다.

<표 3.9> 먼지배출 허용기준

오염 물질
배출 시설
적용기간 및 배출 허용기준
1994년12월31일
까지
1995년 1월 1일 ~ 1998년12월31일
1999년 1월 1일 이후
먼지
가. 발전시설 및 일반 보일러

1) 액체연료 사용시설
① 배출가스량이 200,000㎥/시간
이상의 시설
② 배출가스량이 60,000㎥/시간 이상 200,000㎥/시간 미만의 시설
③ 배출가스량이 30,000㎥/시간 이상 60,000㎥/시간 미만의 시설
나. 석면제품 제조가공 시설중

1) 방사․집면․탈판시설
2) 기타시설
다. 기타시설

100(4)㎥/S㎥ 이하

150(4)㎥/S㎥ 이하

200(4)㎥/S㎥ 이하

30(4)㎥/S㎥ 이하
100(4)㎥/S㎥ 이하
120(4)㎥/S㎥ 이하

60(4)㎥/S㎥ 이하

100(4)㎥/S㎥ 이하

150(4)㎥/S㎥ 이하

30(4)㎥/S㎥ 이하
100(4)㎥/S㎥ 이하
120(4)㎥/S㎥ 이하

150(4)㎥/S㎥ 이하

150(4)㎥/S㎥ 이하

150(4)㎥/S㎥ 이하

30(4)㎥/S㎥ 이하
100(4)㎥/S㎥ 이하
120(4)㎥/S㎥ 이하

주) 지반공학시리즈3, 굴착 및 흙막이공법 p14
비고 : 1. 배출허용기준란의 ( )는 표준산소농도(의 %)를 말한다.
2. 보일러중 일반보일러, 소각보일러 및 소각시설에 적용되는 배출가스량 산정은 시설용 량으로 한다. 다만, 시설의 고장 등을 대비하여 예비로 설치된 시설의 시설용량은 포함 하지 않는다.
3. 먼지의 (다. 기타시설)중 액체 및 고체연료를 사용하는 간접가열 시설의 경우에는 일반 보일러의 기준을 적용한다.
<표 3.10> 비산먼지 발생억제 시설에 관한 기준

배 출 공 정
시설에 관한 기준

1. 상적 및 하차
   가. 이동식 국소배기장치(진공흡인시설) 등을 설치할 것.
   나. 작업장 주위에 고정식 또는 이동식 살수시설(반경 5cm 이상 수압 3kg 이상)을 설치 운영하여 작업중 재비산이 없도록 할 것
   다. 풍속이 평균 초속 8m 이상일 경우에는 작업을 중지할 것
   라. 위의 각호와 동등하거나 그 이상의 효과를 가지는 시설을 설치할 것
2. 수송(토사운송업의 경우에는 가, 나 및 바에 한한다.)
   가. 적재물이 흘림, 비산되지 않도록 덮개 등을 설치할 것.
   나. 적재함 상단의 수평 5cm 이하까지만 적재할 것.
   다. 도로가 비포장 사설도로인 경우
   (1) 비산분진 발생원으로부터 비포장시설도로 연장이 1km 미만일 때는 포장할 것
   (2) 비포장도로 연장이 1km 이상의 경우 비포장도로 반경 500m 이내에 10가구 이상의 주거시설이 있을 경우 해당 부락으로부터 반경 1km 이상을 포장할 것.
   라. 다음 규격의 세륜 및 세차시설을 설치할 것.

• 수조의 넓이 : 수송차량의 1.5배 이상
• 수조의 깊이 : 20cm 이상
• 청정수 순환을 위한 침전조 및 배관을 설치할 것.
  마. 다음 규격의 측면 살수시설을 설치할 것.
• 살수높이 : 수송차량의 바퀴부터 적재함
• 살수길이 : 수송차량 전장의 1.5배 이상
• 살 수 압 : 3kg/㎠ 이상
  바. 수송차량은 세륜 및 세차후 운행하도록 할 것
  사. 위의 각호와 동등하거나 그 이상의 효과를 가지는 시설을 설치할 것.

