연구지원 호 LH 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석 지은이박종배ㆍ이범식ㆍ박용부ㆍ장승현ㆍ오규승ㆍ이원제발행인이인근발행처한국토지주택공사토지주택연구원편집박종배ㆍ이범식ㆍ박용부ㆍ장승현ㆍ오규승ㆍ이원제 주소 ( 우 ) 대전광역시유성구엑스포로 539번길

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1 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

2 연구지원 호 LH 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석 지은이박종배ㆍ이범식ㆍ박용부ㆍ장승현ㆍ오규승ㆍ이원제발행인이인근발행처한국토지주택공사토지주택연구원편집박종배ㆍ이범식ㆍ박용부ㆍ장승현ㆍ오규승ㆍ이원제 주소 ( 우 ) 대전광역시유성구엑스포로 539번길 99 전화 / 전송 042) / 전자우편 jbpark@lh.or.kr 홈페이지 이출판물은우리공사의업무상필요에의하여연구ㆍ검토한기초자료로써공사나정부의공식적인 견해와관계가없습니다. 우리공사의승인없이연구내용의일부또는전부를다른목적으로이용할수없습니다.

3 연구지원 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

4 참여연구진 연구총괄 박종배 LH 토지주택연구원수석연구원 공동연구진이범식 LH 토지주택연구원연구위원박용부 LH 토지주택연구원수석연구원장승현 LH 도시건축사업단차장오규승 LH 주택원가관리처과장이원제 유니콘기연부사장 연구심의위원 ( 가나다순 ) 김동수 KAIST 교수이종섭고려대교수여규권삼부토건연구실장조성한 GS건설상무채수근지에스이앤씨 ( 주 ) 상무송명준 현대건설부장강동렬 LH 경기지역본부처장박준영 LH 공공주택연구실연구위원박광열 LH 부천옥길사업단단장

5 연구요약 연구배경및목적 o PHC 말뚝의시공및품질관리기술의향상에따라설계효율향상을통한원가절감의필요성이제기되었음. 이에토지주택연구원에서는주택원가설계처와공동으로 LH 건축현장에서의말뚝의지지력상향가능성을확인하기위한연구 ( 공사 PHC 말뚝설계지지력개선방안수립 ) 를 2014년도에수행하였음. o 선행연구에서건축용 PHC 매입말뚝의설계효율을기존 70% 선에서 80% 선으로향상시키는것을제안하였고현장에서의정밀재하시험을통해설계효율상향가능성을확인하였음. PHC 말뚝직경 ( mm ) 재료허용하중 (kn) 기존설계지지력 (kn) 기존설계효율 (%) ( 설계지지력 / 재료허용하중 ) 제안 80% 효율설계지지력 (kn) 600 2,315 1, ,900 o 선행연구결과, 현행의설계심도에서설계효율을 80% 로향상하는것이가능한 것으로나타남. [ 그림 ] 동재하시험결과를 Davisson 방법으로구한허용지지력

6 안정적으로목표설계지지력을얻기위해서시뮬레이션전산해석 (WEAP) 및재 하시험데이터분석을통하여말뚝의시공의체적의해머용량제시함 ( 매입공 법 : 6tonf 이상 ) [ 표 ] 선굴착최종경타공법드롭해머용량 - 실무기준개정 구분지지력 15m 이하 15m 초과 ( 불리조건 ) 표준낙하고 PHC 600 1,900kN 6tonf 6tonf(7tonf) 1.5m 이상 목표설계지지력을안정적으로얻기위해해머의제원외에도시공및품질관리에대한방법들을제안하였으며, 제안방법들을통하여다양한지반조건에서안정적으로목표설계지지력이확보되는지를확인하는것이필요함. 이에 년도에착수하는부천옥길 파주운정 강릉유천 구리갈매의 개현장 호 에시범사업을실시하기로하였으며 민자주택사업처 이들시범사업지구에대해설계지지력획득여부에대한성과분석을실시함 최근에전기히터를이용한매입말뚝시멘트풀의급속양생방법이민간에서개발되어이를활용하면 말뚝의공기의획기적인단축과즉각적인설계피드백을통하여설계의유연성이비약적으로발전할수있을것으로판단되어 본연구수행시에이공법의공사에의적용가능성도확인하는것이필요함 따라서 본연구의목적은건축용 말뚝의설계효율향상을위한시범사업 을수행하여향상된설계효율의전면적용가능성을확인하고 보완사항을도출하는것이며 매입말뚝의시멘트풀주입재의양생시간단축을위한신공법의 적정성과 현장에의적용성을확인하는것임

7 시범사업성과분석결과 시범지구에대한동재하시험결과기준변경에의해설계지지력인 을만 족하는것으로나타남 구 법 판정법 분 시범사업지지력 톤해머 기준변경전지지력 톤해머 허용지지력 증가율 허용지지력 증가율 단위선단지지력은기준변경후에평균값이 을나타내어 설계식 에유사하게나타남 및 시험에서소정의선단지지력을얻기위해서는 값이 이상이어야하는것으로판단됨 시험에서는낙하고 일때 시험에서는낙하고 일때대체로 이상을얻을수있을것으로나타남 극한단위마찰지지력은평균 으로나타났으며 평균 보다크게나타나설계식은유효한것으로판단됨 시멘트풀의잘양생되면상당한마찰지지력을발휘하므로안정적인지지력확보를위해서는시방에의한시멘트풀의시공관리에철저히할필요가있음 물시멘트비 이하의부배합및주입후시멘트풀하강시재주입필수 시멘트풀의재주입을위해서말뚝주변지표면에배출토사를잘처리하여재주입공간을확보하는것이필요함 등의에어해머를사용하여굴착한경우에는말뚝을삽입하기전에반드시천 공홀에말뚝의직경 배이상의높이까지시멘트풀을주입하고말뚝을삽입하 여야하며 그후에시멘트풀을끝까지채우고그후에경타를실시할것

8 재항타시험에의한허용마찰지지력 은설계지지력 의 에해당하므로안전측을고려해 시험의지지력이설계지지력의 정도이면 시험에서시멘트풀경화및마찰력증대로설계지지력을만족할것으로판단됨 적절한시험장비의운용필요 동재하시험기 이상상급기종사용권장및센서 년내검교증서제출의무화 정재하시험장비 반력말뚝 개이상 구조계산된재하대 로드셀과유압게이지 의병행사용 로드셀 년내검교증서제출의무화 재하시험업체는 직발주권장 항타업체가발주하는것은절대금지 동재하시험보고서는 양식에맞게작성하여제출하도록하고 분석 및 분석보고서제출의무화 및 파일제출의무화 히터를이용한급속양생방법의적용성검토결과 매입말뚝을시공한뒤히터파일공법을적용하여 24 시간이내에동재하시험을실시 한결과다음표와같이나타남. 구분 초기동재하히터재동재하 전체 ( 극한 ) 지지력 선단지지력 주면마찰력 S.F 허용지지력 설계지지력 설계대비 4,117kN 3,871kN 246kN 2.5 1,647kN 1,900kN 87% 5,389kN 3,067kN 2,322kN 2.5 2,156kN 1,900kN 113% 따라서일정부분의주면마찰력이발휘되어설계지지력을만족하는것을알수있 었으며, 특히재항타시평균마찰력의비율은전체평균극한지지력대비 43% 정

9 도로나타났다. 또한침하량을고려한 Davisson 분석에서도평균허용지지력은 2,173.3kN 으로나타나설계지지력을충분히만족하는것으로나타남. 히터를적용하여실시한재항타동재하시험데이터를시추주상도에대입하여임의의 N값을기준으로산정한지층별마찰력의경우, N값 40/30 이하에서는약 kN, 40/30~50/16 사이에서는약217.08kN, 풍화암이상 (N값 50/15 이상 ) 에서는약 kN 으로나타났다. 히터말뚝및일반말뚝동재하시험데이터를분석하여보면, 히터양생을실시한말뚝의 24시간이내평균주면마찰력대비, 일반말뚝의 7일경과후주면마찰력은약 1.1~1.2 배로나타나, 히터양생에의해확인된주면마찰력을이용, 설계피드백 (Feedback) 을빠르게하여합리적인설계와시공을할수있을것으로사료됨. 히터양생으로진행된현장의히터동재하시험및일반동재하시험, 정재하시험의침하량을비교한결과 ( 재항타시험기준 ), 동재하시험시예측된침하량이정재하시험보다비교적많게나타났으며, 동재하시험에서판정한안정성이문제가없음을알수있었음. 주제어 동재하시험, 극한단위마찰지지력, 히터파일, Davisson 방법, 동재하시험, 시멘트풀

10 차례 제1장서론 3 1. 연구의배경및목적 3 2. 연구내용및수행방법 시범사업의수행 히터를이용한시멘트풀급속양생방법의적합성및적용성검토 10 제2장시범사업성과분석 시범사업개요 시범사업지구주변및지반현황 부천옥길 (S1 블록 ) 파주운정 (A20 블록 ) 강릉유천 (A1 블록 ) 구리갈매 (B3 블록 ) 시범사업성과분석 시범사업수행내용 재하시험결과분석 품질관리방안검토 35 제3장히터를이용한급속양생방법의적합성검토 시험의목적 시험기간 시험장비및조건 동재하시험장비및양생조건 히터파일 시험내용 현장위치및시험내용 (LH발주 4개지구 ) 46 차례 1

11 5. 항타관입성분석 부천옥길지구 S1B/L 파주운정지구 A20B/L 강릉유천지구 A1B/L 구리갈매지구 B3B/L CAPWAP 해석결과 부천옥길지구 S1B/L 파주운정지구 A20B/L 강릉유천지구 A1B/L 구리갈매지구 B3B/L Davisson 분석결과 부천옥길지구 S1B/L 파주운정지구 A20B/L 강릉유천지구 A1B/L 구리갈매지구 B3B/L 지지력분포현황분석 동재하시험결과지지력분석 주면마찰력분포현황 양생방법에따른지지력분포 히터말뚝과일반말뚝의비교 침하량의비교 검토 76 제4장기타현장결과분석과 CAPWAP 해석결과 LH 발주현장 민간발주현장 Davisson 분석결과 LH 발주현장 민간발주현장 63 2 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

12 3. 정재하시험결과 LH 발주현장 민간발주현장 68 제5장양생방법에따른지지력분포 히터말뚝과일반말뚝의비교 LH 발주현장 민간발주현장 침하량의비교검토 78 제 6 장결론및제언 84 차례 3

