엄지말뚝

굴착 경계면에 1~2 m 간격으로 세워, 사이에 끼운 흙막이 판(토류판)과 함께 흙막이 벽을 이루는 강재 말뚝이다. 벽이 이어져 있지 않아 차수 기능이 없다는 점이 널말뚝·주열식 벽체와 갈리는 지점이다.

엄지말뚝은 굴착 경계면을 따라 일정 간격으로 세우는 강재 말뚝으로, 말뚝 사이에 끼운 흙막이 판과 함께 흙막이 벽을 이루며 배면의 토압과 수압을 직접 받는 수직 휨부재다. 국가건설기준의 영문 표기는 soldier pile이고, 현장에서는 재료 이름을 따 H-pile·H파일로 부른다.

이름이 세 갈래로 갈린다

가설흙막이 표준시방서와 설계기준은 이 부재를 엄지말뚝, 사이에 끼우는 널을 흙막이 판이라 부른다. 현장과 견적서에서 훨씬 자주 보이는 토류판은 이 흙막이 판의 관용 표기다. 도면과 시방서에 기준 용어를 쓰면 검수 단계에서 말이 엉키지 않는다.

세 번째 갈래가 H-pile이다. 이것은 역할 이름이 아니라 재료 이름이다. 같은 H형강 말뚝이 기초말뚝으로도 쓰이므로, "H파일 박는다"는 말만으로는 흙막이인지 기초인지 정해지지 않는다. 자재 조항은 엄지말뚝을 KS F 4603 적합품이면서 흙막이 판을 걸칠 치수를 가진 제품으로, 흙막이 판을 KS F 8024 적합품으로 요구한다. 한편 '엄지'가 어디서 왔는지는 국가건설기준이 밝히지 않는다. 굵은 기둥이라는 뜻으로 읽는 설명이 현장에 돌지만 확인된 출처가 없어 표기만 정리해 둔다.

옆에 놓인 벽체들과 무엇이 다른가

이 공법을 쓸 수 있는 현장인지 가르는 순서

판단은 지반조사 자료에서 시작한다. 굴착 중인 벽면에 다가가 살펴보는 것으로 정하지 않는다.

1. 지하수위와 굴착저면의 상하 관계를 시추주상도와 지하수위 관측공 기록으로 대조한다. 수위가 저면보다 높으면 단독으로는 성립하지 않고 차수 그라우팅 병행이 전제가 된다.
2. 지층 구성을 본다. 세립분이 많은 느슨한 사질토는 판 틈으로 흘러나오고, 자갈·전석층은 근입 자체가 어렵다.
3. 근입 방식을 정한다. 항타는 빠르지만 소음·진동이 크고, 오거로 천공한 뒤 말뚝을 넣는 방식은 도심 규제 구간에서 쓴다.
4. 지보 형식을 붙인다. 버팀보·어스앵커·소일네일·자립 가운데 무엇을 쓰느냐로 말뚝 단면과 띠장 위치가 달라진다.
5. 착공 뒤의 판정은 계측 수치로 한다. 지중경사계의 수평변위, 하중계의 지보 축력, 지하수위계의 수위, 지표침하핀의 침하량을 관리기준과 대조한다. 초기 대비 수위 저하가 커지고 있으면 배면 토사가 함께 빠져나온다는 신호다.

시방서가 정해 둔 값과 그 출처

굴착과 판 설치의 선후도 값으로 묶여 있다. 산업안전보건공단의 엄지말뚝공법 지침은 굴착 높이가 0.5 m를 넘지 않는 범위에서 판을 곧바로 끼우고, 배면에 공극이 남지 않도록 양질의 토사나 소일시멘트로 즉시 뒤채움하라고 적는다.

이 값들이 통하지 않는 자리

간격 1~2 m와 근입 2 m를 다 맞춰도 지하수위 아래에서는 벽이 완성되지 않는다. 판과 판 사이, 판과 배면 흙 사이가 그대로 물길이기 때문이다. 굴착 중 용수가 시작되면 굴토를 멈추고 차수를 먼저 잡는 것이 순서다.

암반 구간에서는 근입이 아니라 좌굴이 문제가 된다. 설계기준은 암반에서도 말뚝의 좌굴 영향을 검토하고 록볼트와 숏크리트로 안전을 확보하라고 적는다. 연약지반에서는 띠장 최대높이 1.0 m라는 값 자체가 성립하지 않는다. 그 값은 일반토사를 전제로 한 것이라 연약지반은 해석을 거쳐 따로 정한다.

이 분야를 아는 사람이 걸려 넘어지는 곳

흙막이 판 길이를 말뚝 중심간격으로 발주한다. 판은 말뚝 플랜지 안쪽으로 40 mm 이상 걸쳐야 하고, 설계 지간도 플랜지폭을 고려해 정한다. 중심간격 1.5 m로 주문하면 양끝 걸침이 나오지 않고, 순간격으로만 주문하면 걸침 여유가 없다. 이 계산은 말뚝 단면이 바뀔 때마다 다시 해야 하는데, 단면 변경이 판 발주까지 전달되지 않아 어긋나는 일이 잦다.

