Slurry Wall 공법(지하연속벽 공법, Diaphragm Wall)은 대규모 지하 굴착 공사에서 사용하는 대표적인 흙막이 벽체 공법으로, 안정액(Bentonite Slurry)을 이용하여 공벽 붕괴를 방지하면서 지하에 연속된 철근콘크리트 벽체를 구축하는 공법입니다.
건축시공기술사 토공사 공법 중 출제 빈도가 가장 높은 핵심 공법으로, 안정액 관리 기준·Slime 처리·굴착 정밀도(1/300)·Tremie관 타설 등 파생 품질관리 개념이 독립 문제로도 출제됩니다. Slurry Wall 시공순서, Slurry Wall 안정액 기준, 지하연속벽 품질관리 기준을 공법 흐름과 함께 숙지해야 합니다.
목차
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Ⅰ. 슬러리월(Slurry Wall) 공법의 정의
Slurry Wall 공법(지하연속벽 공법, Diaphragm Wall)이란 Guide Wall을 설치하고 안정액(Bentonite Slurry)으로 공벽을 보호하면서 특수 굴착장비(Grab·Hydromill)로 소정의 패널을 굴착한 후, Slime을 처리하고 철근망(Rebar Cage)을 삽입하여 Tremie관으로 콘크리트를 타설함으로써 지하에 연속된 철근콘크리트 벽체를 현장에서 직접 구축하는 공법이다.
- 벽체 두께 600~1,200mm, 패널 길이 2.5~7.0m로 시공하며, 완성된 벽체는 흙막이 가시설뿐 아니라 영구 지하 외벽 구조체로도 전용된다. 차수성·강성·소음진동 모든 면에서 주열식 공법(CIP·PIP)보다 우수하나 공사비가 가장 고가이다.
Ⅱ. 시공 도해 및 시공순서
① Guide Wall 설치 → ② 안정액 충전·굴착 → ③ Slime 처리 → ④ 철근망 삽입 → ⑤ Tremie관 콘크리트 타설 → ⑥ 패널 연속 시공
- Guide Wall 설치
- 굴착 예정선을 따라 RC 가이드월(깊이 1.0~1.5m) 설치
- 굴착 위치 기준선 확보 및 안정액 저장조 역할
- 안정액 조합·충전
- Bentonite와 청수를 혼합하여 소정 품질의 안정액 조합
- Guide Wall 내 충전 후 굴착 시작
- 패널 굴착
- Grab(연약지반) 또는 Hydromill(암반·경질)로 패널 단위 굴착
- 굴착 중 안정액 수위를 Ground Level보다 1.5m 이상 높게 유지
- 공벽 수직도 검사(koden test)
- Slime 처리
- 굴착 완료 후 공저에 침전된 Slime 제거
- Air Lift 또는 Sand Pump 사용, 안정액 교환
- 철근망 삽입
- 지상에서 조립한 철근망(Rebar Cage)을 크레인으로 패널 내 삽입
- 스톱엔드 파이프 패널 양단 설치
- 콘크리트 타설
- Tremie관으로 콘크리트를 공저부터 상향 타설
- 안정액을 콘크리트로 치환하며 연속 타설
- 패널 연속 시공
- 콘크리트 경화 후 스톱엔드 파이프 인발
- 인접 패널을 순차 시공하여 연속 벽체 완성
슬러리월 패널 시공순서
| 단계 | 핵심 관리 항목 |
|---|---|
| ① Guide Wall 설치 | 수평 정밀도 ±10mm, 내공 폭 = 굴착 장비 폭 + 여유 |
