7.4 PHC-말뚝박기공사
7.4.1 일반사항
적용범위
이 시방서는 원심력 프리스트레스트 콘크리트말뚝과 프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트말뚝, 강관말뚝 등의 기성말뚝재를 항타기의 타격력을 이용하해 수직방향으로 박는 일반타입(타입)말뚝공사에 대하여 규정한다.
기성산출기준
① 실제 시공결과에 따라 자재비와 인건비 및 경비를 구분하여 기성금액을 산출한다.
② 자재하는 시항타 결과에 따라 반입된 말뚝의 길이에 자재하단과를 곱하여 산정하대, 인건비 및 경하는 항타기록부에 기재된 실제관입깊이에 인건비 및 정비의 단가를 곱하여 산정한다. 이때, 잘못 시공되거나 품질 부적격 말뚝 등으로 인한 설계본수 외의추가 말뚝에 대해서는 공사비를 지불하지 않는다.
적용규준
다음 규준은 이 시방서에 명시되어 있는 범위 내에서 이 시방서의 일부를 구성하고 있는 것으로 본다.
① 한국산업 규격 (KS)
KSB 0896 강 용접부의 초음파 탐상시험방법 및 시험결과의 등급분류방법
KSD 0213 철강재료의 자분 탐상시험방법 및 결함자분 모양의 등급분류
KSF 2445 축하중에 의한 말뚝 침하시험방법
KSF 4303 프리텐션방식 원심력 PC말뚝
KSF 4306 프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트 말뚝
KSF 4602 강관말뚝
KSF 7001 원심력 콘크리트 말뚝의 시공표준
② 전설교통부 건축공사 표준시방서(1994)
설계 변경
하부 지지지반이 급경사, 호박들, 매립지 등 불규칙한 토층이어서 설계 및 시방서대로 시공할 수 없거나, 시 항타 결과 말뚝의 길이, 재질, 직경, 시공방법 등을 변경할 필요가 있는 정무에는 지반조사 결과, 토질조건, 상부구조물 영향, 환경문제, 공사기간, 공사비 등을 검토하여 작성한 구조정토 결과와 도면, 사진 등 관계증빙서류가 포함된 설계변경승인 요청서를 제출하여 감동관의 승인을 받아 시공한다. 단, 시항타 결과에 따라 감독자와 협의하여 현장에 반입할 말뚝의 길이만을 변경하는 경우와 시공 중인 말뚝의 관입길이가 설계와 다른 경우는 설계변경에 대한 사전 승인절차를 요하지 않는다.
제출물
다음 사항은 "제출들"에 따라 제출한다.
① 시공계획서
다음 사항이 포함되어야 한다.
㉠ 말뚝시공계획
항타장비의 제원과 수량, 항타일정계획, 말뚝두부 손상방지계획, 두부정리계획, 항타에 대한 환경대책, 관련 전문기술자가 작성한 재하시험방법을 포함한다.
㉡ 말뚝이음부 비파괴시험계획
말뚝잇기를 하는 경우에 한하며, 관련 전문긴술자가 작성하여야 한다.
② 자재 제품자료
말뚝의 종류별 제조업자의 제품자료
③ 시 공상세도면
㉠ 말뚝배치도
동별 또는 토목구조물별로 전체말뚝에 대한 일련번호와 시항타위치를 표시하여야 한다.
㉡ 최종 관입량 산정근거
④ 시험보고서
㉠ 공장시험 보고서
자재 선정전에 말뚝제조공장에서 감독자 입회하에 말뚝제작상태를 조사하며, 말뚝1본을 선정하여 휨강도시험을 하고 그 결과를 제출한다.
㉡ 용접부 비파괴 검사결과
강관말뚝, 고장도 콘크리트 말뚝의 현장이음부분 용접부 비파괴 검사기록을 시험실시 후 2일 이내에 제출한다.
㉢ 재하시험 보고서
재하시험 실시 후 2일 이내에 제출한다.
⑤ 시 항타보고서
시항타말뚝에 대해 다음사항이 포함된 시항타보고서를 작성하여 비치하고 해당 동의 시항타 완료 후 2일 이내에 그 사본을 1부 제출한다.
㉠ 항타장비의 타격력
㉡ 항타장비의 타격효율
㉢ 말뚝의 두부 보호를 위한 쿠션재의 적합성
㉣ 항타시 말뚝지지력 및 설계하중의 적합성
㉤ 최종관입량 산정결과 및 관리기준
㉥ 말뚝관입 깊이
㉦ 지반조건 확인
㉧ 시항타 사진
⑥ 항타기록부
시공한 말뚝(보완시공한 말뚝 포항)에 대해 동별 또는 토목구조물별로 아래 사항을 명기한 항타기록부를 "붙임 1. 양식 1"에 따라 작성하여 하회하고, 해당 말뚝공사 완료 후 2일 이내에 그 사본을 1부 제출한다.
