1. 계측항목
(1) 횡방향 변위량
굴착깊이별로 경사각의 변화, 균열 진행상태, 변위속도 등의 횡방향 변위량을 계측한다.
(2) 지표 및 지중 침하량
지반굴착 및 지하수위저하에 의한 인접지반의 지표 및 지중 침하량을 측정한다.
(3) 지하수위와 간극수압의 변화량
흙막이벽 및 인접지반의 굴착 및 그라우팅 등으로 인한 지하수위와 간극수압의 변화량을 측정한다.
(4) 인접구조물의 균열 및 변위
굴착의 영향을 받는 인접구조물의 경사각, 균열 진행상태 및 변위속도를 측정한다.
(5) 구조체의 변형률과 작용하중
지지구조체인 버팀보, 흙막이 앵커, 복공구간의 H형강, 엄지말뚝 및 띠장, 네일 등에 부착하여 변형률과 하중을 측정하여 부재에 작용하는 응력이나 휨모멘트를 구한다.
(6) 수직파일 및 지하연속벽의 응력
(7) 흙막이벽 배면의 토압
흙막이벽 배면의 토압을 측정하며, 설계 시에 적용한 토압과 비교한다.
(8) 소음과 진동
중장비 가동 및 발파작업 등으로 인한 주변건물의 소음과 진동 영향을 측정한다.
2. 계측기기의 설치 및 측정 시 주의사항
1) 경사계(Inclinometer)
(1) 경사계관 외부의 공간을 그라우팅용 채움 재료가 용이하게 통과하기에 충분한 지름으로 천공해야 한다.
(2) 천공심도는 수평변위 측정 시 기준이 될 수 있도록 지반의 변위가 없다고 판단되는 견고한 지층 내부 1.5m 이상이어야 한다.
(3) 경사계관은 직교하는 2방향의 변위를 측정할 수 있는 것으로서 경사계 롤러용 홈(Key Way) 이 연속적인 이음에 따라 뒤틀리지 않고 단일 평면 내에 있도록 정확하게 연결되어야 한다.
(4) 측정은 경사계관이 설치된 방향으로 직교하는 2방향에 대하여 측정해야 하며 굴착면과 경사계관의 축이 일치하지 않을 때는 보정하여 보고하며 경사계 수직도 검정후 불량할 경우 재천공하여 설치해야 한다.
(5) 최대변위량은 토류벽의 강성 및 굴착심도(H)를 기준으로 설정하는 것이 가장 용이한 방법이다. 일반적으로 최대 허용변위량은 아래와 같이 정하는 것이 바람직하다.
① 강성 토류벽 (t≥600mm인 콘크리트 연속벽) : 0.002H (H : 굴착심도)
② 보통 토류벽 (t≒400mm 정도인 콘크리트 연속벽) : 0.0025H (H : 굴착심도)
③ 연성 토류벽 (H-Pile과 흙막이판을 설치하는 흙막이벽 : 0.003H (H : 굴착심도)
(6) 인접지반의 균열방지를 위한 일자별 최대 변위변화량은 아래와 같이 허용기준을 정하도록 한다.
① δ < 2mm (7일간) : 안전측
② 2mm < δ < 4mm (7일간) : 주의 요망
③ 4mm < δ < 10mm (7일간) : 특별관리 요망
④ 10mm < δ (7일간) : 시급한 대책 요망
(7) 벽체 변형은 설계 시의 추정치를 근거로 F=설계 시의 추정치/실측에 의한 변형량이 F<0.8 : 위험, 0.8<F<1.2 : 주의, F>1.2 : 안정으로 판단한다.
2) 지하수위계(Water Level Meter), 간극수압계(Piezometer)
(1) 용도에 적합한 방식을 선정하여 설치해야 한다. 지하수위계는 스텐드파이프식, 간극수압계는 전기저항식, 진동현식, Casagrande 형
(2) 지하수위계는 상부를 개방하며 간극수압계는 수압계 Tip 주변을 깨끗한 모래로 채우고 그 상하부는 벤토나이트로 밀폐한다.
3) 계측빈도
계측빈도는 주변현황, 토질 및 지하수위 등의 조사결과와 흙막이 구조물의 형식에 따라 공사시방서에서 정하며, 달리 명시된 것이 없는 경우에는 다음을 따른다.
(1) 굴착기간 동안은 각 항목별로 1주 2회 이상 측정하며, 굴착 완료 후에는 1주 1회 이상 측정하는 것을 원칙으로 한다.
