B.W 공법

[최현기]

1. 시공법 개요
	(1) B.W ( Boring Wall ) 공법은 벽체의 수직정도와 지수성 및 강성이 뛰어난 지하 연속벽 공법 중에서도 가장 최신식 공법이다. (2) 굴삭기는 네모틀 또는 crane에서 wire rope 에 매달아내려 수중 motor 로 구종되는 5개 또는 7개의 rotary bit 로 굴삭하여 굴삭토사는 surion pump 로 된  reverseirculation 에 의해 배제된다. (3) 굴삭심도는 50m 까지 벽두께 40 ~ 120 cm을 굴삭 할 수 있다. (4) 지하 연속벽 공법의 초기에 사용된 주열식 공법의 개량된 벽식 공법들에 쓰이는 어스오거 공법이나 크럼셀 system에 비하여 벽면의 매끈함과 수직성을 보다 우수하게 만들 수 있는 공법으로 개발된 BW 공법은 가벽으로만 이용된던 지하 연속벽을 본체 구조벽에의 으용을 가능케한 공법으로 이런점에서 볼 때 각종 지하구조물의 건립에 대한 활용이 기대되는 것이다.

2. 공법의 특징
	(1) 적용지반은 연약층에서 사력층 , 고결층까지의 깊이에 관계없이 높은 능륭로 안전하게 굴삭할 수 있다. (2) 수직정도가 높다. (3) 수중motor 사용으로 소음 지동이 적다. (4) 벽면을 평활하게 마무리 된다.

3. 굴착방법에 의한 B.W 공법의 분류
	(1) B.W ( Boring Wall ) 공법이란 Trench를 굴착하여 어느 깊이의 Panel을 만들어 이것에 철근망을 삽입하여 콘크리트를 타설한 후 , Panel을 연속시켜 지하벽을 일련의 공정으로 연속적으로 건설하는 공법이다. (2) 지하연속벽에 쓰이고 있는 공법들을 지하층의 굴착방법에서 분류하면 다음의 3 가지로 분류된다.
		1) Drill 방법 ( B.W 공법 ) 2) Bucket 방법 ( Earth Wall , ISCUS , O , W.S 공법 ) 3) Bit 방법 ( 솔레단 슈 K.C.C , S.H.V.T 공법 )
	(3) 굴착토의 배토방법으로 분류하면 다음 2 가지로 분류된다.
		1) Bucket 방법 ( Crom Shell Bucket을 써서 상하운동으로 배토 ) 2) 순환식 ( 펌프로서 안정액의 순환과 함께 배토 )
	(4) B.W 공법은 굴착방법에서 1) 의 Drill 방법에 , 배토방법으로서는 2) 의 순환식으로 되어 있다.

4. 안정액
	(1) B.W 공법에서 지하지층의 굴토에서 생기는 Trench ( 공동 ) 붕괴방지는 Trench 속에 안정액을 채워 안정액으로 하여금 Trench 면을 지지시켜 벽의 붕괴를 막는다. (2) 이 안정액은 Bentinite ( 점토질의 광물 )을 사용하고 토질에 따라 배합비가 조정된다. (3) 안정액의 배합기준은 일반적으로 다음의 배합비율에 따른다. (4) Bentonite 는 물속에서 비중을 증가시키고 그 미립자의 팽창작용으로 액체에 Thixotropy적 성질을 주어 Thixotropy 액체를 조성시킨다. (5) C.M.C 는 옅은 Bentonite 농도에서 점성화 Gel 화 경향을 증가시킨다. (6) F.C.L ( 또는 후민산소다 ) 등의 첨가물질을 안정액의 오염에서 기능을 개선하는 역할을 담당한다. (7) 시공시의 배합 Trench 의 굴착시 배합설계는 굴착층에서 제일 약한층을 기준으로 하여 다음의 배합열에 따른다. ( 그림 1 참조 ) (8) 안정액의 관리 Trench 속에서 안정액은 다음의 현상이 생긴다.
		1) 흙의 공극에 Gel 화 작용 2) 불투수막의 형성 3) 정수압 작용 4) 기타 5) 굴착기구의 작용
	(9) 따라서 안정액의 기능을 유지시켜 Trench를 안정시켜 보호하기 위해서는 안정액 사용도중 다음 종목의 시험을 한다.
		1) 비중시험( 사용비중 1.02 ~ 1.05 ) 2) 점성시험 3) 로과시험 (탈수시험 , 조벽성 ) 탈수량 20cc 이하 , Filter Cake 2mm 이하 4) PH 시험
	(10) 시험결과에 따라 안정액의 조정과 폐기에 대한 대책을 세워 굴착도중 Trench 벽면의 사고책을 예방한다. Bentonite 농도 1 % 증가에 따라 비중은 0.05 증가된다. (11) PH 치의 시험은 PH Test 지를 사용하여 손쉽게 시험이된다. 일반적으로 PH가 10.0 이상이면 안정약에 시멘트가 혼입된 것으로 보고 , 11 이상은 폐기한다.

5. B.W 기계
	(1) B.W 공법에 쓰이는 기계는 B.W Long Wall Drill 이며 1967 년 일본의 利根 Boring Co.에서 개발되었다. (2) 이 기계는 다른 지하 연속벽 공법에 쓰이는 기계처럼 지정회사에서 시고권을 독점시키지 않고 있는 대중성을 가진 기계이며 , 이 기계의 설계에서는 다른 종류의 다른 기계들이 가지고 있는 결점들을 완전히 보완하였다.