㉠ 건물 동번호, 말뚝번호, 시공일, 항타기 제원, 최종 관입량 산정근거
㉡ 말뚝길이 및 직경
㉢ 기초저면에서 말뚝선단까지 측정한 말뚝실제관입길이
㉣ 1회 타격시 관입량, 평균관입량
⑦ 준공서류
항타기록부 원본을 준공 제출서류로서 제출한다.
용접공의 자격
① 용접공은 "한국산업훈련관리공단"에서 발행한 용접관련 기능사 이상의 자격증을 취득하고, 자격 취득 후 1년 이상 해당 실무에 계속 종사한 자로서, 현장테스트를 거쳐 기능이 확인된 자이어야 한다.
② 용접공의 자격 및 인적사항을 확인할 수 있는 증빙서류를 제출한다.
운반, 보관 및 취급
① 콘크리트말뚝
㉠ 말뚝의 운반 및 취급은 KS F 7001에 따르되, 말뚝에 손상을 주지 않도록 한다.
㉡ 말뚝은 공장 제작 후 14일 이상 경과한 이후에 현장에 반입한다.
㉢ 현장에 반입된 말뚝 중에서 프리텐션방식 원심력 PC말뚝은 KS F 4303, 프리텐션방식원심력 고장도 콘크리트말뚝은 KS F 4306에 의한 차수허용차를 벗어나지나 균열이 발생한 제품 등 공사에 부적합한 제품은 장외로 반출한다.
㉣ 말뚝의 저장장소는 가능한 한 말뚝박는 위치에 가깝고 배수가 양호하며 지반에 평탄, 견고한 곳을 택하여 종류별로 나누어 2단 이하로 적치한다.
㉤ 적재시 받침대의 위치는 말뚝길이 12m 이하인 경우 말뚝길이의 1/5지점 양쪽에 설치하고, 13m 이상인 경우에는 말뚝길이의 1/5지점 양쪽 및 중앙부에 설치하되, 2단으로 적재할 때는 반드시 동일 연 직선상에 설치하며, 유동을 방지할 수 있도록 쐐기를 박는다.
③ 강관말뚝
㉠ 운반에 긴장이 있을 정도의 긴말뚝은 윗말뚝, 아랫말뚝으로 구분하고 말뚝선단 및 두부에 말뚝재질과 같은 두께 5mm 또는 6mm, 폭 200mm 밴드를 각 1개소씩 둔다.
㉡ 말뚝은 지연에 환지 않게 하고, 60일 이상 저장시 부식방지책을 강구하되, 특히 현장용접을 하는 부분은 비, 바람을 맞지 않도록 한다.
용접 환경조건
① 주위의 기온이 0'C 이하일 경우에는 용접을 해서는 안되며, 부득이한 경우 모재부분의 접합부로부터 100mm 범위 내에서 36'C 이상으로 해열시킨 후 용접을 실시한다.
② 눈이나 비가 오거나 습도가 높은 경우 또는 초속 10m 이상의 바람이 부는 경우에는 용접을 할 수 없다. 부득이 할 경우, 눈, 데, 바람으로부터 완전히 차단하고 용접부를 충분히 건조시킨 후 용접할 수 있다.
7.4.2 자재
말뚝
① 콘크리트말뚝
㉠ 프리텐션방식 원심력 PC말뚝 (PC말뚝)
1) KS F 4303에 적합한 것으로 하되, 도면 또는 특기에 별도의 명시가 없는 한 A 종에 적합한 컷으로 한다.
2) 규격
㉡ 프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트 말뚝 (PHC 말뚝)
1) KS F 4306의 A종에 적합한 것으로 한다.
2)규격
② 강관말뚝
㉠ 강관말뚝은 KS 0 3566 및 KS F 4602에 적합한 컷으로 한다. 강관말뚝의 재질은 KSD 3566의 SPS 400에 적합한 것으로 한다.
㉡ 규격
항타장비
말뚝종류에 따라 아래 규격응ㄹ 표준으로 적용한다. 단, 현장설전상 변경이 필요한 경우토질조건, 장비의 제원 및 성능, 관입심도와 지지력 추정 등을 정토하여 아래규격 외의 장비로 변경할 수 있다.
① 콘크리 트말뚝 항타장비
② 강관말뚝 항타장비
㉠ 디젤항타기를 사용할 경우 램중량 2.5ton 이상, 최대 타격력 7.51·띠를 확보할 수 있어야 한다.
