03120 박기말뚝

제1항 일반

사항

1.1 적용범위

1.1.1 이 시방서는 구조물 기초로 사용된 박기말뚝의 공급, 설치 및 시험에 대한 시방을 제시한다.

1. 말뚝은 명시된대로 선단지지말뚝이거나 마찰지지말뚝이며, 다음 종류를 포함한다.

가. H형강 말뚝

나. 콘크리트 채운 강관말뚝

다. 콘크리트 채운 파형강관말뚝

라. P.S 콘크리트 말뚝

1.1.2 관련시방서

1. 03110 말뚝재하시험

2. 02222 땅파기

3. 05110 용접공

1.1.3 주요내용

1. 시험말뚝 또는 지시말뚝

2. 박은 말뚝의 지지력

3. 재하시험

4. 말뚝박기

1.2 참조규격

1.2.1 산업규격(KS) :

한국

KS A9001 9003 품질시스템규격

KS B0885 용접기술검정에 있어서의 시험방법 및 판정기준

KS D3503 일반구조용 압연강재

KS D3590 파형강관 및 파형섹션

KS F4021 철근 콘크리트 널말뚝

KS F4201 프리스트레스트 콘크리트 널말뚝

KS F4206 가압 콘크리트 널말뚝

KS F4303 프리텐션 방식 원심력 PC말뚝

KS F4306 프리텐션 방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝

KS F4307 프리텐션 방식 진동 PC말뚝

KS F4602 강관말뚝

KS D4603 H형강 말뚝

KS F4606 열간 압연강 널말뚝

KS F4605 강관시트 말뚝

1.3 제출자료

1.3.1 자료제출요건 및 절차 : 01240 제출자료 및 01260 시공도면, 제품자료 및 시료의 해당요건 참조

1.3.2 시공도면 : 시공도면은 말뚝종류별로 다음 사항을 나타내어 제출해야 한다.

1. H형강 말뚝 : 치수, 무게, 접합, 선단가공 및 접합부의 용접 등 상세

2. 강관말뚝 : 치수, 형태, 선단가공 및 접합부의 용접, 채움 콘크리트의 종류등 상세

3. P.S. 콘크리트 말뚝 : 치수, 형태 PC강선배치, 콘크리트의 종류, 양생장치, 양생방법 및 긴장방법 등 상세, 작업응력의 계산서 및 접합부의 상세 등

4. 반동시험 말뚝 : 인발하중에 대한 인장철근 및 접합

1.3.3 말뚝박기 순서배치

1. 예정된 말뚝박기 순서를 나타낸 배치도면을 제출해야 한다.

2. 순서, 배치도에는 계약도면에 명시된대로 각 말뚝의 식별, 박기순번, 종류, 치수 및 하중지지력 및 예정선단표고 등을 나타내어야 한다.

1.3.4 말뚝박기 기록 : 말뚝박기중에는 기록을 비치하고, 말뚝박기가 완료되면 즉시 감리자에게 기록을 제출해야 한다. 기록에는 박은 각 말뚝에 대하여 1.3.3항에 명시된 사항과 함께 말뚝박기 장비의 종류와 등급, 전 길이에 대하여 500mm당 타격횟수 및 최종 500mm에 대하여 100mm당 타격회수 그리고 말뚝박기 중에 나타난 이상조건 등을 기재해야 한다.

1.3.5 장비자료 및 도면

1. 말뚝박기에 사용할 장비의 특성을 기재한 장비목록을 제출하여 감리자의 검열을 받아야 한다. 장비와 부대품의 적합성은 시공자의 책임이다. 사용된 장비가 명시된 위치에 예정된 말뚝을 박는데 부적합하거나, 부대품의 사용량이 말뚝에 손상이 있음을 나타내거나, 작업진도가 유지되지 못하면 장비를 대체하거나 적합한 종류의 장비를 사용해야 한다.

2. 도면에 명시된 각 말뚝의 치수, 형상, 조작 및 박기요건 등에 적합한 박기부대품에 대한 시공도면을 제출해야 한다.

3. 말뚝 재하시험에 예정된 방법과 장비를 나타내는 시공도면을 제출해야 한다.

