현장타설말뚝 시공관리지침

RCD 거치

 

 

 

O 장비 투입 및 준비 작업

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1) 일반사항

① 공사지점과 인근 중요 시설물의 위치, 표고, 기준점 및 중심선의 설정에 필요한 측점 측량은 감독관이 실시하고, 그 제원을 도급자에게 제공한다.

② 도급자는 측량지점이 유실되지 않도록 말뚝 등을 설치하여 공사 완료 시까지 보존하고 필요시 인조점을 설치하여 측량점의 위치를 정확히 찾아내도록 한다.

③ 측량 지점에 대해 기존이나 가시설물의 의해 공사 수행이 곤란한 경우 감독관에게 즉시 보고하고, 감독관의 승인하에 시공에 영향이 없는 지점과 방향으로 재측량하여 시공한다.

 

2) 장비 투입 및 준비

① 장비 운반 시 현장까지의 도로 여건, 도로 교통관계 등을 고려하여 운송한다.

② 작업장은 대형장비의 이동 및 작업, 부품(CASING등) 및 철근망 등의 적치가 가능한 공간을 확보한다.

③ 장비의 진입도로는 지반의 침하 등을 고려하여 현장여건에 따라 준비한다.

 

천공장비 반입

 

RCD 비트

오실레이터

 

 

3) 굴착장비 이동 및 설치

① 작업장은 평탄화 작업을 실시하고 연약한 지반은 없는지 확인한다.

② 기계를 수평으로 하여 말뚝 중심에 설치한다.

③ 구조물이 인접되어 있는 경우 굴착토의 배토방향을 고려하여 기계를 설치한다.

④ 지반이 불안정하여 작업 중 기계가 기울어져 말뚝이 경사지 거나 편심을 받을 우려가 있으며, 특히 CASING TUBE 인발반력에 따른 설치지반의 지내력이 부족할 경우에는 복공판등으로 보강할 필요가 있다.

⑤ 수평 정도와 수직 정도를 위해서는 초기에 기계를 바르게 설치하는 일과 정확한 말뚝중심과 굴착중심을 일치시키는 것이 중요하다.

 

 

 

 

 

O 굴착 작업

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1) BG 굴착

① BG-30에 의한 굴착은 별도의 OSCILLATOR의 설치 없이 CASING의 압입이 가능하기 때문에 굴착시간을 절감 할 수 있고, 장비의 이동 거치도 자주식인 관계로 타공법에 비해 매우 용이하다.

② 장비 자체에 장착된 모니터 상에 굴착심도 및 수직도가 나타나기 때문에 시공품질면에서 탁월하다.

③ KELLY BAR TYPE의 ROD에 장착된 BUCKET의 사용으로 굴착토 공외 반출 및 굴착시간이 타공법에 비해 매우 절감된다.

④ 유압에 의한 회전력으로 굴착하기 때문에 기존의 HAMMER GRAB에 의한 굴착보다 진동 및 소음발생이 적다.

 

BG 굴착

 

 

 

2) RCD 굴착

① CASING은 하부에 SHOE가 설치된 CASING을 사용하고 요동압입장치(OSSCILLATOR)로 설치하며, CASING내 굴착은 크레인에 HAMMER GRAB를 조합하여 굴착한다. 미고결 지층에서는 굴착보 CASING내 선 압입 되도록 한다.
② ALL CASING 설치시에 수직도를 확인한다.
③ ALL CASING 시공심도는 공벽붕괴 우려가 없는 지반까지로 한다.
④ ALL CASING 굴착이 완료되면 R.C.D RIG을 CASING 상단에 수평으로 설치하고 R.C.D ROD와 COLUMN CENTER가 일치하는지를 점검한다.
⑤ Casing의 연결은 1 TON마다 이어나가며, 연결작업 시 Casing의 회전이 안되도록 안전조치를 강구한다.
⑥ CASING내에 청수를 충만 시키고 R.C.D로 굴착하며, 굴착속도, 심도, 지층확인을 계속하면서 소요 심도까지 굴착한다.
⑦ 굴착하는 지층이 모래, 사력층으로 수두가 큰 지하수가 있을 때에는 Boilling현상이 발생하지 않도록 피압수두에 상당하는 이상의 공내수심을 확보하거나, Casing tube를 충분히 근입 시킨다.
⑧ 현장타설말뚝이 놓이는 선단부의 지층은 Casing tube의 굴삭날로 잘라낸 그대로를 Hammer grab로 들어내어 검사, 확인한다.
⑨ 굴착이 완료된 상태에서 청수를 공급하면서 R.C.D 장비에 의한 SUCTION과 AIR LIFTING으로 SLIME를 제거한다.