13 표차례 [ 표 1-1] 기존설계지지력과선행연구제안설계지지력 3 [ 표 1-2] 정밀정재하시험시험결과 4 [ 표 1-3] 선굴착최종경타공법드롭해머용량 - 실무기준개정 5 [ 표 1-4] 시범사업수행현장 (4개현장, 총 4,116 호 ) 7 [ 표 1-5] LH 말뚝재하시험기준 7 [ 표 1-6] LH 말뚝재하시험기준매입말뚝의해머용량 9 [ 표 1-7] 재하시험데이터의검증내용 9 [ 표 2-1] 지반현황요약 ( 부천옥길 S1 블록 ) 15 [ 표 2-2] 지반현황요약 ( 파주운정 A20 블록 ) 18 [ 표 2-3] 지반현황요약 ( 강릉유천 A1 블록 ) 22 [ 표 2-4] 지반현황요약 ( 구리갈매 B3 블록 ) 24 [ 표 2-5] 현장별재하시험분석말뚝본수 26 [ 표 2-6] 기준변경전후의지지력변화요약 29 [ 표 2-7] 기준변경전후의선단지지력의변화 31 [ 표 2-8] 기준변경전후의마찰지지력의변화 33 [ 표 2-9] 4개시범지구현장의정재하시험결과요약 35 [ 표 2-10] 시멘트풀경화전후의극한단위마찰지지력의변화 39 [ 표 3-1] 시험용역수행일정표 43 [ 표 3-2] 타격장비및시험장비 44 [ 표 3-3] 부천옥길지구 S1BL 시험내역 47 [ 표 3-4] 파주운정지구 A20BL 시험내역 48 [ 표 3-5] 강릉유천지구 A1BL 시험내역 48 [ 표 3-6] 구리갈매지구 B3BL 시험내역 49 [ 표 3-7] Pile Driving Analysis Result Data 50 4 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

14 [ 표 3-8] 부천옥길 S1BL 항타관입성분석 50 [ 표 3-9] 부천옥길 S1BL 항타관입성분석-1 51 [ 표 3-10] 파주운정 A20BL 항타관입성분석 51 [ 표 3-11] 강릉유천 A1BL 항타관입성분석 51 [ 표 3-12] 강릉유천 A1BL 항타관입성분석-1 52 [ 표 3-13] 구리갈매 B3BL 항타관입성분석 52 [ 표 3-14] CAPWAP 분석결과 ( 부천옥길 ), 단위 :kn/pile 52 [ 표 3-15] CAPWAP 분석결과 ( 부천옥길 ), 단위 :kn/pile-1 53 [ 표 3-16] CAPWAP 분석결과 ( 파주운정 ), 단위 :kn/pile 53 [ 표 3-17] CAPWAP 분석결과 ( 강릉유천 ), 단위 :kn/pile 53 [ 표 3-18] CAPWAP 분석결과 ( 강릉유천 )-1, 단위 :kn/pile 54 [ 표 3-19] CAPWAP 분석결과 ( 구리갈매 ), 단위 :kn/pile 54 [ 표 3-20] Davisson 분석결과 ( 부천옥길 ), 단위 :kn/pile 54 [ 표 3-21] Davisson 분석결과 ( 부천옥길 )-1, 단위 :kn/pile 55 [ 표 3-22] Davisson 분석결과 ( 파주운정 ), 단위 :kn/pile 55 [ 표 3-23] Davisson 분석결과 ( 강릉유천 ), 단위 :kn/pile 55 [ 표 3-24] Davisson 분석결과 ( 강릉유천 )-1, 단위 :kn/pile 56 [ 표 3-25] Davisson 분석결과 ( 구리갈매 ), 단위 :kn/pile 56 [ 표 3-26] 임의의 N값을기준으로산정한주면마찰력산술평균 70 [ 표 3-27] 히터양생및일반양생마찰력비교 71 [ 표 3-28] 히터양생및일반양생마찰력비교 72 [ 표 3-29] 히터양생및일반양생마찰력비교 73 [ 표 3-30] 히터양생및일반양생마찰력비교 73 [ 표 3-31] 히터양생및일반양생마찰력비교 74 [ 표 3-32] 히터양생및일반양생마찰력비교 75 [ 표 3-33] 히터양생말뚝및일반양생말뚝의평균주면마찰력 75 [ 표 3-34] 동재하및정재하침하량비교 78 차례 5

15 그림차례 [ 그림 1-1] 동재하시험결과를 Davisson 방법으로구한허용지지력 4 [ 그림 1-2] 동재하시험결과를 CAPWAP Rut 방법으로구한허용지지력 5 [ 그림 1-3] 시멘트풀급속양생방법의개요도 10 [ 그림 2-1] 지반조사위치도 ( 부천옥길 S1 블록 ) 16 [ 그림 2-2] 지반조사위치도 ( 파주운정 A20 블록 ) 19 [ 그림 2-3] 단지배치도 ( 강릉유천 A1 블록 ) 21 [ 그림 2-4] 지반조사위치도 ( 구리갈매 B3 블록 ) 25 [ 그림 2-5] 동재하시험결과를 CAPWAP Rut 방법으로구한허용지지력 27 [ 그림 2-6] 동재하시험결과를 Davisson 방법으로구한허용지지력 29 [ 그림 2-7] 항타에너지 (EMX) 와선단허용지지력의관계 30 [ 그림 2-8] 항타에너지 (EMX) 와극한단위선단지지력의관계 30 [ 그림 2-9] 항타에너지 (EMX) 와극한단위마찰력의관계 32 [ 그림 2-10] 항타에너지 (EMX) 와마찰허용지지력의관계 32 [ 그림 2-11] 정재하시험결과 ( 부천옥길 ) 33 [ 그림 2-12] 정재하시험결과 ( 파주운정 ) 34 [ 그림 2-13] 정재하시험결과 ( 강릉유천 ) 34 [ 그림 2-14] 정재하시험결과 ( 구리갈매 ) 35 [ 그림 2-15] CSB 값과단위선단지지력과의관계 (E.O.I.D) 36 [ 그림 2-16] CSB 값과단위선단지지력과의관계 (Restrike) 36 [ 그림 2-17] EMX 와단위마찰지지력과의관계 (Restrike) 37 [ 그림 2-18] CSB 와단위마찰선단지지력과의관계 (Restrike) 37 [ 그림 2-19] 6톤드롭해머낙하고와 CSB의관계 38 [ 그림 2-20] 항타응력 (EMX) 와 CSB의관계 38 [ 그림 2-21] 기준변경후 (PHC 600) 39 6 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

16 [ 그림 2-22] 기준변경전 (PHC 600) 40 [ 그림 2-23] 기준변경전 (PHC 450) 40 [ 그림 3-1] 동재하시험개요도 44 [ 그림 3-2] 히터파일주요장치및설치모식도 45 [ 그림 3-3] 히터파일설치및시험과정 46 [ 그림 3-4] 부천옥길지구현장위치 46 [ 그림 3-5] 파주운정지구현장위치 47 [ 그림 3-6] 강릉유천지구현장위치 48 [ 그림 3-7] 구리갈매지구현장위치 49 [ 그림 3-8] 각지구별평균지지력분포도 (EOID) 57 [ 그림 3-9] 각지구별평균지지력분포도 (Restrike) 57 [ 그림 3-10] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 부천옥길 1 58 [ 그림 3-11] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 부천옥길 2 59 [ 그림 3-12] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 부천옥길 3 60 [ 그림 3-13] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 파주운정 1 61 [ 그림 3-14] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 파주운정 2 62 [ 그림 3-15] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 1 63 [ 그림 3-16] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 2 64 [ 그림 3-17] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 3 65 [ 그림 3-18] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 4 66 [ 그림 3-19] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 5 67 [ 그림 3-20] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 구리갈매 1 68 [ 그림 3-21] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 구리갈매 2 69 [ 그림 3-22] Restrike Test 결과 71 [ 그림 3-23] Restrike Test 결과 72 [ 그림 3-24] Restrike Test 결과 72 [ 그림 3-25] Restrike Test 결과 73 차례 7

17 [ 그림 3-26] Restrike Test 결과 74 [ 그림 3-27] Restrike Test 결과 74 [ 그림 3-28] 의정부호원현장동 _ 정재하시험침하량비교 76 [ 그림 3-29] 파주운정 (1) 현장동 _ 정재하시험침하량비교 77 [ 그림 3-30] 파주운정 (2) 현장동 _ 정재하시험침하량비교 77 8 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

18 제 1 장 서론

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20 제 1 장서론 1. 연구의배경및목적 o PHC 말뚝의시공및품질관리기술의향상에따라설계효율향상을통한원가절감의필요성이제기되었음. 이에토지주택연구원에서는주택원가설계처와공동으로 LH 건축현장에서의말뚝의지지력상향가능성을확인하기위한연구 ( 공사 PHC 말뚝설계지지력개선방안수립 ) 를 2014년도에수행하였음. o 선행연구에서건축용 PHC 매입말뚝의설계효율을기존 70% 선에서 80% 선으로향상시키는것을제안하였고현장에서의정밀재하시험을통해설계효율상향가능성을확인하였음. [ 표 1-1] 기존설계지지력과선행연구제안설계지지력 PHC 말뚝직경 ( mm ) 재료허용하중 (kn) 기존설계지지력 (kn) 기존설계효율 (%) ( 설계지지력 / 재료허용하중 ) 제안 80% 효율설계지지력 (kn) 450 1,344 1, , ,697 1, , ,315 1, , 년부터공사의주력말뚝은기존 PHC 450에서 PHC 600으로변경됨. o 선행연구결과, 현행의설계심도에서설계효율을 80% 로향상하는것이가능한것으로나타남. - 동재하시험결과를 Davisson 방법으로분석한결과와정밀정재하시험을실시한결과는대부분목표설계지지력 1,900kN을만족하는것으로나타남. 서론 3

21 [ 그림 1-1] 동재하시험결과를 Davisson 방법으로구한허용지지력 [ 표 1-2] 정밀정재하시험시험결과 허용지지력 A 현장 B 현장 C 현장 Davisson 항복하중 /2(tonf) 670/2= /2=260 이상 525/2=262.5 극한지지력 /3(tonf) 800/3= 267 이상 525 에서확인안됨 640/3=213 허용침하량기준 o 그림 1-1 의시험데이타를 CAPWAP Rut 방법으로분석하면다수의말뚝들이 1,900kN 을만족하지못하는데이는타격에너지의부족하면실제보다지지력을 과소평가하는동재하시험의특성에의한것이지실제지지력이부족한것이아님. 4 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