3. 채광․채취공정
   가. 살수시설(수압 1kg/㎠ 이상)을 설치하여 정기적인 청소를 실시할 것.
   나. 발파시 발파공에 젖은 가마니 등을 덮거나 적정 방지시설 설치후 발파를 실시할 것.
   다. 작업시 이동식 국소배기장치를 설치토록 할 것.
   라. 작업후 잔여물은 재비산되지 않도록 할 것.
   마. 풍속이 평균 포속 8m 이상인 경우는 작업을 중지할 것.
   바. 위의 각호와 동등하거나 그 이상의 효과를 가지는 시설을 설치할 것.

주) 지반공학시리즈3, 굴착 및 흙막이공법 p14
3.6 지하수 유출에 대한 대책

무리한 굴착으로 인한 주변 침하 발생시 지하 관거의 매몰로 인한 상․하수도 및 가스관등의 파손으로 일시적 집중하중이 토류벽체에 영향을 미치는 경우가 발생되므로 굴착시 벽체 부위의 누수 발생시 정확한 원인 규명 및 보강 공법 대책을 강구 후 현장 책임자와 상의 후 시공에 임해야 한다.

3.7 인접구조물에 대한 보강 대책

굴착시 과다한 지반 변위 및 침하가 발생되지 않도록 벽체 조성시 충분한 품질관리 및 단계별 굴착시 지보공 조기 설치로 주변 침하를 극소화하여야 한다.
(내부굴착으로 인한 주변 침하량 산정 참조)

3.8 지하 매설물에 대한 보강 대책

지하 공간 활용을 위한 지하 굴착 작업으로 인해 주변 지반의 평형성 상실로 인해 지반의 침하로 인한 지하 매설물의 파손으로 생각치 않은 큰 사고가 발생될 수 있으므로 현장 주변에 매설되어 있는 지장물(가스관, 전력 공급관, 통신관, 상수도, 하수도 등)을 면밀히 파악, 안전 상태를 관찰하여 굴착시 변위 발생 억제를 위해 지보재를 신속히 버팀하므로서 지하 매설물의 손괴를 방지할 수 있다.
현장 주변 지장물의 보호를 위한 수칙으로는

(1) 사전 통보의 실행

공사 착공전에 지장물의 관리및 보존하는 기관에 사전통보를 확실하게 하여야한다.

(2) 관로를 눈으로서 확인

관로는 반드시 정열상태로 매설된다고는 할 수 없으며 관로의 시굴에 있어서는 전체 줄수를 노출시켜 줄수, 매설 깊이, 위치를 확인한다. 사전 조사를 할 때는 반드시 관련기관의 직원 입회하에서 한다. 입회없이 맨홀, 핸드홀의 뚜껑을 열고 내부를 조사하려고 해서는 안된다. 특히 통신맨홀의 뚜껑은 벗겨져서 속으로 떨어지기 쉽고 잘못해서 떨어뜨려 내부의 케이블 및 관거를 손상시킬 수도 있다.
(3) 공사 시공중의 연락 체제의 충실

지중 매설물의 매설위치에 관한 정보나 사전 협의에서 필요한 사항은 해당 작업 현장의 전원에게 알게 하도록 힘쓴다. 특히 공사 진행 중에 교대가 많은 건설 기계의 오퍼레이터 혹은 해당 공사의 도중에 참가하는 신규 작업반, 교체반, 신규 종사자에 대해서도 철저하게 알려준다.
또한 입회 요청일자의 변경에 대해서는 확실하게 연락하고 입회에 빠지는 것을 막는다.

(4) 매설물 근접 작업시의 안전 배려

• 굴착 시공시 지중 매설물 위를 굴착할 때는 매설 위치에서 원칙적으로 1.5m이내는 인력굴 착을 실시한다.
  상황에 따라 표면층 이외를 인력굴착을 실시할 때도 있다.
  인력으로 굴착시 매설물은 다치지 않도록 세심한 주의를 요해야 한다.
  심침봉의 사용은 극력피한다.
  부득이 사용할 때는 매설물을 다치지 않도록 세심한 주의를 요한다. 또한 기계 터파기의 경우에도 버킷 날의 길이에 주의한다.