(2) 계측 도중 흙막이벽이나 주변구조물에 이상이 예상되거나 측정값이 갑작스럽게 변동하면 계측빈도를 증가시켜야 한다.
(3) 해체 및 철거 전후에는 계측을 통하여 변위 발생상태를 확인해야 한다.
4) 계측위치 선정
(1) 지반조건이 충분히 파악되어 있고, 구조물의 전체를 대표할 수 있는 곳
(2) 중요구조물 등 지반에 특수한 조건이 있어서 공사에 따른 영향이 예상되는 곳
(3) 교통량이 많은 곳. 다만 교통 흐름의 장해가 되지 않는 곳
(4) 지하수가 많고, 수위의 변화가 심한 곳
(5) 시공에 따른 계측기의 훼손이 적은 곳
5) 계측자료 수집 및 분석
(1) 기본 계측순서에 따라 측정하고 설치목적에 맞는 정밀도로 해야 한다.
(2) 이전의 계측결과를 참고하여 현재 측정값의 이상 유무를 현장에서 검사하며 계측해야 한다.
(3) 각종 계측결과는 시공관리에 이용되고 후속 공사계획에 반영될 수 있도록 기록을 정리하여 보존해야 한다.
(4) 구조물의 변화를 주의 깊게 관찰하고 공사 내용 및 주변상황, 굴착상태, 버팀구조 상황, 기상조건 등을 기록하여 결과분석 시에 이들을 고려할 수 있도록 해야 한다.
(5) 시공 전에 반드시 초기값을 얻어야 하고, 측정이 완료되면 결과분석을 통하여 측정값의 경향을 파악하고, 이상이 발견되면 재측정해야 한다.
(6) 측정값과 예측값의 차이가 많으면 그 원인을 규명하고, 공법 및 공정의 안정성과 적합성을 재검토한다.
(7) 계측결과는 경험과 전문지식을 가진 기술자가 종합적으로 분석 평가해야 한다.
6) 계측결과의 활용
(1) 지표면의 침하정도와 지하굴착에 의한 흙막이벽 배면 지반의 수평변위를 계측하여 주변 구조물에 대한 피해 가능성과 흙막이벽의 안정성을 검토한다.
(2) 띠장, 버팀보 및 엄지말뚝에 발생하는 응력을 계측하여 흙막이 구조의 안정성을 검토한다.
(3) 계측된 지하수위를 초기 지하수위와 비교하여, 과다 지하수 유출여부와 측압의 변동사항을 검토한다.
(4) 인접구조물에 유해한 영향이 예상되는 경우에는 사전에 기존 균열발생 사항을 건축주와 상세히 조사한 후 균열측정기를 설치하여 흙막이공사로 인한 균열의 증가 여부를 판정한다.
(5) 계측결과로부터 역해석을 실시하여 잔여 공사 기간 동안의 안전여부를 예측하고, 필요시 이 결과를 설계변경 자료로 이용한다.
7) 유의사항
(1) 계측기를 지중에 매설할 경우 지하 매설물 유무 및 설치 시의 안전 문제를 고려해야 한다.
(2) 각종 계측기기의 설치 및 초기화 작업은 굴착하기 전, 또는 부재의 변형이 발생되기 전에 완료해야 한다. 계측기기는 설치 전 및 설치 직후에 작동성을 검사하고 필요시 보정해야 한다.
(3) 계측오류 또는 시공 중의 기기 파손 등으로 인한 자료 손실에 유의해야 한다.
3. 해체 및 철거
1) 공통사항
(1) 해체 및 철거는 사전에 수립된 해체순서에 따라 구조체 전체의 안정성을 무너뜨리지 않는 방법으로 하며, 시공하기에 앞서 시공순서, 방법, 사용기계, 공정 등에 대하여 감독자/감리원의 승인을 받아야 한다.
(2) 해체 및 철거는 본 공사에 지장이 없고 지반침하와 주변의 구조물 및 설비시설 등에 손상이 발생하지 않도록 해야 한다.
(3) 흙막이 구조물의 철거는 본체 구조물의 콘크리트 강도가 소정의 강도에 도달한 이후에 시행해야 한다.
(4) 해체 및 철거 전후에는 계측을 통하여 변위발생 상태를 확인해야 한다.
(5) 철거 시에는 단계별로 안전한 해체높이를 정하여 1단계 되메우기 후, 지반 앵커, 버팀보, 띠장 등을 해체하고, 다음 단계의 되메우기와 해체작업을 번갈아 진행한다.