22 [ 그림 1-2] 동재하시험결과를 CAPWAP Rut 방법으로구한 허용지지력 안정적으로목표설계지지력을얻기위해서시뮬레이션전산해석 (WEAP) 및재 하시험데이터분석을통하여말뚝의시공의체적의해머용량제시함 ( 매입공법 : 6tonf 이상 ) [ 표 1-3] 선굴착최종경타공법드롭해머용량 - 실무기준개정 구분지지력 15m 이하 15m 초과 ( 불리조건 ) 표준낙하고 PHC 450 1,100kN 4tonf 5tonf(6tonf) 1.5m 이상 PHC 500 1,400kN 5tonf 5tonf(6tonf) 1.5m 이상 PHC 600 1,900kN 6tonf 6tonf(7tonf) 1.5m 이상 목표설계지지력을안정적으로얻기위해해머의제원외에도시공및품질관 서론 5

23 리에대한방법들을제안하였으며, 제안방법들을통하여다양한지반조건에서안정적으로목표설계지지력이확보되는지를확인하는것이필요함. 이에 년도에착수하는부천옥길 파주운정 강릉유천 구리갈매의 개현장 호 에시범사업을실시하기로하였으며 민자주택사업처 이들시범사업지구에대해설계지지력획득여부에대한성과분석을실시함 또한 매입말뚝의경우 시멘트풀의양상기간이 주일로공기가오래걸릴뿐아니 라이로인해시항타시에말뚝의적정시공심도확인을위한기간도오래걸리는 등 설계피드백이번거러워실제현장에서는안전측으로시공하는경향이있음 최근에전기히터를이용한시멘트풀의급속양생방법이민간에서개발되어이를활용하면 말뚝의공기의획기적인단축과즉각적인설계피드백을통하여설계의유연성이비약적으로발전할수있을것으로판단되어 본연구수행시에이공법의공사에의적용가능성도확인하는것이필요함 따라서 본연구의목적은건축용 말뚝의설계효율향상을위한시범사업을 수행하여향상된설계효율의전면적용가능성을확인하고 보완사항을도출하는것이며 매입말뚝의시멘트풀주입재의양생시간단축을위한신공법의적정성과 현장에의적용성을확인하는것임 6 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

24 2. 연구내용및수행방법 2.1 시범사업의수행 공동주택 개현장에대한시범사업수행및선행연구에서제시한설계 시공 품질관리방법의적용성확인 [ 표 1-4] 시범사업수행현장 (4 개현장, 총 4,116 호 ) o 설계방법의적합성확인 - 현장시항타및본항타시험결과의분석에의한설계의적합성확인 참고로 LH 건축용말뚝의재하시험은표 1 과같음. [ 표 1-5] LH 말뚝재하시험기준 구분 동재하 시항타 동재하 본항타 정재하 시항타 아파트 주차장 회 동 초기 재항타각 회 회 동 재항타 회 동 재하시험횟수 주민복지관 상가 회 동 초기 재항타각 회 회 동 재항타 회 동 전문시방서 전체말뚝개수의 말뚝이 개미만인경우에도최소 회 초기항타및재항타각각 회 말뚝 개당 회또는구조물별 회 - 설계식과설계심도의적합성확인 서론 7

25 1) 선단지지력 여기서 선단부의 값 선단면적 안전율 2) 주면마찰력 LH 마찰력설계식은시멘트풀을 w/c=83% 로시공하였을때, 아래와같음. 모래 모래 점토 [ 그림 1-3] N 값과극한단위주면지지력과의관계 ( 박종배, 2004) o 시공방법의적합성확인 ( 제시한해머의적합성파악 ) 해석및실무의의견을반영한적정해머를표 와같이제시하 였으며 시범사업을통해해머의적정성확인 8 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

26 [ 표 1-6] LH 말뚝재하시험기준매입말뚝의해머용량 구분지지력 15m 이하 15m 초과 ( 불리조건 ) 표준낙하고 D600PHC 1,900kN 6 톤 6 톤 (7 톤 ) 1.5m 이상 o 품질관리 ( 재하시험결과분석 ) 방법의적합성파악 - 시범사업을통한다수의데이터획득으로기준정립 - 재하시험방법 : 정재하시험시에로드셀과유압게이지를동시에사용하고감독자는이둘간에오차가없는지확인. - 재하시험분석방법 : CAPWAP 분석에의한 Rut 값과 Davisson 항복하중및침하량기준에의해분석한지지력을종합적으로분석하여최종지지력판정 o 재하시험데이터의검증 - 4개현장에대한시범사업의성과분석을위해서는재하시험에대한일관되고정확한분석이필요함. 그러나현장의재하시험의경우, 우리공사가발주하는것이아니고, 하도급업체에서발주하기때문에각현장마다다르고, 수준을가늠하기어려워, 일관성있고, 정확한분석이어려울것으로판단됨. - 따라서, 국내동재하시험의권위자를비상근위촉연구원으로활용하여동재하및정재하시험결과에대한검증을수행함. [ 표 1-7] 재하시험데이터의검증내용 항목 재하시험결과분석 세부내용 동재하시험결과분석 (4 개현장대략 50 개동 ) - 동재하시험 (E.O.I.D 및 Restrike) 데이터건전도분석 - CAPWAP 분석결과검토 - Davisson 분석등종합적지지력분석 정재하시험결과분석 - 정재하시험의데이터의적정성분석 - Davisson 분석등종합적지지력분석 서론 9

27 2.2 히터를이용한시멘트풀급속양생방법의적합성및적용성검토 o 히터양생말뚝의마찰지지력확인에의한성능 / 효과확인 - 적합성검토 o 일반양생 (7 일 ) 말뚝과의마찰지지력비교 [ 그림 1-4] 시멘트풀급속양생방법의개요도 10 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

28 제 2 장 시범사업성과분석

29

30 제 2 장시범사업성과분석 1. 시범사업개요 대상현장 시범사업현장은 년착공하는 개지구임 시범사업말뚝및시공장비제원 지구명말뚝제원설계지지력시공장비드롭해머천공장비 부천옥길 파주운정 강릉유천 매입말뚝 천공후경타 톤 톤 케이싱 구리갈매 케이싱 일반오거 과업내용 각지구별시항타말뚝에대한동재하및정재하시험결과를정밀분석하여목표 지지력인 만족여부확인 시공장비 드롭해머용량등 의적정성검토 서론 13

31 2. 시범사업지구주변및지반현황 2.1 부천옥길 (S1 블록 ) 1) 주변현황 본지역의산계는장년기지형으로고도 300m 이하의낮은구릉성산지로구성되어있으며, 서쪽의소래산 (270m), 할미산 (154m), 북서쪽의원미산 (170m) 으로이어지는남북방향산계가주를이룸. 수계는대체로수지상모양을이루며, 낮은구릉에서발원한우수및지하수기원의 1차수계들이조사지역동측에발달하는목감천과합류함. 광역적인지질은선캠브리아기의변섬암류, 쥬라기의화성암류, 소규모의백악기관입암으로대별할수있으며, 세부적으로선캠브리아기흑운모, 편아암, 쥬라기대보화강암, 백악기안산암, 제4 기충적층으로구성되어있음. 주변교통으로는본지역의남서쪽약 2.4km 지점에서울외곽순환고속국도시흥 IC가위치하며, 남쪽약 3km 지점에제2 경인고속도로가인천에서서울로이어짐. 조사부지북쪽약 2.3km 지점에경인선역곡역이위치 본부지는남쪽이높고북쪽이낮은지형을보임. 동쪽과서쪽이산지로둘러싸인형태로과거산지의계곡의지형을보임. 2) 지반현황 본지역의지반은상부로부터매립층 ( 실트질모래 ), 퇴적층, 기반암의풍화대 인풍화토, 풍화암, 기반암인연암, 보통암의순으로분포함. 14 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

32 지층토질층후 (m) 비고 매립층실트질모래 0.3 ~ 4.5 퇴적층 실트질모래 0.6 ~ 3.3 점토질모래 1.1 ~ 2.2 실트질점토 0.7 ~ 3.6 모래질점토 1.0 ~ 1.1 점토질실트 1.0 ~ 2.1 모래질실트 1.0 ~ 2.6 풍화토실트질모래 0.2 ~ 15.3 풍화암실트질모래 0.3 ~ 5.6 연암편마암 1.0~ 11.6 보통암 편마암 [ 표 2-1] 지반현황요약 ( 부천옥길 S1 블록 ) 10.5 ~ 13.5 전공에서확인 암갈색, 담갈색, 갈색, 황갈색, 암회색을띠고, 습윤상태임. N 치는 0/30~23/30 의매우느슨 ~ 조밀의상대밀도임 H-3,18,20,21,22,23,24,25,29,330,31,32,33,34,36,39,42, 43,44,45,46,47,48,49 번공에서확인 암갈색, 황갈색, 담회색, 암회색을띠고습윤상태임. N 치는 2/30~21/30 의매우느슨 ~ 보통조밀의상대밀도임 H-1,13,20,25,37,40 번공에서확인 갈색, 암갈색, 암회색을띠며습윤상태임. N 치는 2/30~9/30 의매우느슨 ~ 느슨의상대밀도임 H-3,4,5,6,7,10,12,13,14,15,16,17,18,19,22,24, 26,27,28,30,32,33,39,46,47,49,50 번공에서확인 갈색, 황갈색, 암갈색, 암회색, 담흑색을띠고습윤상태임. N 치는 2/30~14/30 의매우연약 ~ 견고의연경도임 H-25, 35번공에서확인 주로담회색, 암갈색을띠고습윤상태임. N 치는 3/30~7/30 의연약 ~ 보통견고의연경도임 H-8,20,48,50 번공에서확인 주로갈색, 암갈색, 황갈색, 암회색을띠고습윤상태임. N 치는 2/30~6/30 의연약 ~ 보통견고의연경도임 H-1,9,12 번공에서확인 주로갈색, 암갈색, 적갈색을띠고습윤상태임. N 치는 3/30~7/30 정도로연약 ~ 보통견고의연경도임 H-8~21 번공을제외한전공에서확인 상부는모암의조직및구조가파괴되기도하였으나, 하부에부분적으로모암의조직및구조가잔존 실트질모래로구성되며, 갈색, 담갈색, 암갈색, 황갈색, 암회색, 담회색, 적갈색, 녹갈색을띠며습윤상태임. N 치는 4/30~50/16 의매우느슨 ~ 매우조밀의상대밀도임 H-1,14,29,44,51 번공을제외한전공에서확인 완전풍화상태로상부에서는모암의조직및구조가파괴되기도하였으나, 대부분모암의조직및구조를유지하며, 갈색, 담갈색, 암갈색, 황갈색, 담회색을띠고습윤상태임. N 치는 50/15 를상회하여대단히조밀상태임. H-1,7,9,12,14,16,20,27,29,30,31,34,35,36,37,39, 41,44,51 번공, EL.8.05~24.62m 에서확인 심한풍화 ~ 약간풍화, 매우약함 ~ 약함, 상태이며 T.C.R. 은 30~100% 이고, R.Q.D. 는 0~43% 를나타냄 H-9,20 번공, EL. 0.85~6.23m 에서확인 약간풍화 ~ 신선의풍화상태, 보통강함 ~ 매우강함의강도 T.C.R. 은 82~100% 이고, R.Q.D. 는 55~96% 서론 15

