현장타설 콘크리트말뚝기초(한계상태설계법) KCS 24 51 15 :2023 건설 표준시방서

현장타설 콘크리트말뚝기초(한계상태설계법) KCS 24 51 15 :2023란?

KCS 24 51 15 :2023은 현장 타설 콘크리트 말뚝 기초에 대한 설계 및 시공 지침을 제공하는 한국건설기술연구원의 건설 표준시방서입니다. 이 시방서는 한계상태설계법을 기반으로 말뚝의 지지력, 내구성, 시공성 등을 고려하여 안전하고 경제적인 말뚝 기초 설계 및 시공을 위한 세부적인 요구사항을 제시합니다. 구체적으로 말뚝의 재료, 형상, 크기, 시공 방법, 검사 기준, 품질 관리 등을 다루며, 설계자와 시공자가 말뚝 기초 설계 및 시공 과정에서 필요한 정보를 제공합니다.

현장타설 콘크리트말뚝기초(한계상태설계법) KCS 24 51 15 :2023 건설 표준시방서

1. 일반사항

1.1 적용범위

(1)지반에 구멍을 뚫고 그 구멍 속에 철근, 철골 및 콘크리트를 넣어 지중에서 양생 제작하는 말뚝으로 시공법에 따라 올케이싱공법, RCD공법, 어스드릴공법 등이 있다.

(2)소음 및 진동 문제로 인해 항타말뚝으로 시공하기 어렵거나 상부구조물의 대형화에 따라 대구경 또는 대심도 말뚝이 필요할 때 채택한다.

(3)현장타설 콘크리트말뚝은 그 시공법이 다양하고 각 공법마다 특허로 되어 있는 경우가 많고 명칭도 다양하기 때문에 실제 현장에 적합한 공법인지 신중히 검토하여야 한다.

(4)이 절에서 정하지 않은 다른 공법은 별도로 정한다.

1.2 참고 기준

1.2.1 관련 법규

내용 없음

1.2.2 관련 기준

● KS D 3503 일반 구조용 압연 강재

● KS D 3504 철근콘크리트용 봉강

● KS D 3566 일반구조용 탄소강관

● KS F 2445 축 하중에 의한 말뚝 침하 측정 방법

● KS F 2591 말뚝의 동적 재하 시험 방법

● KS F 4602 강관말뚝

● KS L 5201 보통 포틀랜드 시멘트

● KCS 14 20 01 콘크리트공사 일반사항

● KCS 14 20 10 일반콘크리트

● KCS 14 20 11 철근공사

● KCS 24 20 30 교량 하부 구조물

● KCS 47 10 65 구조물 기초공사

● KDS 11 50 15 깊은기초 설계기준(일반설계법)

● KDS 11 50 20 깊은기초 설계기준(한계상태설계법)

● ASTM D 1143/D 1143M Standard Test Methods for Deep Foundations Under Static Axial Compressive Load

● ASTM D 6760 Standard Test Method for Integrity Testing of Concrete Deep Foundations by Ultrasonic Cross-hole Testing

1.3 용어의 정의

● 공대공 초음파 검측 시험:현장타설말뚝 내부에 2개 이상의 검측용 튜브를 일정한 간격으로 설치하고 분석장치에 연결된 초음파 발신기와 수신기를 검측용 튜브에 넣어 말뚝의 건전도를 평가하는 시험

● 슬라임:현장타설말뚝 시공을 위한 지반 굴착 시 지상으로 배출되지 않고 구멍내부에 부유해 있거나 굴착저면에 침전된 굴착 찌꺼기

● 단일말뚝기초:별도의 기초를 시공하지 않고 철근콘크리트로 말뚝과 기둥을 일체로 연속하여 시공한 구조물을 말하며, 단일현장타설말뚝기초라고도 함

● 안정액:현장타설말뚝 시공을 위한 지반굴착 시 공벽의 붕괴방지를 목적으로 사용하는 현탁액을 말하며 주로 벤토나이트, 폴리머 또는 이들의 적절한 합성액을 사용함

● 양방향재하시험:말뚝의 선단부 혹은 적당한 위치에 양방향 재하장치를 설치하여 시험말뚝의 선단저항력과 마찰저항력을 서로 반력으로 하여 재하하는 방식으로 말뚝에 정적인 축방향력을 가하는 시험방법

