흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)과 지하 구조물(Underground Structure) 시공

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)이란?

 

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)은 지하 구조물(Underground Structure)을 시공하는 동안 토사 붕괴를 방지하고 안전하게 시공하기 위해 사용하는 임시 또는 영구적인 구조물이다. 주로 건물의 지하층, 지하철 공사, 터널, 교량 기초 공사, 항만 및 수로 개발 등에서 필수적으로 사용된다.

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)은 연약지반에서 토사 유실과 지하수 침투를 방지하며, 시공 공간을 확보하는 역할을 한다. 특히, 도심지에서 지하공사를 할 때 주변 건물과 도로의 안전을 확보하기 위해 반드시 고려되어야 한다.

 

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)의 종류

 

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)은 재료 및 시공 방식에 따라 여러 가지 유형으로 구분할 수 있다. 대표적인 흙막이 구조물의 종류는 다음과 같다.

 

1) 시트파일(Sheet Pile)

얇고 긴 철판(강재)으로 제작된 흙막이 구조물

해안 및 항만 공사, 하천 제방 보호 등에 사용

타격식 공법(Driving Method)을 사용하여 지반에 깊숙이 삽입 가능

 

2) 흙막이벽(Retaining Wall)

철근콘크리트 구조로 만들어진 흙막이 벽

주로 대형 지하 구조물(예: 지하철, 주차장, 대형 빌딩) 공사에서 사용

강성이 높아 주변 지반에 대한 영향이 적음

 

3) CIP(현장 타설 말뚝, Cast In Place Pile)

지반에 구멍을 뚫고 철근과 콘크리트를 타설하여 벽체를 형성하는 공법

지반침하 방지 및 높은 차수성을 제공하여 도심지 공사에 적합

 

4) 어스앵커(Earth Anchor) 공법

강선을 이용해 지반을 고정하여 흙막이 구조물을 보강하는 공법

경사진 절개지나 고층 건물의 기초 공사에서 많이 사용됨

 

지하 구조물(Underground Structure) 시공 방법

 

지하 구조물(Underground Structure) 시공은 흙막이 공법과 굴착 공법을 결합하여 진행되며, 안정성을 확보하는 것이 가장 중요하다. 대표적인 지하 구조물 시공 방법은 다음과 같다.

 

1) 탑다운(Top-Down) 공법

건물의 상부 구조를 먼저 시공한 후, 지하층을 단계적으로 굴착하는 방식

도심지 고층 건물 공사에 적합하며, 소음과 진동이 적음

상부 하중이 먼저 작용하여 지반 안정성을 유지할 수 있음

 

2) 오픈컷(Open Cut) 공법

전체 면적을 한 번에 굴착하고 지하 구조물을 시공하는 방식

단순한 구조물(지하 주차장, 하수도 등)에 적합

대규모 굴착이 가능하지만, 주변 지반에 대한 영향이 클 수 있음

 

3) 역타(Reverse Construction) 공법

하부 구조물을 먼저 시공한 후 상부 구조물을 구축하는 방식

지하철 공사, 터널 공사 등에서 많이 사용

지반 안정성이 높고, 주변 환경에 미치는 영향이 적음

 

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)의 실무 적용 사례

 

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)과 지하 구조물(Underground Structure) 시공은 다양한 분야에서 활용되며, 대표적인 사례는 다음과 같다.

 

<도심지 초고층 빌딩 기초 공사>

좁은 공간에서 지하공사를 진행하기 위해 흙막이 벽과 어스앵커를 활용

탑다운 공법을 적용하여 지반 붕괴 방지

 

<지하철 및 터널 공사>

도시 지하철 공사에서 역타 공법을 사용하여 굴착 시 안정성을 확보

터널 공사에서는 강재 시트파일과 콘크리트 흙막이벽을 조합하여 사용

 

<항만 및 하천 제방 보호>

해양 구조물(방파제, 부두) 공사에서 시트파일을 이용해 지반을 보강

하천 범람을 방지하기 위해 흙막이 벽을 설치하여 유실 방지

 

<대형 인프라 공사(댐, 지하차도 등)>

댐 기초 공사에서 연약지반 보강을 위해 CIP 공법 적용

지하차도 및 지하도로 건설 시 흙막이벽을 이용하여 구조 안정성 확보

 

 

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall) 시공 시 고려해야 할 사항

 

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)과 지하 구조물(Underground Structure) 시공 시 다음과 같은 요소를 고려해야 한다.

 

<지반 조사(Soil Investigation)>

토질 시험을 통해 지반의 특성을 파악하고, 적절한 흙막이 공법을 선택

연약지반에서는 말뚝기초(Pile Foundation)와 병행하여 사용 가능

 

<배수 대책(Water Control)>

지하수 유입을 방지하기 위해 차수벽(Seepage Control Wall) 및 배수 시설 설치

웰포인트(Well Point) 시스템을 이용하여 굴착 시 지하수 배수

 

<구조적 안전성 확보>

시공 중 토압 및 수압을 고려하여 흙막이 구조물의 강도를 확보

어스앵커, 가시설(Temporary Support) 등을 활용하여 추가적인 지지력 보강

 

<시공 중 모니터링 및 유지보수>

흙막이 변형 및 침하를 실시간 모니터링하여 안정성 유지

지반 붕괴 위험을 사전에 감지하고 보강 조치 수행

 

지하구조물(Underground Structure) 건설 중 흙막이 구조물(Earth Retaining Wall) 시공의 역할과 중요성

 

흙막이 구조물(Earth Retaining Wall)은 지하 구조물(Underground Structure) 시공의 핵심적인 기술로, 지반 붕괴 방지, 지하수 유입 차단, 시공 안정성 확보 등의 역할을 한다. 다양한 재료와 공법이 존재하며, 도심지 초고층 빌딩, 지하철 및 터널 공사, 항만 및 하천 공사 등에서 필수적으로 활용된다.

현대 건설 기술에서는 흙막이 구조물과 지하 시공 기술이 지속적으로 발전하고 있으며, 환경 친화적이고 경제적인 공법이 연구되고 있다. 이를 통해 보다 안전하고 효율적인 지하 구조물 시공이 가능해질 것이며, 도시 인프라의 확장과 안정적인 유지에 중요한 역할을 할 것이다.