㉡ 유압항타기를 사용할 경우에는 장비의 성능을 검토하여 필요한 타격력을 얻을 수 있는 용량의 장비를 선정하여야 한다.
7.4.3 시 공
일반조건
① 시항타에 관련된 모든 작업은 감독자의 입회하에 진행하여야 한다.
② 기초 콘크리트를 타설한 동에 인접하여 말뚝항타를 할 경우, 콘크리트가 7일 이상양생된 후에 말뚝박기를 한다.
③ 이 시방서에 언급된 사항 외에는 KS F 7001에 따른다.
준비
① 말뚝의 시공에 앞서 지하매설물 및 지상의 장애물에 대한 상황을 조사하여 말뚝시공에 차질이 없도록 한다.
② 말뚝기초공사에 앞서 터파기한 지면을 평탄하게 다지고 주위에는 폭 50cm, 깊이50cm의 배수로를 만든다. 연약한 실트층이 깊게 분포된 지반으로 항타장비 진입이어려운 경우는 두께 60cm의 혼합골재나 두께 80cm의 사질양질토로 회환하여 다진다. 비가 올 경우에는 배수작업을 하여 지표면의 다짐상태가 훼손되지 않도록 한다.
③ 말뚝 위치는 헝겊과 못 등으로 정확하게 표시하고 건물 또는 구조물의 배치상태와말뚝위치, 바닥레벨을 점검한다.
④ 말뚝은 길이방향으로 100m마다 눈금을 표시하고 숫자를 말뚝 선단에서부터 100cm마다 기입하여 말뚝길이를 식별할 수 있도록 한다.
⑤ 작업준비가 완료되면 작업준비 상태에 대해 감독자의 확인들 받은 후 항타작업을 시작한다.
세우기
① 트랜시트나 자동항타검측기를 2개소에 세워 말뚝이 정확한 위치에 수직으로 박히도록 하여야 한다.
② 세우기를 위한 매단점위치는 말뚝길이가 12m 이하인 경우, 상단에서 2m 지점, 13m이상인 경우는 상단에서 말뚝길이의 1/4지점과 1/2지점의 2개소로 한다.
시항타
① 본항타 착수 전에 지반조사보고서와 기초설계자료를 토대로 항타장비의 적합성 및지반조건의 확인과 본항타용 말뚝길이 및 최종관입량 확정을 위하여 시항타를 실시한다. 시항타를 할 때는 PDA(Pile Driving Analyzer)를 사용한다.
② 시험말뚝은 실제말뚝과 칼은 무게와 단면을 가진것으로 하며, 실제 말뚝박기에 적용될 타격에너지로 박는다. 이때 시항타말뚝의 길이는 본말뚝 길이보다 2∼3m 긴것 을 사용한다.
③ 시항타는 건물 또는 구조물당 3본 이상, 간격이 15m 이내가 되도록 실시한다. 지반상태가 불규칙하여 설계심도와 상이할 경우는 전반적인 지반상태의 파악이 가능하도록 시항타말뚝의 본수를 조절한다.
④ 시항타결과는 매번 사진촬영하여 시공기록을 작성한다.
본항타
① 말뚝머리가 깨지는 것을 방지하는 보호조치를 한다.
② 소정의 관입깊이와 관입속도로 정확한 위치에 수직으로 타입한다.
③ 말뚝박기의 초기에는 말뚝 관입깊이가 1타격당 100∼200mm가 되도록 램의 높이를200∼300mm로 낮게 설정하고 말뚝의 연직성을 확인하면서 서서히 타입한다.
④ 지지층까지의 중간박기는 최대관입량이 매회 300∼700mm가 되도록 램의 높이를 조정하고 강타로 인한 과대한 타격응력이 발생되지 않도록 주의한다.
⑤ 항타시 인접한 말뚝이 솟아오를 경우는 타격력을 증가시켜 솟아오른 말뚝은 원지점이하까지 다시 박는다.
⑥ 항타결과 관입길이가 설계길이 및 인접말뚝 관입길이에 비하여 현저히 차이가 발생하는 경우에는 인접위치에 확인항타를 시행하야 관입길이를 재확인 하여야 한다.
⑦ 말뚝은 기초설계와 시항타결과를 참조하여 안전지지력이 나을 수 있는 소요최종관입량이 확보되는 길이까지 관입시키며, 그 이상 무리하게 박지 않는다.
⑧ 자동항타검측기를 사용하해 최종관입량을 관리할 때 관입량이 급격히 줄어들면서 멈 출신호가 울릴 경우는 전석, 암반 등으로 인한 말뚝의 중파위험이 있으므로 즉시 항타작업을 멈추고 충분한 기술적 검토를 거쳐 항타의 계속해부를 결정하여야 한다.