● 올케이싱공법:케이싱튜브로 공벽을 보호하면서 주로 해머그랩으로 굴착하여 설치하는 현장타설말뚝기초 공법을 말하며, 여기에는 전회전식(돗바늘 공법)과 요동식(베노토공법)이 있음

● RCD공법:수두차에 의하여 공벽을 보호하면서 회전 비트를 사용하여 굴착하고 이수(泥水)의 역류에 의하여 토사를 배출시켜 설치하는 현장타설말뚝기초 공법

● 어스드릴공법:안정액에 의하여 공벽을 보호하면서 회전 버켓을 사용하여 굴착하고, 토사를 배출하여 설치하는 현장타설말뚝기초 공법

1.4 제출물

(1)수급자는 공사시방서의 기준(공사종류별,시기별)에 의한 시공계획서를 공사착수전 공사감독자에게 제출한다

(2)공사보고서:공사계획 및 진도, 현장작업원 목록, 자재반입, 지시사항 협의 및 조정내용, 소요장비의 투입현황 등을 기재한 공사보고서를 작성한다.

(3)말뚝 재하시험 보고서:시험 1주일 전에 재하시험 계획서를 작성하여야 한다. 재하시험이 완료되면 해당분야 전문기술자의 검토를 받아 각 시험말뚝에 대한 시험보고서를 제출하여야 한다.

(4)말뚝 건전도시험 보고서:현장타설말뚝에 대한 건전도 확인검사 결과보고서를 작성하여 제출한다.

(5)세굴방지계획서

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2. 자재

2.1 콘크리트

(1)KCS 24 11 01의 해당요건에 따른다.

(2)KCS 14 20 01또는 KCS 14 20 10에 명시된 배합을 갖는 콘크리트 또는 동등 이상의 것이라야 한다.

(3)현장타설 콘크리트말뚝의 시공에 사용되는 콘크리트의 슬럼프 기준값은 건조 타설 방법의 경우(지하수침투 문제가 없는 경우) 150~200mm, 수중 타설 방법의 경우 180~210mm를 적용한다.

(4)시공중 슬럼프 손실이 있어도 최소 150mm의 슬럼프를 유지하여야 한다. 필요시 공사감독자가 승인한 경우에 한하여 응결 지완제 및 감수제를 사용하여 슬럼프 유지시간을 늘릴 수 있다.

2.2 철근

(1)KCS 14 20 11에 명시된 철근재료 또는 동등 이상의 것이라야 한다.

(2)연직방향과 수평방향의 철근들은 띠철근 또는 나선철근을 이용하여 철근간의 순간격 기준을 만족시키도록 한다. 주철근의 순간격은 철근 직경의 2배 이상 또는 조골재 최대치수의 2배 이상이 되도록 한다. 띠철근의 순간격은 500mm 이하로 하되, 푸팅 저면으로부터 말뚝지름의 2배의 범위 안에는 띠철근 중심간격을 150mm 이하로 한다.

2.3 케이싱

(1)케이싱은 사용 전 방수 및 청결 상태를 확인하여야 한다.

(2)케이싱의 바깥 지름은 말뚝 직경보다 크거나 같아야 한다.

(3)영구케이싱용 강관은 KS F 4602 또는 동등이상의 제품으로 하며, 명시된 지름과 두께를 가진 것이어야 한다. 영구케이싱의 제작을 위한 용접은 케이싱 전체 두께에 걸쳐서 용착 금속을 용입시키는 완전 용입용이어야 한다.

(4)임시케이싱은 시공이 완료된 말뚝의 손상 및 주변 지반의 교란을 유발하지 않고 제거될 수 있어야 한다.

(5)케이싱은 운송 및 취급, 설치 시 응력, 그리고 케이싱에 작용하는 모든 종류의 압력과 힘에 대하여 손상과 변형이 발생하지 않도록 충분한 강도를 가져야 한다.

2.4 안정액

(1)지하수위 아래 굴착을 수행할 때 굴착 공벽 전체가 케이싱으로 보호되지 않는 경우 안정액으로 공벽 붕괴를 방지한다.