4. 사출수가 허용된 경우에는 매설된 사출관의 상세를 제출해야 한다.

1.4 일반요건

1.4.1 설치허용오차

1. 수직 및 경사말뚝의 각도변동 : 말뚝길이의 1/50 미만 그리고 전 길이에 대하여 150mm미만

2. 말뚝상단위치의 변동 : 150mm미만

1.4.2 현장에 반입된 말뚝이 균열이 있는 것, 굽은 것, 찍힌 것, 치수가 미달한 것, 박기중에 파손된 것은 거부된다. 이러한 말뚝은 현장에서 제거하고, 견고한 말뚝으로 대체해야 한다. 박기중에 파손된 말뚝은 잘라내고, 감리자가 승인하면 그 위치에서 제자리에 둘 수 있다. 아니면 뽑아내어 현장에서 제거해야 한다.

1.4.3 용접과 용접공의 자격 : 05110 용접공의 해당요건에 따라야 한다.

제2항 기자재

2.1 말뚝

2.1.1 H형강 말뚝 : KS D 4603 H형강 말뚝의 요건에 합치하고, 명시된 치수와 종류라야 하며 강판재와 용접은 각각 05210 구조강재공과 05110 용접공의 해당요건에 합치해야 한다.

2.1.2 강관말뚝 :

1. 강관 : KS D 4602 강관말뚝의 요건에 합치해야 하며, 용접 또는 접합이 없고, 명시된 지름과 두께를 가진 것이라야 한다. 강판재와 용접은 각각 05210 구조강재공과 05110 용접공의 해당요건에 합치해야 한다.

2. 철근 : 04210 철근공의 해당요건에 합치해야 하고, 명시된 등급과 치수를 가진 것이라야 한다.

3. 채움 콘크리트 : 04320 현장치기 콘크리트공과 04310 포틀랜드 시멘트 콘크리트의 해당요건에 합치하고, 달리 명시된 경우가 아니면 28일 압축강도가 210kgf/㎠이상이라야 한다.

2.1.3 P.S 콘크리트 말뚝：명시된 치수와 KS F4303, KS F4306 및 KS F4307 등의 요건을 갖춘 말뚝으로 04410 프리스트레스드 콘크리트공의 해당요건에 합치해야 하며, 명시된 경우가 아니면 콘크리트의 28일 압축강도가 400kgf/㎠ 이상이라야 한다.

제3항 시공

3.1 말뚝의 종류와 길이

3.1.1 명시된 대로 선단지지말뚝이나 마찰말뚝을 공급하고, 선단지지말뚝은 요구된 지지력이 될 때까지 박아야 한다. 각 말뚝의 지지력은 3.3항에서 결정되는 대로이며, 마찰말뚝은 명시된 깊이까지 박아야 한다.

3.1.2 말뚝의 길이는 명시된 지지력과 명시된 깊이를 얻고, 명시된대로 캡이나 확대기초에 묻히는데 충분해야 한다.

3.2 시험말뚝 또는 지시말뚝

3.2.1 계약도면에는 말뚝의 형식, 소요지지력, 최소박은깊이 및 말뚝선단표고가 명시되어 있다. 선단표고는 지질조사에 근거한 개략치이므로 입찰내역서에 명시된 추정수량에 대한 기준을 나타내고, 시험말뚝의 소요길이를 명시하기 위해서 주어져 있다.

3.2.2 시험말뚝은 계약도면에 명시된 자료에 근거해서 주문하고 박아야 하며, 시험말뚝의 안전한 지지력은 여기에 명시된 방법으로 결정한다.

3.2.3 시공자는 시험말뚝자료와 거동 및 지질자료로부터 요구된 박은깊이를 결정해야 하며, 침하기준이나 감리자의 견해로 적당하다고 생각되는 다른 요인을 근거로 박은깊이를 결정할 수도 있다. 결정된 박은깊이는 감리자의 승인을 받아야 한다.

3.2.4 시험말뚝은 지정된 위치에, 감리자가 승인한 길이로, 달리 명시된 경우가 아니면 타격식 디젤해머로 박아야 한다. 일반적으로 시험말뚝의 길이는 토질조건의 변동을 고려해서 일반말뚝의 추정길이보다 크게 취한다. 시험말뚝박기에 사용하는 장비는 일반 말뚝박기에 예정된 것과 같은 것이라야 한다. 시험말뚝이 박히는 지면은 말뚝박기 전에 확대기초의 바닥면 표고까지 파내어 다음어야 한다.

