시트파일 대표적인 물막이 흙막이 공법

대표적인 물막이 공법

다양한 공법들이 존재하지만 그중에

시트파일 공법

흙막이 공법의 방법 그중 물막이 공법입니다.

1. 시트파일의 운반 및 보관

-적재 및 하역
Sheet Pile의 적재와 하역은 Crane을 사용하여 변형이 생기지 않게 취급하여야 한다. 적재, 하역 시의 매달기는 Sheet Pile의 2 지점을 Rope로 묶어서 취급하되 묶는 지점은 Pile 양단에서 L/5되는 지점을 택하여야 한다.

 

-운반
Sheet Pile의 운반에는 Trailer, Truck Crane 등을 사용하며, 중기 진입이 곤란한 장소는 가설도로를 조성하여 운반에 지장이 없도록 해야 하고 Sheet Pile에 충격을 주는 일이 없도록 취급에 주의해야 한다.

-보관
Sheet Pile의 적치는 지반 지지력이 충분하고 표면이 평탄한 장소가 적당하며, 침하가 예상되는 곳은 지반을 개량하여 침하 현상을 방지한 후 적치해야 한다. 적치 높이는 2m 이하로 하되 1층의 단수는 5매 이하로 하여 받침 목으로 괴어야 한다. 이때 받침목은 10cm 각목으로 하며, 각목의 간격은 4m 이내로 한다.

 

2. 시트파일 항타 공

--항타 장비
/일반사항
-말뚝 항타용 장비는 설계도서에 표시된 말뚝보다 최소한 3.0m 더 긴 것을 박을 수 있는 것이어야 한다.
- 말뚝 항타는 바이브로 해머를 사용하여야 한다.
- 해머는 항상 최대의 효율을 발휘할 수 있는 완전한 상태를 유지하여야 한다.
/해    머
-해머는 1회 타격에 2000kg cm 이상의 편심 모멘트와 30 ton 이상의 바이브로 충격이 발휘되어야 한다.

-- 항타 준비
도급인은 항타 전에 장비의 점검을 완료하여 즉시 항타를 시행할 수 있도록 모든 준비를 해야 한다.
. 법   선
Sheet Pile을 정확히 시공하기 위해서는 법 선을 확정한 후 다음 작업을 진행해야 한다.
법 선은 설계도서를 기준으로 하여 정확한 위치를 측정하여 기준점을 설치하고 항타 진행과 병행, 수시로 검측하여 시공위치를 보정하여야 한다.
/안내보(Guide Beam)
육․해상을 불문하고 미리 안내보를 설치하여 정확한 타입 위치에 Sheet Pile을 시공해야    한다.
/Pile 세우기
 Pile 세우기에 앞서 Pile 매기를 완전히 행하고 상향 속도를 10m/min 정도로 권 양하여야 하며, 세우기가 완료된 때의 Pile의 수직에 대한 기울기는 1/100 이상이 되어야 한다.