(2)시공 중 안정액의 점성과 밀도, pH 값이 기준값 범위 이내가 되어야 한다. 그리고, 굴착 바닥면의 슬라임 제거 후 콘크리트 타설 직전 안정액의 점성, pH, 밀도, 모래함량이 기준값을 만족시켜야 한다.

(3)굴착 전체 깊이에 케이싱을 사용할 경우 물을 안정액으로 이용할 수 있다. 굴착 바닥면 슬라임 제거 후 이수의 밀도 및 모래함량이 기준값 이내가 되어야 한다.

(4)안정액의 요구조건은 제조사에 따라야 하며, 신액(fresh liquid)과 재사용액으로 구분하여 적용한다.

2.5 건전도 시험용 검측관 및 그라우트

(1)공대공 초음파 검측 시험에 이용되는 검측관은 최소 두께 3.6mm 그리고 최소 내경 38mm를 준수하여야 한다.

(2)검측관 재질은 강관 또는 이와 동등한 강도를 가져야 한다.

(3)검측관 내부에 손상과 장애물이 없어야 하며, 검측관 내경은 발신기와 수신기가 자유롭게 통과할 수 있어야 한다.

(4)검측관은 방수여야 하고 콘크리트와 검측관 사이의 부착성을 높이기 위하여 내부와 외부 표면은 부식이 없고 깨끗하여야 한다. 검측관 하단과 상단에 방수를 위한 나사형 마개를 설치한다.

(5)건전도 시험이 종료된 후 검측관 내부는 물/시멘트 비가 0.45인 시멘트 그라우트를 사용하여 채워야 한다.

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3. 시공

3.1 시공일반

3.1.1 시공준비

(1)시공준비는 KCS 11 50 10 (3.1.1)에 따른다.

3.1.2 시공장비의 선정

(1)시공장비의 선정시 말뚝의 제원, 작업지점의 환경, 지반의 상태, 작업의 안전성 등에 대하여 충분히 검토하고, 설계도서에 표시된 치수와 기능을 만족하는지 확인하여야 하며, 정비와 점검을 통해 원활한 작업이 연속적으로 유지되도록 한다. 또한 굴착중 공내수의 관리, 굴착 바닥 슬라임, 공내수나 굴착토의 처리 등에 대하여서는 말뚝이 갖는 기능이나 시공여건 등을 고려하여 적합한 방법을 선정하여야 한다.

3.1.3 시험말뚝

(1)공사착수 전에 시험말뚝을 시공하여야 한다. 다만 시공지점에 대하여 말뚝의 시공성이 충분히 파악되어 있는 경우는 시험말뚝의 시공을 생략 할 수도 있다.

(2)시험말뚝을 통해 공내수의 비중, 굴착속도, 보일링 및 히빙여부, 철근망 떠오름 현상, 용수량, 스탠드파이프의 길이, 슬라임 제거, 케이싱튜브의 사용여부, 콘크리트 타설방안, 장비 적합성, 굴착깊이 등의 자료를 파악하여 본공사에 활용하도록 한다.

(3)시험말뚝의 시공위치에 대해서는 조사할 항목이나 구체적인 방법을 고려하여 최초에 시공할 본말뚝의 위치로 하거나 시험목적을 만족시키는 대표지반을 가지는 예비위치로 한다. 예비위치는 본말뚝의 시공이나 완성 후에 구조물에 해로운 영향을 미치지 않을 위치로 한다.

(4)시험시공 결과, 현장타설말뚝의 시공에 현저한 조건의 변화가 있어서 말뚝 본체의 설계나 시공에 큰 영향을 미칠 것으로 판단되는 경우는 공법 자체나 그 시공 내용에 대하여 변경할 수 있다.

3.2 굴착

3.2.1 공통사항

(1)굴착은 항상 연직을 유지하여야 한다.

(2)토질에 적합한 속도로 굴착하여야 한다.

(3)소정의 깊이까지 확실하게 굴착하여야 한다. 말뚝의 근입을 위한 굴착깊이는 시추결과와 굴착장비로부터 배토된 시료를 확인하여 결정하되, 필요시 시료에 대한 시험을 실시한다.