연직도 1/100의 기준 길이를 굴착깊이로 잡는다. 기준은 근입깊이다. 굴착깊이로 환산하면 허용치가 커져 벗어난 말뚝이 검측을 통과한다. 기울어진 말뚝은 아래로 갈수록 걸침을 잡아먹어, 굴착 막바지에 판이 빠지는 형태로 드러난다.

근입 2 m를 설계값으로 옮겨 적는다. 시방서 문장은 하한선이다. 근입장은 근입부의 수평저항과 보일링·히빙 검토에서 나온 값 가운데 큰 쪽으로 정해지며, 지하수위가 높은 사질토에서 2 m로 끝나는 경우는 드물다. 최소값을 그대로 도면에 올리면 안정 검토서와 도면이 서로 다른 말을 한다.

허용응력 할증 1.5배를 장기 존치 가시설에 그대로 쓴다. 설계기준은 공기 2년을 경계로 삼는다. 공사가 지연돼 존치 기간이 2년을 넘으면 그 흙막이는 더 이상 가설구조물 조건으로 검토된 상태가 아니다. 공기 연장 협의에서 이 재검토가 빠지는 일이 반복된다.

도면과 내역서의 어느 칸에 있나

가설 평면도에서는 말뚝 번호와 중심간격으로, 단면도에서는 두부 표고와 선단 표고, 그 차이로 읽히는 근입장으로 나타난다. 자재표에는 H형강 규격과 강종이 함께 적히므로 규격만 보고 강종을 넘기면 반입 검수에서 걸린다. 구조계산서에서는 지점 조건과 허용응력 할증계수가 자리다.

내역서에서는 줄이 여러 갈래로 나뉜다. 말뚝 설치와 인발이 다른 줄이고 존치는 또 다른 줄이다. 강재를 임대로 쓰면 손료가, 신재로 사면 자재비가 잡히므로 같은 물량이라도 금액이 달라진다. 준공 서류에는 인발한 자리를 무엇으로 채웠는지, 존치한 말뚝과 판이 어디 남았는지가 기록된다. 이것이 빠지면 다음 공사에서 지중장애물로 다시 만난다.

흔히 굳어 있는 오해

H파일을 박으면 흙막이가 된다고 말한다. H-pile 은 재료 이름이라 같은 자재가 기초말뚝으로도 쓰인다. "H파일 박는다"만으로는 흙막이인지 기초인지 정해지지 않으므로, 도면과 시방에는 역할 이름인 엄지말뚝으로 적는다.

토류판과 엄지말뚝을 같은 것으로 부른다. 시방서와 설계기준은 세워지는 강재를 엄지말뚝, 사이에 끼우는 널을 흙막이 판이라 부른다. 현장에서 훨씬 자주 쓰는 '토류판'은 흙막이 판의 관용 표기다. 견적에서 "토류판 얼마"가 말뚝까지 포함인지 판만인지 갈리는 자리가 여기다.

간격을 넓히면 말뚝 값이 준다고 본다. 개수는 줄지만 흙막이 판의 지간이 늘어 판 두께가 두꺼워지고, 말뚝 하나가 받는 토압이 커져 단면도 커진다. 시방서가 간격을 범위로 묶어 둔 이유가 여기에 있다.

되메우면 끝났다고 본다. 목재 판은 묻으면 썩고 그 부피만큼 배면에 빈 공간이 생긴다. 말뚝을 인발하면 그 자리가 그대로 빈다. 어느 쪽이든 채움 없이 넘어가면 몇 해 뒤 지표 침하로 돌아온다.

자주 받는 질문

엄지말뚝과 H파일은 같은 말인가. 겹치지만 같지 않다. 엄지말뚝은 흙막이 벽에서 맡는 역할의 이름이고, H파일은 재료의 이름이다. 같은 자재가 기초말뚝으로 쓰이면 그때는 엄지말뚝이 아니다.

흙막이 판은 그냥 두고 되메워도 되나. 목재 판은 묻으면 썩고 그 부피만큼 배면에 빈 공간이 생긴다. 말뚝을 인발하면 말뚝이 있던 자리가 그대로 빈다. 어느 쪽이든 채움 없이 넘어가면 몇 해 뒤 지표 침하로 돌아온다.

간격을 2 m로 넓히면 말뚝 값이 줄어드나. 개수는 줄지만 흙막이 판의 지간이 늘어 판 두께가 두꺼워지고, 말뚝 하나가 받는 토압이 커져 단면도 커진다. 시방서가 1~2 m로 범위를 묶어 둔 이유가 여기에 있다.

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