O 공법 개요
(1) PILE을 유압해머로 타격하여 지중에 관입시키는 공법으로, 말뚝선단부에 의한 주변지반의 다짐효과로 지지력 확보가 가능한 공법이다.
(2) 직항타공법의 장단점
① 선단지지력이 확실하다.
② PILE의 주면 마찰력이 높다.
③ 투입장비의 운용을 최소화할 수 있다.
④ 공정이 단순하여 시공성이 매우 뛰어나다.
⑤ 공사비가 저렴하다.
⑥ 과다한 항타로 인하여 PILE부재의 손상이 심하다.
⑦ 소음․진동이 매우 심하여 민원발생의 여지가 많다.
⑧ 최종관입량으로 시공관리 할 경우 PILE 선단부 지지층의 확인이 어렵다.
⑨ 근입심도의 예측이 어려워 재료의 손실이 크다.
⑩ 호박돌 및 전석층이 잔존하면 시공성이 크게 떨어진다.
O 투입장비 및 시공흐름도
(1) 사용장비
① 항타기(Pile Driver)
2023.01.07 - [강박사의 토목이야기] - 항타기 제원표
② 유압해머(7ton)
③ Leader(고정형)
④ 로더(파일 운반)
⑤ 기타 부대장비(용접발전기 외)
(2) 시공흐름도
O 시공
(1) 말뚝을 소정의 위치에 바르게 세운 후 다른 2방향에서 기준틀을 설치하여 확인한 다.
(2) 소음 및 진동을 고려하여 유압해머를 사용하여야 하며, 유압해머의 규격은 7ton 정도 예상되나, 말뚝재원 및 현장의 지반상태를 고려하여, 말뚝시항타시 감독원과 협의하여 변경할 수 있다.
(3) 램 낙하의 불규칙한 작동으로 인한 파일의 파손이 발생되지 않도록 주의한다.
(4) 과잉 항타로 인한 PHC PILE 및 장비의 파손에 유의한다.
(5) PILE 항타시 말뚝의 충분한 지지력이 발현되도록 항타 한다..
(6) 동재하시험에서 얻어진 최종 관입량을 만족하게 되면 최종 10회 타격으로 1회 타격 시의 평균값을 최종 관입량으로 판단하여 항타를 종료한다.
(7) 리바운드량은 지반의 탄성 변형이므로 18mm～25mm 이내로 한다.
(8) 유압해머의 기본 사양은 아래와 같으며 이를 참고하여 동재하시험 시공관리기준을 선정한다.
(9) PILE 직항시 감독원 입회하에 동재하시험에 의한 말뚝 선단 지지력을 확인한다.
(10) 직항타 결과 설계 도면대로 근입 되지 않을 경우나 지지력의 문제가 있다고 판단될 때는 공사관리자와의 협의 후 대책을 강구한다.
(11) 타격 횟수 및 타입종료 기준
① 1개의 말뚝항타에 필요한 타격 횟수는 다음을 기준으로 하여야 한다.
| 말뚝종류 | RC말뚝 | PHC말뚝 | 강관말뚝 |
| 제한 총 타격횟수 | 1,000 이하 | 2,000 이하 | 3,000 이하 |
| 최종 10M 부분의 제한 타격횟수 | 500 이하 | 800 이하 | 1,500 이하 |
② 타입 종료 시의 1타격당 관입량은 말뚝 종류에 따라 강관말뚝은 2~4mm, PHC말뚝은 3~6mm, 리바운드량은 18mm~25mm 이내가 되도록 하며 항타장비 및 소요지지력에 따라 적절히 선정해야 한다.
③ 말뚝종류별 설계허용지지력 및 설계
| 말뚝의 종류 | PHC 말뚝 | 강관말뚝 | |
| D500 * 80 | D409.6 * 9T | D508 * 12T | |
| 설계 허용지지력 | 80 T | 64T | 101T |
| 설계 근입깊이 | 40m | 40m | 42m |
(12) 시공 기록
① 시공기록은 박은 말뚝박기 장비의 종류와 등급, 전 길이에 대하여 타격 횟수 및 최종 타격 횟수 그리고 말뚝박기 중에 나타난 이상조건 등을 기록하여 감독원에게 제출하여야 한다.
