기초 형식에 따른 검토 - 직접 기초

 

 

 

 

 

 

 

O 기초형식별 비교표

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기초 형식	직접 기초	말뚝 기초	우물통 기초
모식도
하중지지 개념	연직력 : 저면 반력 수평력 : 기초 저면 전단 저항	연직력 : 선단주면저항 수평력 : 말뚝의 휨강성 주변 지반의 수동 저항	연직력 : 저면 반력 수평력 : 측면저항 및 전단 저항
적용 범위	기초심도 : 5.0~7.0m 내외 연직하중 : 제한없음 터파기 영향권 내 장애물이 없고 시공중 배수처리가 용이할 것	기초심도 5.0m 이상 연직하중 : 200 ~ 5000ton  현장 조건에 따라 기성말뚝과 현장타설 말뚝으로 구분하여 적용	기초심도 5.0 ~ 30.0m 연직하중 : 1000ton  이상 지하수 영향이 큰 지역, 하상, 수상 등의 특수한 지역에 적용
공법 종류	독립기초 복합기초 전면기초	직항타 말뚝 매입말뚝 현장타설 말뚝 마이크로 파일	오픈케이슨 공기케이슨 특수케이슨
특징	① 기초지반 육안확인 및 지층 변화에 대한 적용성 우수 ② 양호한 품질유지, 공사비 저렴 ③ 굴착심도가 깊은경우 및 수상시공시 가물막이 가시설 등 별도의 가설공사가 필요	① 연약한 지반을 지나 지지층까지 확실하게 근입시킴에 따라 침하 등의 문제 해결 가능 ② 품질관리가 용이 지층부 변동 지층에 대한 대응이 어려움 ③ 상대적으로 공사비 고가 상부지반이 연약한 경우 수평 저항력이 작음	① 지지층 육안 확인 가능 ② 세굴 가능성 큰 곳에 유리 ③ 공사비 고가 ④ 지지층 심도 30m이상 시공이 어려움 ⑤ 초기 침하시 기울기 제어가 어렵고 끝부분의 지반개량 필요 ⑥ 다량의 굴착 잔토 처분 필요 ⑦ 작업대 구축 필요

 

 

 

 

 

 

 

 

O 직접기초에 대한 검토

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1) 기초지반의 허용지내력 검토 방법

허용 지내력은 기초지반의 전단파괴와 침하를 모두 고려한 지반의 하중 지지능력으로서 허용지내력을 구하는 방법은 다양하나 주로 현장시험 결과를 이용해서 추정하는 방법이 대부분이며 특히 표준관입시험에서 얻은 N치로 지반의 허용지내력을 직접 추정할 수 있다. 현장시험 결과를 이용해서 기초지반의 허용지내력을 추정하는 방법 중 Meyrhof(1974)의 방법을 개선한 Bowles(1988)의 방법이 널리 이용되며 침하량 25mm를 기준으로 한 허용지내력(Qa)을 다음 식으로 구할 수 있다.

 

 

여기서,    N : 표준관입시험치 (= 수정된 N치)    B : 기초의 최소폭 (m)

 

 

 

 

 

기초 바닥이 굴착면 아래에 있다면 깊이계수(Kd)를 다음 식으로 계산하여 위에서 계산된 허용지내력에 곱한 값을 허용지내력으로 한다.

 

 

 

여기서,   Df : 기초의 근입 깊이(m)

(Mat기초는 지표면으로부터 기초바닥슬라브 하단까지, 바닥슬라브 아래의 줄 기초나 독립확대기초 등은 슬라브 상단으로부터 기초바닥 하단까지의 깊이)

 

 

이 지내력 공식에 의하면 사질토인 경우 지내력은 기초폭의 함수이고 폭이 커짐에 따라 증가하는 것이 분명하다. 그러나 기초바닥에 놓인 하중은 기초폭이 증가 할수록 지중으로 응력의 전달되는 깊이가 커지므로 결과적으로 더 큰 침하량을 유발하게 된다. 따라서 허용침하량을 25mm로 한정할 때에는 기초폭이 크면 오히려 지내력이 감소한다. 만일 허용침하량이 25mm가 아닌 경우 침하량은 하중강도에 비례한다고 가정하고 허용침하량에 대한 허용지내력은 다음과 같이 수정하여야 한다.

 

 

 

여기서,    Qa(sj) : 허용침하량(sj)에 대한 허용 지내력   So : 25mm 침하량    Sj : 허용침하량(mm)

 

 

 

 

 

 

 

2) 확대기초의 지지력 경험치(U.S Dept the Navy, 1982)

지지층	연경도 상태	허용지지력(Tonf/m2)   범위	추천값
괴상의 결정질 화강암, 변성암 - 화강암, 섬록암, 현무암, 완전히 고결된 역암	경질의 신선한 암	650 ~ 1070	860
엽리성의 변성암 - 슬레이트, 편암	중간의 신선함 암	320 ~ 430	375
퇴적암 - 시멘트화된 경질의 셰일, 실트암, 사암, 동공이 없는 석회암	중간 경질의 신선한 암	160 ~ 270	215
풍화되거나 파쇄된 모암, 이질암(셰일)이외의 모든암 RQD < 25	연암	85 ~ 130	105
컴팩션 셰일(Compaction Shale)이나 신선한 이질암	연암	85 ~ 160	105
입도분포가 양호한 세립토 모래자갈의 혼합토 - 빙하 퇴적물, 하드팬(Hardpan), 점성토 섞인 자갈 (GW-GC, GC, SC)	매우 조밀함	85 ~ 130	105
자갈, 자갈-모래 혼합물, 호박돌-자갈 혼합물 (GW, GP, SW, SP)	매우조밀함 중간정도의 조밀 느슨한	65 ~ 105 40 ~ 75 20 ~ 65	75 50 30
입자가 굵거나 중간정도의 모래, 자갈이 약간 섞인 모래 (SW, SP)	매우조밀함 중간정도의 조밀 느슨한	40 ~ 65 20 ~ 40 10 ~ 30	40 30 15
가는 모래, 실트질이나 점토질 중간정도의 입도나  굵은 모래(SW. SM, SC)	매우조밀함 중간정도의 조밀 느슨한	30 ~ 50 20 ~ 40 10 ~ 30	30 25 15
균질한 점토, 모래질이나 실트질, 점토	굳음 중간정도의 굳음 느슨함	30 ~ 60 10 ~ 30 5 ~10	40 20 5
실트, 모래질 실트, 교호된 실트-점토-세사층	매우 굳음 중간정도 조밀 연암	20 ~ 40 10 ~ 30 5 ~ 10	30 15 5

주) 구조물 기초설계기준 해설(2003년)