(4)굴착은 계획된 경우를 제외하고 굴착이 완료될 때까지 연속하여 시공한다. 케이싱 이음 및 장애물 제거 외에는 굴착 작업이 중지되지 않도록 한다.

(5)인접한 구조물이나 이미 시공 완료된 말뚝에 나쁜 영향이 미치지 않도록 하여야 한다.

(6)굴착토사와 공내수는 공사 및 주변환경에 나쁜 영향을 미치지 않도록 적절한 방법으로 처리하여야 한다.

3.2.2 올케이싱공법

(1)최초에 설치되는 케이싱튜브의 압입방향이 연직도를 결정하는 중요한 요인이 되므로 짧은 것을 사용하지 않아야 한다.

(2)중간층이나 지지층 등에서 케이싱튜브의 관입을 용이하게 하기 위하여 먼저 굴착해두는 경우를 제외하고는 해머그라브와 케이싱튜브 날끝은 거의 같은 깊이를 유지하면서 굴착하여야 한다.

(3)공내 물을 주입하여 보일링에 의한 굴착 바닥면의 붕괴를 방지해야 하며 굴착속도에 대해서도 주의를 기울여 적절한 방법을 사용하여야 한다.

3.2.3 RCD 공법

(1)연직성 유지를 위해 굴착롯드 등에 대해 직교 2방향으로 측량을 하고, 경연(硬軟)이 있는 지층, 단단한 지층 등은 굴착속도를 다소 느리게 하며 안정기나 웨이트의 부착을 고려하여야 한다.

3.2.4 어스드릴공법

(1)연직으로 굴착하기 위해서는 캘리버의 연직성을 항상 보정하여야 한다. 굴착 초기 캘리버의 첫 번째 단으로 굴착할 때에는 압입장비를 사용하지 않고 천천히 굴착하도록 하며, 최초의 버켓을 올렸을 때 먼저 설치해 둔 참고 중심점 등을 이용하여 그 굴착공의 위치를 확인하여야 한다.

(2)굴착속도는 케이싱 파이프의 길이나 안정액의 상태를 고려하여 공벽이 붕괴되지 않을 정도의 속도를 유지하여야 한다.

(3)버켓이 공벽에 부딪히거나 버켓을 올리고 내리는 속도가 빨라 발생하는 수압의 불균형으로 인해 굴착벽면이 붕괴되지 않도록 하여야 한다.

(4)굴착속도는 점성토층에서 5~10분/m, 사질토층에서 10~20분/m, 사력층에서 30~60분/m, 암반층에서 1~2시간/m 정도가 일반적이나 사용장비 및 적용공법에 따라 결정하여야 한다.

3.3 공벽보호

3.3.1 공통사항

(1)굴착기계의 종류, 지반조건 및 시공내용에 따라 케이싱튜브 또는 굴착안정액 등으로 공벽의 붕괴를 방지하도록 한다.

(2)굴착공벽 보호를 통하여 굴착 측면 공동과 바닥면 히빙 그리고 측면의 토사교란 등을 방지하여야 한다.

3.3.2 올케이싱공법

(1)케이싱 주변 지반과 굴착공벽이 교란되지 않도록 케이싱 설치와 제거 작업 그리고 굴착작업 등을 주의 깊게 수행하여야 한다.

(2)케이싱튜브는 이중관을 사용하도록 하며 부득이하게 단일관을 사용하는 경우에는 시공 상황을 견딜 수 있는 안전성과 강성을 갖는 것을 사용하여야 한다.

(3)케이싱튜브의 조립은 규격품으로 된 것을 잇고, 상부에서 짧은 치수의 것을 잇는 것이 일반적이며 필요 길이는 요동밴드가 차지하는 폭을 포함하여 [굴착 깊이 + 1m]를 표준으로 한다.

(4)지반조사 과정에서 피압수가 존재하거나 지하수위가 높으면 굴착도중에 보일링이 발생할 수 있으므로 공속에 물을 넣어 공 바깥의 수두와 균형을 이루도록 하여야 한다.

(5)지하수위가 공내 수위보다 낮은 경우에는 공벽은 케이싱튜브에 의하여 보호되므로 굴착깊이와 튜브 하단 위치와의 관계를 엄수하면서 굴착하여야 한다.