| ② 안정액 조합·충전 | 비중 1.05~1.15, 점성 28~40초, pH 8~11, 모래분 5% 이하 |
| ③ 패널 굴착 | 수직도 1/300 이내, 패널 길이 2.5~7.0m, 굴착 중 안정액 비중 지속 관리 |
| ④ Slime 처리 | 콘크리트 타설 전 Slime 두께 100mm 이하, 안정액 비중 1.20 이하로 정화 |
| ⑤ 철근망 삽입 | Spacer 설치로 피복두께 100mm 이상 확보, 철근망 변형 방지 |
| ⑥ 콘크리트 타설 | Tremie관 선단 콘크리트 속 1m 이상 삽입, 타설 중단 없이 연속 타설, 타설 속도 4m/hr 이내 |
| ⑦ 패널 연속 시공 | 인접 패널 이음부 수밀성 확인, 불량 이음부 즉시 Grouting 보강 |
Ⅲ. 구성요소 및 역할
| 구성요소 | 규격 | 역할 |
|---|---|---|
| Guide Wall (가이드월) | 깊이 1.0~1.5m 두께 200~300mm RC | 굴착 초기 공벽 붕괴 방지 + 굴착 위치·방향 유도 + 안정액 저장조 역할 — 수평 정밀도의 기준선 |
| 안정액 (Bentonite Slurry) | 비중 1.05~1.15 점성 28~40초 | 굴착 중 공벽에 Filter Cake 형성 → 수압·토압에 대응하여 공벽 붕괴 방지 — 굴착 전 과정 필수 유지 |
| 굴착장비 (Grab·Hydromill) | 패널 폭 2.5~7.0m 벽 두께 600~1,200mm | Grab(크램쉘) — 연약~중간 지반 / Hydromill(수력밀링) — 암반·경질 지반 고정밀 굴착 |
| 철근망 (Rebar Cage) | 패널 단위 조립 | 콘크리트 벽체의 인장·휨 강도 확보 — Spacer로 피복두께 균일 유지 |
| Tremie관 | 내경 250mm 이상 | 수중 콘크리트 타설 — 관 선단을 콘크리트 속 2m 이상 삽입 유지하여 재료분리 방지 |
| 스톱엔드 파이프 (Stop End Pipe) | 패널 양단 설치 | 인접 패널 간 이음부(Joint) 형성 — 콘크리트 경화 후 인발, 반원형 홈 형성으로 패널 연결 |
Ⅳ. 특징 (장·단점)
| ▲ 장점 | ▼ 단점 |
|---|---|
| 차수성 최우수 — 완전 연속 콘크리트 벽체로 지하수 차단 효과 탁월, 별도 Grouting 불필요 | 공사비 최고가 — 특수 장비(Hydromill 등) 사용, 안정액 플랜트 설치 비용 |
| 영구 구조체 전용 가능 — 흙막이 가시설에서 지하 외벽 RC 구조체로 직접 활용, 공기 단축 | 공사 기간 장기화 — 패널 단위 시공, 안정액 관리·Slime 처리 등 공정 복잡 |
| 심층 굴착 대응 — 40m 이상 초심층 굴착 가능, 대규모 지하구조물 최적 | Guide Wall 설치 공간 필요 — 협소한 도심 현장 적용 제약 |
| 소음·진동 최소 — 항타 없이 굴착으로 인접 구조물·민원 영향 극소화 | 안정액 관리 불량 시 공벽 붕괴·패널 품질 저하 위험 — 전문 기술 인력 필수 |
Ⅴ. 품질 관리 심화
Slurry Wall은 품질 관리 세부 기준이 독립 출제 문제로 자주 출제됩니다. 아래 4개 항목의 수치 기준을 정확히 암기해야 합니다.
