구조물 기초공사

1. 용어의 정의
(1) 계측 : 구조물이나 지반에 나타나는 현상을 측정하는 작업으로서 온도, 응력, 변형, 압력, 침하, 이동, 기울기, 진동, 지하수위, 간극수압 등의 측정을 포함한다.
(2) 공대공 초음파 검층(Cross-hole Sonic Logging; CSL) 시험 : 현장타설말뚝 내부에 2개 이상의 검층용 튜브를 일정한 간격으로 설치하고 분석장치에 연결된 초음파 발신기와 수신기를 검층용 튜브에 넣어 말뚝의 건전도를 평가하는 시험을 말한다.
(3) 극한지지력 : 구조물을 지지할 수 있는 지반의 최대 저항력을 말한다.
(4) 기성말뚝 : 공장에서 제작된 말뚝으로서 RC말뚝(KS F 4301), PC말뚝(KS F 4303), PHC말뚝(KS F 4306), 강관말뚝(KS F 4602) 및 H형강말뚝(KS F 4603) 등이 사용되고 있다.
(5) 기초 : 상부구조물의 하중을 지반에 전달하여 구조물의 안정성과 기능성을 갖는 하부구조물을 말한다.
(6) 기초지반 : 구조물이 축조되고 그 안정성과 기능을 유지하는데 필요한 범위의 땅을 말하며 흙과 암반으로 구성된다.
(7) 깊은기초 : 하부구조물 저면으로부터 구조물을 지지하는 지지층까지의 깊이가 기초의 최소 폭에 비하여 비교적 큰 기초형식을 말하며 말뚝, 케이슨 기초 등이 있다.
(8) 단일말뚝교각(Pile Bent) : 기초를 시공하지 않고 철근콘크리트로 말뚝과 기둥을 일체로 연속하여 시공한 구조물을 말하며, 단일현장타설말뚝기초(Single Column Drilled Pier Foundation)라고도 한다.
(9) 동재하시험 : 말뚝머리 부분에 가속도계와 변형률계를 부착하고 타격력을 가하여 말뚝-지반의 상호작용을 파악하고 말뚝의 지지력 및 건전도를 측정하는 시험법을 말한다.
(10) 말뚝기초 : 지반 중에 전부 또는 일부가 관입되는 상대적으로 가느다란 형태를 갖는 일종의 깊은기초로서 타입, 매입, 현장타설의 방법으로 설치된다.
(11) 매입말뚝공법: 지반에 굴착공을 천공한 후 시멘트풀을 주입하고 기성말뚝을 삽입한 다음 필요에 따라 말뚝에 타격을 가하여 지지지반에 말뚝을 안착시키는 공법
(12) 부등침하 : 지반이나 기초의 지점 간 침하량이 다르게 발생하는 침하현상을 말한다.
(13) 상부구조물 : 기초가 지지하고 있는 구조물을 통칭한다.
(14) 선단지지력 : 깊은기초의 선단부 접촉면적과 지지층의 저항력에 의해 발현되는 지지력을 말한다.
(15) 슬라임 : 현장타설말뚝 시공을 위한 지반 굴착 시 지상으로 배출되지 않고 구멍내부에 부유해 있거나 굴착저면에 침전된 굴착 찌꺼기를 말한다.
(16) 시간경과효과 : 말뚝 설치시점으로부터 시간이 경과함에 따라 지지력이 변화하는 현상을 말하며, 지지력증가(Set-up)와 지지력감소(Relaxation) 효과가 있다.
(17) 안정액 : 현장타설말뚝 시공을 위한 지반굴착 시 공벽의 붕괴방지를 목적으로 사용하는 현탁액을 말하며 주로 벤토나이트(Bentonite) 또는 폴리머(Polymer)를 사용한다.
(18) 양방향재하시험 : 말뚝의 선단부 혹은 적당한 위치에 양방향 재하장치를 설치하여 시험말뚝의 선단저항력과 마찰저항력을 서로 반력으로 하여 재하하는 방식으로 말뚝에 정적인 축방향력을 가하는 시험방법이다.
(19) 얕은기초 : 얕은 깊이의 흙이나 암반에 직접 하중을 전달하여 구조물을 지지하는 기초이다.
(20) 어스드릴공법(Earth Drill Method) : 벤토나이트 안정액에 의하여 공벽을 보호하면서 회전 버켓을 사용하여 굴착하고, 토사를 배출하여 설치하는 현장타설말뚝기초 공법을 말한다.
(21) 올케이싱공법(All Casing Method) : 케이싱튜브로 공벽을 보호하면서 주로 해머그랩으로 굴착하여 설치하는 현장타설말뚝기초 공법을 말하며, 여기에는 전회전식(돗바늘 공법)과 요동식(베노토공법, Benoto Method)이 있다.
(22) 일축압축강도 시험 : 암석시료에 한 방향의 압축하중을 가하여 일축압축강도, 탄성계수 및 포아송비를 구하는 시험을 말한다.
(23) 접지압 : 기초저면과 지반 사이에 작용하는 압력을 말한다.
(24) 정재하시험 : 정적하중에 대한 말뚝의 지지능력을 하중-침하량의 관계로부터 구하는 시험을 말하며 고정하중이나 반력말뚝 또는 지반앵커의 반력 등을 통해 재하 하중을 얻는다.
(25) 주면마찰력 : 말뚝의 표면과 지반과의 마찰력에 의해 발현되는 저항력을 말한다.
(26) 지반조사 : 기초설계에 필요한 지반정보를 획득하기 위한 지표조사, 시추, 사운딩, 시료채취, 원위치 시험, 실내시험, 물리탐사 등을 총칭하여 일컫는 말이다.
(27) 파동이론분석 : 말뚝조건, 지반조건 및 항타장비 조건을 수치로 입력하고 말뚝타격 시발생하는 응력파의 전달현상을 파동방정식을 이용하여 모사하는 해석법을 말한다.
(28) 파쇄대 : 단층을 따라 암반이 부스러져 조성된 길쭉한 띠 모양의 연약대를 의미한다.
(29) 평판재하시험 : 기초저면 위치까지 굴착한 다음 지반위에 재하판을 놓아 하중을 가하고, 그 때의 침하량을 측정하여 지반의 지내력을 알아내는 시험을 말한다.
(30) 하부구조물 : 상부구조의 하중을 지반에 전달하는 기능을 수행하는 구조물을 말한다.
(31) 항타공법 : 기성말뚝을 해머로 타격하여 지지층까지 관입시키는 말뚝시공방법을 말하며 타입말뚝공법으로도 불려진다.
(32) 활동방지벽 : 옹벽이나 기초의 활동이나 전도를 막기 위하여 옹벽 저판이나 기초의 하부에 벽 형태로 설치하는 구조체를 말한다.
(33) RCD공법(Reverse Circulation Drill Method) : 수두차에 의하여 공벽을 보호하면서 회전 비트를 사용하여 굴착하고 이수(泥水)의 역류에 의하여 토사를 배출시켜 설치하는 현장타설말뚝기초 공법을 말한다.