 

RCD 굴착

 

그라브 작업

 

 

 

O 시공관리 사항

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1) 시공관리 사항

① N값이 0～4정도로 대단히 연약한 사질토 및 실트 섞인 사질토에서는 케이싱튜브 주 변의 흙이 연약화 되어 설계단면보다 크게 굴착되는 수가 있다.

② 피트층등 극히 연약한 지반을 굴착할 때는 케이싱 튜브가 자중에 의해 침하할 수 있다.

③ 모래층이나 자갈층 등 붕괴성이 있는 지반에서는 굴착 중 케이싱 튜브의 상하운동에 대해 충분히 유의를 하고 일반적으로 회전요동 운동만을 한다.

④ 공내수위가 지하수위보다 낮아지면 케이싱 튜브주위의 토사가 교란될 수 있다.

⑤ 깊은 곳에 있는 모래층 및 자갈층에는 수두가 큰 피압지하수가 존재하는 경우가 많은 데 이때 상부에 불투수성이 있는 경우에는 보일링현상이 일어나기 쉽다.

⑥ 지하수위 아래에 두께가 5m이상인 세사층이 있는 지반에서는 요동운동에 의해 세사 층이 다짐되어 케이싱 튜브의 인발이 곤란하게 되는 수가 많다.

⑦ 구조물에 조립해서 시공하는 경우 시공 시 근접된 구조물에 주는 영향을 줄이기 위해 햄머그래브가 케이싱 튜브의 선단보다 앞서는 것은 피해야 한다.

⑧ 케이싱 튜브의 연결상태가 나쁜 경우, 요동, 삽입, 인발작업시 연결부가 분리되어 작 업이 불가능하게 되는 수가 있으므로 연결핀을 점검함과 동시에 핀을 조여야 한다.

⑨ 말뚝선단지반의 연약화

본 공법에 있어서 연약화의 원인은 굴착에 의한 지반응력의 해방, 햄머그래브의 충격, 그리고 보일링현상이며 이에 대한 대책으로 굴착 중 항상 공내의 수위를 지하수위 보다 높게 유지하여 보일링을 방지하고 단단한 지층을 굴착할 때는 햄머그래브에 의한 선단 지반파괴를 줄이기 위해 낙하고를 낮추어 가볍게 부수고 굴착 후 이완된 지반에 약액을 주입하여 보강할 수 있다.

⑩ 말뚝주변지반의 연약화

주변지반연약화의 원인은 컷팅에지의 외경과 케이싱 튜브의 외경과 차이에 의한 공 극, 느슨한 모래지반에서 굴착서 간극수압상승에 의한 유효응력의 감소이다. 이와 같이 주변지반의 연약화는 굴착기구의 구조적인 문제이므로 특별한 대책은 없고 단지 굴착 시 충격이나 진동을 적게 하는 수밖에 없다.

⑪ 공벽의 붕괴

본 공법은 전 구간에 걸쳐 케이싱 튜브를 사용하므로 공벽이 붕괴되는 경우는 거의 없으나 케이싱 튜브의 삽입보다 굴착이 선행할 때 과도한 선행굴착을 금하고 항상 케이싱 튜브의 삽입깊이와 굴착깊이에 주의하여 지질에 따른 적절한 간격을 유지해야 한 다.