⑨ 기존시설, 구조물 또는 도로에 인접하여 말뚝박기를 할 경우에는 인접구조물에 가까운 쪽에서부터 박아야 한다.
최종 관입량
① 말뚝의 최종 관입량은 자립식의 측정대 또는 자동항타 검측기 등을 사용하여 정밀하게 측정하여야 하며, 최종관입량의 산정은 특기가 없는 한 토질의 종류별로 아래의 기준타격횟수의 평균값으로 한다.
㉠ 일반 풍화들 지반 : 10회
㉡ 사질지반 : 15회
㉢ 점성토지반 : 20회
② 항타관리용 최종관입량은 시항타 및 재하시험을 통해 실제 지지력과 동적지지력공식에 의한 지지력을 검토하여 말뚝재질 및 규격, 말뚝관입길이, 항타기의 타격능력 및 효율, 지반조건 등 현장 제조건에 맞도록 선정, 관리한다.
③ 말뚝의 항타종료 판정은 말뚝기초설계자료, 지반조사보고서, 시항타 및 재하시험 결과에서 판단된 말뚝관입심도, 항타종료시의 1회 타격당 관입량, 동적지지력공식에서 추정한 말뚝지지력 등을 종합적으로 검토한 후 판단하여 실시한다.
④ 말뚝재료에 따른 타격횟수 및 최종관입량은 아래표의 값에 적합하여야 한다. 이 때, 말뚝을 이음시공할 경우의 타격횟수는 상부 및 하부말뚝의 타격횟수 합계로 한다.
말뚝잇기
프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트말뚝과 장관말뚝은 관입길이가 15m를 초과하는 경우에 한하여 현장에서 말뚝을 이어 사용할 수 있다. 연결부는 용접이음으로 하되, 그 방법과 검사는 다음과 같이 한다.
① 현장 용접이음
㉠ 프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트말뚝
1) 이음시공에 있어서 상하말뚝의 축선은 동일 직선상에 있도록 해야 한다.
2) 이음부의 편심량은 이음부 전반에 대해 2mm 이하기 되도록 하해야 한다.
3) 현장이음은 전둘레 아크용접으로 하되, 하들부는 "붙임 2, 그림 1"과 같이 설치한다.
4) 하부말뚝은 두부손상이 없는 상태에서 이음시공한다.
5) 위에 언급되지 않은 사항은 KS F 7001에 따르며, 용접부 목두께의 치수는 7mm 이상으로 한다.
㉡ 강관말뚝
1) 용접부 단면상태는 단면부 요철이 2mm 이하이어야 하며, 절단할 때 용접 이음단면은 직각 또는 절단 외경의 0.5% 이하, 최대 4mm 이하이어야 한다.
2) 용접부 루트간격은 1 ∼4mm를 유지하도록 한다.
3) 이음부의 휨허용한도는 0.1%(ℓ/1000) 이하로 한다.
4) 현장이음은 이음철구를 이용한 전둘레, 전두께 아크용접으로 하대, 이음부는 "붙임 2. 그림 2"와 같이 설치한다.
5) 하부말뚝은 두부손상이 없는 상태에서 이음시공한다.
6) 가조임 도구 때문에 용접이 불가능한 부분은 남겨두고 긴 구간을 충분히 용접한 후, 가조임 도구를 제의한 다음 나머지 부분을 용접한다.
7) 허용오차
② 현장용접 이음부 검사
㉠ 외관검사
1) 전체 이음부에 대하여 다음 사항들 검사하도록 한다.
2) 외관검사의 합격여부는 "건설교통부 건축공사 표준시방서 제8장 부칙5"에 영시된 "철골정밀도 검사기준"에 따른다.
㉡ 비파괴 검사
1) 용접이음부는 비파괴검사를 시행한다. 검사는 해당분야의 자격증을 소유한 건설기술관리법에 의한 중급 기술자 이상의 전문기술자가 행하며, 정사결과 합적여부를 포함한 시험기록은 해당분야 의술사의 확인을 받아 항타기록부에 첨부하여관리 한다.
2) 고장도 콘크리트말뚝의 이음부 검사는 이음부위 20개소마다 1회 이상 KSD 0213에 따라 자분탐상 시험을 시행하며, 검사결과 합격판정 기준은 다음과 같다.
균열에 의한 자분모양인 경우 -------- 불합격
선상 및 원형상 결함자문 모양의 길이---------4mm이하 합격
분산결함자문 모양의 길이--------8mm이하 합격
3) 장관말뚝의 이음부정사는 이음부위 10개소당 1회 이상 KS 8 0895에 따라 초음파탐상시험을 시행하며, 검사 결과 KS B 0896에 명시된 결함등급분류의 M검출레벨3급 이상의 등급(18mm 이하)이어야 한다.
