토공및기초공사 - 27610 천공 시멘트 풀 주입 후 경타공법

27610 천공 시멘트 풀 주입 후 경타공법

 

1 부. 일반사항

 

1.1 적용범위

1.1.1 이 시방서는 지반을 천공한 후 기성말뚝을 삽입하고 경타하는 선굴착 말뚝기초공법에 대하여 규정한다.

1.1.2 관련시방

1. 27410 시험말뚝박기와 말뚝재하 시험

2. 47140 강구조물

1.1.3 주요내용

1. 천공장비

2. 시험시공

3. 경타

 

1.2 제출물

1.2.1 시공계획서

1. 말뚝시공장비의 제원과 수량, 항타일정계획, 시험시공계획, 관련 전문기술자가 작성한 재하시험방법이 포함된 말뚝 시공계획서

2. 말뚝잇기를 하는 경우 관련 전문기술자가 작성한 이음부 비파괴시험 계획서

1.2.2 자재 제품자료

1. 기성말뚝

2. 시멘트

1.2.3 시공상세도면

구조물별로 전체 말뚝에 대한 일련번호와 시험말뚝과 재하시험위치를 표시한 말뚝배치도

1.2.4 시험보고서

1. 공장시험보고서

2. 용접부 비파괴검사결과

3. 재하시험보고서

1.2.5 시험시공 결과보고서

시험시공발뚝에 대하여 시험시공완료 후 시공과정 및 결과에 대한 사진을 첨부하여 항타기록부 양식에 작성한 시험시공 결과보고서를 제출한다.

1.2.6 항타기록부

시공한 말뚝에 대해 구조물별로 항타기록부를 작성하여 비치하고, 해당 말뚝공사완료 후 그 사본을 제출한다.

 

1.3 용접공의 자격

용접공의 자격은 47140 강구조물의 해당요건에 따른다.

 

1.4 운반, 보관 및 취급

1.4.1 콘크리트 말뚝

콘크리트 말뚝의 운반, 보관 및 취급은 박기말뚝시방서에 따른다.

1.4.2 강관말뚝

강관말뚝의 운반, 보관 및 취급은 박기말뚝시방서에 따른다.

 

1.5 환경조건

1.5.1 용접 환경조건

용접 환경조건은 박기말뚝시방서에 따른다.

1.5.2 시멘트 풀 주입환경

일 최저기온이 4℃ 이하인 경우, 주입하는 시멘트 풀은 온도가 10℃ 이상 20℃미만이 되도록 하고, 보양 중에 동해를 입지 않도록 한다.

2 부. 자재

 

2.1 말뚝

2.1.1 콘크리트 말뚝

1. 프리텐션방식 원심력 PSC말뚝

프리텐션방식 원심력 PSC말뚝은 03120 박기말뚝에 따른다.

2. 프리텐션방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝(PHC말뚝)

프리텐션방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝은 박기말뚝시방서에 따른다.

2.1.2 강관말뚝

강관말뚝은 27310 기성말뚝박기

 

2.2 시멘트 풀

2.2.1 시멘트

KS L 5201의 1종 보통 포틀랜드 시멘트에 적합한 것으로 한다.

2.2.2 물

물은 청정하고 유해함유량의 염분, 철분, 이온 및 유기물 등이 포함되지 않은 것이어야 한다.

2.2.3 배합

특기가 없는 경우 시멘트와 물은 물시멘트비(w/c)83%로 배합한다.

 

2.3 장비

2.3.1 천공장비

1. 말뚝지지층까지의 토층 구성이 실트층, 점토층, 풍화토층으로 되어 있고 지지선단부층이 풍화암인 경우 일반오거를 사용한다.

2. 지지층 선단부가 연암 등의 암반일 경우로서 일반오거로 굴착이 불가능한 경우 특수굴착장비를 사용한다. 이 경우 장비의 특성상 일반오거와는 달리 굴착 후 로드를 인발하면서 시멘트 풀을 주입하는 것이 불가능하므로 인발 후 시멘트 풀을 주입한다.

3. 천공 및 천공 후 장비를 인발할 때 공벽이 붕괴될 우려가 있는 경우, 케이싱부착 천공기를 사용한다.

2.3.2 시멘트 풀 공급장치

배합재료가 자동 계량되는 구조이어야 한다.

 

3 부. 시공

 

3.1 시공조건 확인

3.1.1 현장조건이 작업을 착수할 수 있는 상태인지 확인한다.