② 기록은 작업일마다의 기록 외에, 개개의 말뚝박기 시공 상황 전체가 쉽게 이해될 수 있도록 작성하여 제출하여야 한다.
③ 말뚝의 시공 기록은 첨부 양식에 따른다.
O 시공관리 기준
(1) 관리기준
① 말뚝기초 시공관리 기준은 P.D.A(PILE DRIVING ANALYZER)를 이용한 시공 시 말뚝 항타분석 및 동재하시험 결과로부터 종합적인 정보를 얻어진다.
② 말뚝재료에 대한 허용 압축력, 인장력, 건전도, 항타장비의 적정성여부, 설계된 허용 지지력 확보 여부등 말뚝에 대한 종합적 자료를 확보하고자 한다.
③ 즉 설계 시의 토질조사나 현장에서 조사한 주상도 결과만으로는 말뚝시공의 공법, 말뚝의 근입연장 및 지지층의 상태 등을 확인하기 어려움으로, 실제로 PILE을 시공 함으로써 다음과 같은 중요한 설계 정수들을 확인, 효율적이고 경제적으로 공사를 시행함에 그 목적이 있다.
- PILE의 소요길이
- PILE의 근입 깊이 및 지지층 확인
- PILE 항타장비의 적정성 여부(*타격 ENERGY : RAM의 중량, 낙하고 등)
- 최종관입량 및 REBOUND량 등
- PILE 재료의 허용강도 및 파손 가능성 여부
- 공법의 적합성 확인
(2) PILE길이 산정
① 말뚝은 원칙적으로 현장에서 사용예정인 재질의 말뚝을 지지층의 변동을 고려하여 설계 길이 보다 약간 긴 것을 사용한다.
② 항타는 PILE 자재의 반입이 본 항타에 영향을 미치지 않도록 자재 반입에 소요되는 시간(2-3일)을 고려하며, 기초저반 레벨까지 터파기를 완료하지 않았더라도 현지반고를 측정하여 지지층까지 예상 PILE의 길이를 산정하여 PILE을 반입한다.
(3) 시공 시 준비사항
① 현계획 부지의 지반고 확인
- 천공심도 및 PILE근입 심도의 정확한 파악을 위하여 현 지반고 확인한다.
② 작업일지 및 항타 기록 관리
O 시공 시 준비사항
(1) 현계획 부지의 지반고 확인
① 천공심도 및 PILE근입 심도의 정확한 파악을 위하여 현 지반고 확인한다.
(2) 작업일지 및 항타 기록 관리
(3) 항타작업 개시 전 장비 유지, 보수설비를 확인하고 유압 HAMMER의 진공기 계장치가 최상의 조건을 유지되도록 한다.
(4) 침하량 기록 장치(받침대, 기록용지, 싸인펜)사인펜)를 준비한다.
(5) 준비가 완료되면 PILE 위치를 정확히 표시한다.
O 말뚝의 용접이음
(1) 말뚝의 위치 허용편차는 측점 중심점에 대해 10～15cm10～15cm 이하 또는 D/4D/4 이하로 하고, 경사에 대한 허용경사도는 말뚝길이의 1/1001/100 이하로 한다.
(2) 말뚝의 이음은 원칙적으로 용접이음을 원칙으로 한다.
(3) 용접이음에 있어서 상하 말뚝의 축선은 동일 직선상에 있도록 한다.
(4) 용접이음은 말뚝의 기능상 해로운 결함이 생기지 않도록 적절한 준비와 조건하에 정확하게 시공하여야 한다.
(5) 용접공은 KS B 0885(용접 기술 검정에 있어서의 시험방법 및 판정기준) 또는 이와 동등이상의 기술시험에 합격한 자로 한다.
(6) 용접이음부의 녹, 흙, 기름 등은 와이어 브러시로 깨끗이 제거하고 수분은 건조시킨다.
(7) 용접봉은 KS D 7016 또는 KS D 7028 규정에 합격한 것을 사용하여야 한다.
(8) 2층 용접이음시 1층은 4mm 이하인 용접봉으로 하고, 2층째는 4～6mm 이하의 용 접봉을 사용하여야 한다.
(9) 이음부 그루부의 어긋난 양(편심량)은 이음부 전반에 대해 2mm 이하로 하고, 허용할 수 있는 루트간격의 최대값은 4mm이하로 한다.
