언더피닝(Underpinning) 공법의 종류와 안전대책 완벽 안내

도심지 개발이 빠르게 증가하면서 기존 구조물을 보존한 상태에서 지반을 굴착하거나 보강해야 하는 경우가 많아지고 있다. 특히 대형 개발 사업, 지하공간 확장, 인접 건물과 맞닿은 굴착에서는 기초 안정성이 중요한 요소가 된다. 이때 기존 구조물의 하중을 새로운 지지체로 안전하게 전이하는 언더피닝 공법이 필수 기술로 자리 잡았다.

언더피닝은 공사 난도가 높고 위험 요소가 많은 작업이다. 시공 중 기초가 불안정해지면 구조물 침하, 균열, 붕괴와 같은 심각한 사고가 발생할 수 있다. 따라서 공법 이해도와 안전관리 체계가 매우 중요하다. 아래에서는 언더피닝의 필요성부터 공법 종류, 장단점, 안전대책까지 단계별로 정리한다.

언더피닝 공법이 필요한 이유

언더피닝은 기존 건축물의 기초가 부족하거나 지반을 굴착해야 하는 상황에서 구조물의 침하를 방지하기 위해 적용된다. 다음과 같은 환경에서 주로 사용된다.

도시 고밀도 개발 증가

도심 내 지하 공간 활용이 늘어나면서 기존 건물 바로 아래 또는 옆에서 굴착하는 작업이 많아졌다. 지하철 구조물, 지하연결 통로, 상업시설 확장 등은 기존 건축물의 안정성을 위협할 수 있다.

기존 구조물의 지지력 부족

노후한 건축물은 세월이 지나면서 기초가 약해지기 쉽다. 또한 건물을 증축하거나 하중을 더하는 공사를 진행하면 기존 기초로는 하중을 감당하기 어렵다. 이런 상황에서는 새로운 지지체가 필요하다.

인접 굴착으로 인한 영향

새로운 구조물을 시공할 때 기존 건물과 근접한 굴착이 이루어지면 토사 이완이 발생하거나 기초가 노출되는 문제가 생길 수 있다. 이를 방지하기 위해 언더피닝이 적용된다.

언더피닝 공법의 장점과 한계

언더피닝 공법은 기존 구조물 보호에 매우 효과적이지만 시공 난이도가 높고 여러 제한 요소도 존재한다.

장점

구조물의 부등침하가 발생한 경우 보정이 가능하다.
기존 기초의 지지력을 강화해 장기 안정성을 확보할 수 있다.
증축이나 하중 증가 시 건물의 안전성을 유지할 수 있다.
인접 굴착이 필요한 도심지에서 효과적이다.

단점

일반 기초공법보다 비용이 높다.
대규모 건축물에는 적용이 제한될 수 있다.
국내 전문 시공경험이 적어 숙련도 확보가 어렵다.
시공 오류 시 대형 사고 발생 가능성이 높다.

따라서 공법 선정 전 지반조사, 기존 구조물 상태, 인근 건축물 영향 등을 종합적으로 검토해야 한다.

언더피닝(Underpinning) 공법의 주요 종류

언더피닝은 크게 기초 보강 공법과 지반 보강 공법으로 구분된다.

기초 보강 공법

바로받이 공법 (Direct Underpinning)

기초 하부에 새로운 콘크리트 블록을 직접 설치해 구조물을 단계적으로 지지하는 방식이다. 구조가 단순하지만 시공 편차가 발생하면 침하 위험이 커서 정밀도가 매우 중요하다.

보받이 공법 (Beam Underpinning)

기초 하부 전체를 철근콘크리트 보로 연결해 하중을 분산하는 방식이다. 부등침하 위험이 높은 경우 유용하다. 시공 중 변위 관찰이 필수다.

바닥판 받이 공법 (Slab Underpinning)

기존 구조물을 임시로 해제한 뒤 기초 아래에 바닥판을 새로 구축해 하중을 바닥 전체로 분산하는 방식이다. 대형 구조물에는 적용이 어렵지만 하중 분산 능력이 뛰어나다.

지반 보강 공법

약액주입공법 (Grouting)

약액을 지반에 주입하여 강도를 높이는 방식이다. 기초 지지력 향상과 인접 건물 침하 예방에 효과적이다.

이중 널말뚝 공법 (Double Sheet Pile)

이중 구조의 널말뚝을 설치하여 굴착면의 지반 이완을 억제한다. 수평 변위 제어에 뛰어난 효과가 있다.

차단벽 공법 (Cut-Off Wall)

지반 전체를 벽체로 감싸 안정성을 확보하는 방식이다. 상부 공간 확보가 가능할 때 적용한다.

언더피닝 시공 시 필수 안전대책

언더피닝 작업은 위험도가 매우 높다. 아래 안전대책은 시공 전·중·후 모두 적용해야 한다.

기초 보강 단계 안전수칙

인접 건물, 지하매설물, 주변 구조물에 대한 사전조사를 반드시 실시한다.
단계 굴착과 단계 타설을 원칙으로 진행해 기초 이탈을 방지한다.
계측기를 설치해 변위 발생 여부를 지속적으로 확인한다.
작업자가 기초 하부 공간에 들어가지 않도록 출입을 통제한다.

지반 보강 단계 안전관리

지층 정보, 지하수 흐름, 토질 특성 등을 면밀히 조사한다.
약액 주입 시 과압·과량 주입을 금지해 지반 파괴를 막는다.
장비 주변 낙하물 위험을 사전에 제거한다.
인접 구조물 변위는 모니터링 시스템을 활용해 상시 감시한다.

현장 운영 전반의 안전관리

구조물 붕괴, 화재, 침하 등 비상 시나리오를 수립하고 정기 훈련을 시행한다.
장비 운용, 화기 작업 등 고위험 작업은 허가 절차 후 진행한다.
작업중지권을 보장해 위험 발생 시 즉시 작업을 멈출 수 있도록 한다.
주말 작업과 감독자 부재 작업은 가급적 제한한다.
모든 작업자는 매일 TBM(작업 전 안전회의)에 참석한다.

결론

언더피닝 공법은 기존 구조물의 안정성을 확보하기 위한 핵심 기초보강 기술이다. 도심지 굴착과 지하 개발이 확대되면서 그 필요성은 더욱 커지고 있다. 그러나 공법 자체가 어렵고 사고 위험이 큰 만큼 철저한 사전조사, 공법 적정성 검토, 계측관리, 안전대책 수립이 필수다.

기초 안정성을 확보하면 구조물의 수명을 연장하고 공사 리스크를 크게 줄일 수 있다. 반대로 준비가 부족하면 중대 사고로 이어질 수 있다. 언더피닝은 경험과 전문성이 요구되는 공사이므로 체계적인 관리와 책임 있는 시공이 무엇보다 중요하다.

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