Earth Anchor 공법(어스앵커)은 흙막이 지보공법 중 굴착 공간을 가장 넓게 확보할 수 있는 공법입니다. Strut(버팀대)가 굴착 내부를 가로막는 것과 달리, 앵커를 흙막이벽 배면 지반에 경사지게 삽입하고 인장력으로 벽체를 잡아당겨 토압에 저항합니다.
건축시공기술사 시험 출제 이력이 있으며, 구성요소(앵커두부·자유장·정착장) 개념과 분류(지지방식·용도)를 확인합니다.
▶ Strut 공법 | Racker 공법 | [장판지] 3-3. 토공사의 종류 및 공법
▶ 어스앵커(Earth Anchor) 방수, 누수경로 3가지와 경로별 방수처리
Ⅰ. 정의
Earth Anchor 공법이란, 흙막이벽 배면 지반을 원통형으로 경사 천공하여 인장재(PS강선)를 삽입하고, 선단부 정착장에 그라우팅으로 앵커체를 형성한 후 인장력을 도입하여 흙막이벽의 수평 변위를 억제하고 토압에 저항하기 위해 설치하는 Tie Back 방식의 흙막이 지보공법이다.
Earth Anchor는 흙막이벽의 Tie Back Anchor 용도 외에도 지내력시험 반력용·옹벽 수평저항용·교량 보강·Heaving 방지·구조물 부상방지 등 다양하게 활용됩니다.
Ⅱ. 구성요소
Earth Anchor는 크게 앵커두부 → 자유장 → 정착장(앵커체) 3부분으로 구성됩니다. 이 3가지 구분이 이해의 핵심입니다.
| 구성요소 | 위치 | 역할 | 주요 재료 |
|---|---|---|---|
| 앵커두부 (Anchor Head) | 흙막이벽 표면 | ·인장재 고정철물·지압판·대좌로 구성 ·앵커의 집중하중을 흙막이벽에 분산·전달 | 강재 지압판, 정착구 |
| 자유장 (Free Length) | 앵커두부~정착장 사이 | ·인장재가 지반, 구조물과 절연된 상태로 인장력을 정착장에 전달 ·Sheath(케이싱)로 피복하여 자유 신축 가능 | PS강선 + Sheath(케이싱) |
| 정착장 (Fixed Length, 앵커체) | 천공 선단부 | ·그라우팅으로 지반에 앵커체 형성 ·주면 마찰저항 또는 지압저항으로 인발력에 저항하는 핵심부 | PS강선 + 시멘트 그라우트 |
<자유장과 정착장 구분이 중요한 이유>
- 자유장은 힘을 전달만 하고 지반과 절연되어 있습니다. 정착장에서만 지반에 힘이 전달됩니다. 영구용 앵커에서는 자유장 PS강선 부식 방지를 위해 2차 그라우팅(방청재)을 반드시 실시해야 하는데, 이것이 채점 포인트입니다.