-SHEET PILE 타입 공
/타입 공법
Sheet Pile의 타입 공법은 1-2 매 타입 공법, 단독 타입 공법, 병풍식 타입 공법 등이 있지만, 본 공사에 적용할 공법은 단독 타입 공법으로 한다.
단독 타입공법은 1～2본의 Sheet Pile를 세워 내민 뒤 그대로 설계 심도까지 타입 하는 방법이다. 이 방법은 병행 타입에 비해 안내보와 장비 등이 작아도 되고 항타기를 여러 번 이동시키는 번거로움이 없으므로 편리하나, Sheet Pile의 경사와 회전 등을 일으키기 쉬우므로 보정용 이형 Sheet Pile이 필요할 수 있다.
/타입 시의 경사
충격식 해머를 사용하여 U형 Sheet Pile을 타입 하는 경우 다음과 같은 이유로 인하여 타입 진행 방향으로 기울어지는 수가 있다. 특히, 단독 타입인 경우에 이러한 경향이 크다.
. 해머의 타격력 작용 위치와 먼저 타입 한 Sheet Pile과의 사이에 발생되는 이음부의 마찰력 작용 위치가 서로 다르게 되면 이들 사이에 Moment가 발생하여 Sheet Pile을 법 선진행 방향으로 경사지게 한다.
. Sheet Pile은 지표면에서는 규정대로 타입 되고 있어도 지반의 상태에 따라 Sheet Pile 하단에서는 다소의 회전이 발생되어 법 선방 향에서 이탈하여 시행되는 경향이 있다. 이 때문에 상단 법선의 연장이 달라지고 상단 법 선이 앞으로 튀어나오므로 Pile은 법선 진행 방향으로 경사지게 된다.
/타입 시의 맞물림 관입
Sheet Pile의 타입 중 이음 마찰 저항 때문에 먼저 타입 되어 있는 인접 Sheet Pile을 일제히 끌고 내려가는 일이 있는데 이것을 맞물림 관입이라고 한다.
이것은 타입되어 있는 인접 Sheet Pile의 선단 저항과 주면 마찰 저항보다 이음부의 마찰저항이 크게 되어 생기는 현상으로 Sheet Pile의 타입 중에 경사와 휨이 발생되어 연결부의 마찰저항을 가증시키거나, Sheet Pile을 연약지반에 설치할 때 쉽게 나타난다.
또한 조밀한 지반이더라도 지중에 전석 등의 장애물에 걸리게 되면 먼저 타입 된 Sheet Pile의 하단부 지반이 변형되어 일어날 수도 있다.
/타입 시의 회전
Sheet Pile이 회전되거나 특히 해상 시공의 경우 바람에 대해 시공 시 안정을 확보하기 위하여 안내보(Guide Beam)를 설치하여 시공 정도를 확보하여야 한다. 또한 안내보와 Sheet Pile 사이에는 간격재 (Spacer)를 끼워 작업 중 흔들림을 방지하여야 한다. 그러나 연약층을 통과하고 단단한 층으로 관입되는 경우와 지중에 전석 등의 장애물이 있는 경우에는 타입 중에 Sheet Pile이 눌려서 연결부를 중심으로 회전하려는 경향이 나타난다.
Sheet Pile에 회전이 발생되면 연결부의 마찰저항이 커지고 널말뚝 타입이 어려워 질뿐 아니라 시공 연장 상에 타격 늘음과 타격 줄음이 발생되고 Sheet Pile의 경사를 유발하게 된다. 이렇게 되면 이형 Sheet Pile이 소요되거나 타격 주름이 생기는 경우 Sheet Pile이 추가로 설치되어야 하므로 공사비가 증가되고 공기가 지연된다. Sheet Pile의 회전량이 법선과 크게 어그러지면 띠장 (Wale)의 설치가 곤란하게 되고 콘크리트 타설량이 많아지는 경우도 있다.
/시공 연장의 늘어짐 및 줄어짐
Sheet Pile의 이음부는 물 막음이나 모래 막음의 관점으로는 Clearance가 너무 적으면 이들 마찰력이 크게 되어 좋지 않다. 이와 같은 양면성의 요구를 만족하기 위하여 이음부에는 2-3mm의 Clearance가 경험적으로 요구된다.
이 때문에 Sheet Pile의 세우기 및 타입이 서로 미는 상태가 되면 줄어짐이 생기고 인장 상태가 되면 늘어짐이 생긴다.
늘어짐은 벽으로서의 기능 (단면 2차 모멘트, 단면 계수 등)을 감소시키게 되고, 줄어짐은 Sheet Pile의 타입 본 수를 부족하게 한다.
-SHEET PILE 부대공
/시험 항타
Sheet Pile의 타입 가능성은 N치에 의해 판정되나 지반 조건에 따라서는 N치와의 상관성이 낮을 경우가 많기 때문에 시항타를 선시 행하여 제반 조건을 결정하는 것이 좋다.
시항타를 행하여 Sheet Pile의 사양, 타입 공법, 장비 규격 등을 검토하여야 하며, 본 설계도서와 상이할 시는 감독원의 승인을 득하여 설계 변경 조치한다.
/안내보 (Guide Beam)
안내 보는 정확한 타입과 시공 시의 안정을 확보하기 위하여 타입 법 선에 평행하게 H-형강의 보조 버팀대 및 보조 말뚝을 설치하여 Sheet Pile의 세우기 및 타입을 용이하게 하는데 그 목적이 있다.
시공법선에 따라 보조 말뚝을 2열로 박고 (10M 간격) 보조말뚝 내측에 보조 버팀대를 설치한다. 이때 보조 버팀대의 내측 간격은 Sheet Pile을 꽉 물린 상태보다 2-5cm의 여유를 주도록 한다.
또한, 안내보의 설치 높이는 Sheet Pile의 타입을 완료했을 때 해머가 안내보에 닿지 않도록  Sheet Pile의 타입 목포 높이보다 30-50cm 정도 낮게 설치한다.
/세우기
세우기는 먼저 타입 한 Sheet Pile에 다음 Sheet Pile의 이음부를 맞추고 자립될 수 있는 깊이까지 내려주는 작업을 말한다. 이때 자중만으로 소정의 깊이까지 관입되지 않으면 해머로 가볍게 타격하여 시행한다.
Sheet Pile의 세우기 작업에서는 절대로 비껴 당기거나 이음부가 뒤틀리지 않도록 주의하여야 한다.
따라서, 최초에 타입 한 Sheet Pile은 이후의 항타 기준이 되므로 법전 방향과 직각방향의 2방향으로 위치와 경사를 정확히 유지하도록 세우기를 시행한다.
Sheet Pile과 보조 버팀대와의 사이에 틈에 생기면 Spacer를 끼워 Sheet Pile의 타입 방향이 어긋나지 않도록 조정해야 한다.
Sheet Pile의 매기 및 달기부터 타입 시까지는 제반 안전 사항을 고려하여 취급을 신중히 하여야 하며, 특히 충돌 및 흔들림이 없도록 만전을 기해야 한다.
/SHEET PILE의 타입 가능 깊이
Sheet Pile타입 시에는 타격력이 Sheet Pile의 타입 저항보다 커야 한다.
그러나 타격력이 Sheet Pile의 두부를 훼손하거나 장주 좌굴 허용 하중을 초과하게 되면 곤란하므로 시공 전에 검토되어야 한다.
/Sheet Pile의 이음부
Sheet Pile의 이음부는 차수성 측면에서 간격이 없이 완전하게 시공된 상태에서는 이상적이지만, 타입을 고려하여 다소의 여유 틈을 갖도록 제작되므로 이러한 이음부에서 누수가 되지 않도록 세심한 주의를 요한다.

