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

일반사항

1)정의

• 기초나지하층을구축할 목적으로 하는 터파기, 흙막이 등의공사

2)지반조사

• 땅속의 지층의 구성, 성질, 순서 및 깊이, 지하수위 등을 조사하는 것

-기초의 종류나 지내력, 토공사의 깊이 및 공사방법 등을 알기위해 실시한다.

3)흙막이공사

• 터파기 깊이가 깊거나 토압 및 수압이 셀 경우 토벽이나 인근 건물의 붕괴, 지반침하 등을 방지하기 위해

설치하는 가설 구조물

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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.

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지반조사가 끝나면 흙막이 공사를 진행하면서 대지를 파내려갑니다.

흙파기공사를 진행하면서 대지를 파내려가면 주변대지가 붕괴되지 않도록 흙막이벽체와 지지체를 설치해야만 합니다.

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이렇게 대지를 파내려가다보면 지하수가 있게 마련입니다.

이처럼 땅속에 있는 지하수를 적절하게 처리해야만 공사를 원활하게 진행할 수 있습니다.

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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.

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

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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 들어지하수가 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.

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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.

▶본구조물과의 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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터파기공법

•토공사를 실시하기 전에 지반 구성상태, 지하수위 조사 등을 위해 보링 등으로 지반조사를 실시하고

지질상태 및 현장여건을 고려하여 적합한 터파기공법을 선정

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1) 오픈컷(opencut)

•비탈면 오픈컷 : 흙의 안시각을 이용하여 흙막이없이 경사면을 두고 터파기를 실시하는 공법

-경미한 터파기, 넓은지역을 얕게 터파기 하는 경우 등

•흙막이 오픈컷 : 흙막이벽을 설치하여 토압과 수압을 견디도록하고 터파기를 하는공법

-자립공법, 엄지말뚝 흙막이공법, 버팀대식공법, 주열식흙막이, 지하연속벽공법, 시트파일등

2) 어스앵커(earthanchor)공법

•흙막이벽을 설치하고 어스드릴기로 흙막이 벽을 뚫고 구멍에 앵커체를 넣고 그라우팅한 후 경화시키고

인장력으로 토압을 지지하는 공법

3) 아일랜드컷(islandcut)

※아일랜드 공법이나 트랜치 공법이나 일반적으로 쓰이는 공법은 아닙니다.

대지가 넓은 상황에서 버팀내나 지반앵커공법을 적용할 수 없을 때 부득이하게 생각해볼 수 있는 방법입니다.

둘 다 비슷한 내용이지만 적용 순서에 약간 차이가 있습니다.

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•중앙부분을 먼저 굴착하여 구조물을 축조하고 여기에 버팀대를 가설하여 주변의 터파기공사를 실시하는 방법

아래 그림처럼 대지가 넓은 현장에서 수직으로 깊게 굴착해야 할 경우 버팀대를 적용하기는 어렵습니다.

버팀대는 보통 50m 이내에 적용됩니다.

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그런데 인접 대지에 지하구조물이 있다면 지반앵커마져 할 수가 없습니다.

이럴 경우 공사기간을 단축하려면 탑다운(Top-down) 공법을 적용하는 것이 바람직하겠지만,

아일랜드 컷이나 트랜치 컷 공법을 적용할 수도 있습니다.

아일랜드공법은 비탈면을 남기고 중앙부를 굴착해서 흙파기 한 후 중앙부 구조체를 먼저 설치하는 방식입니다.

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이렇게 중앙부를 먼저 굴착한 후 중앙부 구조체만 먼저 설치합니다.

중앙부 구조체가 설치되면 흙막이 벽체를 버팀대로 지지할 수 있게 됩니다.

중앙부 구조체가 지지체 역할을 할 수 있습니다.

이렇게 주변부 흙을 모두 파낸 다음에는 나머지 지하구조체를 만들어갑니다.

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4)트랜치컷(trenchcut)​

•흙막이 벽을 이중으로 설치하여 주변의 흙을 파내고 여기에 구조물을 축조한 후 중앙부분의 터파기 공사를 완료하는 공법

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트랜치공법은 아일랜드 공법과 순서만 다를 뿐입니다.

트랜치(Trench)가 도랑을 의미하는 것에서 알 수 있듯이 주변부를 먼저 굴착하고 중앙부를 파는 공법입니다.

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스트러트를 설치할 수 있는 정도의 폭으로 주변부를 굴착한 후 주변부의 구조물을 먼저 완성합니다.

주변부에 구축한 구조체로 흙막이벽체에 작용하는 토압을 지지할 수 있기 때문에 중앙부는 수월하게 굴착할 수 있습니다.

중앙부 굴착이 완료되면 지하구조체 전체를 완성할 수 있습니다.

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5)탑다운(topdown)공법

•지상1층을 기준으로 지하굴착과 동시에 지상층의 공사를 함께 병행하여 공기를 단축하여 건물을 완성하는 공법

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