Ⅲ. 분류
① 지지방식별 분류 — 정착장이 어떻게 인발에 저항하는가
| 구분 | 저항 원리 | 특징 |
|---|---|---|
| 마찰형 | 앵커체 주면 마찰저항으로 인발력 저항 | 가장 일반적으로 사용, 그라우팅으로 원통형 앵커체 형성 |
| 지압형 | 앵커체 전면 수동토압 저항으로 인발력 저항 | 앵커체 일부를 크게 확공하여 전면 지압 활용 |
| 복합형 | 마찰저항 + 지압저항 합으로 저항 | 두 방식 결합, 인발저항력 최대화 |
② 용도별 분류 — 영구 사용 여부
| 구분 | 사용 기간 | 주요 용도 | 특이사항 |
|---|---|---|---|
| 가설용 (임시) | 지하구조체 완성까지 | 흙막이 토압 대응 — 지하구조체 완성 후 되메우기 전 철거 | 인장재 절단 후 내하체 지중 잔치 또는 제거형 적용 |
| 영구용 | 구조물 수명 전체 | 구조물 부상방지(Rock Anchor) / 옹벽 수평저항 / 교량 보강 | 자유장 PS강선 방청 처리 필수 (부식 방지) |
Ⅳ. 특징(장·단점)
| ▲ 장점 | ▼ 단점 |
|---|---|
| · 버팀대 없어 굴착 공간 넓게 활용 · Strut 방식 대비 작업 공간이 넓어 대형 장비 반입과 본구조물 시공이 용이하다. | · 인접 구조물 기초·매설물 있는 경우 부적합 · 앵커가 타 구조물 기초나 지하 매설물을 관통할 수 없어 도심 밀집지에서 적용이 제한된다. |
| · 공기 단축 용이 ·버팀대 설치·해체 공정이 없어 굴착과 본구조물 시공을 효율적으로 진행할 수 있다. | · 사질토·깊은 굴착 시 시공 곤란 · 사질토 지반은 천공 공벽 유지가 어렵고, 굴착 심도가 깊어질수록 앵커 길이와 공사비가 증가한다. |
| · 좁은 작업 공간에서도 시공 가능 · 배면 지반으로 앵커를 경사 삽입하므로 굴착 내부에 별도 공간이 필요 없다. | · 시공 후 검사 곤란 · 지중에 매입된 앵커체는 직접 확인이 불가능하며, 인장력 시험으로 간접 확인해야 한다. |
| – | · 사유지 침범 문제 (KCS 21 30 00) · 앵커가 인접 사유지를 관통할 경우 재산권 침해가 발생하므로 사전 협의가 필요하다. |
Ⅴ. 시공순서
| 단계 | 작업 내용 | 핵심 관리 |
|---|---|---|
| ① 천공 | ·흙막이벽 배면을 원통형으로 경사 천공 ·통상 30° 내외 하향, 가상붕괴선 외부까지 정착장 확보 | ·공벽 안전 보호 ·붕괴 시 Casing으로 보호 |
| ② 인장재 삽입 | ·PS강선(인장재) + 그라우팅 호스를 정착장까지 정확히 삽입 | ·삽입 깊이 확인 ·정착장 완전 도달 여부 점검 |
| ③ 1차 그라우팅 (정착장) | ·정착장 부분에 시멘트 그라우트 주입 → 앵커체 형성 | ·그라우트 배합·주입압 관리 ·양생 중 진동·충격 금지 |
| ④ 양생 | ·정착장 그라우트 강도 발현까지 양생 | ·양생 기간 준수 ·진동·충격·파손 방지 |
| ⑤ 인장·정착 (긴장) | ·앵커두부에 Jack 설치 → 인장재 긴장 후 정착 ·설계 인장력 도입 | ·정착력 설계값 확보 여부 반드시 확인 |
| ⑥ 2차 그라우팅 (자유장·영구용) | ·영구용 앵커 시 자유장 PS강선 부식 방지를 위해 방청재로 2차 그라우팅 실시 | ·가설용은 생략 가능 ·영구용 필수 |
| ⑦ 인발시험 (확인) | ·인발시험으로 앵커 정착력·인장력 확인 | 시험앵커 기준 충족 여부 확인 |
Ⅵ. 시공 시 유의사항
| 카테고리 | 유의사항 |
|---|---|
| 천공·공벽 보호 | ·천공 시 공벽을 안전하게 보호한다 ·공벽 붕괴 시 앵커체 형성 불량·정착력 부족으로 이어지므로 붕괴 우려 지반은 Casing으로 보호하며 천공한다. |
