들어가기 앞서서,

제가 재직 중인 회사는 싱가포르의 국토의 7%에 해당하는 면적에 해당하는 매립공사를 수행하였고, 현재도 매립공사를 수행하고 있습니다. 싱가포르는 많은 매립공사를 발주하고 관리하고 있어, 매립 및 지반 개량 분야에서 발주처의 기술적인 축척을 이루었으며, 공사비 절감과 공기의 단축을 위해서 지반개량과 관련된 연구를 수행하고 적용하고 있습니다.

하지만 지속적으로 싱가포르가 커지는 것을 주변국은 좋아할 리가 없습니다. 이에 따라 과거에 모래를 수입하여 매립을 수행했던 싱가포르는 모래라는 매립재를 지속적으로 공급받기가 어려워 졌습니다. 모래의 공급단가가 상승하였을 뿐만 아니라 인근 국가에서는 싱가포르로 모래 수출을 금하기도 하였습니다.제가 근무했던 현장은 싱가포르가 이에 대한 대안으로 인프라 사업(지하철, 지하차도, 지하시설물 등)에서 발생되는 굴착토를 이용하여 매립을 수행하는 것으로 계획된 현장이었습니다. 추가적으로 지반개량의 공기를 단축하기 위한 연구의 현장 실증 시험이 포함된 공사를 수행하는 현장이었습니다.

저는 디자인 매니저(Design Manager, 국내로 이야기하면 현장의 설계실장)로 현장에서 근무하였으며, 현장에 있었던 지금 생각해보면 “이걸 발주처가 승인해준거야?”라고 생각할 수 있는 부분에 대하여 소개드리고자 합니다.

궁해도 다한다 #1

제가 수행했던 공사중에 현장실증시험에 대한 내용을 소개하겠습니다.그림 1과 같이 하부지층의 0.5m를 시멘트와 교반하여 개량하여 2.0m 높이의 지오튜브 3단을 시공하는 공사입니다. 이름을 지으면, “연약층 지표의 급속 개량과 지오튜브를 이용한 번드 시공” 정도가 될 수 있을 것입니다. 하부지층은 STP N값이 “0”인 지반으로 STP 시험을 위해 추를 올리면 쓰윽 내려가는 정도의 지층이라 생각하시면 될 듯합니다.

이러한 지층을 시멘트와 지표면을 교반하여 고결화하는 것입니다. 지층 0.5m를 고결하기 위해서 그림 2와 같은 장비를 이용하였습니다. 굴착기의 삽을 대신하여 그림 2의 장비를 설치하여 사용하게 됩니다.

문제는 여기서 발생하였습니다. 발주처에서 “과연 이 장비가 균등하게 교반을 할 수 있느냐?” 라는 의문을 표시하였으며, 증명하기전에는 공사 수행을 금하였습니다. 물론 시험시공을 하여 28일을 기다려서 강도를 확인시켜주면 되지만, 현장은 기다릴 수 없습니다.처음에는 쉬운 마음으로 대학원에서 수행했던 착색모래를 이용한 방법을 생각했습니다. 그림 3과 같이 했던 기억으로 수행하고자 하였습니다. 교반하면 모래의 색이 균등하게 변하겠지라는 생각에서 말이죠. 현장에서는 그림 4와 같이 적용하였습니다.

결과는 상부의 얇은 색깔로는 전혀 구분이 되지 않았습니다. 흰색, 검정, 노랑 페인트를 이용하여 했지만, 전혀 구분이 가지 않았습니다. 그래서 생각한 것이 “입자가 크고 흙입자와 구분되는 재료를 이용하자”였습니다. 그림 5와 같이 “쌀”을 이용하였습니다. 쌀을 지표면에 뿌리고 교반하였습니다.교반을 수행하고 3개의 시료를 채취하여 공사팀과 물로 씻어가며 쌀알을 확인하였습니다. 결과는 심도에 따라 균등하게 쌀알이 분포되어 있는 것으로 확인되었습니다. 이 자료를 이용하여 발주처 PT를 수행하였고, 승인을 득하여 공사를 진행할 수 있었습니다. 발주처 PT에 사용된 자료는 그림 7입니다.

