공장제작형 ISN띠장 공법, 앵커식 흙막이 가시설 시공성·경제성 높인다

[김근태]

출처 : kaia /이동식대좌장치와강선통과구가특징인공장제작형띠장을이용한후 천공방식의앵커식흙막이벽가시설조립형단띠장공법

이동식 대좌장치·강선통과구 적용…띠장 설치 후 천공 가능한 후천공 방식현장용접 최소화하고 공장제작·조립식 시공…기존 단띠장 대비 공사비 약 23% 절감

아파트와 도심지 대규모 개발사업에서 지하주차장 건설이 확대되면서 앵커식 흙막이 가시설의 중요성이 높아지는 가운데, 공장제작형 띠장과 이동식 대좌장치를 활용해 시공성과 경제성을 높인 신기술이 개발됐다.

국토교통부 신기술 제1048호로 지정된 ‘이동식 대좌장치와 강선통과구가 특징인 공장제작형 띠장을 이용한 후천공 방식의 앵커식 흙막이벽 가시설 조립형 단띠장 공법(ISN띠장)’은 ㈜이산, 동부건설㈜, ㈜서울화인이 공동 개발한 기술이다.

이 신기술의 보호기간은 2026년 3월 27일부터 2034년 3월 26일까지 8년이다.

공장에서 제작한 띠장으로 현장 작업 최소화

ISN띠장 공법은 복부 스티프너 등의 보강재와 강선통과구가 미리 형성된 공장제작형 단띠장을 사용하고, 강선통과구에 맞는 이동식 대좌장치를 적용하는 것이 특징이다.

기존 흙막이 앵커 공법에서는 현장에서 띠장과 관련 부재를 조립하고 용접하는 작업이 필요한 경우가 많았지만, ISN띠장 공법은 공장 제작 부재를 현장에서 볼트로 조립하는 방식을 적용해 현장용접을 최소화할 수 있도록 했다.

특히 띠장을 설치한 이후 천공하는 후천공 방식을 적용할 수 있다는 점도 특징이다.

시공 과정에서 띠장에 마련된 강선통과구를 천공 위치의 가이드로 활용할 수 있어 띠장을 먼저 거치한 뒤 천공 작업을 진행할 수 있다.

다만 이 공법은 말뚝 간격 1.6m와 1.8m에 적용할 수 있으며, 후천공 방식에서 사용하는 강선은 4~5가닥까지 적용 가능하다.

브라켓 설치부터 강선 긴장까지 조립식으로 진행

ISN띠장 공법의 시공은 기존 흙막이 가시설 공법과 비교해 작업 절차를 단순화했다.

먼저 브라켓과 경사간격재를 설치한 뒤 공장에서 제작된 ISN띠장을 거치하고 띠장 사이를 볼트로 연결한다.

이후 띠장에 형성된 통과구를 가이드로 활용해 천공을 실시한다.

천공이 완료되면 띠장의 통과구를 통해 강선을 삽입하고 모르타르를 주입한다. 이어 전용 이동식 대좌장치를 설치한 뒤 강선을 인장하고 긴장력을 도입하는 방식이다.

이러한 시공 방식은 작업 과정에서 현장용접을 줄이고, 공장에서 품질이 확보된 부재를 조립식으로 설치할 수 있도록 설계된 것이 특징이다.

강선 걸림에 따른 긴장력 손실 방지

기술의 또 다른 특징은 띠장에 마련된 강선통과구와 이동식 대좌장치다.

강선이 띠장을 통과하는 과정에서 발생할 수 있는 걸림이나 집중응력을 줄이고, 강선의 긴장력이 안정적으로 전달될 수 있도록 구조를 구성했다.

또한 정확한 천공각도를 유지하고 공장에서 제작된 띠장을 사용함으로써 현장 작업 과정에서 발생할 수 있는 품질 편차를 줄이는 것을 목표로 했다.

개발 측은 이러한 구조적 특성을 통해 기존 공법에서 우려됐던 천공각도 유지, 강선 긴장력 손실, 현장용접에 따른 품질 저하 등의 요인을 줄일 수 있다고 설명했다.