• 말뚝 박기, 뽑기 시공시 지중 매설 상황을 시굴로서 확인하고 시공한다. 말뚝 박기 위치는 지중 매설물에서 50Cm이상 떨어진다.
  50Cm이상 잡을 수 없는 상황일 때는 말뚝 박기의 진동, 충격이 전달되지 않도록 관로로 노출시킨 후에 신중하게 안전을 확인하면서 시공한다.
  말뚝 빼기시에도 진동, 충격이 전달되지 않도록 주의를 요한다

• 약액 주입 시공시 약액 주입 천공을 하기전에 지중 매설물 상황을 시굴로서 확인하고 안전 거리를 확보하면서 시공한다. 또한 약액이 관로안에 들어갈 때가 있으므로 필요에 따라 사전, 사후의 관로 통과시험을 하기로 되어 있으므로 사전의 통지를 부탁한다.

• 가설 공사, 부대 공사시 지하 시설에 근접할 때는 본공사와 같이 배려한다.

• 맨홀에 근접하는 작업시 맨홀, 핸드홀 주변을 기계로 깍아낼 때 목부분, 몸체에 충격을 주 지 않도록 시공에 주의를 요한다.

• 가공 선로 시설에 접근하는 작업시 지하 매설물뿐만 아니라 가공 선로 시설에 대해서도 거 리를 유지하도록 배려한다.
  덤프가 적재함을 올렸을 때에도 주의를 요한다.

• 화기에 대한 안전 배려 : 노출 통신시설및 전기 시설에 근접해서 화기를 사용할 때에는 열 차폐물을 설치하여 직접적인 영향을 피한다.

• 압력, 충격, 진동에 대한 안전 배려 : 굴착시 지중 매설물 주변에서 부적절한 하중, 충격, 진동을 주지 않도록 배려한다.

• 지중 매설물에 대한 안전 의식의 고양 : 지중 매설물이 사회 전반에 미치는 중요성에 대한 인식을 깊게 함과 동시에 지중 매설물에 대한 안전 의식을 고양을 도모하는 시공 자세가 필요하다.

• 굴착 공사에 따르는 가스관의 보호
  노출된 주변 가스관의 보호 대책으로는
  ① 고정 조치
  ② 옆흔들리기 방지 장치의 설치
  봉강 및 형강, 와이어 로프, 철선을 이용하여 좌우 이동 유격을 방지한다.
  ③ 매달기 조치
  굴착으로 인한 가스관이 노출되었을 때 또는 물뜨기 장치, 가스차단장치, 정압기, 불순물을 제거하는 장치 또는 용접이외의 방법으로 접합부가 2개 이상 있을 때에는 봉강 및 형강, 와이어 로프, 철선을 이용하여 매달기 간격을 2.5m 내외로하여 실시한다.
  ④ 받침 조치
  가스관의 침하에 의한 파손 방지를 위하여 콘크리트, 철재 또는 목재를 이용하여 받침 지지방식을 적용하며 지지시 지지대의 간격은 2.5m 이내로 한다.
  ⑤ 배면 방호
  2단 엄지 말뚝 천공에 의한 가스관을 노출시켜 수시로 점검하는 것으로 대별할 수 있으며, 구조물의 발파진동에 대한 영향을 검토하여야 한다.

• 전력 공급관의 보호
  ① 매달기 방호
  강재, 와이어로프, 목재, 콘크리트재를 사용하여 전용보에서 기설 구조물을 매단다.
  ② 받침 방호
  매달기 방호와 같은 재료를 사용하여 가설물, 기설 구조물, 원지반에 받친다.
  ③ Box 방호
  케이블이 직접 노출되지 않도록 각종 케이블 방호재를 사용하여 직접 또는 간접적으로 감 싸기 방호를 한다.

