문제] 기성 콘크리트 말뚝박기 공사의 시공품질관리 요점을 설명하고 특히 현장에서 항타 중 소정의 지지력에 도달하였는지 판단하는 방법을 설명하시오. (말뚝의 지지력 산정 방법에 대하여 기술하시오)
답]
Ⅰ. 개요
1) 기초 말뚝의 지지력은 말뚝 선단 지반의 지지력과 주면 마찰력에 의하며, 말뚝의 허용지지력은 말뚝선단의 지지력과 주면마찰력의 합을 안전율로 나눈 것을 말한다.
2) 말뚝의 허용 지지력을 추정하는 방법에는 정역학적 추정방법, 동역학적 추정방법, 자료에 의한 방법, 재하에 의한 방법 등이 있다.
Ⅱ. 기성 파일의 종류
① 나무 pile
② 기성 콘크리트 pile
③ 강재 pile
III. 시공품질관리 요점(시공상 고려사항)
1) 인접 말뚝 피해 최소화
- 항타 시 인접 말뚝이 솟아오르면 타격력을 증가시켜 원지반 이하로 다시 관입.
2) Pile 박기 순서
- 중앙부 말뚝 먼저 박고, 주변부 말뚝을 박으면 박기 용이함.
3) 최종 관입량
- 5~10회 타격 평균값으로 하여 그 결과 기록 유지.
4) 중단없이 계속 연속으로 박기.
- 말뚝선단이 일정 깊이까지 도달하도록 계속 박기.
5) 말뚝 길이 변경 검토
- 예정 위치에 도달하기 전 침하가 안될 경우 검토 길이 변경
6) 시험항타
① 실제 말뚝과 동일한 방법으로 시공.
② 실제 말뚝과 같은 무게와 단면을 가진 것.
7) 말뚝박기 간격
① 중앙부 2.5d 이상 or 75cm 이상
② 기초판 끝과의 거리 1.25d or 37.5cm 이상
8) 두부정리
- 버림 콘크리트 위 6cm 남기고 콘크리트 절단
9) 세우기
- 2개소 이상의 규준대 설치하여 수직 세움.
10) 말뚝 위치 확인
- 소정의 깊이까지 기초파기하고 정확한 말뚝 위치 확인.
Ⅳ. 지지력 판단 방법의 종류와 방법
1. 정역학적 추정 방법
2. 동역학적 추정 방법
3. 재하시험에 의한 추정 방법
4. 소리와 진동에 의한 방법
5. Rebound check에 의한 방법
6. 시험 항타에 의한 방법
7. 자료에 의한 방법
V. 지지력 판단 방법
1. 정역학적 추정 방법
① 설계 전에 여건상 재하시험을 실시하기 곤란할 때 이용
② 실제 공사 시에는 재하시험에 의한 허용지지력의 확인이 필요
2. 동역학적 추정 방법
① 말뚝 hammer 타격에너지와 최종 관입량을 기준으로 하여 추정하는 것으로 잘맞지 않는다.
② 공사 규모가 적고 비용면에서 재하시험을 못할 경우
3. 재하시험에 의한 방법
1) 정재하시험
① 말뚝 위에 하중을 재하하여 하중과 침하량에 의해 지지력을 추정.
② 재하 하중은 설계 하중의 2.5배 정도 필요.
③ 재하 방법에는 실물 재하 방법과 반력 pile 이용 방법.
2) 동재하시험
① 파일 두부에 가속도계와 변형률계를 부착하여 가속도와 변형률을 측정하여 파일에 걸리는 응력을 환산하여 지지력 측정하는 방법.
4. 소리와 진동에 의한 방법
① 말뚝박기 시 소리와 진동의 크기로 지지층 도달 확인
② 지지층 도달 전 1.5m 정도 관입 시에 소리와 진동이 최대
5. 리바운드 체크 (Rebound check)
- 항타에 따른 침하 및 반발력을 graph지에 도식.
6. 시험 말뚝박기에 의한 방법
① 기초면적 1500㎡까지는 2本. 3,000m²까지는 3本
② 실제 말뚝과 똑같은 조건으로 실제 말뚝박기에 적용될 타격에너지와 가동률로 말뚝을 박는다.
7. 자료에 의한 방법
- 공사 지역의 인접한 장소에서 실시한 신뢰성이 있는 자료가 있을 때 자료를 참고 및 이용.
VI. 결론
기초 말뚝의 지지력 판단은 지질의 형태, 말뚝 형식, 시공성, 경제성 등에 비추어 가장 알맞는 방법을 선택하여 적용하여야 한다.
2024.07.03 - [건축시공기술사 Sub Note] - 건축시공이야기 : 콘크리트 구조물의 균열 발생 상황과 그 원인