3.2.5 시험말뚝은 추정선단표고에 도달하면 감리자가 지시한 타격회수까지 타격해야 한다. 추정선단표고위의 500mm높이에서 위에서 명시된 타격회수가 얻어지지 않는 시험말뚝은 다시 타격하기 전에 감리자가 승인한다면 12 24시간동안 안정되게 방치해 두어야 한다. 재타격을 시작하기 전에 다른 말뚝을 20회정도 타격해서 해머를 가열해야 한다. 재타격해서 명시된 해머타격회수가 얻어지지 않으면 감리자는 시공자에게 지시하여 말뚝의 나머지 부분을 박게 하고 안정과 재타격절차를 반복해야 한다. 예정된 깊이까지 박은 시험말뚝이 소요 해머타격회수를 갖지 못하면 접합해서 소요지지력이 얻어질 때까지 박기를 계속해야 한다.

3.2.6 시험말뚝의 박기 기록은 감리자가 작성하고, 전 길이에 대하여 500mm당 타격회수, 말뚝의 박은길이, 절단표고, 박은깊이, 기타 관련자료를 기재한다. 재타격이 필요한 경우에는 감리자는 처음 500mm의 재타격에 대하여 말뚝박은깊이 100mm당 타격회수를 기록한다.

3.2.7 시공자는 시험말뚝 박기와 말뚝의 시험이 완료된 후 7일내에 시험말뚝자료를 감리자에게 제출하고, 말뚝주문길이에 대하여 감리자가 본공사에 사용될 말뚝길이에 대하여 승인을 받아야 한다.

3.3 박기 말뚝의 지지력

3.3.1 말뚝의 극한 지지력은 감리자가 승인하는 지지력공식을 이용해서 결정하는 외에 파동방정식 해석으로 할 수 있다.

3.3.2 파동방정식

1. 파동방정식은 말뚝의 극한지지력과 장비의 적합성을 평가하는데, 활용할 수 있다. 말뚝은 승인받은 박기 장비를 사용해서 주문길이까지 또는 소요 극한지지력을 얻을 수 있는 깊이까지 박아야 한다. 파동방정식 해석에서 수정된 박기 저항력이 정해진 후에 말뚝박기를 쉽게 하기 위하여 사출수나 다른 방법을 사용해서는 아니된다.

2. 파동방정식에 의한 저항력기준이 주문된 말뚝길이에 의한 선단표고에서 1.5m이내에서 달성되면 적당한 박기깊이가 얻어진 것으로 본다. 이 한도내에서 요구된 저항력이 달성되지 않으면 예정된 선단표고까지 말뚝을 박아야 하며, 말뚝의 지지력은 파동방정식 해석으로 결정한다.

3. 타격당 박힌량은 초기타격중이나 일정한 안정 기간 후에 재타격하는 동안에 측정할 수 있다.

3.3.3 시험말뚝 : 시험말뚝이 지정되어있지 않을 경우에는 감리자가 위의 파동방정식 해석으로 소요 박은깊이를 결정한다.

3.3.4 사전천공 : 감리자가 필요하다고 판단할 때는 3.6.3항에 따라 사전에 뚫은 구멍에 말뚝을 박아야 한다.

3.4 축방향 압축재하시험

3.4.1 계약도면에 지정된 위치 또는 감리자가 요구하는 다른 위치에 영구말뚝과 같은 형식과 종류의 시험말뚝과 반동말뚝을 박아야 한다.

1. 변동말뚝은 양력하중에 저항하도록 전 길이에 걸쳐 보강해야 한다.

2. 시험말뚝은 수직으로 설치해야 한다.

3.4.2 손상을 입지 않은 상태로 재하시험을 합격한 시험말뚝은 공사용 영구말뚝으로 활용할 수 있다. 말뚝재하시험을 하는데 사용된 반동말뚝은 손상을 입지 않고 3mm이상 상향이동하지 않았다면 공상용 영구말뚝으로 활용할 수 있다.