33 [ 그림 2-1] 지반조사위치도 ( 부천옥길 S1 블록 ) 16 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

34 2.2 파주운정 (A20 블록 ) 1) 주변현황 산계는북쪽의장면산 (102m), 남서쪽의심학산 (193.6m) 남동쪽의황룡산 (34.5m), 공본산 (208.3m) 등이분포하고, 그외의 50m 내외의낮은구릉들이분포함. 수계는장면산뒤쪽으로동에서서쪽으로빅적규모가큰곡릉천이흐르고있으며, 부지에인접하여남에서북으로흘러곡릉천에합류하는청룡두천이위치함. 본지역의지질은전기원생대경기변성암복합체의편마암과편암을기저로하며, 이들을관입한중생대화강암류와이들을부정합으로덮는신생대제4 기충적층으로대별됨. 시추조사결과채취된암석코어는대부분이지역에가장넓게분포하는흑운모편마암임. 부지는평탄한지표를형성하고북동에서남서방향으로경사를이룸. 부지남서쪽에인접하여저류지가위치하고부지내북동쪽으로철탑이위치함. 2) 지반현황 본지역의지반은상부로부터매립층 ( 실트질모래 ), 퇴적층 ( 실트질모래, 점토질모래, 모래질점토, 실트질점토 ), 기반암의풍화대인풍화토, 풍화암, 연암, 보통암의순으로분포함. 서론 17

35 지층토질층후 (m) 비고 매립층실트질모래 0.2 ~ 6.9 [ 표 2-2] 지반현황요약 ( 파주운정 A20 블록 ) 실트질모래 1.9 ~ 2.1 H-13, 20, 25, 26번공을제외한전공에서확인 실트질모래로갈색, 황갈색, 적갈색, 담갈색, 암갈색, 담회색, 암회색을띠고, 습윤상태임. N 치는 2/30~40/30, 매우느슨 ~ 조밀의상대밀도임 H-19, 23번공에서확인 갈색을띠며, 습윤상태임 N 치는 8/30~17/30 느슨 ~ 보통조밀의상대밀도임 퇴적층 점토질모래 2.8 모래질점토 1.8 ~ 2.7 실트질점토 1.1 풍화토 0.5 ~ 8.0 풍화암 2.0 ~ 7.3 연암 8.7 ~ 16.7 보통암 13.0 H-1 번공에서확인 주로갈색을띠며습윤상태임. N 치는 6/30~16/30 의느슨 ~ 보통조밀의상대밀도임 H-15, 31번공에서확인 주로암회색을띠고습윤상태임. N 치는 3/30~4/30 의연약의연경도임 H-9 번공에서확인 주로담회색을띠고습윤상태임. N 치는 6/30 정도로보통견고의연경도임 전공에서확인 완전풍화된이후대체로상부는모암의조직및구조가파괴되기도하였으나, 하부에부분적으로모암의조직및구조가잔존 실트질모래로구성되며, 담갈색, 암갈색, 갈색, 황갈색, 암회색, 담회색을띠며습윤상태임. N 치는 4/30~50/12 의매우느슨 ~ 매우조밀의상대밀도임 전공에서확인 완전풍화상태로상부에서는모암의조직및구조가파괴되기도하였으나, 대부분모암의조직및구조를유지하며, 갈색, 황갈색, 암갈색, 담갈색을띠고습윤상태임. N 치는 50/15 를상회하여대단히조밀상태임. H-2, 30번공에서확인 편마암으로심한풍화 ~ 약간풍화상태임 강도는약함 ~ 보통강함이며, T.C.R. 은 60~100% 이고, R.Q.D. 는 0~50% 를나타냄 H-30 번공에서확인되며편마암에해당. 약간풍화 ~ 신선의풍화상태, 보통강함 ~ 강함의강도 T.C.R. 은 80~100% 이고, R.Q.D. 는 30~75% 18 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

36 [ 그림 2-2] 지반조사위치도 ( 파주운정 A20 블록 ) 서론 19

37 2.3 강릉유천 (A1 블록 ) 1) 주변현황 본지역은행정구역상강원도강릉시홍제동일원이며, 동해고속도로의강릉 IC에서동측으로 2.4km 지점에위치하며, 부지의동측에교동택지개발지구와인접해있음. 본지역은과거낮은구릉성산지의말단부분에해당되며, 부지의동측과서측내부의소규모계곡부를따라전답지역으로사용됨. 본지역은구릉성산지를절토하여전답지를매립하였으며, 북측경계 (A) 는우미린아파트와접하고있으며, 동측으로고지대를이루며서측으로갈수록낮아지는경향을보임. 부지의서측에서본동측경계 (B) 는이전전답지역을평탄하게매립한지역임. 부지중앙에서본남측경계 (C) 는북측의선수촌로 (4차선도로 ) 보다 2.5m 낮게형성되어있으며, 선수촌로를경계로강릉유천택지개발지구 A-2BL, B-1BL 지구가위침함. 부지내부의북측은간이침사지 (D) 로사용되었으며, 동측에는전력용맨홀 (E) 이위치하며, 남서측으로전력케이블 (F) 와남동측으로는통신용케이블 (G) 이위침함. 조사부지내부는산지의능선부를절토하여부지조성을하였으나기반암이노출된구간은확인할수없었음. 부지의남동측약 400m 정도이격하여강릉홍제정수장이위치하고있음. 20 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

38 [ 그림 2-3] 단지배치도 ( 강릉유천 A1 블록 ) 서론 21

39 2) 지반현황 본지역은지표로부터매립층 ( 실트질모래 ), 충적층 ( 실트질점토, 모래질점토, 실트 질모래 ), 기반암의풍화대인풍화토, 풍화암, 기반암인연암, 보통암순으로본포 지층토질층후 (m) 비고 매립층실트질모래 0.3 ~ 5.5 충적층 실트질점토 2.1 ~ 2.9 모래질점토 2.0 ~ 3.1 실트질모래 0.9 ~ 4.0 풍화토 1.2 ~ 10.4 풍화암 0.4 ~ 2.0 연암 보통암 [ 표 2-3] 지반현황요약 ( 강릉유천 A1 블록 ) 1.0 이상 1.0 이상 H-13, 16번공을제외한전공에서확인 실트섞인세립내지중립의모래로구성되며적갈색, 황갈색, 담갈색, 암갈색을띠고, 습윤상태임. N 치는 1/30~19/30, 느슨 ~ 보통이며, 부분적으로다량의점토및자갈을함유 H-1, 6번공에서확인 실트섞인점토이며암회색을띠며, 습윤상태임 N 치는 4/30~7/30 정도의연약 ~ 보통의연경도임. H-1, 14, 15번공에서확인 세립 ~ 중립의모래섞인점토로구성되며, 담갈색, 암회색을띠고습윤상태임. N 치는 2/30~8/30 의연약 ~ 보통정도의연경도임 H-1,6,10,14,15,17 번공에서확인 실트섞인세립 ~ 조립의모래로구성되며황갈색, 담회색, 암회색, 감갈색, 암갈색을띠고습윤상태임. N 치는 2/30~32/30 로대단히느슨 ~ 조밀한상대밀도임. H-15 번공을제외한전공에서확인 실트섞인세립내지조립의모래로분해되며, 적갈색, 암갈색, 담갈색, 황갈색, 담회색을띠며습윤상태임. N 치는 5/30~50/16 의느슨 ~ 대단히조밀의상대밀도임 차별풍화와맥암 (Dike) 에의하여경연이교호할때도있음. 전공에서확인 대부분모암의조직및구조를유지하고있으며적갈색, 암갈색, 담갈색, 황갈색, 담회색, 담녹색이며, 실트섞인세립내지조립의모래상태로분해 N 치는 50/15 를상회하여대단히조밀상태임. H-6, 7, 9, 13, 14번공에서확인 흑운모화강암으로심한풍화 ~ 보통풍화상태임 강도는약함 ~ 보통강함이며, T.C.R. 은 70~100% 이고, R.Q.D. 는 0~10% 를나타내어매우불량 ~ 불량상태임. H-10 공에서확인되며흑운모화강암임. 심한풍화 ~ 보통풍화, 강도는약함 ~ 보통강함정도임 T.C.R. 은 100% 이고, R.Q.D. 는 48% 를나타내어불량 ~ 보통의암질을나타냄 22 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

40 2.4 구리갈매 (B3 블록 ) 1) 주변현황 본부지의산계는북서쪽으로불암산 (507m) 이위치하고동쪽으로 100m 내외의비교적낮은구릉성산지를형성하고있음. 수계는부지의서쪽을관통하는갈매천이남에서북으로흘러, 왕숙천에합류하여한강으로유입도는수진상수계를이룸 지질은하부로부터선캠브리아전기원새대의흑운모편마암을기저로하여동생대의편마암류와중생대쥬라기의서울화강암등의화성암이관입하여이를신생대제4 기충적층이피복하여분포함. 주변의주요도로는부지서쪽과인접하여 47번국도 ( 경춘북로 ) 가위치학경충선철도가평행하게위치함. 북동쪽으로서울외곽순환도로가남북방향으로위치하며, 퇴계원 IC가위치함. 주변의건물및구조물로는구리갈매지구북쪽으로제1563 부대가위치하고, 갈매동주민센터가위침함. 북서쪽으로경춘선갈매역이위치하고, 동쪽으로구리갈매 B2블록이인접해있고갈매초등학교와갈매천이위치함. 본부지는북쪽이낮고남쪽이높은지형을이루며최대표고차는 7.478m 임. 2) 지반현황 본지역은지표로부터매립층 ( 실트질모래, 실트질점토 ), 퇴적층 ( 실트질모래, 실트 질점토 ), 기반암의풍화대인풍화토, 풍화암, 연암의순으로본포 서론 23