(10) 이음의 강도는 이음위치에서 설계응력 이상이고 또한 말뚝본체 전 강도의 75% 이상이어야 한다.
O 말뚝 두부정리(항두정리)
(1) 말뚝머리 절단은 커터기 또는 말뚝에 유해한 충격 및 손상을 주지 않는 기구를 사용하여 시공하여야 하며, 특히 말뚝의 경우는 세로균열에 유의하고 콘크리트 파일의 두부정리를 실시한다.
(2) 자르는 위치는 레벨기를 설치하여 파일마다 타설 할 버림 콘크리트 상단에서 10cm위에 자르는 선을 표시
(3) 커터기를 사용하여 자르고 1cm 정도 깊이로 절단.
(4) 파일두부가 파손 or 세로균열이 발생 시 균열부 하단까지 재절단하고 내림시공 또는 보강조치 한다.
(5) 절단부 해머를 사용하여 커팅상부를 날망치등으로 깨어낸 후 그 상부를 해머로 파손하거나 유압식 폐쇄기를 사용.
(6) 두부는 깨끗하고 수평되게 정리한다.
O 자재 관리 계획
(1)재료 및 규격
① 콘크리트 말뚝의 재료, 규격 및 제작방법은 KSF4303( 프리텐션 방식 원심력 프리테스트 콘크리트 말뚝, PHC)에 의한 KS표시품을 사용한다.
② 파일규격 허용차
| 구분 | 허용차 | 비고 |
| 길이 | 길이의 +0.03% | PHC PILE |
| 바깥지름 | +5, -2 | |
| 두께 | +제한없음, -1 |
③ 용접
- 말뚝의 이음부는 몸체와 동등이상의 성능을 가진 구조이어야 한다.
- 용접봉은 KSD 7016 또는 KS D 7028 규정에 합격한 것을 사용한다.
④ SHOE(말뚝선단부)
- 말뚝 선단부는 강관제 CLOSE SHOE를 사용하여야 한다.
- CLOSE SHOE(Mamilla Shoe)의 강판두께는 6mm이상 이어야 한다.
O 자재 관리 계획
(1) 운반 취급 및 저장
① 운반 및 취급
- 말뚝의 운반 및 취금은 KSF7001에 따라 말뚝에 손상을 주지 않도록 한다.
- 말뚝은 제작 후14일 이내에 운반은 금하며 특수한 모양을 하여 재질에 영향을 주지 않을 경우는 예외로 한다.
- 현장에 반입된 말뚝 중 파일규격 허용치에 미달되거나 현장 감독이 공사에 부 적합한 것으로 판단되는 규격 및 제품은 장외 반출하거나 별도로 적치한다.
② 적재
- 저장장소는 가능한 말뚝박기에 가깝고 배수가 양호하며 지반이 견고한 곳을 선택하여 규격별로 나누어 저장한다.
- 적재 시 받침대는 수평되게 하고 2단 이하로 상하연직선상에 오도록 하되 적재에 위한 휨 발생이 없도록 길이에 따라 받침대를 수량 조정한다.
(2) 반입 및 검수
① 일반입전 자재사용 선정승인 요청서를 제출하고 출하공장을 확인받아야 한다.(자재 및 품질담당)
- 제품제작, 각재료의 품질
- 1일 생산량 및 재료량 확인
- 휨강도 시험 및 시험기록
② 반입제품마다 KS표 제작일자를 확인 양생기간 2주간 경과한 것으로 재령 28일 이상인 것을 사용한다.
③ 불합격 제품은 즉시 장외 반출하거나 붉은 매직을 사용 불합격 표시를 하고 별도 적치하여 사용금지한다.
- 항두 내부두께 불균일한 제품
- 규격미달제품
- SHOE부분 철보강대와 콘크리트 접합부 부실제품
- 항두 파손제품
- 확인하여 폭 0.5MM이상 균열이 발생된 제품(특히 세로 균열에 유의)
- 1/50 이상 휨 제품
2023.01.06 - [강박사의 토목이야기] - 말뚝공사 시공관리 지침(파일공사) (2)
2023.01.06 - [강박사의 건설안전] - 말뚝공사 시공관리 지침(파일공사) (1)
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