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연약지반상 PHC파일 항타력 증대장치 개발에 관한연구
A Study on Development of PHC pile driving force increase device on soft ground 원문보기

디지털융복합연구 = Journal of digital convergence, v.18 no.10, 2020년, pp.219 - 224  

김종길 (청운대학교 토목환경공학과) ,  이용주 (주식회사 준건설)

초록
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본 연구는 연약지반상에 PHC 파일 시공시 발생하는 인장파에 의해 발생하는 인장 균열에 의한 파일 파손 방지를 위하여 일반적으로 시공되는 선굴착 공법을 대체할 장비 개발에 목적이 있다. 연약지반상에 PHC 파일 항타 중 해머타격시 발생하는 인장파에 의해 인장 균열이 발생하며, 이는 결국 부실시공으로 이어진다. 항타시 발생하는 인장파 발생을 방지하기 위하여 연약층에서는 별도의 항타력 증대 장치를 이용하여 인장파 발생을 방지하여 파일 손상을 방지할 수 있다. 또한 장비 개발시 시공 속도 향상, 시공비 절감 및 소형장비를 사용할 수 있어 매연 및 소음을 감소시키는 친환경 공법이다. 본 개발 장비는 대심도 연약지반이 분포하는 새만금 간척지, 동남아시아 건설시장을 개척할 수 있는 효과적인 장비이다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study is to develop a device to replace the pre-boring method, which is generally constructed, to prevent pile damage caused by tension cracks that reason from tension waves generated during PHC pile construction on soft ground. Tension cracks are caused by tension waves from the...

주제어

#연약지반   #선굴착   #PHC 파일   #항타   #인장 균열   #항타력 증대 장치  

표/그림 (9)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 금번 개발하는 장비는 유압해머 본체에 와이어를 연결한 후 드럼으로 와이어를 하부로 끌어당김으로써 파일 상부에서 “유압해머의 낙하하중 + Wire rope 압입력”으로 항타력을 증대시켜 해머 하중 감소, 항타 속도 증가 및 파일 손상 감소시킬 수 있는 장비를 개발하는 것이다.
  • 또한, 대심도 연약지반의 경우 견고한 지지층에 도달시키기 위하여 파일 직경에 비해 과다 해머를 사용하여야 하며, 이 경우 파일의 두부 손상이 발생하는 경우가 다수 발생한다. 기존 해머의 항타력을 증가시키는 경우 기존보다 소형 해머를 사용할 수 있어 파일의 손상을 최소화 하는데도 그 목적이 있다.
  • 국내의 경우, 대부분 유압햄머(5～10Ton)로 항타장비가 제한적이나, 해외설계 및 시공사례를 보면 항타장비조합의 다양화로 대심도 연약지반에서도 항타에 의한 시공이 가능한 것으로 조사되었다[1]. 따라서, 연약층 두께, 말뚝직경 및 항타응력 등에 따라 항타 장비의 항타력을 증대시켜 국내 및 해외 대심도 연약지반에서 PHC 파일 항타가 가능하도록 하는데 본 연구의 목적이 있다. 또한, 대심도 연약지반의 경우 견고한 지지층에 도달시키기 위하여 파일 직경에 비해 과다 해머를 사용하여야 하며, 이 경우 파일의 두부 손상이 발생하는 경우가 다수 발생한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
연약지반에서 PHC 파일이 시공 시 인장균열 및 손상이 발생하는 이유는? 일반적으로 연약지반에서 PHC(Pretensioned Spun High Strengthed Concrete) 파일은 시공시 햄머 항타에 의해 발생하는 응력이 연약층 통과시 파일 선단에서 압축파가 인장파로 변환되면서 인장균열 및 손상이 발생한다. 따라서 파일 손상을 방지하기 위하여 선굴착 후 말뚝을 시공하는 매입공법을 대부분 적용하고 있다.
연약 지반상에서 PHC 파일 시공을 위한 대형 항타 장비는 어디에 의존하는가? 연약 지반상에서 PHC 파일 시공을 위하여 선굴착 후 매입공법 시공 장비는 굴착 오거 및 대형 해머를 장착하므로 대형 항타 장비를 이용한다. 대형 항타 장비의 경우 대부분 해외에서 수입한 장비를 사용하고 있다. 항타 장비의 항타력을 증대시킬 경우 장비를 소형화할 수 있어 국산화가 가능하다[2, 3].
PHC 파일 손상을 방지하기 위해 어떤 공법을 적용하는가? 일반적으로 연약지반에서 PHC(Pretensioned Spun High Strengthed Concrete) 파일은 시공시 햄머 항타에 의해 발생하는 응력이 연약층 통과시 파일 선단에서 압축파가 인장파로 변환되면서 인장균열 및 손상이 발생한다. 따라서 파일 손상을 방지하기 위하여 선굴착 후 말뚝을 시공하는 매입공법을 대부분 적용하고 있다. 국내의 경우, 대부분 유압햄머(5～10Ton)로 항타장비가 제한적이나, 해외설계 및 시공사례를 보면 항타장비조합의 다양화로 대심도 연약지반에서도 항타에 의한 시공이 가능한 것으로 조사되었다[1].
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참고문헌 (15)

  1. N. H. Kim. (2014). Analysis of drivability and constructability for Spun Pile into special ground conditions. Youshin Technology Newsletter, 80-89. 

  2. G. S. Woo, (2016). Evaluation of Allowable Bearing Capacity of 600mm Diameter Preboring PHC Piles Using Dynamic Load Test. Journal of The Korea Geotechnical Society Vol32,No11, 61-72 

  3. K. J. Cho. (2010). Evaluation of the tip resistance of prebored PHC pile on weathered rock. KSCE 2010. 990-993 

  4. D. G. Kim. (2017). High strength and ultra high strength PHC pile test case with high design load. KSCE 2017. 55-56 

  5. E. A. Hwang. (2017). Suggestion of New Pre-drilling Method for Soft Soils using Multiple Auger Boring Machine Equipped with Wire Ropes. KSCE Vol65No09. 41-45 

  6. S. S. Jeong. (2015) Analysis of Load Sharing Ratio for PHC Piled-raft Foundation. KSCE 81-82 

  7. H. K. Choi. (2015). A study on the Installation of the Point Foundation as the Substitution method of the soft ground. KSCE 45-46 

  8. C. H. Cho. (2004). PHC PILE cracking related technology cases in soft ground. Samsung E&C Technical Information, 15-17. 

  9. J. Y. Ko. (2015). Proposed Bearing Capacity for Open-Ended Piles with Soil Plugging. KSCE 47-48 

  10. W. P. Hong. (1987). Deep foundation of soft ground. KSCE Vol35.No6. 11-14 

  11. K. W. Lee. (1996). Problems and countermeasures in design and construction of ready-made concrete pile foundation. Construction technology Ssangyong. 

  12. W. J Lee. (2015). The proposal to Design PHC Piles Properly when used for Civil Engineering Structures. KSCE 163(11), 52-60 

  13. J. M. Goo. (2008) Micropiling: Case History and the Improvement of Design Method. KSCE 865-868 

  14. Y. H. Lee, (2007). Example of construction method for applying PHC file in soft ground. Geotechnical Engineering 23(7), 9-21 

  15. B. K. Kim. (2016) Preliminary study on the Underwater Noise Mitigation Device under Offshore Pile Driving. KSCE. 78-79 

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