3.4.3 손상된 시험말뚝과 반동말뚝은 뽑아서 현장에서 제거하거나 그 위에 설치된 구조물에서 1.0m아래에서 절단해야 한다. 구멍에는 콘크리트나 모르터로 채워야 한다.

3.4.4 말뚝재하시험장치, 하중재하 및 변위량측정, 표준측정절차 등은 감리자가 승인한 것이라야 하며, 재하시험절차는 다음과 같다.

1. 시험말뚝의 재하는 콘크리트를 치고 72시간 또는 P.S.콘크리트 말뚝설치후 72시간이후에 시작해야 한다. 시험말뚝에는 필요한 최소강도의 달성을 촉진시키기 위하여 3종 시멘트를 사용할 수 있다.

2. 하중은 개별말뚝에 대한 설계지지력의 50, 100, 150, 175 및 200%되도록 최소한 5단계로 증대시키면서 유지해야 하고, 최대시험하중은 48시간이상 유지해야 한다.

200% 시험하중은 다음의 어느 한 조건이 될 때까지 말뚝위에 유지해야 한다.

가. 말뚝이 감리자가 판단하는 대로 파괴된 경우

나. 24시간동안의 총침하율이 시간당 0.500mm미만 또는 24시간동안 12mm 미만인 경우

3. 최대시험하중은 4시간격으로 말뚝의 허용설계지지력의 50%씩 제거해야 한다.

4. 시험말뚝의 침하량과 반동량은 0.250mm까지 측정해야 한다.

3.4.5 영구말뚝이 될 반동말뚝은 소요지지력의 70%보다 큰 양력하중을 받지 않게 해야 한다.

3.4.6 시험말뚝의 안전한 지지력은 파괴하중의 50%로 보아야 한다. 지름 또는 폭이 600mm이하인 말뚝에 대하여 축방향 압축하중으로 시험만 말뚝의 파괴하중은 파괴시 말뚝두부의 침하량이 다음과 같을 때의 하중이다.

Sr = S +(0.15 + 0.008D)

여기서

Sr = 파괴시 침하량, mm

S = 지지되지 않은 말뚝길이의 탄성변형량, mm

D = 말뚝의 지름 또는 폭, mm

지름 또는 폭이 600mm 이상인 말뚝에 대하여 파괴하중은 파괴시 말뚝두부의 침하량이 다음과 같을 때의 하중이다.

Sr = S + D/30

3.4.7 감리자는 시험말뚝 또는 다른 말뚝의 거동이 특이성, 변태를 나타내거나 파동방정식 해석으로 결정되는 안전한 지지력에 의문을 갖게 하는 경우에는 특별조항에 명시되지 않았거나 계약도면에 지정되지 않은 추가재하시험을 시공자에게 하도록 요구할 수 있다.

3.4.8 재하시험이 완료되면 즉시 각 시험말뚝에 대한 시험보고서 2부를 감리자에게 제출해야 한다.

3.4.9 재하시험이 완료되면 소요박힌량을 결정해야 한다.

3.5 동적재하시험

3.5.1 동적재하시험 말뚝으로 지정된 시험말뚝의 박기중 동적측정을 실시한다.

3.5.2 말뚝을 지주에 세우기전에 각 지정된 콘크리트 말뚝은 파동속도를 측정하고, 필요한 기구부착공을 천공할 수 있도록 준비되어 있어야 한다. 강 말뚝에는 박기전 파동속도 측정이 필요하지 않다. 파동속도를 측정할 때는 말뚝은 수평한 위치에 두고 다른 말뚝과 접촉되지 않게 해야 한다.

3.5.3 기구를 탑재하기 위하여 말뚝에 구멍을 뚫는데 필요한 장비, 자재 및 노무를 제공하고, 기구는 콘크리트 말뚝에는 정착물에 또는 강말뚝에는 천공한 구멍에 끼운 볼트로 말뚝두부부근에 부착한다.

3.5.4 말뚝이 지주에 세워진 후에 기구를 부착시키기 위하여 말뚝에 접근할 수 있어야 하며, 말뚝이 지주에 위치하고 있는 동안에 말뚝두부까지 올릴 수 있도록 설계된 초소 1.2m×1.2m의 발판을 갖추어야 한다. 동적 시험기구를 설치하는데 말뚝당 1시간씩 필요로 한다.