④ 지반 개량
매설물 주변의 원지반, 영향 범위의 원지반을 약액 주입, 특수 재료(생석회등), 양질의 토사 로 부분 또는 전면적으로 바꾸는 등 지반을 개량한다.
상기의 사항은 단독으로 실시되는 것이 아니라 두가지 이상의 방법이 병용되어 현장 실정 에 맞는 방법을 취하고 있는 것이 대부분이다.

• 통신관의 보호
  통신 공사 시설의 방호 공사 및 지장물 이전 공사는 전용회선의 안정성을 확보하기 위하여 원칙으로는 통신 공사가 하기로 되어있으며 통신관 방호 방법은 통신 공사 지하 시설이 굴착 갱 안에 노출할 때에는 굴착 규모에 따라 개개의 임시 방호를 하고 공사 복구의 단계에서 각각 본 방호를 한다.
  대규모 굴착에서 맨홀이 굴착 갱 안에 노출되고 매달기 방호를 필요로 할 때에는 몸체를 파괴하는 것을 원칙으로 하고 몸체의 가설 맨홀을 만들어 케이블을 보호한다. 관로 및 직매케이블의 경우는 매달기 보호를 표준으로 한다. 진동의 영향이 큰 장소의 매달기 방호는 전용 매달기보를 만들어서 한다.
  특히 진동이 심한 교차점에서는 받침 방호가 바람직하다.
  또 되메우기 전에는 본 방호공사 및 해당 지하시설을 재검토한다.

• 상수도관의 보호
  지하 굴착에 따른 수도관의 손상은 엄지 말뚝 천공에 의한 파손, 흙막이 시공 불량, 굴착 기계에 의한 관체 파손, 매달기 지보공의 방호불량, 교차부 간격의 부족에 따른 침하 접촉, 지하수 저하에 의한 고르지 않는 침하, 되메우기 불량에 의한 고르지 않는 침하에 의한 것이 대부분으로 공사 착수 전에 관할의 수도 사업소와 공사의 종별, 규모, 시공 방법을 사전 협의함과 동시에 매설관의 구경, 점용 위치, 흙덮기를 조사한다. 또한 현장의 지상 조사(제수 밸브, 소화전. 공기 밸브에 의함), 줄파기에 의해 관의 위치를 충분히 확인하고 공사중에는 작업원에게 관의 위치를 확실하게 알도록 한다.
  또한 수도관은 하수 관거와는 달리 국부적으로 굴곡하고 있는 장소가 있으므로 작업장소에서 관을 확인한 후 굴착 작업을 하여야 한다.
  흙막이 공사시 배면의 관의 파손원인으로는
  ① 토류벽체 근입 깊이 부족으로 인한 배면측 침하
  ② 띠장 및 버팀대가 토압에 견디지 못하여 과다한 변위 발생
  ③ 지하수 배수에 의한 고르지 못한 침하
  ④ 토류판 사용시 배면 뒷채움 불량으로 인한 침하
  ⑤ 관과 토류벽체가 교차하고 있는 장소에서 충분한 흙막이가 되지 않을 때
  ⑥ 빗물, 배수, 용수, 누수로 인한 주변 지반의 침하

이상의 사항을 생각할 수가 있으며 이러한 원인을 제거함과 동시에 사전에 방호조치를 실시하여야 하겠다.

• 하수관의 보호
  지중에 매설되어 있는 하수관거의 파손은 직접적인 피해 효과가 나타나지 않으므로 경시하기 쉬운면이 있으나 장기적인 면에서 파악될 때는 주변 지반의 이완 및 호우시 흐름의 저해때문에 내수범람을 일으키거나 토사 유출에 의한 주변 지반 함몰에 의한 중대한 사고의 원인이 된다.
  따라서, 이와 같은 손상, 사고를 최소한으로 막기 위해 굴착 공사를 할때는 공사 구역내의 하수도 시설의 조사, 입회, 점검을 하게끔 되어 있으므로 반드시 하수도 관리자에게 시공통지 혹은 입회 의뢰서의 수속을 하여야 한다.
  굴착 공사시 발생되는 하수관거 파손 원인