-SHEET PILE 타입 시의 문제점 대책
Sheet Pile 타입 중에 경사, 맞물림 관입, 두부 파괴, 이음부 이탈 등의 현상이 발생하면 타입을 중지하고 그 원인을 규명하여 적절한 대책을 수립해야 한다.
/경사 대책
타입 중인 Sheet Pile이 경사지게 되면 이음부는 마찰 저항이 크게 되므로 다음 항의 타입에 큰 지장을 초래하게 된다.  따라서 경사는 즉시 수정하여야 하며  다음과 같은 방법으로 수정해야 한다.
. 세운 Sheet Pile의 두부를 와이어로프를 이용하여 경사 반대 방향으로 당겨 준다.
. Sheet Pile을 끼워 맞출 때 이미 연결 관측이 짧아지게 하단부를 경사지게 절단한다. 하단부 경사방향의 지반 관입 저항을 이용하여 조금씩 경사를 수정한다.
. 단독 타입의 경우를 병행 타입으로 바꾸어 경사를 수정한다.
. Sheet Pile의 경사가 보다 큰 각도로 해머를 비껴 치면서 경사를 수정한다.
. 연결부에서의 마찰 저항률 감소시키기 위해 연결부에 윤활유를 바르고 틈새에 흙이 끼이지 않도록 선단부 내에 슈(Shoe)를 장착한다.
. 이형 Sheet Pile을 제작 사용한다.
/맞물림 관입 대책
. Sheet Pile이 경사진 경우에는 경사 보정을 하여 이음부의 마찰저항을 감소시킨다.
. 지반이 연약한 경우에는 Sheet Pile을 계획고 보다 약간 놓은 위치에서 타격을 중지하고 맞물림 관입의 여유를 준 다음, 마지막에 전체적으로 다시 타격하여 위치를 맞춘다.
. 맞물림 관입이 일어나는 Sheet Pile을 이미 설치된 인접 Sheet Pile에 용접하던지
/ 철판을 대서 서로 용접 또는 볼트로 묶는다.
/ 크레인의 로프를 맞물림 관입이 일어나는 Sheet Pile에 걸고 타입 한다.
이상과 같은 방법으로 맞물림 관입을 방지하더라도 실제로 맞물림 관입 현상이 발생되면 진동 해머로 인발 한 후 재시공하여야 한다.
/회전 대책
Sheet Pile의 회전을 방지하기 위한 대책으로는 안내보와 Sheet Pile사이의 간격을 적당히 유지해야 하고 간격재를 삽입하는 것이 육상 타격 시에 유리하다. 그러나 해상 타격 시에는 해저면 보다 높은 안내보 지지 말뚝의 길이와 해저면 이하의 연약층 심도까지의 길이만큼 안내보의 억제력이 저하되므로 안내보에 따라서는 회전을 방지하기 곤란한 경우가 있다. 그러므로 세워 내릴 때 법 선방 향과 법선 직각방향의 2방향에서 정확하게 관측하여 회전을 일으키지 않도록 작업을 관리하여야 한다. 또한 시공 후에 단계적으로 회전이 생기는 경우에는 즉시 인발 하여 재시공하여야 한다.
/시공 연장의 늘어짐 및 줄어짐 대책
이음부에는 약간의 공간이 있기 때문에 세우기 및 타입 상황에 따라서 늘어짐 또는 줄어짐이 발생된다. 이때는 법 선방 향으로 밀던가 당기던가 하면서 조정하되 20-30매마다 늘어짐 및 줄어짐량을 체크하면서 시행하도록 한다.

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