3.5.5 동적시험기구를 위하여 출력지점에서 10암페어, 115볼트, 55-60싸이클의 교류동력을 공급해야 한다. 전원으로 사용되는 현장발전기는 전압과 싸이클에 대한 계기를 갖추어야 한다.

3.5.6 동적시험기구는 모든 요소에서 보호할 수 있도록 보관실을 갖추어야 한다. 마루는 최소 2.5m×2.5m이고 최소지붕높이는 2.1m라야 한다. 보관실의 내부온도는 8℃이상이라야 한다. 보관실은 시험위치에서 15m이내에 위치해야 한다.

3.5.7 말뚝은 동적시험기구가 극한 말뚝지지력이 도달되었다고 지시하는 깊이까지 박아야 한다. 말뚝에 작용하는 응력은 결정된 값이 허용치를 초과하지 않도록 동적시험기구로 말뚝박기중에 감시하게 된다. 필요한 경우에는 응력을 허용치이하로 유지하기 위하여 쿠션을 추가하거나 해머의 에너지출력을 감소시켜서 말뚝에 전달된 타격에너지를 감소시켜야 한다. 동적시험기구의 측정이 비축방향타격이라고 지시하는 경우에는 즉시 말뚝박기 시설을 다시 정돈해야 한다.

3.5.8 동적재하시험말뚝은 24시간까지 기다려서 기구가 다시 부착된 후에 다시 타격해야 하며, 기구를 부착하는데 30분을 요한다. 재타격을 시작하지 전에 해머는 다른 말뚝을 20회이상 타격해서 가열해야 한다. 재타격동안에 요구되는 박힌량은 150mm 이하이거나 요구된 해머타격회수가 50회 이하라야 한다. 감리자는 재타격후에 절단표고를 정하거나 아니면 추가 박힌량과 시험을 지시하게 된다.

3.6 말뚝박기

3.6.1 공통사항 : 말뚝은 지정된 형식과 다음 사항에 필요한 길이와 형태를 가져야 한다.

1. 감리자가 결정한 소요박힌량은 달성되어야 한다.

2. 계약도면에 명시된 위치까지 말뚝캡 또는 구조물 확대기초속으로 연장해야 한다.

3. 명시된 지지력이 확보되어야 한다.

3.6.2 박힌량 및 지지력 : 말뚝은 3.3.3항에 명시된 경우를 제외하고 요구된 박힌량 또는 요구된 지지력까지 박아야 하며, 감리자는 그 위치에 대하여 명시적으로 승인한 경우가 아니면 사출수를 사용해서는 아니된다.

3.6.3 사전 천공한 구멍

1. 말뚝이 둑쌓기한 구역에 박히고 쌓기한 깊이가 말뚝위치에서 1.5m이상인 경우에는 말뚝의 최대횡단면치수보다 작지 않은 지름으로 쌓기한 구역에 뚫은 구멍에 말뚝을 박아 넣어야 한다. 말뚝을 박은 후에는 말뚝 둘레의 공극에 건조한 모래나 콩자갈로 채워야 한다.

2. 요구된 박힌량을 달성하기 위해 필요한 경우에는 구멍을 뚫을 깊이에서 말뚝의 최소횡단면적 치수가 90%보다 크지 않은 지름으로 뚫고, 요구된 박힌량까지 말뚝을 그 속에 박아 넣어야 한다.

3.6.4 말뚝박기

1. 말뚝박기를 시작하기 전에 말뚝이 차지한 구역은 요구된 표고까지 뒤채우기 해야 한다.

2. 7일이 넘지 않은 콘크리트에서 6m이내에서는 말뚝박기를 해서는 아니된다.

3. 확대기초의 바닥면에서 주위말뚝을 박기전에 내부말뚝을 먼저 박아야 한다.

4. 필요한 경우에는 과대한 휨응력이나 허용오차를 벗어난 말뚝머리의 이동을 방지할 수 있도록 설치된 개별말뚝에 적당한 횡지지를 해두어야 한다.