① 흙막이 공사시 배면측 변위 발생에 따른 주변 침하에 의한 토사 붕괴 및 노면 침하
② 매달기 방호 및 받침 방호의 불비
③ 지하수 배수에 의한 압밀 침하
④ 지하수 배수시 침전조의 불비에 따른 관거내 토사 퇴적시 불균등하중 증대
⑤ 믹서.콘크리트펌프카의 기구 세정, 청소에 의한 콘크리트, 몰탈의 관거 유입
⑥ 주입 공사에 따른 약액, 모르타르의 관거내 유입
⑦ 되메우기 방법의 불량 및 받침 방호의 불비에 따른 관거의 이동 및 파손과 되메우기 후의 침하에 의한 손상
⑧ 시공업자 및 작업원의 무지, 부주의에 의한 손상
3.9 공사시 유의사항

굴착공사와 관련된 인근지반의 침하를 극소화하기 위해서는 다음 사항에 대해 유의 하여야 한다.
(1) 현장 책임자는 본 토류벽설계도와 인접대지경계선 및 본 건물의 지하 외벽선, 지반고 등을 검측하여 토류벽의 중심선 및 천공 깊이를 확인한 후 시공하여야 한다.
(2) 토류벽은 설계심도까지 관입되도록 시공관리를 철저히 해야 한다.
(3) 굴착공사 기간중에 장마 또는 호우를 만날것에 대비하여 (지표수가 침투하여 토류벽 사이로 토사가 유출되는 것을 방지하기 위하여) 토류벽 배면은 시멘트 또는 아스팔트로 포장 하거나 배수로를 개설하여 굴착장내로 우수의 유입을 막아야 한다.
(4) 지보재 설치 이전에 다음 단계의 굴착을 무리하게 진행하는 것은 인접지반의 침하는 물론토류구조물의 안전에도 문제가 생기므로 적기에 설치하는 것이 매우 중요하다. (지보재 설치지점보다 0.5m 이상 굴착 주의 요)
(5) 토류벽 시공 및 굴토공사는 자격있는 전문업체에서 책임 시공하여야 한다.
(6) 토류벽 가설을 위한 중장비 가동시 인접건물 또는 주변지반에 중장비 자중, 또는 진동, 충 격에 의해 악영향이 가지 않도록 유의해야 하며 특히 보도(매설관)상에서 작업시는 조강 콘크리트포장 (t=20cm)등을 하여 하중을 최대한 분산시켜 매설물이 손상이 없도록 하여야 한다.
(7) H-PILE 시공시 또는 굴착공사시 중장비의 암반 굴착 등으로 인해 발생될 수 있는 진동에 대해 수시로 체크하여 조치하는등 철저한 시공 관리를 하여야 한다.

3.10 피해예방 및 안전대책

흙막이 구조물 설계도는 제공된 지질조사 보고서에 나타난 토층의 성질을 근거로 작성되었으므로 실제 시공 중 토층 구성이 지질조사 보고서 내용과 다르거나 지반침하 등에 관한 실측 결과에 따라서는 피해예방을 위하여 설계변경이 이루어져야 한다. 또한 시공중에 나타난 자료로 판단할 때 피해방지를 위하여 설계 변경이 필요한 경우 감리자는 시공자에게 설계변경, 피해예방 및 각종 피해복구에 대한 건의를 할 수 있으며, 이때 시공자는 이 문제를 감독(발주자)과 협의하여 적절한 조치를 취해야 한다. 이상의 피해예방을 위하여 시방서에 명시된 사항은 피해를 최대한 예방하기 위한 기술적인 원칙에 불과하므로 시공자는 이 조항에 대한 충실한 이행은 물론이고 현장에서의 안전사고, 피해의 예방과 이를 위한 실측(토류 구조물의 변형, 지반침하등의 주기적인 측정)에 최선을 다하고 필요에 따라서는 감독(발주자)의 협조와 감리자의 자문을 요청하여 안전한 공사가 되도록 하여야 한다.
또한, 감독(발주자)은 민원이 예상되는 부분에 대해서는 착공 전에 공인 기관에 의한 안전 진단을 실시하여 민원의 소지를 최소화하여야 한다.
4. 계 측 계 획