⑫ 천공시 CASING내부의 토사는 해머그래브로 제거하되 CASING의 연직도를 검측하여 허용범위를 벗어나면 조정하면서 작업을 진행하고, 말뚝의 평면상 최대편차는 7.5cm, 경사는 말뚝길이의 1%이내 이어야 한다. 또한 천공 시 벤토나이트 등 공벽보호를 위한 약액을 사용해서는 안된다.

 

2) 재료

① 철근은 KS D 3504, SD 30A 및 SD 40에 의한 이형철근 또는 동등이상의 것을 사용한다.

② 콘크리트는 레디믹스트 콘크리트를 사용하며, 28일 설계압축강도 240kg/cm2(호친강도 300kg/cm2), 굵은 골재 최대치수는 25mm, 슬럼프치는 8cm를 표준으로 한다. 단, 콘크리 트 펌프를 이용할 때의 슬럼프 치는15cm로 한다.

③ 레미콘에 초기강도의 상승 및 조건에 따라 혼화제를 사용할 수 있다.

 

3) 슬라임 처리

① 슬라임의 발생

바닥청소의 대상인 슬라임은 굴착되는 토사의 종류에 따라 다르지만, 굴착중 지상으 로 배출되지 않고 구멍바닥에 퇴적되어 잔류하고 잇는 것으로 구멍 내의 물에 부유하 고 있는 미립자가 굴착정지 후 시간의 경과에 따라 서서히 공저에 침전하는 것도 있고, 다른 작업시 공벽으로부터 작은 토사입자가 떨어져 바닥에 쌓인 것도 있다.

② 슬라임에 의한 폐해

구멍바닥에 슬라임이 있는 상태에서 콘크리트를 타설하게 되면 말뚝의 지지력은 극히 작아지게 되어 신뢰할 수 없는 말뚝이 된다.

③ 일반 바닥청소

슬라임 제거방법은 굴착완료 후 철근 케이지 설치전에 하는 일반 바닥청소(1차처리) 와 콘크리트타설 직전에 하는 특수바닥청소(2차처리)로 구분된다.

④특수 바닥청소

공정으로는 일반바닥청소 뒤에 계속된다. 철근과 트레미관의 삽입 작업 중에 공벽에서 떨어진 흙덩어리나 일반바닥청소 후 다시 침전된 것을 콘크리트 타설 직전에 처리하 기 위해서 특수 바닥청소를 하며 다음과 같은 방법이 많이 사용되고 있다.

ⓐ Air Lift 공법

압력수를 구멍바닥에 분사하면서 압축공기를 트레미관 하부에서 내보내 트레미관 내 외의 수압차에 의해 구멍바닥 부근의 슬라임을 밖으로 배출시킨다.

ⓑ Water Jet 공법

트레미관 선단에 젯트 분사장치가 있어 콘크리트 타설 직전에 맑은 물을 분사해 공저의 슬라임을 안정액 중에 부유시키고 이 사이에 콘크리트를 타설 한다.. 심도와 급수압 력의 관계, 트레미관이 공저에 확실히 도달했는지, 분사관의 패쇄여부 등에 유의해야 한다.

 

공내 써징작업

 

4) 철근망 제작 및 설치

① 철근은 KS D 3504, SD 30A 및 SD 40에 의한 이형철근 또는 동등이상의 것을 사용한다.

② 철근망 제작시 망의 원형도 및 직선도를 정확히 유지하여 제작한다.

③ 철근망 삽입시 상.하의 철근망이 수직으로 접속되어야 하며, 망이 휘지 않도록 주의한다.

④ 수직철근 이음은 겹이음으로 하며 겹이음은 U볼트체결로 하고, 횡철근의 이음은 가부 착용접(Tack Weiding)으로 하며 이음의 양단은 반드시 용접되어 철근망의 근입시 철근망에 변형이 발생치 않도록 하여야 하며, 이동 및 근입시 장비를 사용할 수 있도록 고리를 설치한다.