41 [ 표 2-4] 지반현황요약 ( 구리갈매 B3 블록 ) 지층토질층후 (m) 비고 매립층 실트질모래 0.5 ~ 3.6 실트질점토 1.2 H-5 번공을제외한전공에서확인 갈색, 암갈색을띠고, 습윤상태임. N 치는 2/30~34/30, 매우느슨 ~ 조밀의상대밀도임 H-5 번공에서확인 암갈색을띠고습윤상태임 N 값은 3/30 정도오연약의연경도임. 실트질모래 1.1 ~ 3.6 퇴적층 실트질점토 1.1 ~ 3.0 풍화토 실트질모래 8.2 ~ 21.2 풍화암 실트질모래 2.0 ~ 12.0 H-1,4,9,10,16,18,20 번공에서확인 갈색, 암갈색을띠고습윤상태임. N 치는 2/30~9/30 로대단히매우느슨 ~ 느슨의상대밀도임. H-1,4,5,6,7,8,11,20 번공에서확인 갈색, 암갈색을띠고습윤상태임. N 치는 3/30~7/30 로연약 ~ 보통견고의상대밀도임. 전공에서확인 완전풍화된이후대체로상부는모암의조직및구조가파괴되어지기도하였으나, 하부에부분적으로모암의조직및구조가잔존해있음. 갈색, 담갈색, 암갈색, 황갈색, 적갈색을띠며습윤상태임. N 치는 5/30~50/16 의느슨 ~ 대단히조밀의상대밀도임 H-5 번을제외한전공에서확인 완전풍화상태로상부에서는부분적으로모암의조직및구조가파괴되어지기도하였으나, 대부분모암의조직및구조를유지하고있음. 갈색, 담갈색을띠고습윤상태임. N 치는 50/15 를상회하여매우조밀상태임. 연암화강암 7.0 H-7 번공에서확인 24 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

42 [ 그림 2-4] 지반조사위치도 ( 구리갈매 B3 블록 ) 서론 25

43 3. 시범사업성과분석 3.1 시범사업수행내용 현장의사정으로시범사업현장들의착공시기가늦어져서본분석에서는부 천옥길 블록 과파주운정 블록 에대한재하시험결과를분석함 [ 표 2-5] 현장별재하시험분석말뚝본수 현장명 정재하시 험 초기동재하 동재하시험 재항타동재하 부천옥길 블록 파주운정 블록 강릉유천 블록 구리갈매 블록 합계 비고 정재하시험은설계하중의 배인 까지재하 3.2 재하시험결과분석 동재하시험결과 허용지지력 시범지구이전에 으로설계한일반지구에서는 톤드롭해머를사용하여동재하시험을실시한결과상당수의말뚝이 을만족하지못하였으나 설계지지력인 은만족하는것으로나타남 그림 참조 개시범지구에대해 톤드롭해머를사용하여동재하시험을실시한결과 총 본의시험말뚝중 본의말뚝을제외하고 본의말뚝의허용지지력은 을상회하는것으로나타남 그림 참조 분석에서지지력이미달된말뚝은모두구리갈매현장의것으로 지지력은허용침하량기준은모두만족하여안전에는문제가 26 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

44 없는것으로판단됨 지지력미달말뚝 본중 본은마찰지지력이전체평 균 에비하여작았고 다른한말뚝은선단지지력이 전체평균 에비하여작은 것으로나타남 (a) 시범사업동재하시험결과 (6 톤해머 ) 기준변경전시험결과 톤해머 [ 그림 2-5] 동재하시험결과를 CAPWAP Rut 방법으로구한허용지지력 서론 27

45 동재하시험결과 허용지지력 전체적으로 톤해머로시험한지지력 평균 이 톤해머로시험한지지력 평균 보다높았으나 지지력미달말뚝이 본나타남 이들말뚝들은파주운정에시공된것으로 허용지지력은모두 이넘었고허용침하량 기준도만족하는것으로나타남 이들말뚝은길이가 로길이가짧고마찰력이다른말뚝 전체평균 에비하여현저히작은것 평균 이공통점으로말뚝의길이가 짧고마찰력이작은말뚝의지지력을과소하게평가하기때문으로판단됨 (a) 시범사업동재하시험결과 (6 톤해머 ) 28 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

46 기준변경전재하시험결과 톤해머 [ 그림 2-6] 동재하시험결과를 Davisson 방법으로구한허용지지력 기준변경전후의평균허용지지력및항타에너지의변화 표 는기준변경전후의지지력변화를요약한것으로기준변경전에는 값이설계목표지지력 을만족하지못하였으나 기준변경후에는만족하는것으로나타남 이유는기준변경으로인하여항타에너지가 에서는 시험에서 증가되었기때문으로판단됨 [ 표 2-6] 기준변경전후의지지력변화요약 구 법 판정법항타에너지변화 분 시범사업지지력 톤해머 기준변경전지지력 톤해머 허용지지력 증가율 허용지지력 증가율 측정값 증가율 서론 29

47 선단지지력고찰 선단지지력 은기준변경후 변경전에비하여 증가함 단위선단지지력은기준변경후에평균값이 을나타내어 설계식 에유사하게나타남 의허용선단지지력이설계지지력 의 정도로나타남 [ 그림 2-7] 항타에너지 (EMX) 와선단허용지지력의관계 [ 그림 2-8] 항타에너지 (EMX) 와극한단위선단지지력의관계 30 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

48 [ 표 2-7] 기준변경전후의선단지지력의변화 구분기준변경후기준변경전증감율 허용선단지지력 극한단위선단지지력 파주운정은가장연암에가까운지반으로항타에너지 로타격하면 단위선단지지력 평균 과허용선단지지력이 평균 을 나타내어전체평균값을크게상회하는것으로나타남 구리갈매는일반오거굴착으로대략 정도의지반에안착되었으며 항타에너지를 하여도 단위선단지지력은 평균 선단허용지지력은 평균 을잘넘어 가지않는것으로나타남 부천옥길과 강릉유천은개량 로천공하였으며 대략 정도지반에안착되었으며 단위선단지지력평균값은 을나타내었고 허용선단지지력은평균 을나타냄 주면마찰력고찰 재항타시험에서허용마찰지지력은기준변경후 에변경전 에비하여 증가하였는데 이는말뚝의시공길이가기준변경전 에서변경후 로늘어났기때문임 극한단위마찰지지력은기준변경후 에변경전 에비하여 감소한것으로나타나 항타에너지의증가는단위마찰지 지력에영향을미치지않은것으로나타남 극한단위마찰지지력은평균 으로나타났으며 평균 보다크게나타나설계식은유효함 재항타시험에의한허용마찰지지력 은설계지지력 의 에해 서론 31

49 당하므로안전측을고려해 시험의지지력이설계지지력의 정도 이면 시험에서시멘트풀경화및마찰력증대로설계지지력을만족 할것으로판단됨 [ 그림 2-9] 항타에너지 (EMX) 와극한단위마찰력의관계 [ 그림 2-10] 항타에너지 (EMX) 와마찰허용지지력의관계 32 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

50 [ 표 2-8] 기준변경전후의마찰지지력의변화 구 분 기준변경후 기준변경전 증감율 허용마찰지지력 극한단위선단지지력 정재하시험결과 정재하시험결과는설계하중의 배인 의최대하중을재하하여도 거의선형탄성거동을보여항복의징후가나타나지않아 개지구모두허용지지력은 을나타냄 설계지지력 에서의침하량은 의분포를나타내 전문시방서의허용침하량인 미만으로나타남 최대하중 에서의침하량은 의분포를나타내 국제적으로통용되는 보다작은값을나타냄 전반적으로정재하시험결과가동재하시험보다침하량도작아지지력도더큰것으로나타남 [ 그림 2-11] 정재하시험결과 ( 부천옥길 ) 서론 33

51 0.0 Compilation of Load-Settlement Curve(static tests) : 파주운정지구 LOAD(kN) ) m t(m n e15.0 m tle e S 20.0 설계지지력 (1900kN) 에서의침하량 : 12.5m (15' 08.29) : 9.2m (15' 09.05) : 11.6m (15' 09.08) : 8.8m (15' 09.16) : 10.5m (15' 09.17) : 8.5m (15' 09.23) 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

52 [ 그림 2-14] 정재하시험결과 ( 구리갈매 ) [ 표 2-9] 4 개시범지구현장의정재하시험결과요약 설계지지력에서의최대하중에서의구분허용지지력 침하량 침하량 부천옥길 파주운정 강릉유천 구리갈매 3.3 품질관리방안검토 선단부시공및동재하시험 시험의극한단위선단지지력은 이고 시험에서의극한단위선단지지력은 으로 감소하였으며 이는 시에는마찰지지력이증대되어선단부까지충분한타격에너지가전달되지않았기때문임 및 시험에서소정의선단지지력을얻기위해서는 서론 35

53 값이 이상이어야하는것으로 판단됨 [ 그림 2-15] CSB 값과단위선단지지력과의관계 (E.O.I.D) [ 그림 2-16] CSB 값과단위선단지지력과의관계 (Restrike) 36 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

54 주면부동재하시험 주면마찰지지력과 및 와의상관성은없는것으로판단되지만 충분 한선단지지력을얻기위해서 는 이상이어야하는것으로판단됨 [ 그림 2-17] EMX 와단위마찰지지력과의관계 (Restrike) [ 그림 2-18] CSB 와단위마찰선단지지력과의관계 (Restrike) 서론 37

55 소요 를얻기위한낙하고 톤드롭해머사용시 시험에서는낙하고 일때대체로 이상을 얻을수있을것으로나타남 시험에서는낙하고 일때대체로 이상을얻 을수있을것으로나타남 [ 그림 2-19] 6 톤드롭해머낙하고와 CSB 의관계 [ 그림 2-20] 항타응력 (EMX) 와 CSB 의관계 38 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