4.1 계측관리 목적

본 계측의 목적은 굴토공사중 토류벽 및 인접 지반의 거동을 측정하여 현재 상태의 안정을 판단하고, 토류벽의 향후 거동을 미리 예측하여 다음 단계의 시공에 반영할 수 있는 정보를 신속하게 제공하며, 안전하고 경제적인 공사수행이 가능하도록 하는데 있다.
즉, 토류벽이 적절한 Data와 Software로 설계되어 있어도 몇 개의 지점에서 파악된 토질조건이 현장지반 전체를 대표하지 않을 확율이 있으며 지반 토류벽의 Interaction은 공사 방법, 공사 기간, 순서 등 시공 조건에 따라 크게 다르다.
이러한 불확실성에 대비하여 지하수위의 변화, 토류벽의 변위, 지점반력, 토압 및 수압의 변화, 인접 대지의 침하 등이 지하부 시공 중 계속적으로 추적되도록 하여 설계치와 비교, 검토되도록 하는 것이다.
따라서, 토류벽 지반의 전반적인 거동 경향을 알 수 있으며 이것으로 안전도를 사전에 진단할 수 있게된다.

4.2 계측기기의 선택 및 위치선정

(1) 계측기기의 선택
계측자료의 정확성, 이용성, 경제성 등을 고려하여 다음과 같은 점들을 고려하여 계측기기를 선택하는 것이 일반적이다.
① 계측기기의 정도, 반복 정밀도, 강도, 계측 범위 및 신뢰도가 계측목적에 적합할 것
② 구조가 간단하고 설치가 용이할 것
③ 온도, 습도에 대해 영향을 적게 받고 보정이 간단할 것
④ 예상 변위나 응력보다 계측기의 측정 가능범위가 클 것
⑤ 계기오차 등을 유발할 수 있는 계측기의 고장 발견이 용이할 것
⑥ 가격이 경제적일 것

(2) 계측위치 선정

현장 계측은 다양한 거동을 밝힐 수 있도록 많은 위치를 선정하는 것이 최선이겠지만, 토류구조물 공사가 본체 구조물을 축조하기 위한 가시설 구조물이므로 합리적, 경제적인 측면에서 토류구조물 및 배면 지반의 거동을 대표할 수 있는 최소한의 측점을 선정하는 것이 더 효과적이다.
계측 지점을 선택함에 있어서 일반적으로 고려해야 할 사항은 다음과 같다.

① 원위치 시험 등에 의해서 지반조건이 충분히 파악되고 있는 곳
② 토류구조물을 대표할 수 있는 장소
③ 중요구조물이 인접하여 있는 곳
④ 토류구조물이나 지반에 특수한 조건이 있어, 그것이 공사에 영향을 미칠 것으로 예상되는 장소
⑤ 교통량이 많은 곳
⑥ 하천주위 등 지하수의 분포가 다량이고 수위의 상승, 하강이 빈번한 곳
⑦ 가능한 한 공사에 의해 계측기기의 훼손이 적은 곳

위와 같은 관점에서 계측지점을 선정한 후 가능한 한 각종 계측기기가 동일단면에 설치 되게 배치하는 것이 중요하다. 이는 수평범위, 지보재의 변형, 주변지반의 침하, 지하수위 등이 서로 연관성을 유지하면서 나타나고 있기 때문에 이를 종합적으로 분석함으로써 계측의 신뢰성을 높일 수 있기 때문이다.