궁해도 다한다 #2

이렇게 해서 공사를 진행하였고, 지표 개량을 완료하였습니다. 다음 공정인 지오튜브를 시공하는 방안에 대한 고민을 수행하고 있을 때였습니다. 발주처에서는 번드 시공전에 평판재하시험을 통하여 지표면의 지지력 확인을 추가적으로 수행하라고 작업지시를 하였습니다. 흔히 국내에서 하는 평판재하시험은 덤프트럭 또는 굴착기를 하중으로 하여 사용하는 것이 일반적인 시험법입니다. 하지만, N 값이 0이었던 지반을 개량하였다고 해서 수십 톤의 무게인 덤프나 굴착기를 지지할 수는 없습니다.

지오튜브를 견딜 수 있는 지지력을 산정하고, 평판재하시험에 필요한 하중을 계산하였고, 하중은 현장에 흔히 사용되는 IBC Tank를 이용하는 것으로 하였습니다.시험에 필요한 하중은 약 1.3 ton으로 계산되었고, 1.0m3의 IBC Tank 2개에 물을 채워서 약 2ton의 하중을 이용하여 시험을 수행하였습니다. 그림 8은 현장에서 제작한 프레임과 하중으로 이용한 IBC Tank입니다.그림 9와 같이 시험에 필요한 충분한 하중을 재하하여 시험은 성공적으로 진행되어 최종 승인을 득하였습니다.

궁해도 다한다 #3

개량층 상부에 시공되는 지오튜브는 싱가포르 인프라 공사의 점토 굴착토와 시멘트를 교반하여 지오튜브의 충진재를 만드는 것으로 계획되었습니다. 흔히 교반을 위해서는 믹싱 플랜트를 생각하시는 분들이 많을 것입니다. 하지만 현장여건이 플랜트를 지을 수 없는 여건이었기 때문에 현장에서 땅을 파서 토조를 만들어야 했습니다. 교반을 위한 토조의 도면은 그림 10과 같습니다.

지층을 굴착하여 조성하는 토조를 계획하였을 때 발주처에서 가장 먼저 받은 질문은 지오튜브 충진재의 지층으로의 침투로 인한 유실이었습니다. 당시 바닥부는 세립질이 아주 많은 지층이었고 투수시험에 의한 결과 a X 10-7m/sec 정도의 지층임을 확인시켜주고 승인을 받아 공사를 진행하였습니다. 교반을 위한 토조 시공 사진은 그림 11과 같습니다.

토조는 약 길이 10m X 폭 15 m X 깊이 2.5 m 의 크기로 굴착기를 이용하여 교반을 수행하는 것으로 계획하였습니다. 균일하게 교반된다는 것을 증명하기 위하여 교반이 완료된 이후 감독관이 지시하는 임의의 측점에서 밀도 시험을 하는 것으로 계획하여 승인을 득하였습니다.굴착기를 이용한 교반은 그림 12와 같으며, 현장 밀도 시험을 그림 13에 나타내었습니다.

시공중인 지오튜브를 그림 14에 나타내었습니다.

마치며,

저는 대학교를 졸업하고 설계사에서 근무하였으며, 이후 대학원에서 학위를 받고 지금 재직하고 있는 회사에 입사하였습니다. 과장 마지막 호봉에 조금 늦게 해외에 처음 부임하여 근무를 하였습니다.

현장 및 해외 경험이 부족하여 현장 부임전에 불안감이 있었습니다. 언어적으로도 기술적인 지식으로도 해외의 설계사, 공사감독, 발주처를 어떻게 만나서 일을 하지? 라는 막연한 어려움에 대한 걱정이 바로 그것이었습니다.

하지만, 대한민국의 토목을 수행하고 계신분들이라면 걱정할 것이 없습니다. 제가 소개해 드린 일화를 보시면, 우리가 배운 기본적인 이론으로 우리의 기술력은 충분히 확보되었고, 발주처, 감독관도 합리적인 지식을 통하여 충분히 설득 가능합니다.이글을 보시고 해외근무에 대한 막연한 어려움을 느끼시는 분들이 용기를 가지시고 해외에서 일하시길 바라겠습니다.

마지막으로 전 세계에서 우리의 기술력으로 공사를 수행하고 계시는 선배님들 후배님들 “화이팅!!!”입니다.