[스크랩] 저공해 말뚝 기초 공법 종류와 특징 : SIP ( Soil Cement Injected Precast pile )

저공해 말뚝 기초 공법 종류와 특징 : SIP ( Soil Cement Injected Precast pile )

= 시멘트풀 주입 선굴착 공법 ( 소음 , 진동이 문제되는 곳에서의 항타 실시로 민원문제로 곤란할 때 귀하가 적정 공법 선정하고 , 공법의 특징 , 시공 순서 , 문제점 , 대책을 기술하고 적정 항타기 선정에 대해서 기술하시오.)

 

1. 서언
	(1) 최근 말뚝시공시 문제점은
		① 민원 문제 ② 건설 공해 , 소음 , 진동으로 직항타 공법의 시공이 곤란한 점이며
	(2) 따라서 SIP 공법의 적용이 증가 추세에 있음. (3) 그러나 SIP 공법 시공시 우리나라의 경우 주면 고정액만 쓰고  선단부 공정액안에서 지지력 저하 , 문제점으로 향후 연구 개발 , 특히 시공시 대책이 시급함. (4) PC/PHC pile 은 풍화암층은 실제 항타 불가함 , Band를 채워서 항타되지 않는 것이 시험으로 증명됐음. (5) SIP 공법 시공시 지지력 판단은 필히 현장 재하 시험에 의해서 판단해야 한다. (6) 특히 PC pile 의 경우 시공시
		1) 합판 cushion 은 PH pile 마다 교체 2) Wave - Equation에서 한계치 넘어 두부 파손된다.
	(7) PHC pile 의 경우
		1) 두부에 10mm 이상의 철판이 있다. 2) shoe - Flat 한 철판으로 되어 있다. 3) 허용항타응력 : 항타 에너지로 보면 당연하다.
	(8) SIP 공법의 원리는 Soil Coment Column 의 형성으로써 지지력 등재시킨다. (9) 시공시 주안점
		1) N 에 의한 지지력공식 문제 2) Drivability 3) 선단부 공정액 미시공 → 지지력 저하 → 침하 4) 항타시 허용 Energy σck

2. 저공해 공법의 종류
	(1) 선굴착 및 최종 항타 공법 (2) Cement - Paste ( 시멘트 - 풀 주입공법 )

3. 공법의 문제점
	(1) 선굴착 최종 항타 공법의 문제점
		1) 문제점
			① ( 이와 같은 지반 조건에서는 ) 굴착공법에 시멘트 풀 주입하여 발뚝기초의 선단 지지력과 주면 마찰력 보강
	(2) 시멘트 풀 주입공법 ( SIP ) 의 문제점
		1) 문제점
			① 주면 고정액과 선단부 고정액의 시공관리 배합 ② 특히 선단부 고정액 미시공에 의한 지지력 저하 , 말뚝의 기능 저하
		2) 대책
			① 선단부 고정액 시공 실시 ( 반드시 ) ② 선단지지력 확보 대책 : 최종 타격 방법 , 선단부 고정액 시멘트 풀 , 보강에 의한 방법

4. 공법 선정시 고려사항 ( SIP )
	(1) 구성 성분 : 물 + Cement + Bentonite (2) 배합비 ( 굴착액과 주면 고정액의 배합비 )
		Soil Cement 1 ㎥ 당  시멘트 120 kg , 물 450 ℓ , Bentonite 25 kg 의 비율로 혼합해서 pump 로 압송 주입한다.

6. 굴착 방법 ( 굴착기계 )
	(1) 연속 Auger ( Continuous Flight Auger ) : 직경은 말뚝직경 + 50 ~ 200 mm (2) (1) 의 Auger 날 대신에 교반용 날개 부착 (3) 우리나라의 경우 연속 Auger 의 직경 : 밀뚝직경 + 100 mm 많이 사용

7. 굴착액의 사용 목적
	(1) 굴착을 용이하게 (2) 공벽 붕괴 방지

8. 최종 항타가 불가능할 경우 대책
	(1) Auger 선단부가 지지층에 도달시 오거 중공부를 통해서 부배합의 시멘트 풀을 선단부 고정목적으로 주입 (2) 선단부 고정액의 배합비
		1) 물 - 시멘트비 :    1:1.2 ( 또는 1 : 1.4 ) 2) 시멘트 시용량 : 400 ~ 800 kg/㎥ ( 지반 조건에 따라서 상이함 )

9. SIP 공법의 시공순서

10. 시멘트 풀 주입공법의 시공순서
	(1) Auger 굴착개시 (2) Auger 굴착 → 굴착액 주입 (3) Auger 굴착 완료 → 지지층에 근입 (4) Auger 굴착 → 선단부 고정액 주입 (5) Auger 인발 → 주면 고정액 주입 (6) 말뚝 삽입 → 자중에 의한 삽입 (7) Drop Hammer 에 의한 최종항타

11. 국내 시공시 문제점
	(1) 문제점
		1) 선단 지지력저하 ( 선단부 고정액 시공미비로 인한 ) 2) 최종 항타후 말뚝 선단부가 천공 깊이보다 깊어서 교란된 지반에 말뚝 선단부가 관입되기 때문에 시멘트 풀 보강효과 저하
	(2) 대책
		1) 선단부 고정액 주입시 ( W/C 비 : 70 % ) 2) 말뚝 선단부는 천단깊이보다 약간 높은 곳에 위치해야 한다, 3) 시멘트 풀의 배합은 부배합 ( Cement 량 400 ~ 800 kg/㎥ ) 4) 일본의 경우 매입 말뚝 공법에서 말뚝 선단부가 선단 지지층내에 1m 이상 관입되어야 하며 천공깊이와 말뚝 선단부 깊이의 차는 0.5m 미만이 되는 것을 기준 시공법으로 추천하고 있다, 5) 선단부 고정액 cube 일축 압축강도 qu = 200 ~ 300 kg 이상

12. 시멘트 풀 주입 공법의 말뚝 지지력 ( SPT 에 의한 N 값 이용한 공식 )
	(1) 일본의 경우 Cement - Paste 주입 공법과 유사한 매립 말뚝의 지지력 계산은 대부분 표준관입시험결과 ( SPT ) N 값을 이용한 공식이 사용되며 기관에 따라서 상이함 (2) 일본 도로교 시방서 지지력 공식

13. 결론
	(1) 향후 SIP 공법의 개선 방안
		1) Cement paste 주입 공법 ( SIP ) 에 대한 인식 개선 2) 선단부 고정액 주입 할수 있는 장비의 개발 보급 3) 주면 고정액 선단부 고정액 배합 설계 방법 대책연구
	(2) 국내의 경우 선단 지지력이 확보되지 않은 주된 이유
		1) 이유 : 최종 항타로 선굴착 깊이 이상의 선단부 관입이 되지 못하는 지반 조건에서도 선단부 고정을 위한 부배합의 시멘트 풀을 사용하지 못히는데 있다. 2) 대책 : 주입 장비의 개발 시급

출처 : 최현기의 토목시공기술사 이야기

글쓴이 : 최현기 원글보기

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