[지정 및 기초공사] 말뚝 지정

1. 말뚝의 목적에 의한 분류

(1) 지지말뚝 : 말뚝을 연약한 지반을 관통시켜 견고한 지반에 도달시킴으로써 선단지지력에 의하여 하중을 지반에 전달한다.

(2) 마찰말뚝 : 굳은 지반이 깊이 있을 경우, 말뚝과 지반의 마찰력에 의하여 하중을 지지한다.

(3) 다짐말뚝 : 무른 지반을 밀실 하게 다지기 위한 목적으로 말뚝을 사용하는 경우로, 느슨한 사질토 지반을 압축하여 지반개량의 효과를 기대할 수 있다.

 

2. 말뚝의 재료 및 제조방법에 의한 분류

말뚝의 재료와 제조방법에 따라서 나무말뚝, 강재말뚝, 기성 콘크리트 말뚝, 현장타설 콘크리트 말뚝 등으로 분류할 수 있다.

(1) 나무말뚝

장점	단점
가공 및 취급이 편리하다 공기, 시공, 가격 측면에서 유리하다 하중이 적고 상수면이 얕은 곳에 유리하다	말뚝 재료가 불균질하여 신뢰성이 떨어진다 길이에 한계가 있어 긴 재료를 구하기 어렵다 환경훼손의 우려가 있다

(2) 강재말뚝

강재말뚝은 단면형상에 따라 강관말뚝(steel pipe pile)과 H형강 말뚝(H-steel pile)이 있고, 가격과 시공 측면에서 유리한 강관말뚝이 많이 사용된다.

기성콘크리트 말뚝에 비해 가격이 비싸지만 길이가 긴 말뚝이 필요한 경우나 높은 지지력이 요구되는 경우 등에 사용된다.

말뚝의 간격은 2.5d 이상 또는 90cm 이상으로 한다.

  1) 강관말뚝

강판을 원통형으로 전기저항용접 또는 아크용접으로 제조된 강관이 일반적으로 사용된다.

크기는 지름 40~100cm, 길이는 운반관계로 12~15m 정도이며, 길이가 긴 말뚝이 필요할 경우에는 현장용접으로 이음 하여 사용한다.

강관말뚝공사에는 디젤해머가 가장 많이 사용된다.

  2) H형강 말뚝

H형강 말뚝의 제조방법은 압연형과 용접형이 있으나 압연형 강재가 주로 사용된다. 말뚝의 크기와 이음, 장비 등은 강관말뚝과 크게 다르지 않다.

장점	단점
강한 타격에도 견디며 경질 지층의 관통도 가능하다 지지력이 크고 확실한 이음이 가능하여 긴 말뚝으로 사용할 수 있다 길이의 조절이 쉽고 강도에 비해 경량이기 때문에 운반과 시공이 용이하다 상부구조와의 결합에 유리하다	재료비가 비싸다 재료의 특성상 부식에 대한 대책이 필요하다 길이가 짧은 말뚝에 사용할 경우에는 비경제적이다

(3) 기성 철근콘크리트 말뚝

비교적 큰 내력을 필요로 하는 경우나 지하수위가 낮은 경우에 많이 사용하는 것이 일반적이다.

기성 콘크리트 말뚝의 길이는 일반적으로 15m 이하이기 때문에 그 이상의 길이를 필요로 할 때는 이음말뚝으로 해야 하며 이음매는 이음 부분에 충격이 집중되지 않는 구조로 휨에 저항할 수 있어야 한다.

철근콘크리트 말뚝의 대부분은 원심력을 이용하여 제조한 중공원주상의 말뚝이 사용된다. 말뚝의 크기는 길이가 3~15m, 바깥지름이 20~60cm, 살두께가 5~9cm 정도이다. 고강도 프리스트레스트 콘크리트 말뚝은 바깥지름 120cm, 살두께 15cm 정도로 지지력이 매우 크다. 말뚝의 허용압축강도는 80kg/㎠ 정도이며, 말뚝의 간격은 2.5d 이상 또는 75cm 이상으로 한다.

장점	단점
말뚝재료의 구입이 쉽다 말뚝길이 15m 이하에서는 경제적인 지정공법이다 재료적으로 균질하고 비교적 신뢰할 수 있다	자중이 크고 운반 및 시공에 주의가 필요하다 말뚝이음에 대한 신뢰성이 비교적 적다 말뚝 시공 시 항타를 하기 때문에 말뚝본체에 균열이 발생할 수 있다 중간 경질토층(N=30 정도) 이상의 지층의 관통은 거의 불가능하다

 

  1) 기성 철근콘크리트 말뚝의 시공방법

  - 타격공법 : 항타장비로 말뚝을 직접 타격하여 박는 방법

  - 진동공법 : 진동이 발생하는 진동식 말뚝타격기를 사용하여 말뚝을 설치하는 방법

  - 압입공법 : 말뚝머리에 큰 압력을 가하여 시공하는 방법

  - 수사법 : 고압으로 물을 분사, 수압으로 지반을 무르게 한 후 말뚝을 설치하는 방법

  - 선행굴착 공법 : 오거 등으로 굴착한 후 말뚝을 삽입하고 압입 또는 타격하는 방법

  2) 말뚝의 이음

  - 충전식 이음 : 말뚝의 철근을 용접하고 이음부에 콘크리트를 충전시켜 잇는 방법

  - 장부식 이음 : 장부를 채워 잇는 방법

  - 볼트식 이음 : 말뚝이음부분을 볼트식으로 조여 잇는 방법

  - 용접식 이음 : 말뚝 상호간의 철근과 외부의 보강 철판을 용접하여 잇는 방법