현장타설 콘크리트 말뚝공법(Benoto, R.C.D)

1.개    요

장대교의 기초 시공방법 중의 하나인 현장타설 콘크리트  말뚝의 시공형식을 비교하고 또한 시공 및 품질관리에  대한 지침을 제정코자 함.

2.현장타설말뚝 시공공법

2.1 Benoto 공법(All Casing)

가. 개    요

Benoto 공법이라는 것은 파리의 Benoto Co.가  고안한  Benoto 굴착기를 사용하여 소정의 지지 지반까지 구멍을  파서 그 속에 콘크리트를 타설하여 확실한 원형기둥 기초를 만드는 공법이다.

이 공법에서는 끝에 Cutting Edge가 있는 강재의 Casing Tube를 반회전, 요동시키므로서 Tube 외주와 주위의 흙과의 마찰을 절단하고 또 CuttingEdge로 선단지반을 Cut하여 Tube를 지중에 관입시킨다. 이와 병행하여 크램쉘과 같은 작용을 하는 햄머 그래브(무게 약 3,0001b)로 굴착 운반하기 때문에  Tube 주변의  자연지반을 이완시키지 않고 구멍을굴착하여 콘크리트를  타설하는 공법이다.

콘크리트 타설후는 Tube 외주의 지반까지 완전히퍼지므로  주상콘크리트와 그 외주지반은 완전히밀착하여 빈틈이 생기지 않는다. 햄머 그래브 끝의날형을 바꾸므로써 연약토 에서 경질토 및 자갈층까지 능률적으로 굴착할 수 있으며  또한 지지지반을  흡인력에 의해서 이완시킬 우려가 없으므로 특히  수중굴착인 경우 Calwelde 공법과 같은 기타의 공법에 비해서 우수하다.

나. 공법의 특징

1) 장    점

(1) 굴착 전깊이에 대해 Casing을 사용하므로 공벽붕괴 위험이 없고 주변지반에 주는 영향이 적어 기존 구조물의 근접 시공이 가능하다.

(2) 토질에 대한 적용성이 높아 암반을 제외한 모든 토질에  적합하다.

(3) 굴착중 배출하는 토사에 의해 지질조사 및 지층을  확인할  수 있다.

(4) Con'c타설시의 붕괴사고가 적고 철근피복유지가 확실하다

(5) 비교적 저소음, 저진동 공법이다.

(6) 기종에 따라 15도 정도의 말뚝 시공이 가능하다.

2) 단    점

(1) Casing Tube의 요동, 인발 능력이 기종에 따라한계가 있으며 모래층이 두꺼울 때 Casing인발이 곤란한 경우가 있다.  특히, 지하수위 이하에 세사층이 두꺼운 경우에요동으로 물다짐되어 Casing Tube의 인발이  불가능할 때가 있다.

(2) 수중 Con'c 타설과 동시에 Casing Tube를 인발할때 철근이 따라 올라오는 경우가 있다.

(3) 기계의 자중이 크며 또한 요동반력이나 CasingTube를 인발할 때 큰반력이 필요하므로 수상의  잔교상이나 복공에서의 시공이 적합하지 않다.

(4) Hammer Grab에 의한 굴착시 낙하 충격에 의해  선단지반이 약화될 우려가 있다.

(5) 굵은 자갈 또는 호박돌이 섞인 지중에는 CasingTube의  압입이 어렵다.

2.2 Reverse Circulation Drill 공법

가. 개    요

서독에서 개발된 공법으로 개요는 다음과 같다.

(1) 굴착구멍과 저수탱크 사이에 물을 환류시켜  구멍속의 물의 정수압(0.2kg/cm)에 의하여공벽을 유지하며 케이싱을  사용하지 않는다.

(2) 캐리바에 접속된 드릴파이프 끝에 설치한 특수빗트의 회전에 의해서 토사를 굴착한다. 굴착된토사는 펌프로 드릴 파이프를 통하여 물과 더불어 저수탱크에 배출되며 물은  다시 구멍 속으로 되돌아간다.

Benoto, Calwelde등의 공법과는 달리 그래브 또는버켓을  지상으로 인양하는 수고가 없어지므로 연속굴착이 가능하며 시공 능률이 좋다.

(3) 지상 굴착시에는 트레일러에 실려져서 디젤엔진으로  구동한다.  선상에 실으면 수중굴착도 가능하다.  그러나 이 공법은 너무 굳은 지반을 굴착하기에는  부적당하다. 또한 지반중에 피압된 지하수가 있는경우에는 공벽이 무너지므로  스탠드파이프를세워서 구멍내의 수위를 높일 필요가있다.

(4) 굴착토의 배출방식은 Pump Suction,  Air Lift, Jet Suction 및 Suction과 Air Lift의 혼합식 등이있다.  최근에는 복잡한 지층조건과 투수성 지반조건에서는 지반연속벽 공법에 사용하는 Slurry안정액을 사용하여 공벽을 유지하고 있다.

나. 공법의 특징

1) 장    점

(1) 굴착장비를 오르내릴 필요없이 연속으로 굴착이  진행되므로  깊은 심도까지 굴착 가능하고 심도가  깊을수록  타공법보다  효율이 양호하다.

(2) 물을 이용하는 공법이고 Stand Pipe 하부는 나공상태로 굴착하므로 수상시공이 가능하다.

(3) Benoto 공법은 세사층에 불리하지만 본 공법은 세사층 굴착이 용이하며 특수한 빗트에 의해서  연경암층도 무진동으로   굴착 가능하다.

2) 단    점

(1) 드릴파이프 직경(150~200m/m)보다 큰 호박돌이있는 경우  굴착이 불가능하다.

(2) 지층조건에 따라서는 말뚝선단 및 주변지반이  이완되는 경향이 있다.

(3) 이수 순환설비를 위한 공간이 확보되어야 하고 굴착토 및 이수 처리가 어렵고 현장이 더럽혀질우려가 있다.

(4) 정수압 또는 안정액 만으로 수위가 유지되지 않는 지층조건에서는 시공이 곤란(Pregrouting 또는누수방지제 등으로 보강)하다.

BENOTO 공법

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