6. B.W 기계의 설계방법
	(1) 균일하지 않은 모든 지반의 굴착을 가능하게 한다. 지반은 연약층 , 경질층 , 자갈 , 용수층 , 강한 점토성의 지층등 다양하며 이들 지층을 평균적으로 능률있게 굴착하여면 회전식 굴착방법이 좋다. (2) 처음부터 벽형의 Trench를 만든다. 여러갱의 공을 중복시켜 동시에 굴착하고 공과 공사를 상하로 작용하는 절단방법으로서 벽면을 고르게 하여 벽형의 Trench를 만든다. (3) 수직 정도를 확보한다. 이것을 위해서 굴착기를 와이어 로프로 달아맨 물체는 중심을 가리킨다는 원리를 이용햇다. 또 양측의 균형을 조정하기 위해서 편립계를 비치하고 하중계로서 Bit 의 조정을 할 수 있게 한다. (4) Rod ( 로드 ) 없이 굴착기의 회전을 준다. 이것이 와이어 로프로 달아맨 굴착구의 회전이 불가능한 다른 종류의 굴착기와 달리 수중 Mortor를 사용하여 굴착기의 회전을 가능하게 하였다. (5) 배토능률을 향상시킨다. 이것은 Reverse Circulation 방법으로 하였다.

7. 지하구조의 B.W 공법 이용
	(1) 옹벽
		1) 옹벽의 일반적인 안정조선은 그림에서와 같이 ⓐ 전도 ⓑ 활동 ⓒ 침하이며 이것을 B.W 공법에 따라 상기 안정조건을 충족시키는 방법으로서는 ( 그림 2 ) 와 같이 하면된다. 2) 곧 ⓐⓑ 는 종점의 구조에서와 같으며 ⓒ 의 침하에 있어서 B.W 공법으로 설계될때에는 근입길이를 조정하는 것으로서 침하에 대비하는 것이다.
	(2) 기중과 기초판
		1) 구조물의 상부하중 ( 주로 건물 )을 지지하는 기둥 및 기초판이 B.W 공법일 때의 설개는 다음 그림과 같다. 2) 이것도 옹벽의 침하에 대비하는 방법과 같이 판에서의 근입부로부터 대치 설계하여 구조상 하중을 처리할 수있다.
	(3) 기타 지하구조
		1) B.W 공법으로서는 정밀한 지하벽의 조성이 가능 하므로 가설벽의 토류벽과 지수벽에서 그 활용이 그치는 것보다 유효한 활용은 지하벽을 본 구조로 사용하게 하는 것이다. 2) 지하건물에서는 벽과 기둥을 동시에 시공하고 본구조에 사용토록 하면 가설벅일 때 수반되는 지보공의 일부 절약이나 또는 전부를 없앨수 있다. 3) 예로서 건물의 경우 지하부분의 골조에 해당하는 벽과 기둥의 시공이 B.W 공법으로 완성되면 지하부의 일부 굴착으로서 보 와 판을 시공하고 진행하면서 지상에서는 바로 상층공사를 진해시키는 역타설공법을 써서 공기의 단측에서 오는 각종비용의 절약을 할 수 있어 그 활용의 전망이 크게 된다. 4) 역타설 공법을 쓸 때 지하지둥의 1 차 시공은 주로 기둥부에 철골을 쓰고 이 단면은 지하구조 2차 시공 완료시 까지 지하구조의 완성부분의 하중을 견딜수 있으면 된다.  5) 이 공법은 삼성건설에서 처음 우리나라에 도입하여 시용한 것이다.

8. 지하 연속벽 시공시 유의사항
	(1) 시공순서
	(2) 시공시 단계별 유의사항
		1) guide wall 설치
			① trench 굴착을 위해 cencrete guide wall 설치 ② 연속벽 굴착시 수작도 오차 10cm 내의 유지 ③ 평면적 연속벽위치 결정
		2) 굴착
			① 20 t 이상 clamshell bucket 이나 boring wall 장비로 굴착한다. ② 굴착시 안정액은 지하수위보다 1.5m 이상 높게 유지한다. ③ 암석층은 chiseing 6 ~ 8 t 장비를 사용한다.
	(3) Slime 제거
		1) 굴착완료 후 trench bentonite 용액 cleaning 실시 2) 모래 함유율 3 % 이내로 cleaning을 실시한다.
	(4) 철근  조립설치
		1) 철근 cage 조립 설치 2) pipe 는 벽두께 보다 5cm 작은 것을 사용
	(5) stop and tube 설치
		1) 연속벽 panel joint 지수 효과 증대 2) pipe 는 벽두께 보다 5cm 작은 것을 사용
	(6) tremie 관 설치
		1) D275m/m concrete 타설용 tremie 관설치 2) 굴착 바닥에서 15 cm 뜨게 설치
	(7) concrete 타설
		1) tremie 관을 통하여 con'c 타설 2) tremie 관은 con'c 속에 3 ~ 4 m 묻히게 하여 상승
	(8) stop and tube 인발
		con'c 타설후 경화되기 전 ( 2 ~ 3 시간 ) pipe를 회전시키고 4 ~ 5 시간이내에 완전히 제거한다.

9. 결론
	(1) 지하연속벽의 공법을 안정성 , 공해문제 , 인접도로 , 구조물등 영향문제 등을 검토해 볼 때 좁은 도심지역에서 최적 공법이며 (2) 경제적 시공이 되게 연구 , 노력이 필요하다.