2020

도 로 설 계 요 령

AN01145-000145-12

발 간 등 록 번 호

제3권 교량

 

교 량

제8편 교량

제8-1편 교량 계획

제8-2편 교량 상부 구조물

제8-3편 교량 하부 구조물

제8-4편 내진 설계

제8-5편 교량 부대시설물

제8-6편 교량의 확폭

제8-7편 옹벽

제8-8편 가설 구조물

제3권

 

제 8-8 편 가설 구조물

 

제8-8 가설 구조물

811

2.1 일반사항

가설구조물의 계획, 설계는 가설지점의 지형, 하천, 도로의 상황, 환경조건, 토질조사 시험결과, 본 구

조물의 규모 및 형식, 시공의 안전성을 충분히 고려해서 합리적이며 경제적으로 계획, 설계하기로

한다.

가설구조물은 본 구조물 구축을 위한 일시적인 것으로 공사완료 후 철거하기 때문에 경시되

는 경향이 있다. 그러나 최근 본 구조물의 대형화나 인가 밀집지역, 산악지대에 시공하는 등

시공 환경조건에 따라 가설구조물은 매우 중요하게 되었다. 가설구조물의 계획, 설계는 이들

제 조건을 감안하여 충분한 조사를 실시하여 본 구조물에 미치는 영향과 시공의 안전성을

고려하는 것이 중요하다.

2.2 조사 및 검토 사항

조사는 합리적이며 경제적인 계획 · 설계 · 시공을 하기 위해 실시하는 것으로, 본 구조물의 규모, 중

요성 및 시공위치를 충분히 고려하도록 한다.

가설구조물은 위치나 구조가 미리 결정되어 있는 본 구조물 인근에 위치하므로 시공위치를

알고 있는 것이 보통이다. 이 때문에 가설구조물의 설계 · 계획 시 사전에 각종 조사가 이루

어지는 것이 보통이므로 지금까지의 조사 자료나 인근의 기존자료를 참고로 하면 좋다. 그러

나 가설구조물은 본 구조물의 규모나 시공위치의 제 조건에 따라 정하여질 뿐 아니라 시공성

에 따라 결정되는 경우가 많으므로 공법이 부적당하다고 생각되는 경우에도 충분히 대처할

수 있는 조사와 검토가 사전에 이루어지는 것이 바람직하다. ʻ2.2.1 지형ʼ ~ ʻ2.2.7 공정ʼ에

계획 · 설계 · 시공에 관해서 검토해야 할 사항에 대해서 서술한다.

2. 조사 및 계획

제2권 교량

812

2.2.1 지형

가설구조물의 설계 · 시공 시 지형을 충분히 파악하고, 지형의 고저차 · 자재 운반로 등에 대해서 검토

하기로 한다.

현장 시공조건으로서 현지반이 평탄하면 문제는 적지만 인가밀집지구, 산악지구 등에서는

특히 공사의 안전을 고려하여 설계 · 시공 중에 주의해야 한다.

공사 착수 전에 가설구조물 주변의 원지형을 충분히 파악하여 시공 시 어떠한 영향이 있는

가 충분히 검토해야 한다. 특히 물막이공법에서는 시공 지점이 수중이 되므로 하상의 경사,

기복에 의한 영향을 고려할 필요가 있다.

또 현장까지의 운반로는 사용하는 기계 및 재료를 고려한 도로의 폭원, 경사, 곡률, 교통량

등을 조사하고, 공사의 안전 및 시공성을 고려한 재료 투입로에 대해서 충분히 검토할 필요

가 있다.

2.2.2 지질, 토질

일반적으로 지질, 토질의 조사와 굴착하는 흙의 성질, 지하수의 높이, 용수량 등을 필요에 따라 조사

하기로 한다.

본 구조물의 설계와 가설구조물의 설계를 비교하여 조사의 중점을 어디에 두느냐에 따라

다소 차이가 있다. 예를 들어 버팀보방식 H말뚝 흙막이, 강널말뚝방식 흙막이의 설계를 위

한 조사에서는 지표 부근 지층의 N값, 자갈의 크기, 지하수의 높이, 용수량 등을 조사하여,

H형강이나 강널말뚝의 시공여부 등 시공법 선정에 이용하는데 반하여 본 구조물의 조사에

있어서는 지지층의 역학적 성질에 중점을 둔다.