⑤ 철근망의 이음은 결속선에 의한 겹이음을 원칙으로 하며, 철근망이 장척일 경우, 철근 자중에 의해 미끄러져 내려갈 수 있으므로 전기용접등으로 병용할 수 있다.

⑥ 모든 철근의 겹이음은 어떠한 단면에서도 50%가 넘지 않도록 엇갈리게 두어야한다. 이때 최소 겹이음 길이는 설계도면에 준해야 한다..

⑦ 콘크리트 타설 후 케이싱을 인발 할 때 철근 조립상태가 불량할 경우 변형되거나 케이 싱에 밀착된 콘크리트와 같이 따라 올라올 수 있다는 점을 감안하여 철근망을 견고하 게 조립한다.

⑧ 철근망 조립 시 음파시험(Sonic Test)용 튜브를 철근망 내부에 정사각형 위치로 단단하게 고정시킨다.

⑨ 케이싱과 철근의 간격을 유지할 수 있는 간격재는 철근길이 2m마다 4개이상 설치한 다.

⑩ 조립된 철근의 정사각형 위치에 수직으로 부착하는 탄소강으로 된 직경 5cm의 철근 길이와 동일한 음파시험용 튜브 하부를 강재캡으로 막고 물을 채우며, 이물질이 들어가지 않도록 상부도 뚜껑을 덮는다.

 

철근망 제작

 

철근망 제작

 

 

 

철근망 겹이음

 

5) 콘크리트 타설

① 콘크리트는 레디믹스트 콘크리트를 사용하며, 28일 설계압축강도 240kg/cm2(호친강도 300kg/cm2), 굵은 골재 최대치수는 25mm, 슬럼프치는 8cm를 표준으로 한다. 단, 콘크리 트 펌프를 이용할 때의 슬럼프치는 15cm로 한다.

② 콘크리트 표준 시방서의 수중 콘크리트 시공에 준한다.

③ 콘크리트 치기는 트레미관을 이용하며, 재료분리가 일어나지 않도록 주의한다.

④ 콘크리트는 연속적으로 투입되어야 하며 Casing tube의 선단은 항상 공내 콘크리트 표면보다 1m 이상 밑에 들어가 있도록 하며, 트레미관은 콘크리트 표면에서 2m 이상 의 깊이로 유지한다.

⑤ 콘크리트 타설이 완료된 말뚝두부의 표고는 설계치와 일치하여야 한다.

 

트레미관 근입

 

콘크리트 타설

 

6) 두부 정리 및 잔토처리

① 터파기 후 항투불량부는 Concrete breaker등으로 깨어나고, Footing 정착근을 정확하게 노출시킨다.

② 트레미관에 의한 콘크리트를 타설하면 일부 슬라임과 레이턴스가 말뚝두부에 형성되 므로 콘크리트 타설시에 설계높이보다 50CM정도 높게 타설 한다..

③ 굴착토의 잔토처리는 현장 여건을 감안하여 신속히 처리되도록 한다.

 

파일두부정리(1)

 

 

파일두부정리(2)

 

7) 건전도시험(소닉테스트)

① 현장타설말뚝의 시공 시 탐사관(Sonic Guide Pipe)를 시공하여 pipe간의 sonic logging을 통하여 아래 사항을 말뚝의 결함을 유무를 시험

- 다수 기포발생 (Honeycombing)

- 말뚝재료분리 (Segregation of concrete)

- 지하수 (흐름)에 의한 시멘트 확산 또는 희석

(Washout of cement due to groundwater flow)

- 말뚝재료 수축에 의한 균열 (Cracks in pile shafts due to shrinkage)

- 이물질 함유 (Inclusion of foreign material causing contamination of concrete)

- 부분적인 단면 증가 또는 감소 (Necking and arching after collapse of side walls during withdrawal of temporary liners)

 

건전도시험(1)

 

건전도시험(2)

 

건전도시험 모식도