(6)지하수위가 높은 경우에는 그 수위 이상으로 공내 수위를 유지하여 보일링 발생을 방지하여야 한다.

(7)케이싱튜브를 제거하지 않는 경우 지정된 말뚝외경과 일치하도록 굴착하여야 한다.

3.3.3 RCD 공법

(1)스탠드파이프는 유해한 변형이 생기지 않는 강성이 있는 것을 사용하여야 한다.

(2)스탠드파이프의 설치는 파이프 주변지반의 교란을 방지하기 위하여 1회의 작업으로 확실하게 완료해야 하며 지반에 따라서는 설치 후의 방치시간이 지수성 향상을 위하여 필요한 경우도 있으므로 이에 대해서는 신중히 검토하여야 한다. 스탠드파이프의 길이는 지반이나 지하수의 조건과 밀접한 관계가 있으므로 시험말뚝의 결과를 참고하여 결정하여야 한다.

(3)공벽붕괴 방지를 위해 필요하다고 판단될 경우는 케이싱튜브를 사용할 수 있다.

(4)공벽붕괴를 방지하기 위하여 바깥 수위보다 2m 정도 높은 공내 수위를 유지하여야 한다. 지하수위가 지표면으로부터 2m 이내에 위치할 경우에는 공내 수위 유지를 위하여 스탠드파이프의 길이에 대하여 신중히 검토하여야 한다.

(5)굴착 중 투수에 따른 급격한 공내 수위의 저하, 피압수대에서의 공내 수위 상승 등에 의한 수위 변화에 대응할 수 있는 설비를 비치하여 적절한 공내 수위를 유지하여야 한다.

(6)굴착 중에 중간 불투수층을 뚫고 순간적으로 수위가 변동하는 긴급한 사태가 발생할 우려가 있는 경우에는 그에 대처할 수 있는 급수 설비를 비치하여야 한다.

3.3.4 어스드릴 공법

(1)어스드릴공법은 안정액 또는 공벽붕괴 방지용 표층케이싱에 의하여 공벽의 붕괴를 방지하면서 굴착한다. 공벽붕괴 방지를 위해 필요하다고 판단될 경우에는 케이싱튜브를 사용할 수 있다.

(2)지표근처에서 붕괴의 위험이 있는 지반조건에 대해서는 표층케이싱을 삽입하여야 한다.

(3)공벽의 붕괴를 방지하기 위하여 지반조건에 따른 안정액 요구조건을 만족시키도록 적절한 품질관리를 하여야 하며, 굴착 중에 공내 수위를 공 바깥 수위보다 저하시켜서는 안 된다.

(4)굴착작업을 중지할 경우 공내 안정액 수위는 굴착공벽이 안정되도록 유지하여야 하며 지하수위 위로 최소 1.5m 이상이 되어야 한다. 굴착작업을 다시 시작할 경우 안정액 물성값이 기준값을 만족시켜야 한다.

3.4 말뚝설치

3.4.1 굴착공 바닥 처리

(1)굴착공 안에 슬라임이 많이 퇴적하면 시공이 완료된 후 말뚝의 선단지지력이 저하되므로 굴착 중에는 안정액 농도를 잘 관리하여 슬라임이 많이 생기지 않도록 하고 콘크리트 타설 전에는 슬라임을 제거하여야 한다.

(2)1차 슬라임 처리방법은 에어리프트방식, 수중펌프방식과 흡입펌프방식, 공회전방식 등이 있으며 현장여건 및 사용공법을 고려하여 효과적인 것을 선정하여야 한다.

(3)2차 슬라임 처리방법은 철근망을 넣은 후 콘크리트 타설 직전 슬라임을 처리하는 방법으로 에어젯 방식 등이 있다.

3.4.2 철근조립 및 설치

(1)철근의 가공 및 조립은 설계도서와 시공계획에 의해 주철근을 조립용 띠철근에 따라서 소정의 간격으로 배근하여야 한다.

(2)띠철근은 주철근과 직각으로 배근되게 하며 특히 철근망 상․하단의 조립용 띠철근은 철근망을 매달아 넣거나 세워 넣을 때 이용되므로 작업 시에 연직도가 확보될 수 있도록 배근하여야 한다.