가설구조물의 시공위치는 사전에 본 구조물에 대하여 각종 조사를 실시하므로 새로운 조사

는 필요하지 않으나, 전술한 바와 같이 조사의 중점을 어디에 두는가에 따라 다소 차이가

있으므로 가설구조물의 선정을 위한 조사는 필요에 따라 실시한다.

2.2.3 하천 등

하천 등의 수중에 설치하는 가설구조물의 설계 · 시공에서는 수위, 유속 등을 조사한다.

제8-8 가설 구조물

813

물막이, 가설교량, 축도 등 하천의 수중에 설치하는 가설구조물의 설계 및 시공조건의 결정

에 앞서 충분한 조사가 필요하다. 조사항목으로는 수위(최고수위 및 평균수위), 유속 및 과

거의 홍수기록이 있다. 또 하천관리자와 협의하여 정하는 경우도 있으므로 충분한 검토가

필요하다.

2.2.4 지하매설물

가설구조물의 설계 · 시공에서는 지하매설물에 대해서 충분히 조사 · 검토해야 한다.

가설구조물의 시공은 본 구조물의 기초 부분보다 외측에 시공되는 경우가 많으므로 가스관,

수도관, 전선관 등의 매설물 위치를 확실히 알고 있어야 하며, 중요한 매설물에 대해서는

매설물의 위치, 규모, 구조를 조사하고 그 결과에 대해서 미리 매설물 소유자 및 관계기관과

협의하여 확인하여 두는 것이 필요하다.

2.2.5 주변구조물

가설구조물의 설계 · 시공에서는 주변 구조물, 도로, 철도, 제방 등에 미치는 영향에 대해서 조사 · 검

토해야 한다.

주변구조물의 종류로는 민가, 학교, 병원 등 민간건축물을 포함한 건축구조물, 교대, 교각,

옹벽 등의 기설구조물 및 도로, 철도, 제방 등의 구축물이 있다.

주변구조물에 근접해서 가설구조물을 시공하는 경우에는 주변구조물이 어떻게 설계 · 시공

되고 현재 어떠한 상태로 되어 있는가 조사하고, 가설구조물의 시공이 주변구조물에 미치는

영향을 고려할 필요가 있다. 원칙적으로 조사해야 할 내용은 다음과 같다.

(가) 기초의 근입깊이

(나) 기초형식

(다) 가설구조물과 기설구조물의 상호관계

(라) 하중의 상호영향

(마) 가설구조물의 안정에 영향을 주는 범위의 지반성질

(바) 공사에 의해서 지하수 저하가 예상되는 경우에는 지하수위 저하에 의한 주변지반의 압

밀침하의 정도

제2권 교량

814

(사) 주변구조물의 현황

주변의 지반이나 구조물을 침하시키지 않고 시공하는 것은 매우 어렵지만 침하를 최대

로 감소시킬 수는 있다. 흙막이 구조물의 설계에서 침하방지는 다음과 같이 한다.

(아) 흙막이벽의 종류별로는 동일 지반의 경우 지중연속벽, 시트 파일, H말뚝, 횡널말뚝의

순으로 주변의 침하에 주는 영향이 적다.

(자) 흙막이 지보공의 종류별로는 동일 지반의 경우 타이로드 앵커, 철근콘크리트, 강재, 목

재의 순으로 주변지반의 침하에 주는 영향이 적다.

(차) 제1차 굴착 시(제1단 지보공 가설전의 상태) 흙막이벽이 쓰러지는 경우가 예상외로 많

은데 흙막이벽의 이동량이 거의 주변지반의 침하량으로 나타나므로 흙막이벽이 쓰러지

는 것을 최대한 방지해야 한다. 이를 방지하는 방법으로 흙막이벽 머리부에 타이로드

앵커를 설치하거나, 철근콘크리트로 연결을 도모하거나, 굴착전 지표면 부근에 가설 수

평 흙막이 지보공을 설치하는 것이 매우 효과적이다. 또 과거 많이 이용되었던 앵글에

의한 머리부 연결은 효과가 없다고 생각하는 것이 좋을 것이다. 또 I형강이나 H형강에

의한 머리부 연결은 어느 정도 효과적이라 생각된다.

