기초 형식에 따른 검토 - 파일 기초(말뚝 기초)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O 말뚝 시공 종류

---

1) 타입말뚝 공법(직항타 공법)

① 디젤해머, 드롭해머, 유압해머의 낙하에너지를 이용하여 말뚝을 지반에 타입 하는 방식

② 바이브로해머를 이용하여 진동에 의해 발생된 왕복운동에 의해 타입시 일어나는 주변지반과의 마찰력을 줄이고 진동력에 의해 말뚝에 발생한 관성력을 이용하여 말뚝을 지반에 관입시키는 방법

 

 

 

2) 매입말뚝공법

① PRD (내부굴착) 공법 : 선단에 Ring Bit를 부착한 말뚝내부로 오거비트 및  T-4해머를 이용하여 굴착하면서 말뚝을 회전 관입 시키는 공법

- 저소음 / 저진동으로 말뚝시공이 가능하며, 모든 지반 굴착 가능

- 말뚝 자체가 Casing역할을 하므로 공벽붕괴 위험이 없다

- 지하수위가 높은 지반에서도 영향을 받지 않는다.

- Cement Milk 주입이나 Concrete 타설방식은 저소음, 저진동 시공이 가능하고 말뚝 본체의 손상이 적지만 시공관리는 타격식에 비해 다소 어려움

 

 

PRD 공법

 

 

② 선굴착(Pre-Boring) 공법

- 말뚝을 압입, 회전관입, 낙하, 최종 경타 또는 항타하여 시공하는 방식

- 굴착토사 배출 여부에 따라 배토 방식과 비배토 방식으로 구분

- Cement Milk 주입여부 및 최종 말뚝시공 방법에 따라 분류

- 국내에서 주로 이용되고 있는 대표적인 선 굴착 공법(SIP, SAIP, DRA)

 

 

 

 

 

 

 

O 선굴착 공법의 종류

---

1) SIP 공법 (Soil - Cement Injected Precast Pile)

① 말뚝 직경보다 50~100mm정도 큰 직경을 갖는 연속날개 또는 교반용 날개를 부착한 Auger로 지반을 선굴착 한 후 굴착공 내에 Cement Milk를 주입하고 Auger날개를 상하로 회전시켜 굴착공 내의 토사와 교반한 후 말뚝을 삽입하고 Drop or Hydraulic Hammer로 최종 경타방식으로 말뚝시공

② 지반진동이나 소음을 감소시킬 수 있으나 경타시 소음과 진동 발생이 불가피

③ 선 굴착의 영향으로 인한 굴착공벽의 지반교란과 원지반의 지중응력 이와, 부적절한 Cement Milk 배합과 주입교반, 지지층 확인의 어려움은 말뚝지지력 측면에서 불리한 조건

④ 지하수위가 높은 충적층(모래,자갈, 점성토)에서 공벽붕괴시 적용 곤란

 

SIP 공법

 

 

 

2) SAIP 공법 (Special Auger & Soil - Cement Injected Precast Pile)

① 말뚝 항타시 발생되는 소음과 지반진동을 최소화하고, 기존 매입공법(SIP)의 문제점인 굴착배토시 지반응력의 이완과 굴착공벽 붕괴에 따른 지반지지력 저감 문제점을 다소 개선한 공법

② 말뚝직경보다 50mm 정도 큰 Special Auger 외부에는 나선형 날개(Spiral Rib)를, 하부에는 개폐식 Shoe를 장착하거나 사장용 Shoe를 설치하여 굴착한 후 Special Auger 내부에 말뚝을 삽입(낙하)시키는 공법

③ 수직도가 양호하도록 정밀시공이 가능하고 Hole 저면에 Slime이 적게 발생됨

④ 나선형 날개가 클수록 굴착효율은 높지만 Auger 주변지반 교란 발생

⑤ Auger 선단에 고정시킨 개폐식 Shoe 사용시 Auger 인발 할 때 쌓이는 Slime은 지지력 감소 요인이 됨

⑥ 말뚝을 낙하관입하면 건전도 저하가 우려되므로 최종 경타 방식이 유리함

 

SAIP 공법

 

 

 

3) DRA 공법 (Double Rod Auger)

① 기존 매입공법의 문제점인 굴착배토시 지반응력의 이완과 굴착 공벽 붕괴에 따른 말뚝지지력 저감 문제는 물론 말뚝 선단 지지 지반 확인이 불가능한 점을 해결한 공법

② 상호 역회전하는 상부Auger와 말뚝직경보다 50mm정도 큰 하부Auger Casing에 의한 독립된 2중 굴진식을 채택하여 굴진함에 따라 굴착효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 양호한 수직도로 시공할 수 있고 공벽이 유지됨

③ 굴착된 토사는 Auger와 압축공기로 배토함으로써 토사나 암편을 육안으로 관찰하여 각 지층 확인 및 지지층 결정이 용이함

④ 굴착된 토사는 Auger와 압축공기로 배토함으로써 토사나 암편을 육안으로 관찰하여 각 지층 확인 및 지지층 결정이 용이하다

⑤ 말뚝 선단 및 주면에 Cement Milk를 주입하여 말뚝 주변지반의 응력이완을 방지함으로써 높은 선단 및 마찰지지력 확보가 용이함

⑥ T-4 해머를 장착하여 사석층이나 암반층 등 모든 지반에 대해 굴착이 가능

⑦ 지하수위에 의한 영향을 받지 않음

 

DRA 공법

 

 

※ 참고자료

2023.12.05 - [강박사의 토목이야기] - 기초공법 비교표(직항타, PRD, SIP, CIP)

2023.02.08 - [강박사의 토목이야기] - 직항타 시공관리 지침(PHC/강관)