㉢ 샘플용 절편시험
강관말뚝은 시항타 후 동당 또는 토목구조물별로 1개소 이상 샘플들 절편시험을 의뢰하여, 장도를 확인한 후 시공한다. 현장용접부위의 강도는 말뚝의 모체강도(SPS400, cy=41kgf/㎠) 이상이어야 한다.
③ 용접보수 및 재정사
㉠ 외관검사 및 비파괴검사 결과 불합격 판정을 받은 용접 결함부는 감독자에게 통보하여 그 보수 방법에 대하여 승인을 얻어야 한다.
㉡ 승인을 받은 보수방법에 따라 보수를 실시하도록 하고, 재검사를 하여 합격판정기준에 따라 조치한다.
㉢ 용접결함이 많이 발생한 경우에는 보수 전에 결항 발생 원인을 규명하여 재발 방지대책을 세우도록 한다.
말뚝박기 허용오차 및 보강
말뚝의 시공상태가 잘못된 경우 다음과 같이 보강조치를 해야 하며, 이에 따른 비용은 수급인의 부담으로 한다.
① 설계위치에서 벗어난 경우
설계위치에서 벗어난 거리가 75∼150mm까지는 말뚝중심선 외측에서 벗어난 만큼 기초를 확대하고 철근은 1.5배 보강하여 배근하며, 150mm를 초과하여 벗어났을 때는 구조점토를 하여 추가 항타 및 기초를 보강한다.
② 수직으로 시공되지 않은 경우
항타 완료 후 각도기 등으로 계측하여 수직에 대한 기울기가 말뚝길이의 1/50 이상일 경우에는 보강말뚝을 시공한다.
③ 항타 중 말뚝이 중파될 경우
항타 완료 후 거울로 비춰보거나 다림추 등으로 중화여부를 확인하여 중화시 보장말뚝을 설계위치에 인접하여 추가항타하고 말뚝중심선 외측으로 벗어난 만큼 기초폭을 확대하고 철근은 1.5배 보강한다.
두부정리
① 콘크리트말뚝
㉠ 건축공사
말뚝머리 절단은 말뚝에 유해한 충격 및 손상을 주지 않는 장비를 사용하여 시공하고 세로 균열이 생기지 않도록 한다 말뚝두부와 기초의 연결은 "붙임 2. 그림 3"과 같이 한다.
㉡ 토목공사
1) 말뚝이 콘크리트에 접하는 부분은 진흙, 먼지, 기름기 등을 미리 제거해야 한다.
2) 본 항타 전에 미리 시항타를 하여 적절한 걸이의 말뚝을 사용하여 두부절단을 하지 않는 것으로 한다.
3) 부득이 말뚝을 절단할 경우에는 절단위치에 철로 만든 테를 감고 작은 줄로 절단 위치를 조금씩 잘라가야 한다.
4) 말뚝에서 항두 절단시 유효 프리스트레스가 감소되는 구간은 말뚝에 사용되는 강재직경의 50배까지로 보고, 이 구간에 대해서는 도면에 의거, 별도 보강을 하거나 그 이상을 기초에 매립하여야 한다.
5) 말뚝과 확대기초와의 결합은 설계도서에 특별히 명시되어 있지 않는 한 말뚝머리를 확대기초에 강결시키는 것을 원칙으로 한다.
6) 말뚝머리 보강시 별도설계에 의하지 않을 경우 "붙임 2. 그림 4"와 같이 한다.
② 강관말뚝
㉠ 건축공사
말뚝머리를 말뚝 몸체에 손상을 주지 않도록 절단하고 말뚝두부와 기초를 "붙임 2, 그림 5"와 같이 연결한다.
㉡ 토목공사
1) 장관말뚝의 박기를 완료한 후에는 감독관의 입회하에 소정의 높이로 평활하게 절단하여야 한다.
2) 강관말뚝의 중공부분에는 자갈이나 빈배합의 콘크리트로 채운다.
3) 강관말뚝과 기초와의 결합은 별도 설계도면에 의하지 않을 경우 "붙임 2. 그림6"과 같이 한다.
재하시험
공사의 말뚝기초는 본 항타를 한 후 다음 시험방법으로 말뚝재하시험을 실시하여 말뚝의 지지력을 확인한다.
① 시항타 말뚝 재하시험
KS F 2445에 따라 동당 1회씩 동재하시험 또는 정재하시험을 당해 동에서 제일 불리한조건의 말뚝에 시행한다.