(카) 흙막이 지보공(특히 버팀보 부재)에 프리로딩(재킹)을 가하는 것도 주변지반의 침하방

지에 효과적이다. 일반적으로 강재 버팀보인 경우 버팀보 1개 당 20톤 전후의 재킹을

하는 것과 같다. 연약지반의 경우(특히 시트 파일을 사용한 경우가 많다고 생각된다)

재킹하중이 너무 크면 그림 2.1과 같이 그 다음의 굴착장소 부근의 시트 파일이 부풀어

나오는 경우가 많아지고, 이 때문에 주변지반 침하의 비율도 많아지게 된다. 이러한 지

반 조건인 경우 제1단 버팀보에 주는 재킹하중은 너무 과대하거나 과소하여도 안 되므

로 재킹 시공 시에는 시트 파일 머리부의 이동량을 계측, 검토하면서 재킹하중을 결정

할 필요가 있다.

<그림 2.1> 재킹하중에 의한 영향

제8-8 가설 구조물

815

(타) 흙막이벽 근처에 중기계가 놓이거나 덤프트럭과 같은 중차량이 빈번하게 통행하는 곳

에는 흙막이벽 머리부의 이동량이 매우 커지게 된다. 따라서 흙막이벽 근처에는 차량이

통행하지 않도록 하는 것이 좋지만 부득이한 경우에는 흙막이벽의 이동방지책을 강구

할 필요가 있다.

(파) 최근 대구경의 현장타설 철근콘크리트 말뚝의 사용이 많아지고 있는데 이 말뚝 시공

시 채움부의 되메우기 불량에 의한 흙막이벽의 처짐량도 커져서 이로 인하여 주변지반

의 침하가 일어난다. 모래만에 의한 되메우기나 굴착토에 의한 되메우기는 벤트 나이트

이수(迡水)를 사용한 현장타설말뚝의 경우에는 되메우기가 불량하게 된다. 빈배합의 콘

크리트 등 여러 가지의 되메우기 결과 현장에서는 쇄석과 모래 또는 슬래그와 모래의

혼합재료가 적합하다.

(하) H말뚝, 횡널말뚝 공법을 사용하는 경우 뒤채움 상태가 주변의 지반침하에 영향을 준다.

최근 기계화 굴착에 의하여 시공속도가 빨라지고 있으므로 뒤채움 상태가 조잡하게 되

기 쉽다. 이 현상에 의한 지반침하는 연약지반에 한하지 않고 다져진 모래지반의 경우

에도 지하수와 함께 토사가 유출되어 큰 공동을 만들어 함몰 침하를 발생시키므로 주의

해야 한다. 방지대책으로는 횡널말뚝의 뒤채움부에 콘크리트를 뒤채움 재료로서 사용

하면 효과적이다.

(거) 연약지반이나 단단한 지반 모두 수면 이하의 흙막이벽에서 지하수에 수반되는 토사유

출에 의한 주변지반의 침하를 주의해야 한다. 이 현상은 H말뚝, 횡널말뚝공법 뿐만 아

니라 시트파일공법 시공 시 단면결손 부분, 기둥열 벽식공법 시공 시 인접하는 흙막이

말뚝이 빠진 곳이나 지중연속벽에 결함부분이 있으면 발생하기 쉽다. 이상의 공법에서

는 정밀한 시공을 하여 결함부분이 생기지 않도록 해야 하지만, 땅속 깊은 곳에서의

시공이므로 완전무결한 시공을 기대하기는 어렵다. 따라서 토사유출이 확인되면 신속

하게 그라우트 등의 조치를 취해야 한다.

(너) 흙막이벽의 시트파일이나 H말뚝을 뺀 후의 지반침하도 문제가 된다. 지반조건에 따라

다르지만 말뚝을 빼낸 후 그라우트나 모래의 채움으로 지반침하를 방지할 수 있지만,

N값 0 전후 점성토의 경우 시트파일을 빼면서 그라우트를 하는 이외의 방법은 없다.

일반적으로 그라우트가 곤란한 경우나 공해방지의 관점에서 무소음, 무진동 공법으로

시트파일을 뽑으면 능률이 떨어져 공사비가 상승한다. 이 때문에 매설하는 편이 좋은

경우도 많다.

제2권 교량

816

(더) 현장 주변에 매설관이 있는 도로에서는 매설관 시공 시 되메우기가 완전하지 않은 경우

가 많아서 말뚝타입 진동이나 덤프트럭 등 중차량의 통행으로 인하여 매설관 주변의

지표면이 침하하는 경우가 종종 있다. 매설관이 침하하여도 지장이 없으면 지표면을 아

스팔트 등으로 포장하여도 좋지만, 하수관이나 수도관, 가스관 등은 침하에 의한 결함

이 생기기 쉬우므로 사전에 너무 단단하지 않은 그라우트재로 되메우기하여 간극이 채

워지도록 해야 한다.