56 시멘트풀경화전후의극한단위마찰지지력의변화 경화후극한단위선단지지력의평균값이기준변경후에 으로기준 변경전에비하여감소한것으로나타남 특히 기준변경전에는 이하의단위마찰지지력이잘나타나지않았으나 기준변경후에는 이하의단위마찰지지력이전체의 인것으로나타났으며 이러한이유로일부말뚝의지지력이설계지지력보다작게나타남 이는기준변경에의하여선단지지력이크게나타나 상대적으로주면부의 시공관리가다소느슨해진것으로판단되며 좀더시멘트풀의주입관리에주의를기울여야할것으로판단됨 구분 기준변경후 기준변경전 기준변경전 [ 표 2-10] 시멘트풀경화전후의극한단위마찰지지력의변화 단위마찰지지력 시멘트풀경화전시멘트풀경화후 증감율 [ 그림 2-21] 기준변경후 (PHC 600) 서론 39

57 [ 그림 2-22] 기준변경전 (PHC 600) [ 그림 2-23] 기준변경전 (PHC 450) 40 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

58 제 3 장 히터를이용한시멘트풀 급속양생방법의적합성검토

59

60 제 3 장히터를이용한급속양생방법의 적합성검토 1. 시험의목적 본시험은시범지구현장에서실시한 P. H.C 말뚝 (D600 mm ) 에대하여, 주면마찰력 의조기확인 (24 시간이내 ) 을위하여히터파일을적용하고, 동재하시험을실시하여그 결과의활용성을확인하는데있다. 2. 시험기간 사전검토 : 2015 년 04 월 ~ 2015 년 05 월 현장시험 : 2015 년 06 월 ~ 2015 년 12 월 보고서작성 : 2015 년 06 월 ~ 2016 년 02 월 [ 표 3-1] 시험용역수행일정표 내 용 2015 년 2016 년 4 월 5 월 6 월 7 월 8 월 9 월 10 월 11 월 12 월 1 월 2 월 사전검토및답사현장시험분석및해석보고서작성 서론 43

61 3. 시험장비및조건 3.1 동재하시험장비및양생조건 [ 표 3-2] 타격장비및시험장비 현장명 시험용 Hammer 햄머무게 타격높이 동재하시험장비 부천옥길 S1BL Drop Hammer 6.09 ton 1.0m ~ 3.0 m P. D. A(Model_PAX) 파주운정 A20BL Drop Hammer 6.00 ton 2.5m ~ 3.5 m P. D. A(Model_PAX) 강릉유천 A1BL Drop Hammer 6.20 ton 1.5m ~ 4.5 m P. D. A(Model_PAX) 구리갈매 B3BL Drop Hammer 6.09 ton 3.0m ~ 4.0 m P. D. A(Model_PAX) Pile Driving Analyzer R - PAX L Test Result Bearing capacity from Case Method Skin Friction & toe resistance Maximum compression stress, Maximum tensile stress Pile structural integrity; extent & location of damage An Efficiency of pile Blows per minute for hammer check [ 그림 3-1] 동재하시험개요도 3.2 히터파일 1) 기본원리히터파일은매입공법으로시공된기성말뚝내부에용수를채우고, 적정용량의수중히터를배치하여고온으로일정시간가열함으로써, 내부에서발생된열을말뚝외주면 44 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

62 을따라말뚝외부에충진된그라우트에전달하고이에따라조기에 (24 시간이내 ) 말뚝의주면마찰력발휘정도를예측할수있는측정방법이다. 이를활용하면매입공법에서시간경과에따라발휘될마찰력을예상하여선단지지력과마찰력의비율을결정할수있고, 설계와시공사이의빠른피드백 (feedback) 을통해합리적인설계와시공이이루어질수있다. 2) 장치구성및모식도 Heater Pile 사용장비 Heater Pile 설치모식도 [ 그림 3-2] 히터파일주요장치및설치모식도 서론 45

63 [ 그림 3-3] 히터파일설치및시험과정 4. 시험내용 4.1 현장위치및시험내용 (LH 발주 4 개지구 ) 1) 부천옥길 S-1B/L 아파트건설공사 5 공구 [ 그림 3-4] 부천옥길지구현장위치 46 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

64 [ 표 3-3] 부천옥길지구 S1BL 시험내역 연번 위치 말뚝번호 심도 시공일자 시험일자 시공방법 시험구분 말뚝제원 1 701동 No m T4,Casing EOD 1) PHC_D 동 No.032/BN4 9.2m T4,Casing H_Restrike 2) PHC_D 동 No.032/BN5 9.2m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No m T4,Casing EOD PHC_D 동 No.005/BN2 10.8m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No.005/BN3 10.8m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No.005/BN4 10.8m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No m T4,Casing EOD PHC_D 동 No.233/BN2 12.6m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No.233/BN3 12.6m T4,Casing H_Restrike PHC_D600 2) 파주운정지구 A-20B/L 아파트건설공사 16 공구 [ 그림 3-5] 파주운정지구현장위치 1) E.O.D Test : 말뚝시공초기단계에시간경과효과가발휘되기전에실시하는초기동재하시험 2) H-Restrike Test : 히터에의해고온양생후일정시간 ( 최소 15 시간이후 ) 이후에실시하는재동재하시험 서론 47

65 [ 표 3-4] 파주운정지구 A20BL 시험내역연번위치말뚝번호심도시공일자시험일자시공방법시험구분말뚝제원 동 No m T4,Casing EOD PHC_D 동 No m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No m T4,Casing EOD PHC_D 동 No m T4,Casing H_Restrike PHC_D600 3) 강릉유천지구 A-1B/L 아파트건설공사 1 공구 [ 그림 3-6] 강릉유천지구현장위치 [ 표 3-5] 강릉유천지구 A1BL 시험내역 연번 위치 말뚝번호 심도 시공일자 시험일자 시공방법 시험구분 말뚝제원 1 502동 No m T4,Casing EOD PHC_D 동 No m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No m T4,Casing EOD PHC_D 동 No m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No m T4,Casing H_Restrike PHC_D 동 No m T4,Casing EOD PHC_D 동 No m T4,Casing H_Restrike PHC_D 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

66 4) 구리갈매지구 B-3B/L 아파트건설공사 5 공구 [ 그림 3-7] 구리갈매지구현장위치 [ 표 3-6] 구리갈매지구 B3BL 시험내역 연번 위치 말뚝번호 심도 시공일자 시험일자 시공방법 시험구분 말뚝제원 1 501동 No m Auger, Casing H_Restrike PHC_D 동 No m Auger, Casing H_Restrike PHC_D 동 No m Auger, Casing EOD PHC_D 동 No m Auger, Casing H_Restrike PHC_D600 서론 49

67 5. 항타관입성분석 전술한바와같이동재하시험을통하여말뚝의항타관입성에대한분석을실시할수있고그 결과를다음의표에나타내었으며, 각측정항목에대한단위및판단기준은다음과같다. [ 표 3-7] Pile Driving Analysis Result Data 항목 내용 단위 기준 항목 내용 단위 기준 CSX Compression at Pile Top MPa 47.1 ETR Transfer Ratio % - CSB Compression at Pile Tip MPa 47.1 BTA 건전도지수 % 80.0 TSX Tension at Pile MPa 6.1 W.S Wave Speed of Pile m/sec 3,700 S/B Set/Blow mm - Jc 감쇄 (Damping) 계수 - EMX Transfer Energy kn m 부천옥길지구 S1B/L [ 표 3-8] 부천옥길 S1BL 항타관입성분석 연번 위치 말뚝번호 CSX CSB TSX S/B EMX ETR BTA W.S Jc 비고 동 No.032(E) , 동 No.032(HR)_BN , 건전도미달 동 No.032(HR)_BN , 건전도미달 동 No.005(E) , 동 No.005(HR)_BN , 동 No.005(HR)_BN , 압축초과 동 No.005(HR)_BN , 압축초과 50 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

68 [ 표 3-9] 부천옥길 S1BL 항타관입성분석 -1 연번위치말뚝번호 CSX CSB TSX S/B EMX ETR BTA W.S Jc 비고 동 No.233(E) , 건전도미달 동 No.233(HR)_BN , 동 No.233(HR)_BN , 건전도미달 5.2 파주운정지구 A20B/L [ 표 3-10] 파주운정 A20BL 항타관입성분석 연번 위치 말뚝번호 CSX CSB TSX S/B EMX ETR BTA W.S Jc 비고 동 No.085(E) , 동 No.085(HR) , 동 No.205(E) , 동 No.205(HR) , 강릉유천지구 A1B/L [ 표 3-11] 강릉유천 A1BL 항타관입성분석 연번 위치 말뚝번호 CSX CSB TSX S/B EMX ETR BTA W.S Jc 비고 1 502동 No.037(E) , 동 No.037(HR) , 동 No.077(E) , 동 No.077(HR) , 동 No.135(HR) , 서론 51

69 [ 표 3-12] 강릉유천 A1BL 항타관입성분석 -1 연번 위치 말뚝번호 CSX CSB TSX S/B EMX ETR BTA W.S Jc 비고 6 504동 No.001(E) , 동 No.001(HR) , 구리갈매지구 B3B/L [ 표 3-13] 구리갈매 B3BL 항타관입성분석 연번 위치 말뚝번호 CSX CSB TSX S/B EMX ETR BTA W.S Jc 비고 1 501동 No.002(E) , 압축초과 2 501동 No.002(HR) , 압축초과 3 501동 No.003(E) , 인장초과 4 501동 No.003(HR) , CAPWAP 해석결과 6.1 부천옥길지구 S1B/L [ 표 3-14] CAPWAP 분석결과 ( 부천옥길 ), 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호 극한지지력 선단지지력 주면마찰력 S.F 허용지지력 설계 설계대비 지지력 비율 관입심도 동 No.032(E) 4, , , , % 동 No.032(HR)_BN4 4, , , , % 9.2m 동 No.032(HR)_BN5 4, , , , % 52 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

70 연번위치말뚝번호 [ 표 3-15] CAPWAP 분석결과 ( 부천옥길 ), 단위 :kn/pile-1 극한지지력 선단지지력 주면마찰력 S.F 허용지지력 설계 설계대비 지지력 비율 동 No.005(E) 5, , , , % 동 No.005(HR)_BN2 4, , , , , % 동 No.005(HR)_BN3 7, , , , , % 동 No.005(HR)_BN4 6, , , , % 동 No.233(E) 4, , , , % 동 No.233(HR)_BN2 5, , , , % 동 No.233(HR)_BN3 6, , , , , % 관입심도 10.8m 12.6m 6.2 파주운정지구 A20B/L [ 표 3-16] CAPWAP 분석결과 ( 파주운정 ), 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호 극한지지력 선단지지력 주면마찰력 S.F 허용지지력 설계지지력 설계대비비율 관입심도 동 No.085(E) 4, , , , % 9.7m 동 No.085(HR) 4, , , , % 동 No.205(E) 4, , , , % 11.5m 동 No.205(HR) 5, , , , , % 6.3 강릉유천지구 A1B/L [ 표 3-17] CAPWAP 분석결과 ( 강릉유천 ), 단위 :kn/pile 연번위치 말뚝번호 극한지지력 선단지지력 주면마찰력 S.F 허용지지력 설계지지력 설계대비비율 관입심도 동 No.037(E) 4, , , , % 동 No.037(HR) 5, , , , , % 13.5m 서론 53