(3)띠철근과 주철근의 접합은 일반적으로 아크필렛용접으로 하며 용접으로 인하여 주철근 및 띠철근의 단면감소에 의한 결함이 생기지 않도록 주의하여 작업하여야 한다.

(4)철근망의 매달아 넣기는 철물로 철근망 상단의 조립용 띠철근을 매어 연직성을 유지하면서 흔들리는 것을 방지하여야 한다.

(5)RCD공법이나 어스드릴공법에서는 철근망의 요동이나 경사에 의하여 공벽의 붕괴를 일으키기 쉬우므로 주의하여 굴착 공내에 강하시켜야 한다.

(6)철근의 자중 및 굴착 바닥면에 도달하였을 때의 충격에 견딜 수 있도록 철근망의 이음을 견고한 구조로 해야 한다.

(7)철근망을 넣을 때 상․하 철근망태의 이음은 겹이음으로 하며 주철근의 겹이음부를 철선으로 잇는 것만으로는 불충분 할 경우에는 상․하 철근망의 조립용 철근을 서로 단단히 연결하거나 겹이음부의 주철근을 서로 필렛용접으로 접합하여야 한다.

(8)철근망에는 스페이서를 붙여서 소정의 덮개를 확보하여야 한다. 스페이서는 철근망 삽입 시에 떨어져 나가거나 공벽을 깍는 일이 없는 형상이어야 한다.

(9)스페이서는 보통 깊이 방향으로 3m 이내 간격으로 설치한다. 각 깊이의 스페이서 개수는 굴착직경이 늘어날수록 증가시킨다. 보통 굴착직경 300mm 당 스페이서 개수를 1개씩 증가시키며, 최소 4개를 설치한다. 스페이서의 돌출높이 및 공벽 케이싱 내면과의 빈틈은 공벽면의 굴착정밀도와 케이싱을 뽑을 때에 따라오는 것을 방지 할 수 있도록 정하여야 한다.

(10)콘크리트 타설 및 케이싱 인발시 철근망의 부상을 방지하기 위한 시설을 설치하여야 한다.

(11)해양환경에 설치되는 말뚝의 철근은 KS D 3504에 적합하게 도막된 철근을 사용하는 등 부식에 대하여 고려하여야 한다.

3.4.3 콘크리트 타설, 양생 및 보호

(1)콘크리트 타설 시는 콘크리트 운반계획을 수립하여 말뚝 두부까지 중단없이 연속타설이 되도록 하여야 한다.

(2)트레미관의 뽑기 높이를 파악하고 말뚝의 공칭지름 확보여부를 확인하기 위하여 콘크리트 타설량과 타설높이, 케이싱튜브 묻힘깊이를 항상 측정하여야 한다.

(3)콘크리트 타설 직전 안정액 품질이 기준값을 만족하는지 확인하여야 한다.

(4)지하수가 존재하지 않는 경우 골재분리를 방지할 수 있는 방법을 이용하여 철근망 중앙을 통하여 자유낙하시켜 넣는다. 콘크리트가 수직으로 낙하하면서 측면, 철근, 또는 철근망 버팀대 등과 부딪히지 않도록 타설한다.

(5)공내 수위 현장여건에 따라서 필요할 경우 지정된 높이까지 안정액을 채우고 트레미관을 이용하여 콘크리트를 타설한다.

(6)수중콘크리트를 사용하는 경우 승인을 받은 트레미방법으로 연속성있게 타설하여야 한다. 수중콘크리트 타설 시 초기의 재료분리 방지를 위하여 트레미에 캡 또는 플란저를 삽입해야 한다.

(7)콘크리트의 타설시에 타설면 부근의 레이탄스 및 밀고 올라오는 굴착 바닥 침전물 등의 혼입을 막기 위하여 트레미를 굴착공의 중심에 설치하고 트레미 끝단은 콘크리트 속에 항상 2m 이상 묻혀 있어야 한다.

(8)케이싱튜브를 뽑을 때에 철근이 따라오는 것을 방지하기 위하여 케이싱튜브 내면은 항상 청소하여 둔다. 케이싱튜브 하단을 콘크리트타설 면으로부터 올리면 공벽토사가 붕괴되어 콘크리트 속으로 혼입되는 경우가 있으므로 케이싱튜브 하단은 콘크리트 상면으로부터 2m 이상 내려두어야 한다. 그러므로 트레미관과 콘크리트타설 높이를 측정할 때 케이싱튜브의 하단 위치도 같이 측정하여야 한다.