 

 

2. 기초공법 구분
(1) 본 장에서 규정하는 기초공법은 다음과 같다.
① 얕은기초
② 기성말뚝기초
③ 현장타설말뚝기초
(2) 전항 이외의 기초공법은 본 시방서의 제9장 콘크리트 교량공사 에서 규정한다.

 

 

3. 구조물 기초공사 시공계획
(1) 수급인은 공사착공 전 사전조사를 시행한 후 현장조건에 적합하고 공사기간 내에 경제적으로 안전하게 시공할 수 있는 구조물 기초공사 시공계획서를 작성해야 한다.
(2) 구조물 기초공사 시공계획서는 다음 내용으로 작성해야 한다.
① 구조물 기초공법 및 공정관리
② 투입장비, 투입재료, 투입인력 계획
③ 터파기 재료 활용
④ 공사용 재료 시험 및 공사품질관리
⑤ 안전관리, 환경관리, 수해방지대책
(3) 구조물 기초공사 시공계획 변경 시에도 (2)항 과 같은 내용으로 작성해야 한다.
(4) 감독자/감리원은 구조물 기초공사 시공계획서를 검토한 후 이에 대한 감리계획서를 작성하여 검측기준을 현장대리인에게 통보해야 한다.

 

4. 지반조사
(1) 조사의 범위는 지반조건, 구조물의 종류 그리고 공사상의 요구조건에 따라 결정되며, 토층의 성질과 종류, 암반의 종류와 풍화도, 토질과 암석의 공학적인 성질, 지하수상태를 조사해야 한다.
(2) 조사를 수행해야 하는 깊이는 지지력을 발휘할 수 있는 토층이 존재하는 깊이까지, 또는 기초하중에 의해 증가하는 지중응력이 기초저면 접지압의 10% 보다 작은 깊이 중에서 큰 값을 택한다. 만약 얕은 깊이에 암반층이 존재할 때는 최소한 연암층 2m 또는 경암층 1m까지, 암반층이 존재하지 않을 때는 풍화암층 10m까지 조사하거나 설계 기초깊이 중에서 더 깊은 곳까지 시추를 실시해야 한다.

(3) 본조사는 시추, 샘플링, 현장시험, 토질 및 암석시험, 지하수 조사, 재하시험, 그밖에 필요시 물리탐사 및 검층 등의 조사에 대하여 실시해야 한다.
(4) 설계 시 조사한 지반조사내용을 검토하여 누락되거나 위치이동으로 추가 조사해야 할 경우는 시추로 구조물 기초지반을 반드시 확인해야 한다.
(5) 기초지반에 파쇄대나 단층이 있을 경우, 지진 시 안전 검토에 필요한 추가조사를 해야 한다.

 

5. 계측관리
(1) 합리적인 시공과 안전관리를 위하여 계측관리를 수립해야 한다.
(2) 공사 전체에서 계측효율이 가장 좋고 큰 변형이 예측되는 대표 단면을 계측위치로 선정해야 한다.
(3) 계측항목은 계측목적에 부합되어야 하고, 계측빈도는 계측의 중요성, 공사의 진척정도, 계측방법, 공사 중 발생하는 변위량의 크기 및 증가속도에 따라 결정되어야 한다.
(4) 공사 구간의 인접 철도나 도로의 계측위치, 방법 등을 결정하고 계획을 수립해야 한다.

 

6. 시공법 변경
(1) 수급인은 부득이 시공법을 변경하고자 할 때에는 타당성을 기록한 시공변경계획서를 작성하여 감독자/감리원의 승인을 얻은 후 시공해야 한다.

 

철도건설공사 전문시방서(노반편)