개념 한 쪽
흙막이와 옹벽은 배면의 물과 흙의 거동에 의해 안정성이 결정되므로 배수 대책과 흙의 특성에 따른 시공 방법을 적절히 적용해야 한다. 돌쌓기 공법은 모르타르·콘크리트의 사용 여부로 구분되고, 굴착 공법은 굴착 순서에 따라 명칭이 정해진다.
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출제기준 단원 「흙막이 설계 및 시공」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 침투수의 영향 판단 | 1 | 옹벽 배면 침투수가 안정성에 미치는 영향 구분하기 |
| 돌쌓기 공법 식별 | 1 | 줄눈·뒤채움 재료로 돌쌓기 공법 구별하기 |
| 굴착 순서에 따른 공법 명칭 | 1 | 주변부 우선 굴착 방식의 공법 이름 고르기 |
폭우 등으로 옹벽 배면에 침투수가 발생하면 흙이 포화되어 흙의 단위체적 무게가 증가하고 그 결과로 옹벽에 작용하는 수평력(토압)이 커진다. 동시에 간극수압과 양압력 상승은 활동면과 저면에서 옹벽을 미끄러지게 하거나 들어 올리는 요인으로 작용하여 안정성을 저하한다. 따라서 침투수는 '밀어내는 힘을 키우고, 지탱하는 저항력은 약화시키는' 이중 효과를 가진다.
돌쌓기 공법은 메쌓기, 줄쌓기, 견치돌쌓기, 찰쌓기 등으로 구분된다. 메쌓기는 줄눈에 모르타르를 사용하지 않고 돌끼리 맞물려 쌓는 방식으로 구조적 강도가 낮아 높이에 제한을 받는다. 반면 찰쌓기는 줄눈에 모르타르를 채우고 돌 뒤의 뒤채움에 콘크리트를 충전하여 강도를 확보하므로 비교적 높은 옹벽에 주로 적용한다.
돌의 성질에 따라 시공 방식도 달라진다. 절리가 있는 수성암은 절리 방향과 하중 방향이 평행하게 쌓이면 절리면을 따라 파손되기 쉬우므로 하중 방향과 직교하도록 배치해야 안정성을 확보한다. 또한 큰 돌은 아래층에 배치하여 안정도를 높이고, 견치돌은 사면 지지 방향에 맞추어 설치해야 한다.
굴착 공법은 굴착 순서로 구분된다. 주변부를 먼저 굴착하여 흙막이 벽체를 축조한 후 중앙부를 굴착하는 방식은 트렌치 컷(Trench cut) 공법으로 정의된다. 이와 달리 아일랜드 공법은 중앙부의 흙을 최후까지 남겨두는 점이 특징이다.
옹벽의 뒤채움 재료는 배수성과 압축성 여부가 중요한 판단 기준이다. 점토나 실트, 유기질 흙은 배수성이 나쁘고 압축성이나 부피 변화 문제가 있으므로 부적합하다. 자갈이나 모래와 같은 투수성이 좋은 재료는 배수와 안정성 측면에서 적합하다.
돌쌓기 관련 문제에서는 '줄눈에 모르타르 사용'과 '뒤채움에 콘크리트 충전'이라는 조합이 나오면 찰쌓기를 고르면 정답이다. 옹벽 관련 문제에서는 침투수가 흙의 무게와 간극수압을 증가시키지만 수평저항력을 증가시키지 않는다는 점을 근거로 오답을 소거한다. 굴착 공법을 묻는 문제에서는 '주변부 먼저 굴착'이라는 키워드가 있으면 트렌치 컷을 선택한다.
폭우시 옹벽 배면에는 침투수압이 발생되는데 이 침투수에 의한 중요 영향과 관계가 먼 것은?
정답 ④ · 문제는 옹벽 배면 침투수에 의해 발생하는 영향 가운데 관계가 먼 것을 묻고 있다. 침투수는 간극수압을 높여 양압력을 증가시키고 흙이 포화되어 단위체적중량이 커지며 활동면(미끄럼면)에서의 양압력을 증가시켜 안정성을 저하시킨다.
옹벽 배면의 침투수는 수평력을 증가시키지만, 오히려 마찰력을 감소시켜 수평저항력을 낮추므로 증가한다는 설명은 틀리다.
돌쌓기의 방법 및 시공에 대하여 맞지 않는 것은?
정답 ③ · 문항은 돌쌓기 시 재료 특성과 안정성에 따른 적절한 쌓기 방향 등을 묻고 있다. 절리가 있는 암석은 절리 방향에 의해 약해지므로 하중을 받는 방향과 직교하도록 배치해야 절리면을 따라 박리되는 위험을 줄일 수 있다.
절리가 있는 수성암은 하중 방향과 직교하도록 쌓아야 안정성이 확보되므로 평행 쌓기는 오답이다.
폭우시 옹벽 배면에 배수시설이 취약하면 옹벽저면을 통하여 침투수의 수위가 올라 간다. 이 침투수가 옹벽에 미치는 영향을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 문항은 폭우 시 옹벽 배면의 침투수 상승이 옹벽에 미치는 영향 가운데 잘못된 것을 찾는 문제이다. 침투수는 활동면에서 간극수압을 증가시키고 부분포화로 뒷채움의 유효중량을 변화시키며 옹벽 바닥에서는 양압력을 증가시켜 안정성을 악화시킨다.
침투수는 옹벽에 수평 수압력을 가해 활동력을 증가시키므로, 오히려 수평저항력을 감소시켜 안정성을 해친다.
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