 

3.2 준비

3.2.1 말뚝의 시공에 앞서 지하매설물 및 지상의 장애물에 대한 상황을 조사하여 말뚝시공에 차질이 없도록 한다.

3.2.2 지면은 평탄하게 다지고 배수에 지장이 없도록 한다.

3.2.3 말뚝위치는 헝겊과 못 등으로 정확하게 표시하고 건물 또는 구조물의 배치상태와 말뚝위치, 바닥레벨을 점검한다.

3.2.4 천공장비는 500m마다 눈금을 표시하고 매 1m마다 숫자를 표시하여 천공깊이를 용이하게 식별할 수 있도록 한다.

3.2.5 말뚝은 수평선으로 100㎜마다 눈금을 표시하고 숫자를 말뚝선단에서부터 1m마다 기입하여 말뚝길이를 식별할 수 있도록 한다.

3.2.6 작업준비가 완료되면 작업준비상태에 대해 감리자의 확인을 받은 후 항타작업을 시작한다.

 

3.3 시험시공

3.3.1 본항타 착수 전에 지반조사보고서와 기초 설계자료를 토대로 설계하중의 적정성 및 지반조건의 확인, 본항타 용 말뚝길이 및 시공관리기준의 확정을 위하여 시항타를 실시한다.

3.3.2 본공사와 동일한 조건으로 시험시공을 한다.

3.3.3 시험시공 초기 또는 지지층변화가 예상되는 지반조건에서는 기존의 지반조사 자료를 기준으로 시험천공을 실시하여 시공할 말뚝의 길이를 예측한 후 시험시공을 실시한다. 시험 천공한 구멍은 되메움한다.

3.3.4 지하수위가 높거나 흐르는 경우 시멘트풀의 배합비를 표준배합(w/c=0.83)보다 부배합으로 한다.

3.3.5 지하수위가 높을 경우 말뚝설치 직후 말뚝에 대한 수준측량 등으로 부력여부를 관찰하여 이에 대한 조치를 취한다. 필요할 경우 말뚝 선단부에 구멍을 뚫어 부력을 줄일 수 있으며 이 경우 구멍크기는 직경의 1/6미만으로 한다.

3.3.6 시항타에서는 동재하시험 등을 실시하여 지지력 및 말뚝의 관입성을 확인하여 경타관리 기준을 정한다. 항타시 동재하시험(EOID)에서 지지력이 만족되었을 경우라도 시멘트풀이 양생된 후 재항타시험(Restrike)을 통해 지지력의 변화를 반드시 확인한다.

3.3.7 시공관리항목(굴착깊이 및 말뚝관입깊이, 시멘트풀 배합비, 경타기준, 지지력, 부력발생여부 등)을 모두 기록하고 평가한 후 시공관리기준을 작성하여 본항타의 기준자료로 삼는다.

3.3.8 시항타를 실시한 이후 그 결과에 따라 설계 및 시방을 변경할 수 있다. 시험시공 결과 말뚝의 길이, 직경, 시공방법의 변경이 필요한 경우에는 지질조사결과, 지반 조건 등의 제반사항을 충분히 검토한 후 결정한다.

 

3.4 말뚝시공

3.4.1 천공

1. 천공은 수직이 되도록 하여야 하며, 천공 시 공벽의 붕괴우려가 있거나 붕괴되는 토질에서는 케이싱을 사용한다.

2. 천공위치 및 천공순서는 말뚝간격 등을 고려하여 상호간에 영향이 없도록 한다.

3. 천공직경은 말뚝직경보다 100㎜정도 크게 한다.

4. 천공깊이는 소요지지력을 만족할 수 있도록 결정하되, 이 깊이는 시험시공자료를 바탕으로 확인한다.

5. 지반조건의 특성상 사전천공 공벽이 붕괴되어 말뚝삽입이 곤란하며 소정의 지지력을 확보할 수 없는 경우에는 강관케이싱을 사용한다.

6. 강관케이싱을 사용하여 사전천공을 시행할 때의 시공 세부사항은 수급인이 시공계획서를 작성하여 감리원의 승인을 받아야 한다.

3.4.2 선단부 교반

1. 천공이 완료되면 굴진심도를 측정한 후 시멘트 풀을 주입하면서 천공 하단부로부터 말뚝직경의 3배 이상 높이까지 오거를 2～3회 상하 왕복하여 시멘트 풀과 하부잔토를 1차 교반시킨 다음 시멘트 풀을 주입하면서 오거를 인발한다.

2. 에어해머등 장비특성상 천공 후 로드를 인발하면서 시멘트 풀 주입을 할 수 없는 경우 교반절차 없이 로드 인발 후 풀을 주입한다.

