최대 굴착깊이보다 먼저 평면의 변화지점을 표시한다
지하안전평가 해석단면을 정할 때 가장 깊은 굴착부 한 곳만 고르면 검토가 간단해 보인다. 하지만 굴착깊이가 조금 얕아도 흙막이 벽체 강성이 낮아지는 구간, 지보재 간격이나 설치단수가 바뀌는 구간, 연약층이 두꺼워지거나 인접 구조물이 가까워지는 구간이 더 큰 변위와 침하를 만들 수 있다. 먼저 최신 굴착평면에 벽체공법, 지보방식, 단계별 굴착고, 지층경계, 설계지하수위와 인접시설 위치를 겹쳐 놓고 조건이 달라지는 경계를 표시한다.
평면과 단면의 기준도면도 통일해야 한다. 건축 굴착선, 가시설 전개도, 지반조사 위치와 지하매설물 현황도가 서로 다른 좌표나 개정본이면 단면 위치 자체가 어긋난다. 검토선마다 측점이나 그리드, 바라보는 방향과 적용 도면의 개정번호를 남겨야 해석모델과 주변시설물 검토를 같은 위치에서 다시 확인할 수 있다.
후보단면은 형상·지반·가시설·주변조건을 함께 비교한다
후보단면을 만든 뒤에는 한 가지 항목만으로 우선순위를 정하지 않는다. 굴착 형상에서는 깊이와 단차, 코너·우각부, 편측 성토와 상재하중을 본다. 지반조건에서는 지층경사, 연약층과 매립층의 분포, 기반암 기복과 수리경계를 확인한다. 가시설은 벽체의 강성과 근입, 지보재 형식·간격, 개구부와 공법 전환부를 비교한다. 주변조건은 건축물 기초, 철도·도로, 관로와 공동구의 이격 및 매설깊이를 단면에 올린다.
서로 비슷한 후보는 대표단면으로 묶을 수 있지만, 묶는 근거가 있어야 한다. 대표단면보다 굴착은 얕아도 지반이 약하거나 시설물이 가까운 단면을 단순히 포함 처리하면 주변시설물의 변형경로가 달라진다. 반대로 모든 측점을 독립 해석하면 결과가 반복되고 핵심이 흐려진다. 같은 거동을 기대할 수 있는 범위와 별도 판단이 필요한 변화구간을 구분하는 것이 단면 선정의 핵심이다.
| 비교축 | 분리해서 볼 변화 | 확인할 결과 |
|---|---|---|
| 굴착 형상 | 깊이·단차·코너·상재하중 | 벽체변위와 지표침하 분포 |
| 지반·지하수 | 연약층·암반선·수위·수리경계 | 변형 집중과 지하수 변화 |
| 가시설 | 벽체·지보방식·간격·공법 전환 | 부재력과 하중전달 변화 |
| 주변 시설물 | 기초형식·이격·매설깊이·용도 | 침하·수평변위와 사용성 영향 |
굴착 지반의 거동과 주변 시설물의 반응을 같은 단면에서 구분한다
「지하안전관리에 관한 특별법 시행령」 별표 2와 「지하안전관리 업무지침」은 지반안전성 검토를 굴착공사에 따른 지반안전성 영향분석과 주변 시설물의 안전성 분석으로 나누도록 한다. 따라서 대표단면을 고를 때도 벽체변위가 큰 단면과 특정 시설물의 반응이 불리한 단면이 서로 다를 수 있음을 전제로 한다. 먼저 단계별 굴착과 지보 설치를 반영해 지반 변위장을 확인하고, 그 결과를 시설물의 기초형식·강성·접합조건에 맞춰 전달한다.
검토 결과는 최대값 하나보다 위치와 단계가 중요하다. 벽체 최대변위, 배면 침하곡선, 지하수위 변화, 시설물의 침하·부등침하·수평변위가 어느 굴착단계에서 함께 커지는지 정리한다. 관로처럼 연속성이 중요한 시설은 절대침하뿐 아니라 인접 지점의 상대변위를 보고, 독립기초 건축물은 기초별 침하 차이와 회전 가능성을 확인한다. 적용 기준과 허용값은 시설물 관리기준, 평가 협의내용과 승인도서에서 정하며 다른 현장의 값을 그대로 가져오지 않는다.
생략단면의 포괄 여부를 확인하고 설계변경 때 다시 나눈다
선정한 대표단면은 해석한 위치만 설명해서는 부족하다. 각 단면이 어느 평면구간을 대표하는지 표시하고, 생략한 구간의 굴착깊이·벽체·지보·지층·주변시설 조건이 대표단면보다 같거나 덜 불리한지 비교표로 남긴다. 어느 한 항목이라도 거동방향이 다르면 국부 단면을 추가하거나 공간효과를 반영할 수 있는 검토방법을 선택한다. 코너부, 동시굴착부와 공법 변화부는 평면 구속과 하중전달이 달라 2차원 단면만으로 포괄 가능한지 별도 판단이 필요하다.
설계변경이 생기면 기존 단면에 수치만 바꾸지 말고 구간분할부터 다시 확인한다. 굴착선 이동, 지보재 형식 변경, 지하층 레벨 조정, 장비·적치하중 추가, 차수계획 변경이나 새로 확인된 매설물은 지배단면을 바꿀 수 있다. 변경 전후 도면과 후보단면표를 대조하고, 추가 해석·보강·계측 위치가 필요한 구간을 공정 전에 확정한다. 계측값이 예측과 다른 경우에도 단일 단면의 지반정수만 조정하지 말고 실제 변화구간과 경계조건이 모델에 포함됐는지 먼저 되짚는다.
- 굴착평면에서 형상·벽체·지보·지층·인접시설 변화경계를 표시한다.
- 후보단면의 위치·방향·도면 개정번호를 통일한다.
- 굴착 지반 거동과 주변 시설물 반응의 지배단면을 각각 확인한다.
- 생략구간이 대표단면 결과에 포함되는 근거를 비교표로 남긴다.
- 설계나 현장조건이 바뀌면 단면 구분과 해석범위를 다시 정한다.