(9)말뚝머리부분은 일반적으로 콘크리트의 품질이 저하되므로 약 1m 두께의 콘크리트를 여분으로 타설하고 굳은 후에 설계높이까지 제거한다. 다만, 이 여분의 콘크리트 타설량에 대해서는 말뚝길이나 지반조건에 따라서도 달라지므로 적절한 두께를 결정하여야 한다.

(10)타설한 콘크리트의 양생에 주의하고 유해한 영향을 받지 않도록 하여야 한다.

(11)콘크리트 수화열이 문제가 될 만한 지름의 말뚝에 대하여서는 별도의 검토가 필요하다.

(12)트레미관 인발 시는 트레미관 선단부의 수중 노출로 인한 콘크리트 재료분리가 발생하지 않도록 주의하여야 하며, 콘크리트에 묻힌 깊이를 확인하면서 인발하여야 한다.

(13)콘크리트 타설이 끝난 후 케이싱튜브 인발시 콘크리트가 서서히 내려앉는 경우를 고려하여 추가의 콘크리트량을 준비하여야 한다.

(14)콘크리트 타설이 완료된 후 지체 없이 케이싱튜브를 인발해야 한다. 케이싱튜브 인발은 연직도를 맞추면서 천천히 일정한 속도로 수행한다. 그리고, 철근망의 손상을 방지하기 위해 케이싱의 과도한 회전이 발생해서는 안 된다. 그리고, 케이싱튜브의 과도한 인발로 인한 공벽붕괴에 주의하여야 한다.

(15)콘크리트 타설 후 24시간 이내에 말뚝직경의 3배 이내 위치에서 새로운 말뚝을 시공하는 경우 타설 콘크리트의 압축강도가 최소 12MPa에 도달하여야 한다.

3.4.4 시공 오차

(1)말뚝머리의 기준고에 대한 허용오차는 ±50mm로 한다.

(2)말뚝 중심점의 수평 시공 허용오차 기준은 다음과 같다.

표 3.4-1 말뚝 직경에 따른 말뚝 중심점 수평 시공 허용오차

말뚝 직경( )	오 차
≤0.6m	75mm
0.6m< <1.5m	100mm
1.5m≤	150mm

(3)말뚝의 연직도나 경사도는 1/100 이내로 한다.

(4)굴착 작업 중 말뚝의 연직도, 정렬, 치수를 자주 점검하고 허용오차를 초과하면 승인된 절차에 따라서 보정한다.

(5)상기의 시공 허용오차 이상으로 설계도면과 상이하게 시공된 경우에는 구조해석 등을 수행하여 안정성 확보여부를 판단하여야 한다.

4. 현장품질관리

4.1 일반사항

(1)현장타설 콘크리트말뚝기초는 물이 있는 지중에서 시공되는 것이 일반적이므로 시공완료 후 품질에 대한 검사가 필요하다.

(2)검사방법은 말뚝재료에 대한 건전도 시험과 말뚝의 지지력을 확인하는 재하시험으로 나누어진다.

4.2 건전도 시험

(1)본 항목은 공대공 초음파 검측에 의한 건전도 시험을 실시할 경우에 적용한다. 공사감독자의 승인을 받은 경우 공대공 초음파 검측 외 다른 건전도 시험방법을 적용할 수 있다.

(2)별도의 지시사항이 없는 한 현장타설 콘크리트말뚝 내에 건전도 시험을 위한 검측관을 설치하여야 한다. 검측관은 나선 또는 띠철근 내에 설치하며 가능하면 수직 주철근에서 75mm의 순거리를 유지한다. 검측관은 철근망의 수직축과 평행하게 말뚝 바닥면으로부터 말뚝 두부 마무리면 위로 최소 0.6m 이상 설치하여야 한다. 검측관은 방수가 되어야 하며 검측관 내부에 먼지나 불순물이 없도록 하여야 한다.

(3)검측관은 콘크리트 타설 전에 깨끗한 물로 채우고 상단 방수마개를 설치한다.

