지하 흙막이 붕괴사고 방지를 위한 구조안전성 연구

Abstract

최근 국내 건설경기 침체로 공공물량발주와 민간건설물량 감소로 이어지면서 택지개발지구내 건설 및 신도시 개발위주로 공사가 이어지면서 도심지로 인구쏠림현상이 발생하고 있다. 이에 도심지내 건설되는 대규모공사는 대형화, 고층화로 지하공간 활용이 극대화 되도록 설계가 이루어지고 있는 상황이다. 지하 공간활용에 앞서 지하흙막이공사가 전체공기 및 공사비용에 매우 큰 비중을 차지하고 있으며, 굴착 깊이도 깊어지면서 그 중요성이 어느 때 보다 중요하게 부각 되고 있다. 따라서 지하 흙막이공사 전 준비해야 할 사항들이 많이 있으나 불확실한 정보를 바탕으로 흙막이 설계가 이루어지고 있기에 많은 Risk를 포함한 상태로 공사가 진행되고 있는게 현실이다. 특히 도심지공사 흙막이 붕괴사고는 주변지반의 침하 및 인접 구조물과 도로의 붕괴, 상수도관, 하수도관, Gas관 파괴 등 2차적인 피해와 인적, 물적피해로 국민과 사회에 불안감을 가중 시키며, 지하구조물 안전성이 위협받게 된다. 실제 지하 흙막이 공사시 빈번한 설계변경과 재료변경으로 전체적인 공사비 증감과 공기지연으로 결국 품질저하에도 악영향을 미치게 된다. 이에, 본 연구에서는 지하 흙막이 붕괴 사고가 증가하는 추세로 흙막이 붕괴사고 사례를 조사하고 사례에 따른 구조안전성 확보방안을 제시하고자 하며, 적합한 흙막이 공법이 선정될 수 있도록 사전조사부터 정확한 정보입력으로 안전한 설계와 구조검토가 이루어 지도록 하며, 양질의 재료사용과 정밀시공, 계측관리에 이르기까지 가능한 모든 Risk를 고려한 철저한 준비가 이루어 질수 있도록 안전한 시공방안을 제시 하고자 하였다. 본 연구에서는 지하흙막이 붕괴사고를 정성적,정량적으로 분석하기 위하여 실제 사고가 발생한 11개 현장을 대상으로 흙막이 안전성을 분석 하였으며 그 결과는 다음과 같다.

1) 사고분석결과 H-Pile토류벽+Earth Anchor에서 가장 많은 사고가 발생한 것을 확인 할 수 있었다. 그중 Earth Anchor 파단사고가 가장 많이 발생 하였고 엄지말뚝인 H-Beam의 좌굴이 그 다음으로 많이 발생하였다.

2) H-Pile 토류벽+Earth Anchor에서의 문제점은 Earth Anchor에 가해지는 하중이 설계하중과 안전율을 초과하여 문제가 발생 하였다

3) 안전성 확보를 위한 사전조사와 시공 중 발생할 수 있는 모든 리스크를 사전에 반영함과 동시에 지질 및 토질에 관한 검토와 내적, 외적 안전성검토가 필요하다.

4) 불량자재 사용을 금지하며, 시방서, 설계도서, 계측관리와 함께, 안전성, 시공성, 경제성을 적용한 안전한 작업을 할수있도록 시공사의식 변화와 기술자들의 마음가짐이 중요하다,

5) 현재 가설흙막이 부분의 BIM은 개발중으로 국내에 적용사례가 없는 실정이지만, 향후 BIM이 활성화될 경우 지하흙막이 붕괴사고는 감소할 것으로 판단된다.