71 [ 표 3-18] CAPWAP 분석결과 ( 강릉유천 )-1, 단위 :kn/pile 연번위치 말뚝번호 극한지지력 선단지지력 주면마찰력 S.F 허용지지력 설계지지력 설계대비비율 관입심도 3 503동 No.077(E) 3, , , , % 9.7m 4 503동 No.077(HR) 4, , , , % 동 No.135(HR) 6, , , , , % 8.2m 동 No.001(E) 3, , , , % 10.0m 동 No.001(HR) 5, , , , , % 6.3 구리갈매지구 B3B/L [ 표 3-19] CAPWAP 분석결과 ( 구리갈매 ), 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호극한지지력 선단지지력 주면마찰력 S.F 허용지지력 설계지지력 설계대비비율 관입심도 동 No.002(E) 3, , , , % 13.8m 동 No.002(R) 4, , , , , % 동 No.003(E) 3, , , , % 17.5m 동 No.003(R) 4, , , , , % 7. Davisson 분석결과 7.1 부천옥길지구 S1B/L [ 표 3-20] Davisson 분석결과 ( 부천옥길 ), 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호항복하중 S.F 허용지지력설계지지력설계대비비율 (%) 동 No.032(E) 2, , , 동 No.032(HR)_BN4 3, , , 동 No.032(HR)_BN5 2, , , 관입심도 (m) 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

72 [ 표 3-21] Davisson 분석결과 ( 부천옥길 )-1, 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호항복하중 S.F 허용지지력설계지지력설계대비비율 (%) 동 No.005(E) 5, , , 관입심도 (m) 동 No.005(HR)_BN2 4, , , 동 No.005(HR)_BN3 6, , , 동 No.005(HR)_BN4 6, , , 동 No.233(E) 2, , , 동 No.233(HR)_BN2 5, , , 동 No.233(HR)_BN3 5, , , 파주운정지구 A20B/L [ 표 3-22] Davisson 분석결과 ( 파주운정 ), 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호항복하중 S.F 허용지지력설계지지력설계대비비율 (%) 동 No.085(E) 2, , , 동 No.085(HR) 3, , , 동 No.205(E) 1, , 동 No.205(HR) 4, , , 관입심도 (m) 강릉유천지구 A1B/L [ 표 3-23] Davisson 분석결과 ( 강릉유천 ), 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호항복하중 S.F 허용지지력설계지지력설계대비비율 (%) 동 No.037(E) 2, , , 동 No.037(HR) 5, , , 관입심도 (m) 13.5 서론 55

73 [ 표 3-24] Davisson 분석결과 ( 강릉유천 )-1, 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호항복하중 S.F 허용지지력설계지지력설계대비비율 (%) 동 No.077(E) 1, , 동 No.077(HR) 2, , , 관입심도 (m) 동 No.135(HR) 6, , , 동 No.001(E) 2, , , 동 No.001(HR) 5, , , 구리갈매지구 B3B/L [ 표 3-25] Davisson 분석결과 ( 구리갈매 ), 단위 :kn/pile 연번위치말뚝번호항복하중 S.F 허용지지력설계지지력설계대비비율 (%) 동 No.002(E) , 동 No.002(HR) 4, , , 동 No.003(E) 1, , 동 No.003(HR) 3, , , 관입심도 (m) 지지력분포현황분석 8.1 동재하시험결과지지력분석 초기동재하시험및재항타동재하시험에서나타난지지력구성내용을그래프로표시 하여보면다음과같다. 56 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

74 [ 그림 3-8] 각지구별평균지지력분포도 (EOID) [ 그림 3-9] 각지구별평균지지력분포도 (Restrike) 4 개지구 10 개의말뚝에서히터파일방법에의하여양생후시험을실시한결과평균주 면마찰력은 2,307kN/pile 으로나타났다. 서론 57

75 8.2 주면마찰력분포현황 히터파일을적용하여재항타시험을실시한경우마찰력을조기에확인할수있는데, 이때확인 된마찰력은지반의조건 ( 지하수, 지층성분, 조밀도등 ) 에의해영향을받는다. 본시험결과중 재항타동재하시험을실시한말뚝에대하여구간별마찰력을정리하여주상도와 Match 하여보았다. 부천옥길지구 S1B/L 701 동 Pile No. 05 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOD HR_BN2 HR_BN ~ ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0.0 ~ ~ ~ ~ ~ 10.8 주면마찰력 (kn) N Value 3/30 4/30 16/30 32/30 16/30 연암 평균마찰력 (kn/m) N 값 32 이하 [ 그림 3-10] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 부천옥길 1 연암 58 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

76 701 동 Pile No. 32 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID R-1 R ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0.0 ~ ~ ~ ~ ~ 9.2 주면마찰력 (kn) N Value 3/30 4/30 16/30 18/30 32/30 16/30 - 평균마찰력 (kn/m) N 값 32 이하 연암 [ 그림 3-11] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 부천옥길 2 서론 59

77 701 동 Pile No. 233 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID R-1 R ~ ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0.0 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 12.6 주면마찰력 (kn) ,104.1 N Value 3/30 4/30 16/30 18/30 32/30 16/30 - 평균마찰력 (kn/m) N 값 32 이하 연암 [ 그림 3-12] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 부천옥길 3 60 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

78 파주운정지구 A20B/L 2012 동 Pile No. 85 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0.0 ~ ~ ~ ~ ~ 9.7 주면마찰력 (kn) N Value 3/30 5/30 4/30 3/30 4/30 50/8 50/13 평균마찰력 (kn/m) N 값 5 이하 N 값 50 이상 [ 그림 3-13] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 파주운정 1 서론 61

79 2012 동 Pile No. 205 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0.0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 11.5 주면마찰력 (kn) N Value 3/30 5/30 12/30 3/30 4/30 5/30 11/30 49/30 50/22 50/5 50/6 평균마찰력 (kn/m) N 값 12 이하 N 값 49 이상 [ 그림 3-14] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 파주운정 2 62 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

80 강릉유천지구 A1B/L 502 동 Pile No. 37 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0.0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~13.5 주면마찰력 (kn) N Value 6/30 13/30 19/30 21/30 33/30 40/30 47/30 50/19 50/18 50/16 평균마찰력 (kn/m) N 값 33 이하 N 값 40 ~ 50/16 [ 그림 3-15] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 1 서론 63

81 503 동 Pile No. 77 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0~ ~ ~ ~ ~9.7 주면마찰력 (kn) N Value 4/30 2/30 6/30 7/30 4/30 11/30 17/30 50/13 평균마찰력 (kn/m) N 값 7 이하 N 값 40 ~ 50/16 [ 그림 3-16] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 2 64 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

82 503 동 Pile No. 94 심도 (m) 0.0 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~ No Data 4.0~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0~ ~ ~ ~ ~10.0 주면마찰력 (kn) N Value 4/30 2/30 6/30 7/30 4/30 11/30 17/30 50/13 평균마찰력 (kn/m) N 값 7 이하 N 값 11~17 50 이상 [ 그림 3-17] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 3 서론 65

83 503 동 Pile No. 135 심도 (m) 0.0 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~4.2 No data ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0~ ~ ~ ~8.2 주면마찰력 (kn) N Value 4/30 2/30 6/30 7/30 4/30 11/30 17/30 평균마찰력 (kn/m) N 값 17 이하 [ 그림 3-18] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 4 66 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

84 504 동 Pile No. 1 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~10.0 주면마찰력 (kn) N Value 25/30 33/30 47/30 42/30 50/29 50/21 50/19 50/21 50/13 평균마찰력 (kn/m) N 값 33 이하 N 값 42~50/29 N 값 50/21 이하 [ 그림 3-19] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 강릉유천 5 서론 67

85 구리갈매지구 B3B/L 501 동 Pile No. 2 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~13.8 주면마찰력 (kn) N Value 13/30 39/30 50/21 50/17 50/18 50/17 50/8 50/12 50/9 풍화암이상 평균마찰력 (kn/m) N 값 39 이하 N 값 50/21~50/17 N 값 50/12~50/8 풍화암이상 [ 그림 3-20] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 구리갈매 1 68 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

86 501 동 Pile No. 3 심도 (m) 주면마찰력 (kn) EOID Restrike ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 상기마찰력데이터중가장크게측정된구간의마찰력을심도및 N 값을주상도에근거하 여단위미터당마찰력으로평균하여보면다음과같이나타난다. 지층구분은시험위치와 가장근접한주상도를기준하였다. 말뚝길이 (m) 0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~17.5 주면마찰력 (kn) N Value 풍화암이상 평균마찰력 (kn/m) 이하 50/21~50/17 50/12~50/8 풍화암이상 [ 그림 3-21] 심도 ( 지층조건 ) 별주면마찰력분포 _ 구리갈매 2 이상에서각각의시험 Data 중주면마찰력을추출하여주상도와대비하여정리하였 다. 상기의 Data 를이용해 N 값의기준을임의로세가지타입으로분류하고각각의 서론 69

87 조건에부합하는주면마찰력을합산하여단순히산술평균하여보면다음과같이나타 난다. [ 표 3-26] 임의의 N 값을기준으로산정한주면마찰력산술평균 N 값기준 40/30 이하 40/30~50/16 풍화암이상 (50/15~) 주면마찰력산술평균 kN kN kN 상기 [ 표 3-14] 에나타난 N값별주면마찰력의경우지하수위, 지층구성성분등에따라다르게나타날수있다. 그러나시공초기지반의조건을알수없을때임의의주면마찰력을예상하여선단지지력비율을결정하는데참고자료로활용할수있으며, 히터파일을이용하여단시간내에결과를확인, 합리적인시공방향을결정하는데도움이될수있을것으로판단된다. 70 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