(4)검측관은 표 4.2-1에 해당하는 수량을 설치한다. 그리고, 현장타설말뚝에 대한 공대공 초음파검측 시험빈도는 표 4.2-2를 참조하여 결정한다.

표 4.2-1 원형말뚝의 크기에 따른 검측관의 개수

원형말뚝의 크기(지름, )(m)	검측관의 개수
≤0.6	2 이상
0.6< ≤1.2	3 이상
1.2< ≤1.5	4 이상
1.5< ≤2.0	5 이상
2.0< ≤2.5	7 이상
2.5<	8 이상

표 4.2-2 공대공 초음파검측 시험빈도

평균말뚝길이(m)	시험수량(%)	비고
30 미만	20	수량:교각기초(footing)당 말뚝수량에 대한 백분율(단, 교각기초(footing)당 최소 1개소 이상)
30 이상	30
주:상하행선이 분리된 교각기초의 경우는 각각 별도의 교각기초로 간주하여 수량을 결정하며, 단일말뚝기초(pile bent)의 경우에는 말뚝별로 검측을 실시한다.

(5)건전도 시험은 콘크리트를 타설 후 7일 이상 경과한 시점부터 콘크리트 타설 후 30일 이내에 실시하여야 한다.

(6)필요할 경우 품질이 의심스러운 말뚝에 대하여 구멍을 뚫고 추가 시험을 수행할 수 있다.

(7)시험이 끝나면 구멍 내 물을 제거하고 그라우트로 채운다.

(8)결함의 보강

①보강이 필요한 것으로 판정된 말뚝의 결함위치와 불량원인을 조사하기 위하여 초음파 검측 전문가 및 공사감독자의 입회 하에 해당 말뚝에 대한 코어링(coring)을 실시하여 원인을 규명하고, 추후 시공하는 말뚝의 시공과정에서 동일한 결함요인이 반복되지 않도록 시공에 반영하여야 한다.

②결함위치에 대한 보강은 기초공학 전문가의 자문을 받아 그라우팅, 마이크로파일, 재시공 등의 적용 가능한 보강 대책을 수립하여 공사감독자의 승인을 받은 후 실시한다.

③보강이 완료된 말뚝에 대하여 필요한 시험을 실시하고, 해당 시험방법에 따른 판정결과를 첨부하여 공사감독자에게 시험결과 보고서를 제출하여야 한다.

(9) 건전도시험 결과 판정기준건전도시험 결과 결함의 판정기준은 다음과 같다.

①초음파 전파속도 감소 10% 미만 : 건전도 A

②초음파 전파속도 감소 10~20% : 건전도 B

③초음파 전파속도 감소 20% 이상 : 건전도 C

④초음파 신호 감지불가 : 건전도 D

4.3 재하시험

(1)말뚝재하시험에는 압축시험 및 횡방향 재하시험이 있다.

(2)말뚝재하시험을 실시하는 목적은 말뚝의 지지력 및 변위량, 건전도, 시공방법 및 시공장비의 적합성, 부주면마찰력, 하중전이 특성 등을 전부 또는 필요에 따라 부분적으로 파악하기 위한 것이다.

(3)정재하시험의 대안으로 양방향 재하시험, 동재하시험 등을 수행할 수 있으며, 시험장치는 공사감독자의 승인을 받은 것을 사용한다.

(4)말뚝재하시험은 시험의 목적에 따라 시험횟수, 시험방법, 시험실시 시기 등을 충분히 검토하여 계획하여야 한다. 이에 대한 상세는 KDS 11 50 15 및 KDS 11 50 20의 해당요건에 따른다.

(5)정재하시험으로 말뚝의 축방향 지지력을 결정하는 경우 말뚝 콘크리트의 설계강도 발현 이전에는 실시하지 않아야 한다. 정재하시험은 KS F 2445에 규정된 절차를 따라야 하며, 완속재하시험법에 의한 장시간 하중-변위거동을 필요로 하지 않는 경우 급속재하시험을 수행할 수 있다.

(6)말뚝의 정재하시험과 병행하여 하중전이시험을 실시할 경우, 측정된 결과를 통하여 설계 시에 고려된 선단지지력 및 주면마찰력을 비교, 검토하여야 한다.

 

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