아파트 지하주차장 확대에 따라 활용 가능성 높아

ISN띠장 공법은 이미 여러 건설현장에 적용됐다.

주요 활용실적은 행복모아㈜ 제과제빵 사업장 건설 프로젝트 토공 및 흙막이 공사, 광양시 광영동 공동주택 신축공사, 대구 수성구 파동 공동주택 신축공사, 울산 신정동 공동주택 건설공사 등이다.

최근 아파트 단지는 지상 공간을 공원화하고 주차장을 지하에 배치하는 사례가 늘어나면서 지하 굴착 규모가 커지고 있다. 특히 가구당 주차대수가 증가하면서 지하주차장이 2개 층 이상으로 확대되는 경우도 많아 앵커식 흙막이 가시설의 규모 역시 커지는 추세다.

재개발·재건축 사업도 지속적으로 추진되고 있어 개발 측은 향후 앵커식 흙막이 가시설 시장에서 ISN띠장 공법의 활용 가능성이 높을 것으로 전망하고 있다.

기존 단띠장 대비 약 23% 공사비 절감

경제성 측면에서도 ISN띠장 공법은 기존 공법과 비교해 비용 절감 효과를 제시하고 있다.

설계단가 분석 결과 ISN띠장 공법의 총비용은 3억143만9,000원으로 산정됐다.

기존 단띠장 공법은 3억9,086만6,000원, 쌍띠장 공법은 6억3,741만3,000원으로 나타났다.

이를 비율로 비교하면 ISN띠장 공법을 100으로 했을 때 기존 단띠장은 약 129.6%, 쌍띠장은 약 211.4% 수준이다.

제시된 원가 비교에서는 ISN띠장 공법이 기존 단띠장 대비 약 23%, 쌍띠장 대비 약 50%의 비용을 절감할 수 있는 것으로 분석됐다.

특히 공장제작 부재를 반복 사용할 수 있고 현장용접 작업을 줄일 수 있다는 점이 원가 절감 요인으로 제시됐다.

강재 사용량 줄여 탄소배출 저감 기대

환경 측면에서도 재사용성이 높은 공장제작형 부재의 활용이 장점으로 제시됐다.

개발 측이 총연장 960m, 어스앵커 간격 1.6m, 띠장 1본 길이 9.6m, 100본을 기준으로 분석한 결과 ISN띠장의 제작 강재 물량은 7만2,764kg으로 나타났다.

이에 따른 탄소배출량은 17만267.76kg CO₂로 산정됐다.

기존 단띠장은 강재 물량 9만4,588kg, 탄소배출량 22만1,335.92kg CO₂, 기존 쌍띠장은 17만2,767kg, 40만4,274.78kg CO₂로 각각 분석됐다.

강재 물량을 기준으로 보면 ISN띠장은 기존 단띠장의 약 76.9%, 쌍띠장의 약 42.1% 수준이다.

개발 측은 공장제작 부재의 반복 사용과 현장용접 최소화를 통해 강재 생산 및 운반, 현장 용접 과정에서 발생하는 에너지 소비와 탄소배출을 줄이는 효과도 기대하고 있다.

시공성·안전성·재사용성 동시에 확보

ISN띠장 공법은 기존 단띠장 및 쌍띠장 공법과 비교해 공장제작형 부재를 활용한 조립식 시공, 후천공 방식, 이동식 대좌장치, 강선통과구 등을 통해 시공 편의성과 구조적 안정성을 높이는 것을 목표로 한다.

또한 현장용접을 상당 부분 줄여 작업환경을 개선하고, 공장제작 부재의 재사용을 통해 자재 활용성을 높일 수 있다는 점도 특징이다.

개발 측은 공법의 적용 확대를 통해 흙막이 가시설 공사의 공사기간 단축, 인건비 절감, 자재 재사용에 따른 비용 절감 및 환경부하 저감 등의 효과를 기대하고 있다.