4.3 계측관리 기준
계측관리는 각종 계측을 조직적으로 실시하고 계측결과를 바로 시공에 반영하여 필요시 공법을 현장에 맞게 변경시켜 안전하고 경제적인 시공관리를 위하여 각 계측 단계별로 관리지침이 필요하다.
계측작업이 정상적으로 진행되고, 현장상황을 대표할 수 있는 보다 정확한 자료를 얻기 위해서는 작업자가 설치 목적 및 방법을 정확히 숙지하고, 또한 계측기의 사전점검 및 공사 진행중에 파손으로 인한 자료의 손실이 없도록 특별히 유의하여야 한다. 한편으로 매우 중요한 지점의 계측에는 예기치 못한 계측기의 이상 및 고장과 설치 오류 등에 대비하여 여유분을 준비해 두는 것이 바람직하다.

(1) 계측관리 기준의 설정
계측에 의한 변위 및 응력의 관리기준은 지질조건, 구조체 단면의 크기와 형상, 굴착공법, 주변구조물의 환경조건 등에 따라 각각 달라지므로 일정한 기준을 설정하는 것은 어렵지만, 설계시에 해석 결과라든지 유사한 지질 및 단면에서의 계측 결과를 토대로 계측전문 기술자에 의해 관리기준 허용량 및 허용속도 등을 기준치로 정해야만 한다.
현장계측에 따르는 데이터 관리방법으로는 시공전에 설정된 관리기준치화 실측치를 비교, 검토하여 그 시점에서 공사의 안정성을 확인하는 절대치 기준관리와 시공 다음단계 이후의 예측치와 관리기준치를 비교 검토하는 예측관리가 있다. 일반적으로 국내에서 사용하는 기준의 한예는 아래 표와 같다. 그러나 대부분의 국내 현장의 지반 구조가 다양하고 여러개의 층으로 이루어져 있으며, 또한, 토류벽체의 지지구조가 아주 다양하기 때문에 아래표는 단순한 참고자료이며, 대부분은 이와 같은 현장조건을 종합적으로 고려하여 설정하여야 한다.
<표 4.1> 계측관리의 일반적인 기준치(참조)

측정항목
판정기준치
판 정 법
지표기준
위 험
주 의
안 정
측 압
(토압,수압)
설계시 사용하는
측 압 분 포
F=
설계시의 측압
F < 0.8
0.8≤F≤1.2
F > 1.2
실측에 의한 측압
벽 체
변 형
설계시 추정치
F=
설계시의 추정치
F < 0.8
0.8≤F≤1.2
F > 1.2
실측 변형량
strut
측 력
부재의 허용응력
F=
부재의 허용응력
F < 0.7
0.7≤F≤1.2
F > 1.2
실측에 의한 축령
부등침하량
건 물 의
허용부등침하량
기중간격에 의한
부등침하량 비
1/200
이 상
1/300～1/500
1/500
이 하
허용침하량
구조물에 따른
허용침하량
철근 및 철골
콘크리트 구조
100
mm
25 mm
25mm
이하

4.4 계측자료의 수집 및 분석
계측기기의 초기 측정은 신뢰성 있는 기초 자료로 활용할 수 있도록 시공전에 얻어져야 한다. 자료수집 빈도는 공사 정도에 따라 적절하게 결정되어야 하며 급격한 구조물의 응력 변화나 주변 구조물에 공사에 인한 문제점이 발견되면 그 빈도를 증가 시켜야 할 것이다.
측정일시 사이의 공백 기간중에 발생되는 변화도 주의 깊게 관찰하여야 하며 자료 수집시 공사 내용 및 주변상황, 기상조건 등을 면밀히 기록하여 성과 분석시 유효적절히 이용가능할 수 있도록 조치하는 것이 바람직하다.
현장에서 얻어진 자료는 즉시 공사현황 및 기상상태 등을 고려한 분석을 통하여 성과를 도표 등으로 가시화 함으로써 토류구조물 및 주변건물등의 현재상황을 판단하고, 이를 예측치와 비교하여 그 차이에 대한 연구를 통해 제원인을 규명하여 공사의 안전성 및 적합성을 판단해야 한다.