88 9. 양생방법에따른지지력분포 9.1 히터말뚝과일반말뚝의비교 LH 시범지구및기타참조현장에서실시한히터양생후재항타동재하시험결과를히터 를적용하지않은일반말뚝의 7 일양생후시험결과와비교하여보았다. 1) 광명도로현장 [ 그림 3-22] Restrike Test 결과 [ 표 3-27] 히터양생및일반양생마찰력비교 말뚝제원 P. H. C _D500 mm설계하중 : 약 600kN/pile 평균주면마찰력 (kn) 히터양생후동재하시험 일반양생 (7일) 후동재하시험 1,339 1,391 2) 의정부호원현장 서론 71

89 [ 그림 3-23] Restrike Test 결과 [ 표 3-28] 히터양생및일반양생마찰력비교 말뚝제원 P. H. C _D600 mm설계하중 : 약 1,600kN/pile 평균주면마찰력 (kn) 히터양생후동재하시험 일반양생 (7일) 후동재하시험 710 1,014 3) 강릉유천현장 [ 그림 3-24] Restrike Test 결과 72 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

90 [ 표 3-29] 히터양생및일반양생마찰력비교 말뚝제원 P. H. C _D600 mm설계하중 : 약 1,900kN/pile 평균주면마찰력 (kn) 히터양생후동재하시험 일반양생 (7일) 후동재하시험 2,126 2,298 4) 구리갈매현장 [ 그림 3-25] Restrike Test 결과 [ 표 3-30] 히터양생및일반양생마찰력비교 말뚝제원 P. H. C _D600 mm설계하중 : 약 1,900kN/pile 평균주면마찰력 (kn) 히터양생후동재하시험 일반양생 (7일) 후동재하시험 2,829 1,299 서론 73

91 5) 파주운정 (1) 현장 [ 그림 3-26] Restrike Test 결과 [ 표 3-31] 히터양생및일반양생마찰력비교 말뚝제원 P. H. C _D600 mm설계하중 : 약 1,900kN/pile 평균주면마찰력 (kn) 히터양생후동재하시험 일반양생 (7일) 후동재하시험 1,770 2,169 6) 파주운정 (2) 현장 [ 그림 3-27] Restrike Test 결과 74 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

92 [ 표 3-32] 히터양생및일반양생마찰력비교 말뚝제원 P. H. C _D600 mm설계하중 : 약 1,900kN/pile 평균주면마찰력 (kn) 히터양생후동재하시험 일반양생 (7일) 후동재하시험 1,634 2,014 [ 표 3-33] 히터양생말뚝및일반양생말뚝의평균주면마찰력 현장명 히터양생말뚝평균주면마찰력 (kn) 일반양생말뚝평균주면마찰력 (kn) 비율 ( 히터 : 일반 ) 광명도로현장 1,339 1,391 1 : 1.04 의정부호원현장 710 1,014 1 : 1.43 강릉유천현장 2,126 2,298 1 : 1.08 구리갈매현장 2,829 1,299 1 : 0.46 부천옥길현장 1,770 2,169 1 : 1.23 파주운정현장 1,634 2,014 1 : 1.23 평균 : 1.11 상기 [ 표 5-11] 에나타난바와같이히터양생말뚝 (24시간이내 ) 대비일반양생말뚝 (7 일이후 ) 의주면마찰력발휘정도는일반양생말뚝의 7일이후강도가평균 1.1배가량크게나타나는것을알수있다. 또한마찰력의발휘정도가매우불량한 구리갈매 현장을제외하면 1:1.2 의비율로나타난다. 따라서히터양생에의한주면마찰력의비율을본시공시적용하여도충분히안전측이될것으로판단된다. 서론 75

93 9.2 침하량의비교 검토 본분석에서는히터양생방법에의해양생된말뚝의재항타동재하시험결과와동현장에 서실시한정재하시험중시공길이가유사한말뚝에대하여설계하중재하시침하량을비 교하여보았다. [ 그림 3-28] 의정부호원현장동 _ 정재하시험침하량비교 76 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

94 [ 그림 3-29] 파주운정 (1) 현장동 _ 정재하시험침하량비교 [ 그림 3-30] 파주운정 (2) 현장동 _ 정재하시험침하량비교 서론 77

95 상기 [ 그림 3-28~30] 에나타난데이터를종합하면다음과같다 [ 표 3-34] 동재하및정재하침하량비교 현장 / 말뚝제원동재하시험시침하량정재하시험시침하량 의정부호원 / PHC_D600mm / P=1,600kN, L:12m 파주운정 / PHC_D600mm / P=1,900kN, L:11.5m 파주운정 / PHC_D600mm / P=1,900kN, L:8.8m 6.30 mm 1.35 mm 5.50 mm 4.05 mm 2.40 mm 1.65 mm 상기 [ 표 3-34] 에나타난내용을볼때재항타동재하시험시측정된말뚝의설계하중대비예상침하량보다정재하시험시측정된침하량이적게나타나말뚝의상태는매우안정적인것으로판단된다. 또한동재하시험시침하량분석을병행하여지지력및침하에대한안정성을병행검토함이타당할것으로사료된다. 78 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

96 제 6 장 결론및제언

97

98 제 6 장결론및제언 시범사업성과분석결과 시범지구에대한동재하시험결과기준변경에의해설계지지력인 을만 족하는것으로나타남 구 법 판정법 분 시범사업지지력 톤해머 기준변경전지지력 톤해머 허용지지력 증가율 허용지지력 증가율 선행연구에서제시한말뚝규격별적정해머용량기준 구분 지지력 이하 초과 불리조건 표준낙하고 톤 톤 톤 이상 톤 톤 톤 이상 톤 톤 톤 이상 단위선단지지력은기준변경후에평균값이 을나타내어 설계식 에유사하게나타남 및 시험에서소정의선단지지력을얻기위해서는 값이 이상이어야하는것으로판단됨 시험에서는낙하고 일때 시험에서는낙하고 일때대체로 이상을얻을수있을것으로나타남 시험결과의정리 81

99 극한단위마찰지지력은평균 으로나타났으며 평균 보다크게나타나설계식은유효한것으로판단됨 시멘트풀의잘양생되면상당한마찰지지력을발휘하므로안정적인지지력확보를위해서는시방에의한시멘트풀의시공관리에철저히할필요가있음 물시멘트비 이하의부배합및주입후시멘트풀하강시재주입필수 시멘트풀의재주입을위해서말뚝주변지표면에배출토사를잘처리하여재주입공간을확보하는것이필요함 등의에어해머를사용하여굴착한경우에는말뚝을삽입하기전에반드시천 공홀에말뚝의직경 배이상의높이까지시멘트풀을주입하고말뚝을삽입하 여야하며 그후에시멘트풀을끝까지채우고그후에경타를실시할것 재항타시험에의한허용마찰지지력 은설계지지력 의 에해당하므로안전측을고려해 시험의지지력이설계지지력의 정도이면 시험에서시멘트풀경화및마찰력증대로설계지지력을만족할것으로판단됨 적절한시험장비의운용필요 동재하시험기 이상상급기종사용권장및센서 년내검교증서제출의무화 정재하시험장비 반력말뚝 개이상 구조계산된재하대 로드셀과유압게이지 의병행사용 로드셀 년내검교증서제출의무화 재하시험업체는 직발주권장 항타업체가발주하는것은절대금지 동재하시험보고서는 양식에맞게작성하여제출하도록하고 분석 및 분석보고서제출의무화 및 파일제출의무화 82 공동주택기초선진화방안확대적용을위한성과분석

100 히터를이용한급속양생방법의적용성검토결과 매입말뚝을시공한뒤히터파일공법을적용하여 24 시간이내에동재하시험을실시 한결과다음표와같이나타남. 구분 초기동재하히터재동재하 전체 ( 극한 ) 지지력 선단지지력 주면마찰력 S.F 허용지지력 설계지지력 설계대비 4,117kN 3,871kN 246kN 2.5 1,647kN 1,900kN 87% 5,389kN 3,067kN 2,322kN 2.5 2,156kN 1,900kN 113% 따라서일정부분의주면마찰력이발휘되어설계지지력을만족하는것을알수있었으며, 특히재항타시평균마찰력의비율은전체평균극한지지력대비 43% 정도로나타났다. 또한침하량을고려한 Davisson 분석에서도평균허용지지력은 2,173.3kN 으로나타나설계지지력을충분히만족하는것으로나타남. 히터를적용하여실시한재항타동재하시험데이터를시추주상도에대입하여임의의 N값을기준으로산정한지층별마찰력의경우, N값 40/30 이하에서는약 kN, 40/30~50/16 사이에서는약217.08kN, 풍화암이상 (N값 50/15 이상 ) 에서는약 kN 으로나타났다. 히터말뚝및일반말뚝동재하시험데이터를분석하여보면, 히터양생을실시한말뚝의 24시간이내평균주면마찰력대비, 일반말뚝의 7일경과후주면마찰력은약 1.1~1.2 배로나타나, 히터양생에의해확인된주면마찰력을이용, 설계피드백 (Feedback) 을빠르게하여합리적인설계와시공을할수있을것으로사료됨. 히터양생으로진행된현장의히터동재하시험및일반동재하시험, 정재하시험의침하량을비교한결과 ( 재항타시험기준 ), 동재하시험시예측된침하량이정재하시험보다비교적많게나타났으며, 동재하시험에서판정한안정성이문제가없음을알수있었음. 시험결과의정리 83

101 부 록

102 시험광경사진대지

103 재하시험광경사진 #1 701 동 No.032(E) - 부천옥길 701 동 No.032(R) - 부천옥길 701 동 No.005(E) - 부천옥길 701 동 No.005(R) - 부천옥길 711 동 No.233(E) - 부천옥길 711 동 No.233(R) - 부천옥길

104 재하시험광경사진 # 동 No.085(E) - 파주운정 2001 동 No.085(R) - 파주운정 2012 동 No.205(E) - 파주운정 2012 동 No.205(R) - 파주운정 502 동 No.037(E) - 강릉유천 502 동 No.037(R) - 강릉유천

105 재하시험광경사진 #3 503 동 No.077(E) - 강릉유천 503 동 No.077(R) - 강릉유천 503 동 No.135(R) - 강릉유천 504 동 No.001(E) - 강릉유천 504 동 No.001(R) - 강릉유천 501 동 No.002(E) - 구리갈매

106 재하시험광경사진 #4 501 동 No.002(R) - 구리갈매 501 동 No.003(E) - 구리갈매 501 동 No.003(R) - 구리갈매

107 참고문헌

108 참고문헌