② 본항타 말뚝 재하시험
KS F 2445에 따라 정재하시험을 2개동당 1회 비율로 인접 2개동 시항타 재하시험결과 지지력이 작은 동에 시행한다. 단, 시항타 재하시험결과 인접 2개동 모두 설계지지력을 상회한 경우 말뚝본수가 많은 동에 시행한다.
7.4.1 일반사항
적용범위
이 시방서는 원심력 프리스트레스트 콘크리트말뚝과 프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트말뚝, 강관말뚝 등의 기성말뚝재를 항타기의 타격력을 이용하해 수직방향으로 박는 일반타입(타입)말뚝공사에 대하여 규정한다.
기성산출기준
① 실제 시공결과에 따라 자재비와 인건비 및 경비를 구분하여 기성금액을 산출한다.
② 자재하는 시항타 결과에 따라 반입된 말뚝의 길이에 자재하단과를 곱하여 산정하대, 인건비 및 경하는 항타기록부에 기재된 실제관입깊이에 인건비 및 정비의 단가를 곱하여 산정한다. 이때, 잘못 시공되거나 품질 부적격 말뚝 등으로 인한 설계본수 외의추가 말뚝에 대해서는 공사비를 지불하지 않는다.
적용규준
다음 규준은 이 시방서에 명시되어 있는 범위 내에서 이 시방서의 일부를 구성하고 있는 것으로 본다.
① 한국산업 규격 (KS)
KSB 0896 강 용접부의 초음파 탐상시험방법 및 시험결과의 등급분류방법
KSD 0213 철강재료의 자분 탐상시험방법 및 결함자분 모양의 등급분류
KSF 2445 축하중에 의한 말뚝 침하시험방법
KSF 4303 프리텐션방식 원심력 PC말뚝
KSF 4306 프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트 말뚝
KSF 4602 강관말뚝
KSF 7001 원심력 콘크리트 말뚝의 시공표준
② 전설교통부 건축공사 표준시방서(1994)
설계 변경
하부 지지지반이 급경사, 호박들, 매립지 등 불규칙한 토층이어서 설계 및 시방서대로 시공할 수 없거나, 시 항타 결과 말뚝의 길이, 재질, 직경, 시공방법 등을 변경할 필요가 있는 정무에는 지반조사 결과, 토질조건, 상부구조물 영향, 환경문제, 공사기간, 공사비 등을 검토하여 작성한 구조정토 결과와 도면, 사진 등 관계증빙서류가 포함된 설계변경승인 요청서를 제출하여 감동관의 승인을 받아 시공한다. 단, 시항타 결과에 따라 감독자와 협의하여 현장에 반입할 말뚝의 길이만을 변경하는 경우와 시공 중인 말뚝의 관입길이가 설계와 다른 경우는 설계변경에 대한 사전 승인절차를 요하지 않는다.
제출물
다음 사항은 "제출들"에 따라 제출한다.
① 시공계획서
다음 사항이 포함되어야 한다.
㉠ 말뚝시공계획
항타장비의 제원과 수량, 항타일정계획, 말뚝두부 손상방지계획, 두부정리계획, 항타에 대한 환경대책, 관련 전문기술자가 작성한 재하시험방법을 포함한다.
㉡ 말뚝이음부 비파괴시험계획
말뚝잇기를 하는 경우에 한하며, 관련 전문긴술자가 작성하여야 한다.
② 자재 제품자료
말뚝의 종류별 제조업자의 제품자료
③ 시 공상세도면
㉠ 말뚝배치도
동별 또는 토목구조물별로 전체말뚝에 대한 일련번호와 시항타위치를 표시하여야 한다.
㉡ 최종 관입량 산정근거
④ 시험보고서
㉠ 공장시험 보고서
자재 선정전에 말뚝제조공장에서 감독자 입회하에 말뚝제작상태를 조사하며, 말뚝1본을 선정하여 휨강도시험을 하고 그 결과를 제출한다.
㉡ 용접부 비파괴 검사결과
강관말뚝, 고장도 콘크리트 말뚝의 현장이음부분 용접부 비파괴 검사기록을 시험실시 후 2일 이내에 제출한다.
㉢ 재하시험 보고서
재하시험 실시 후 2일 이내에 제출한다.
⑤ 시 항타보고서
시항타말뚝에 대해 다음사항이 포함된 시항타보고서를 작성하여 비치하고 해당 동의 시항타 완료 후 2일 이내에 그 사본을 1부 제출한다.