| 정착력 확인 | ·긴장 후 정착장의 인장력이 설계값대로 확보되었는지 반드시 확인한다. ·지중 앵커체는 육안 확인이 불가하므로 인발시험을 통한 간접 검증이 유일한 품질 확인 수단이다. |
| 그라우팅 양생 | ·그라우팅 양생 중 진동·충격·파손이 없도록 주의한다. ·조기 진동 시 앵커체 그라우트 균열로 정착력이 저하되므로 양생 기간 내 인접 발파·항타 작업을 금지한다. |
| 부식 방지 | ·인장재(PS강선)에 부식 영향 없는 그라우팅재를 사용하고, ·영구용 앵커의 자유장 부분은 반드시 방청재로 2차 그라우팅을 실시한다. ·자유장 PS강선 부식 시 인장력 손실로 흙막이벽 붕괴 위험이 있다. |
| 사유지 침범 | ·앵커가 인접 사유지를 통과할 경우 사전 협의 및 보상 계획을 수립한다.(KCS 21 30 00) ·미협의 시 민원 발생 및 공사 중단 위험이 있으며, 가능하면 사유지 침범을 최소화하는 공법을 우선 선정한다. |
| 지반균열 대책 | ·인발력 작용으로 지반 균열 발생 시 그라우팅으로 즉시 지반 보강한다. ·균열 방치 시 지반 이완으로 앵커 정착력이 급감하므로 계측 이상 발생 즉시 대응한다. |
Ⅶ. 답안 예시
Ⅷ. 흙막이 지보공 비교 (Strut / Earth Anchor / Racker / Top Down)
| 구분 | Strut 공법 | Earth Anchor | Racker (경사고임대) | Top Down (역타공법) |
|---|---|---|---|---|
| 지지 방식 | 굴착 내부 수평 압축재 | 배면 지반 인장 정착 | 지반(Con’c Box) 경사 압축재 | 지하 구조체 수평 지지 |
| 굴착 공간 | 침해 있음 | 침해 없음 | 침해 적음 | 침해 없음 |
| 적용 지반 | 대부분 가능 | 양질지반 (정착장 확보) | 양질지반 (10m 전후) | 대부분 가능 |
| 굴착 깊이 | 제한 없음 (다단 설치) | 제한 없음 | 10m 전후 | 대심도 유리 |
| 인접지 사용 | 불필요 | 필요 (사유지 침범 문제) | 불필요 | 불필요 |
| 공사비 | 중간 | 중간~고가 | 중간 | 고가 |
| 주요 적용 | 가장 일반적 | 굴착폭 넓고 배면 양질 | Strut·Anchor 불가 시 선별 | 대규모 심층 굴착 |
⭐ KEY POINT
- 구성 3요소 : 앵커두부(하중 분산) → 자유장(절연·인장 전달) → 정착장(지반 정착·인발 저항)
- 지지방식 3종 : 마찰형(주면 마찰·가장 일반적) / 지압형(전면 수동토압) / 복합형(마찰+지압)
- 용도 2종 : 가설용(구조체 완성 후 철거) / 영구용(자유장 방청 2차 그라우팅 필수)
- 장점 핵심 : 버팀대 없어 굴착 공간 최대 확보 / 공기 단축 / 대형 장비 반입 용이
- 단점 핵심 : 인접 구조물·매설물 시 부적합 / 시공 후 검사 곤란 / 사유지 침범 문제(KCS ✅)
- 시공 핵심 : 천공(30°내외) → 인장재 삽입 → 1차 그라우팅 → 양생 → 긴장·정착 → 인발시험 필수
- 감점 요인 : 영구용 자유장 방청 처리 미언급 / 정착력 확인 시험 미언급 / 사유지 침범 검토 미언급
마무리 및 관련 자료
Earth Anchor 공법은 흙막이벽 배면 지반에 인장재를 경사 삽입하고 정착장 그라우팅으로 인발저항력을 확보하여 토압에 저항하는 Tie Back 방식으로, 구성은 앵커두부·자유장·정착장으로 구분되며 지지방식은 마찰형·지압형·복합형, 용도는 가설용·영구용으로 분류된다.
시공은 천공(30°) → 인장재 삽입 → 1차 그라우팅 → 양생 → 긴장·정착 → 인발시험 순서이며, 영구용 자유장 방청 2차 그라우팅과 정착력 확인 시험 누락, 사유지 침범 미검토가 주요 감점 요인이다.