5. 타격캡과 지주를 결합해서 박기작업중에 해머와 말뚝이 동심축을 유지하게 해야 한다.

6. 박기 저항력이 급격히 감소할 경우에는 말뚝이 파손되었는지 조사해야 한다. 박기 저항의 급격한 감소가 시추자료와 상관이 없거나 말뚝박기에 원인이 있고 또 말뚝을 검사할 수 없는 경우에는 이러한 박기 저항력의 감소는 말뚝을 거부하는 원인이 된다.

7. 인접한 말뚝을 박는 동안에 솟아오른 말뚝은 당초의 선단표고까지 다시 타격해야 한다.

8. 말뚝은 감리자가 승인하는 방법과 장소에서만 접합해야 한다.

9. 말뚝은 계약도면에 지시된 정부표고에서 절단해야 하며, 절단할 때 손상을 입은 말뚝은 대체하거나 보수해야 한다.

3.6.5 H형강말뚝

1. 타격캡은 말뚝모양에 대충 맞는 홈을 바닥면에 새기고, 홈의 지지면은 거칠지 않고 매끈해야 한다. 타격캡은 말뚝의 측면을 따라 최소한 100m정도 내려덮고 해머에 느슨하게 부착되게 해서 항시 말뚝의 전표면에 닿게 해야 한다.

2. 계약도면에 명시된 접합은 전기아크로 현장용접해야 하며, 말뚝정부의 손상된 부분은 접합전에 절단해야 한다. 강재의 정열에 주의해서 말뚝의 축이 직선되게 해야 한다. 용접은 05110 용접공의 해당요건에 따라야 한다.

3.6.6 콘크리트 채운 강관말뚝

1. 말뚝의 두부는 승인받은 두부보강재 또는 슈를 써서 해머의 직접타격으로 손상되지 않게 보호해야 한다.

2. 계약도면에 명시된 접합은 전기아크로 현장용접해야 하며, 말뚝정부의 손상된 부분은 접합전에 절단해야 한다. 강재의 정열에 주의해서 말뚝의 축이 직선되게 해야 한다. 용접은 05110 용접공의 해당요건에 따라야 한다.

3. 거부된 강관말뚝은 제거하고 새로운 것으로 대체해야 한다. 거부된 말뚝을 제거할 수 없는 경우에는 대체품을 공급해서 설치해야 한다. 버려진 관재료는 구조물 아래로 1.0m까지 절단하고, 버려진 관내에는 28일 압축강도가 210kgf/㎠의 콘크리트를 채우고 구멍에는 되메우기해서 다져야 한다.

4. 관내 콘크리트 채우기는 관의 정부에 세운 짧은 깔대기 호퍼를 통해서 펌프로 쳐넣어야 한다. 콘크리트의 다지기는 관의 정부 4.5m깊이 내에서만 필요하다. 콘크리트는 연속해서 빠른 속도로 호퍼에 유입시켜 관의 일체성이 확보되게 해야 한다.

5. 강판말뚝은 선단이 개방된 채 박을 수 있으며, 내부의 흙은 명시된 폭과 깊이로 오거나 승인된 다른 방법으로 제거해야 한다. 박은 강관은 내부에 손상이 없고 정열이 곧고 물이 없는지 검사하고 손상이나 결함이 있으면 콘크리트 치기전에 시정해야 한다. 말뚝에 물이 부분적으로 차 있으면 퍼내고, 트레미방법으로 관내에 콘크리트를 채워야 한다.

3.6.7 철근 및 P.S콘크리트 말뚝

1. 말뚝의 두부는 해머의 직접타격으로 균열, 박락 또는 파열 등이 일어나지 않도록 쿠션두부보강재를 해서 보호해야 한다.

2. 말뚝박기를 위해서 철근을 연장시키고, 콘크리트 보호층을 둔 경우에는 박기가 완료된 후에 보호층을 제거하고 철근을 노출시켜야 한다.

3. 말뚝이 완전히 박혔거나 말뚝캡의 바닥면 표고아래에서 절단되었을 때는 철근콘크리트를 연장시켜서 말뚝캡의 바닥면표고까지 말뚝을 연장해야 한다. 제작전 승락을 받기 위해서는 감리자에게 상세를 제출해야 한다.