① 안정액(Stabilizer Liquid) 관리 기준
| 관리 항목 | 굴착 중 기준 | 콘크리트 타설 전 기준 | 불량 시 조치 |
|---|---|---|---|
| 비중 | 1.05~1.15 | 1.20 이하 | 정화 처리(사이클론·진동체) 또는 신액으로 교환 |
| 점성 | 28~40초 (Marsh Funnel) | 40초 이하 | 희석 또는 CMC 첨가 |
| pH | 8~11 | 8~11 | 소다회(Na₂CO₃) 첨가 |
| 모래분 | 5% 이하 | 3% 이하 | 진동 진사기(Desanding Unit)로 제거 |
| 안정액 수위 | 지반고보다 1.5m 이상 높게 유지 | 타설 전까지 유지 | 즉시 보충 — 수위 저하 시 공벽 붕괴 |
② Slime 처리 관리
| 항목 | 기준·내용 |
|---|---|
| 허용 Slime 두께 | 콘크리트 타설 전 공저 Slime 두께 100mm 이하 (품질 강화 관리 시 50mm 이하) |
| 처리 시기 | 굴착 완료 직후 및 철근망 삽입 직전 — 철근망 삽입 후 Slime이 재침전되면 재처리 |
| 처리 방법 | Air Lift 공법(압축공기로 Slime 흡입 배출) / Sand Pump(펌프 직접 흡입) — 처리 후 안정액 비중 1.20 이하 확인 |
| 미처리 시 영향 | 공저에 연약층 형성 → 말뚝 선단 지지력 저하 + 콘크리트와 안정액 혼입으로 벽체 강도 불균일 |
③ 굴착 정밀도 관리
| 항목 | 관리 기준 | 측정 방법 및 불량 시 영향 |
|---|---|---|
| 수직도 | 1/300 이내 (CIP 1/100보다 10배 엄격) | Koden Test(초음파 측정) — 불량 시 인접 패널 이음부 어긋남·차수 실패 |
| 패널 평면 위치 | ±50mm 이내 | Guide Wall 기준선으로 검측 — 위치 불량 시 인접 구조물과 간섭 |
| 굴착 깊이 | 설계 심도 + 여굴 500mm 이하 | 오거·Grab 토크값 + 검측봉으로 확인 — 과굴착 시 안정액 소비 증가·붕괴 위험 |
| 벽체 두께 | 설계 두께 ±50mm 이내 | 초음파 캘리퍼 측정 — 부족 시 구조 안전성·차수성 저하 |
| 패널 이음부 (Joint) | 스톱엔드 파이프 인발 후 단차 ±20mm 이내 | 이음부 불량 시 지하수 누수 통로 형성 — 즉시 JSP·LW Grouting 보강 |
④ 콘크리트 타설 관리 (Tremie관)
| 항목 | 관리 기준 | 위반 시 결과 |
|---|---|---|
| Tremie관 삽입 깊이 | 콘크리트 면 하부 2m 이상 항시 삽입 | 관 선단 이탈 시 안정액 혼입 → 재료분리·강도 저하 |
| 타설 연속성 | 중단 없이 연속 타설 — 불가피한 중단 시 30분 이내 재개 | 이음부(Cold Joint) 형성 → 벽체 강도·수밀성 저하 |
| 타설 속도 | 4m/hr 이내 | 속도 과다 시 측압 증가 → 철근망 변형·공벽 붕괴 |
| 콘크리트 품질 | 설계기준강도 24MPa 이상, 슬럼프 180~210mm | 슬럼프 부족 시 유동성 저하 → 철근망 사이 충전 불량 |
| 여성토(Laitance) | 설계 두부고 + 500mm 이상 여분 타설 후 제거 | Laitance 잔류 시 두부 강도 불량 → 상부 구조물 연결 불량 |
Ⅵ. 슬러리월 시공 시 유의사항
- (안정액 수위) 굴착 중 안정액 수위를 지반고보다 1.5m 이상 높게 유지한다. 수위가 저하되면 공벽에 작용하는 안정액 수압이 감소하여 즉시 공벽 붕괴로 이어진다.
- (수직도 관리) 굴착 수직도를 1/300 이내로 관리한다. Koden Test(초음파)로 굴착 중 정기 계측하고, 편차 초과 시 굴착 장비 재정렬 후 재굴착한다. CIP(1/100)보다 10배 엄격한 기준임을 주지해야 한다.
- (철근망 피복) 철근망 전면·측면·하단에 Spacer를 균등 설치하여 피복두께 100mm 이상을 확보한다. 피복 불량 시 염해·중성화 등 내구성 저하가 영구 구조체 전용 시 치명적이다.
- (스톱엔드 파이프 인발) 콘크리트 타설 후 경화 전에 인발을 완료한다. 경화 후 인발 시 파이프 파손·패널 손상이 발생하며, 이음부(Joint) 형상이 불량해져 차수성이 저하된다.
- (안정액 재활용) 회수된 안정액은 사이클론·진동체 등 정화 설비로 처리하여 품질 기준(비중 1.20 이하·모래분 3% 이하) 확인 후 재사용한다. 폐안정액은 관련 법규에 따라 적법 처리한다.
