토사사면 굴착은 작은 지반 변화에도 붕괴가 발생할 수 있는 위험 작업이다.
경사 증가, 상부하중 집중, 지층의 불균질, 강우 유입 등이 작은 요소처럼 보이지만, 실제로는 사면 안정성을 크게 떨어뜨린다.
따라서 굴착 전 붕괴 형태 파악 → 원인 분석 → 구조적·시공 대책을 순서대로 점검해야 한다.
토사사면에서는 다양한 형태의 붕괴가 나타난다. 아래는 현장에서 가장 자주 발생하는 유형이다.
상단부에서 균열이 먼저 형성된다.
이후 상부 토사가 한 번에 미끄러져 내려온다.
상부 하중 증가 또는 과도한 절·성토 시 가장 많이 발생한다.
표층만 얕게 내려앉는 형태다.
강우, 지표수 유입, 풍화 등이 주요 원인이다.
식생이 적거나 노출된 사면에서 특히 흔하다.
하단 굴착으로 지지력이 사라져 상부 토사가 붕괴한다.
굴착공사 중 가장 위험한 유형이다.
중심부 토층이 넓은 범위에서 활동하는 대규모 붕괴다.
전단강도 저하, 반복하중, 장기간 강우 등이 원인이다.
사면 붕괴는 크게 **지반 자체의 문제(내적)**와 **외부 환경 또는 작업 요인(외적)**으로 나뉜다.
토질·암질의 강도 부족
풍화·침식으로 전단강도 감소
절리·단층 발달로 지반 취약
지하수 상승으로 토사 중량 증가
성토재료 불균질, 지층 분리
계획보다 과도한 경사 적용
차량하중, 중장비 진동, 지진
강우·용수·배수 불량
과도한 하단부 굴착
동결·해빙 반복
보호공 탈락 및 보강시설 손상
안정적 굴착을 위해 반드시 아래 사항을 확인해야 한다.
시추조사 및 주상도 분석
절리·단층 등 지질 구조 확인
전단시험, 함수비 시험 등 토질 시험
사면안정해석(수치해석) 수행
풍화 정도 및 용수 흐름 파악
과거 붕괴 이력 확인
사전 조사는 사면 붕괴의 가능성을 체계적으로 분석하는 단계다.
지반 종류에 맞는 적정 경사 유지
(풍화암·연암·경암 계열별 적용)
활동 가능성이 있는 불안정 토석 제거
소일네일링, 앵커 등 보강공법 적용
계획보다 깊거나 급한 굴착 즉시 중단
필요 시 단계 굴착 실시
전 사면의 육안 점검 정례화
지표수 유입 차단 및 배수로 확보
동결·해빙 여부 확인
격자블록·숏크리트 등의 손상 점검
중장비 동선·진동 최소화
강우 시 작업 중지 원칙 준수
다음 보강공법은 실제 현장에서 가장 많이 사용된다.
토압 분산과 토사 유실 방지 효과가 크다.
사면 전단강도 증가
깊은 굴착에서 필수적인 공법
토질 상태별 기울기 설계가 핵심이다.
단계 굴착으로 붕괴 위험 크게 감소
표층 붕괴 예방에 매우 효과적
지표수·지하수 관리가 붕괴 예방의 핵심
드레인 파이프, 집수정, 유도배수로 설치
붕괴가 발생하면 다음 조치를 즉시 시행해야 한다.
위험구역 전면 통제
타설·중장비 작업 즉시 중지
추가 붕괴 가능 구역 확인
비상 대응 시나리오에 따른 조치
응급복구·보강 작업 시행
사전 훈련된 대응 절차는 중대재해 예방 효과가 매우 크다.
토사사면 굴착은 작은 실수도 대규모 붕괴로 이어질 수 있다.
따라서 아래 세 요소가 필수다.
사전 조사와 안정해석
시공 중 지속적 계측·점검
지반 조건에 맞는 구조적 보강 적용
체계적인 관리가 이루어진다면 사면 붕괴는 충분히 예방할 수 있다.
안전은 비용이 아니라 재해를 막는 가장 확실한 투자다.
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