(러) 인접건물의 기초지반이 불안정할 때는 건물이 기울기 쉽다. 방지대책으로 터파기 보강

(underpinning)이 효과적이지만, 어떤 침하현상을 방지하기 위해 터파기 보강을 할

것인가를 먼저 생각해야 한다. 굴착측 기초의 되메우기 불량으로 반대측의 건물이 침

하하는 경우에 대하여 충분한 검토 후 터파기 보강을 해야 한다.

2.2.6 시공 환경

가설구조물의 설계 · 시공에서 시공 중의 소음, 진동이 주변의 인가, 구조물에 미치는 영향에 대해서

충분한 조사 및 검토를 해야 한다.

가설구조물의 설계 · 시공에 관한 조사 및 검토사항 중 특히 인가밀집 지역에서는 특별한

배려가 필요하고 시공 착수 전에 가능한 한 대책을 강구하여 놓는 것이 바람직하다. 또한

공사의 개요에 대해서 거주자들에게 주지시켜 협력을 얻는 것이 필요하다.

또 시공법에 의하여 소음, 진동의 규제에 의해서 타입공법이 불가능한 경우나 대형기계의

운반이 어려운 경우도 있으므로 주의를 요한다.

2.2.7 공정

가설구조물의 경우 공정, 현장조건, 자연조건, 건설기계의 선정 등을 충분히 검토해야 한다.

토목공사의 경우 공정관리는 매우 중요한 것이다. 특히 가설구조물은 본 구조물에 선행해서

시공되고, 본 공사에 큰 영향을 미치므로 가설구조물 시공위치의 제 조건 · 건설기계의 선정

등을 충분히 검토해야 한다. 공정을 검토한 후에 시공순서와 공법은 기본적인 문제이고, 현

장조건 · 환경조건 · 하천조건 · 자연조건(계절) · 자재공급 예상 · 건설기계의 선정 등 모든

제8-8 가설 구조물

817

제 조건을 고려해서 검토할 필요가 있고, 시공순서 · 공법선정 및 시공방법에 대해서는 본

구조물의 시공과 공정과의 관련에 대하여 충분히 검토할 필요가 있다.

2.3 구조형식의 선정

가설구조물의 구조형식은 ʻ2.설계계획ʼ의 조사, 검토 결과를 기초로 시공의 안전성, 경제성을 고려해서

선정하기로 한다.

(가) 흙막이공법에 대해서 이 기준은 버팀보방식 H말뚝 흙막이공법, 강널말뚝방식 흙막이

공법의 두 가지로 나누고 있다. 공법선정을 일반적으로 정하기는 어렵지만 선정기준을

다음과 같이 제시한다.

(a) 버팀보방식 H말뚝 흙막이공법

① 롬층, 점토층

② 사질토 지반에서 지하수위가 낮고 간단한 배수펌프 설비로 배수가 가능하다고

판단될 때

(b) 강널말뚝방식 흙막이공법

① 지하수가 높고 버팀보방식 H말뚝 흙막이공법에서는 배수가 어렵다고 판단될 때

② 연약지반, 인접구조물이나 도로, 철도 등이 있고 (a)의 공법보다도 안전측으로

하려 할 때

가설구조물의 일반적인 선정은 지반조건 및 본 구조물의 규모, 형식 등을 고려해서 정하

지만 흙막이공법의 선정에 대해서 명확한 적용구분이 없는 것이 사실이다. 그러나 버팀

보방식 H말뚝 흙막이공법의 사용은 지하수의 유무, 배수 가능 여부, 부풀음 등을 검토하

여 충분한 안전성을 확인한 후에 사용해야 한다.

(나) 물막이공법(단일물막이, 이중물막이)은 본 구조물의 규모, 형식 및 시공조건 등 제 조건

을 감안해서 선정하도록 한다. 그러나 깊은 수중의 물막이에는 단일물막이를 사용하지

않는 것으로 하지만 공사 중의 제한폭, 기초의 크기에 따라서는 이중물막이의 사용이

불가능한 경우도 있으므로 공사의 안전성 등을 고려하여 하천관리자와 충분히 협의하여

정할 필요가 있다.

(다) 케이슨 지수벽의 사용재료는 원칙적으로 강널말뚝을 사용하는 것으로 하지만, 침하하중

으로서 재하하중을 고려해야 하는 경우에는 철근콘크리트 구조를 사용한다.