3.4.3 말뚝삽입

말뚝은 2점 지지방식으로 세우되, 세우기를 할 때 1m정도 먼저 삽입하고 수직상태를 확인한 후 삽입한다.

3.4.4 경타

1. 안착된 말뚝은 수준기로 수직상태를 확인한 다음 오거에 부착된 드롭해머로 두부가 파손되지 않도록 경타하여 말뚝선단이 천공깊이 근처에서 경타관리기준에 도달되도록 경타한다.

2. 말뚝시공을 완료한 후 24시간이 경과한 다음 시멘트 풀 충전상태를 확인해야 하며, 부족할 경우 밀실하게 재충전한다.

3.4.5 말뚝잇기

기성말뚝을 이어 사용할 필요가 있는 경우 27310 기성박기말뚝에 따른다.

3.4.6 허용오차

1. 수직축의 변동 : 길이의 1/50미만

2. 정부표고의 변동 : 100㎜ 미만

3. 말둑머리의 위치변동 : 50㎜ 미만

3.4.7 두부정리

말뚝을 시공한 후 일정기간이 경과한 후 감리원의 승인을 받아 말뚝두부정리를 한다.

시멘트 밀크 분출 교반 방식

시공 일자

말뚝 번호

말뚝 지름 (mm)

말뚝 길이 (m)

시공기간(분)

오거 굴착 심도 (m)

말뚝 심도 (m)

지 지 력 (t)

개시

종료

하부 말뚝 셋트

하부 말뚝 침설

상부 말뚝 셋트

용접

상부 말뚝 침설

셋트

침설

시멘트밀크 주입

말뚝 압입

3.5 재하시험

3.5.1 재하시험의 목적 및 계획

1. 말뚝재하시험을 실시하는 목적은 말뚝의 지지력 및 변위량, 말뚝의 건전도, 시공방법 및 시공장비의 적합성, 부주면 마찰력, 하중전의 특성 등을 전부 또는 필요에 따라 부분적으로 파악하기 위한 것이다.

2. 말뚝재하시험은 시험의 목적에 따라 시험방법, 시험횟수, 수험실시 시기 등을 충분히 검토하여 계획하여야 한다.

3. 말뚝재하시험은 본시공 관리 기준을 정하기 위해 시험시공시 수행하는 시험과 본시공 후 품질확인을 위해 수행하는 시험으로 구분하여 수행한다.

3.5.2 말뚝재하시험의 종류 및 선택

1. 말뚝재하시험에는 압축재하시험, 인발재하시험, 횡방향재하시험이 있다. 또한 말뚝재하시험을 실시하는 방법은 정재하시험 방법과 동재하시험 방법이 있다. 따라서 현장의 시험목적에 따라 적절한 시험 종류 및 방법을 선택해야 한다.

2. 시항타시는 항타시공관입성의 확인을 위해 항타시 동재하시험(EOID) 방법이 유용하며, 항타시 동재하시험이 완료되면 항타 후 시간 경과에 따른 지지력의 변화를 확인하기 위해 재항타(Restrike) 동재하시험을 실시해야 한다. 동재하시험을 위한 해머의 에너지가 부족할시 최종적인 지지력은 relaxation이 없다는 전제로 EOID 시험의 선단지지력과 재항타 시험의 주면지지력을 합하여 계산할 수 있다.

3. 본항타 후 품질확인을 위해서 재항타 동재하시험 또는 정재하시험을 실시할 수 있다. 말뚝의 지지력 및 변위량의 확인 그리고 동재하시험의 신뢰도 확인이 주목적인 시험에서는 정재하시험 방법이 바람직하다.

4. 재항타 동재하시험과 정재하시험의 시기는 확실한 품질확인을 위해서 항타 후 충분한 시간이 경과할수록 유리하지만 현장의 토질조건 및 현장의 공기에 맞추어 적절히 조정한다.

3.5.3 시험횟수

1. 시험 횟수는 현장의 설계내용 및 시방서에 의한다. 특별한 언급이 없을 경우 시험횟수는 구조물기초설계기준 및 해설(2003)의 해당요건에 준한다.

3.5.4 시험시 주의사항

1. 시험 전에 시험계획서가 시험목적에 부합되는가를 확인해야 한다.

2. 시험 전에 각종계측기의 검증을 확인해야 한다.

3. 동재하시험은 신뢰도 있는 시험결과를 얻기 위해 시험자의 역할 및 능력이 중요하다는 것을 인식해야 한다.