㉠ 항타장비의 타격력
㉡ 항타장비의 타격효율
㉢ 말뚝의 두부 보호를 위한 쿠션재의 적합성
㉣ 항타시 말뚝지지력 및 설계하중의 적합성
㉤ 최종관입량 산정결과 및 관리기준
㉥ 말뚝관입 깊이
㉦ 지반조건 확인
㉧ 시항타 사진
⑥ 항타기록부
시공한 말뚝(보완시공한 말뚝 포항)에 대해 동별 또는 토목구조물별로 아래 사항을 명기한 항타기록부를 "붙임 1. 양식 1"에 따라 작성하여 하회하고, 해당 말뚝공사 완료 후 2일 이내에 그 사본을 1부 제출한다.
㉠ 건물 동번호, 말뚝번호, 시공일, 항타기 제원, 최종 관입량 산정근거
㉡ 말뚝길이 및 직경
㉢ 기초저면에서 말뚝선단까지 측정한 말뚝실제관입길이
㉣ 1회 타격시 관입량, 평균관입량
⑦ 준공서류
항타기록부 원본을 준공 제출서류로서 제출한다.
용접공의 자격
① 용접공은 "한국산업훈련관리공단"에서 발행한 용접관련 기능사 이상의 자격증을 취득하고, 자격 취득 후 1년 이상 해당 실무에 계속 종사한 자로서, 현장테스트를 거쳐 기능이 확인된 자이어야 한다.
② 용접공의 자격 및 인적사항을 확인할 수 있는 증빙서류를 제출한다.
운반, 보관 및 취급
① 콘크리트말뚝
㉠ 말뚝의 운반 및 취급은 KS F 7001에 따르되, 말뚝에 손상을 주지 않도록 한다.
㉡ 말뚝은 공장 제작 후 14일 이상 경과한 이후에 현장에 반입한다.
㉢ 현장에 반입된 말뚝 중에서 프리텐션방식 원심력 PC말뚝은 KS F 4303, 프리텐션방식원심력 고장도 콘크리트말뚝은 KS F 4306에 의한 차수허용차를 벗어나지나 균열이 발생한 제품 등 공사에 부적합한 제품은 장외로 반출한다.
㉣ 말뚝의 저장장소는 가능한 한 말뚝박는 위치에 가깝고 배수가 양호하며 지반에 평탄, 견고한 곳을 택하여 종류별로 나누어 2단 이하로 적치한다.
㉤ 적재시 받침대의 위치는 말뚝길이 12m 이하인 경우 말뚝길이의 1/5지점 양쪽에 설치하고, 13m 이상인 경우에는 말뚝길이의 1/5지점 양쪽 및 중앙부에 설치하되, 2단으로 적재할 때는 반드시 동일 연 직선상에 설치하며, 유동을 방지할 수 있도록 쐐기를 박는다.
③ 강관말뚝
㉠ 운반에 긴장이 있을 정도의 긴말뚝은 윗말뚝, 아랫말뚝으로 구분하고 말뚝선단 및 두부에 말뚝재질과 같은 두께 5mm 또는 6mm, 폭 200mm 밴드를 각 1개소씩 둔다.
㉡ 말뚝은 지연에 환지 않게 하고, 60일 이상 저장시 부식방지책을 강구하되, 특히 현장용접을 하는 부분은 비, 바람을 맞지 않도록 한다.
용접 환경조건
① 주위의 기온이 0'C 이하일 경우에는 용접을 해서는 안되며, 부득이한 경우 모재부분의 접합부로부터 100mm 범위 내에서 36'C 이상으로 해열시킨 후 용접을 실시한다.
② 눈이나 비가 오거나 습도가 높은 경우 또는 초속 10m 이상의 바람이 부는 경우에는 용접을 할 수 없다. 부득이 할 경우, 눈, 데, 바람으로부터 완전히 차단하고 용접부를 충분히 건조시킨 후 용접할 수 있다.
7.4.2 자재
말뚝
① 콘크리트말뚝
㉠ 프리텐션방식 원심력 PC말뚝 (PC말뚝)
1) KS F 4303에 적합한 것으로 하되, 도면 또는 특기에 별도의 명시가 없는 한 A 종에 적합한 컷으로 한다.
2) 규격
㉡ 프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트 말뚝 (PHC 말뚝)
1) KS F 4306의 A종에 적합한 것으로 한다.
2)규격
② 강관말뚝
㉠ 강관말뚝은 KS 0 3566 및 KS F 4602에 적합한 컷으로 한다. 강관말뚝의 재질은 KSD 3566의 SPS 400에 적합한 것으로 한다.
㉡ 규격
항타장비
말뚝종류에 따라 아래 규격응ㄹ 표준으로 적용한다. 단, 현장설전상 변경이 필요한 경우토질조건, 장비의 제원 및 성능, 관입심도와 지지력 추정 등을 정토하여 아래규격 외의 장비로 변경할 수 있다.