(6) 흙막이와 축조물과의 사이의 공간은 통나무 등으로 받치고 띠장을 해체하기 이전에 되메우기 한다.
2) 말뚝빼기
(1) 말뚝빼기는 다음에 소요되는 비용들을 고려해야 정한다.
① 말뚝의 매몰
② 강재의 청소, 수리 및 반납
③ 인접매설물 및 가공선의 보호
④ 각종 지하시설물 및 지하매설물 이설 복구
(2) 뺀 강말뚝은 조속히 정리해야 한다.
(3) 말뚝과 맞물린 부재가 있는 경우에는 주변 지반과 구조물에 손상을 주지 않고 뽑아낼 수 있는 방법을 강구해야 한다.
(4) 엄지말뚝은 최상단까지 되메우기 및 해체작업이 완료된 후에 철거해야 한다.
(5) 인발된 말뚝으로 인하여 발생된 공극은 공동이 남지 않도록 모르타르 또는 모래로 충전해야 한다.
(6) 해체가 곤란하거나, 구조체에 유해한 영향을 미칠 우려가 있는 중간말뚝, 버팀보, 띠장 등은 구조체에 지장이 없는 위치에서 절단한다.
3) 매몰
(1) 철거할 경우 본체 구조물 또는 주변건물 등에 위해를 끼칠 우려가 있을 경우에는 철거 대신에 매몰해야 한다.
(2) 매몰 현황도를 작성하여, 매몰구역을 관리하는 관리주체에게 제출해야 한다.
(3) 매몰되는 말뚝은 차후의 유지관리를 위하여 지표면에서 2m 이하 하단까지 절단해야 한다.
4) 되메우기
(1) 되메우기는 설계도면과 공사시방서에 따른다.
(2) 되메우기 공간이 1m 이내로서 다짐이 곤란할 경우에는 사질토를 사용하여 물다짐을 하거나 소일시멘트(Soil Cement)를 사용해야 한다.
(3) 되메우기에 사용하는 흙은 공사시방서에 따르며, 달리 명시가 없는 경우에는 다음에 따른다.
① 최대치수 : 100mm
② No.4체 통과량 : 25～100％
③ No.200체 통과량 : 15％ 이하
④ 소성지수 : 10％ 이하
⑤ 수침 CBR(％) : 10％ 이상
(4) 되메우기는 전체가 균일한 다짐이 되도록 해야 한다.
(5) 되메우기 각 층은 다짐 종료 후 감독자/감리원의 검사를 받은 후, 다음 층을 시공해야 한다.
(6) 면적이 좁고 층고가 낮아 로울러에 의한 다짐이 곤란한 장소에서는 래머나 진동식 다짐장비, 기타 감독자/감리원의 승인을 받은 다짐 장비를 사용할 수 있다.
(7) 다짐 장비를 사용할 경우에는 다짐에 의한 충격이 주변 구조물과 흙막이 벽에 직접 전달되지 않도록 해야 한다.
(8) 다짐 시의 함수비는 KS F 2312 에 의한 최적함수비 부근과 다짐곡선의 90％ 밀도에 대응하는 습윤측 함수비 사이로 한다. 특히 우수나 지하수 유입에 따라 되메우기 흙의 함수비가 허용값을 초과하지 않도록 배수로 및 집수정 등의 배수처리를 해야 한다.
(9) 버팀보(Strut) 사이를 다짐하는 경우에는 다짐에 의한 충격이나 편토압의 영향을 받지 않도록 해야 한다.
(10) 버팀보 상부에서 다져지는 흙의 영향을 받게 되는 버팀보 하부와 흙막이 벽이 접한 부분의 다짐에 유의해야 하며, 다짐이 충분히 되지 않을 경우에는 소일시멘트 등으로 보강해야 한다.
(11) 다짐도 검사는 다음에 따른다.
① 다짐도 검사는 매 층당 3개소에 대해 감독자/감리원이 지정하는 지점에서 해야 하며 층마다 시험 위치가 중복되지 않도록 해야 한다.
② 상대 다짐도가 표준다짐의 90％ 이상이 되도록 다짐관리를 해야 한다.
③ 되메우기의 다짐도에 미달하는 경우에는 함수비를 조절하여 재다짐하거나 감독자/감리원의 지시에 따라 지반을 치환하고 다져야 한다.
④ 다짐도 검사는 KS F 2311 의 모래 치환법(Sand Cone Method)을 적용하거나 방사능 밀도 측정기에 의한 방법으로 할 수 있다.
철도건설공사 전문시방서(노반편)