Ⅶ. 답안 예시
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Ⅷ. 흙막이 벽체 공법 비교 (CIP / MIP / PIP / Slurry Wall)
| 구 분 | CIP (Cast In Place) | MIP (Mixed In Place) | PIP (Packed In Place) | Slurry Wall (지하연속벽) |
|---|---|---|---|---|
| 벽체 재료 | 철근콘크리트 | 흙+시멘트 혼합체 | 콘크리트(무근) | 철근콘크리트 연속벽 |
| 벽체 두께 | 400~600mm | 600~1,000mm | 300~500mm | 600~1,200mm |
| 차수성 | 불량 (간극 발생) | 우수 (연속 혼합벽) | 보통 (간극 발생) | 최우수 (완전 연속벽) |
| 강성 | 우수 (철근Con’c) | 낮음 (1~3MPa) | 보통 (무근Con’c) | 최우수 (대단면 RC) |
| 수직도 기준 | 1/100 | 1/100 | 1/100 | 1/300 (최엄격) |
| 굴착 심도 | 지하 2~3층 | 지하 1~2층 | 지하 1~2층 | 40m 이상 가능 |
| 영구 구조체 전용 | 불가 | 불가 | 불가 | 가능 (지하 외벽) |
| 소음·진동 | 거의 없음 | 거의 없음 | 거의 없음 | 최소 |
| 공사비 | 중간 | 중간~고가 | 저렴 | 최고가 |
| 품질 관리 핵심 | Slime 처리·Tremie관 타설·공벽 안정(Bentonite 5~8%) | 시멘트밀크 주입량 | 인발 속도 동기화 | 안정액·수직도·Slime·Tremie관 |
| 적용 현장 | 도심 중규모 | 차수 필요 현장 | 소규모·경제성 | 도심 대규모·초심층 |
⭐ KEY POINT — Slurry Wall 핵심 암기
- 핵심 수치 6개 (시험장 즉시 활용) : 패널 두께 600~1,200mm / 패널 길이 2.5~7.0m / 수직도 1/300 / Slime 100mm 이하(강화 관리 50mm 이하) / Tremie관 2m 이상 / 안정액 수위 지반고 +1.5m 이상
- 정의 3요소 : Guide Wall 설치 → 안정액 충전·굴착(Grab·Hydromill) → Slime 처리 → 철근망 삽입 → Tremie관 타설 → 연속 RC 벽체
- 벽체 규격 : 두께 600~1,200mm, 패널 길이 2.5~7.0m, 굴착 심도 40m 이상 가능
- 안정액 비중 : 굴착 중 1.05~1.15 / 타설 전 1.20 이하 — 수위는 지반고보다 1.5m 이상 유지
- 안정액 점성 : 28~40초(Marsh Funnel) / pH 8~11 / 모래분 굴착 중 5%·타설 전 3% 이하
- Slime 처리 : 타설 전 공저 Slime 두께 100mm 이하 — 미처리 시 선단 지지력·벽체 강도 저하
- 수직도 : 1/300 이내 (CIP의 1/100보다 3배 엄격) — Koden Test(초음파)로 굴착 중 정기 계측
- Tremie관 : 선단 콘크리트 속 1m 이상 삽입 / 타설 속도 4m/hr 이내 / 슬럼프 180~210mm
- 여성토 : 설계 두부고 + 500mm 이상 여분 타설 후 Laitance 제거
- 4공법 최상위 항목 : 차수성·강성·굴착심도·소음진동 모두 Slurry Wall이 최우수 — 단, 공사비 최고가
- 영구 구조체 전용 : 4공법 중 Slurry Wall만 가능 — Top Down 공법과 연계하여 공기 단축
마무리 및 관련 자료
Slurry Wall은 공법 개요와 품질 관리 세부 기준이 분리 출제됩니다. 공법 전체 문제에서는 Guide Wall~패널 연속 시공까지 7단계 흐름을, 품질 관리 문제에서는 안정액 비중(1.20 이하)·수직도(1/300)·Slime(100mm 이하)·Tremie관(1m 이상) 4가지 수치 기준을 중심으로 서술하면 고득점을 받을 수 있습니다.