① 콘크리 트말뚝 항타장비
② 강관말뚝 항타장비
㉠ 디젤항타기를 사용할 경우 램중량 2.5ton 이상, 최대 타격력 7.51·띠를 확보할 수 있어야 한다.
㉡ 유압항타기를 사용할 경우에는 장비의 성능을 검토하여 필요한 타격력을 얻을 수 있는 용량의 장비를 선정하여야 한다.
7.4.3 시 공
일반조건
① 시항타에 관련된 모든 작업은 감독자의 입회하에 진행하여야 한다.
② 기초 콘크리트를 타설한 동에 인접하여 말뚝항타를 할 경우, 콘크리트가 7일 이상양생된 후에 말뚝박기를 한다.
③ 이 시방서에 언급된 사항 외에는 KS F 7001에 따른다.
준비
① 말뚝의 시공에 앞서 지하매설물 및 지상의 장애물에 대한 상황을 조사하여 말뚝시공에 차질이 없도록 한다.
② 말뚝기초공사에 앞서 터파기한 지면을 평탄하게 다지고 주위에는 폭 50cm, 깊이50cm의 배수로를 만든다. 연약한 실트층이 깊게 분포된 지반으로 항타장비 진입이어려운 경우는 두께 60cm의 혼합골재나 두께 80cm의 사질양질토로 회환하여 다진다. 비가 올 경우에는 배수작업을 하여 지표면의 다짐상태가 훼손되지 않도록 한다.
③ 말뚝 위치는 헝겊과 못 등으로 정확하게 표시하고 건물 또는 구조물의 배치상태와말뚝위치, 바닥레벨을 점검한다.
④ 말뚝은 길이방향으로 100m마다 눈금을 표시하고 숫자를 말뚝 선단에서부터 100cm마다 기입하여 말뚝길이를 식별할 수 있도록 한다.
⑤ 작업준비가 완료되면 작업준비 상태에 대해 감독자의 확인들 받은 후 항타작업을 시작한다.
세우기
① 트랜시트나 자동항타검측기를 2개소에 세워 말뚝이 정확한 위치에 수직으로 박히도록 하여야 한다.
② 세우기를 위한 매단점위치는 말뚝길이가 12m 이하인 경우, 상단에서 2m 지점, 13m이상인 경우는 상단에서 말뚝길이의 1/4지점과 1/2지점의 2개소로 한다.
시항타
① 본항타 착수 전에 지반조사보고서와 기초설계자료를 토대로 항타장비의 적합성 및지반조건의 확인과 본항타용 말뚝길이 및 최종관입량 확정을 위하여 시항타를 실시한다. 시항타를 할 때는 PDA(Pile Driving Analyzer)를 사용한다.
② 시험말뚝은 실제말뚝과 칼은 무게와 단면을 가진것으로 하며, 실제 말뚝박기에 적용될 타격에너지로 박는다. 이때 시항타말뚝의 길이는 본말뚝 길이보다 2∼3m 긴것 을 사용한다.
③ 시항타는 건물 또는 구조물당 3본 이상, 간격이 15m 이내가 되도록 실시한다. 지반상태가 불규칙하여 설계심도와 상이할 경우는 전반적인 지반상태의 파악이 가능하도록 시항타말뚝의 본수를 조절한다.
④ 시항타결과는 매번 사진촬영하여 시공기록을 작성한다.
본항타
① 말뚝머리가 깨지는 것을 방지하는 보호조치를 한다.
② 소정의 관입깊이와 관입속도로 정확한 위치에 수직으로 타입한다.
③ 말뚝박기의 초기에는 말뚝 관입깊이가 1타격당 100∼200mm가 되도록 램의 높이를200∼300mm로 낮게 설정하고 말뚝의 연직성을 확인하면서 서서히 타입한다.
④ 지지층까지의 중간박기는 최대관입량이 매회 300∼700mm가 되도록 램의 높이를 조정하고 강타로 인한 과대한 타격응력이 발생되지 않도록 주의한다.
⑤ 항타시 인접한 말뚝이 솟아오를 경우는 타격력을 증가시켜 솟아오른 말뚝은 원지점이하까지 다시 박는다.
⑥ 항타결과 관입길이가 설계길이 및 인접말뚝 관입길이에 비하여 현저히 차이가 발생하는 경우에는 인접위치에 확인항타를 시행하야 관입길이를 재확인 하여야 한다.
⑦ 말뚝은 기초설계와 시항타결과를 참조하여 안전지지력이 나을 수 있는 소요최종관입량이 확보되는 길이까지 관입시키며, 그 이상 무리하게 박지 않는다.
⑧ 자동항타검측기를 사용하해 최종관입량을 관리할 때 관입량이 급격히 줄어들면서 멈 출신호가 울릴 경우는 전석, 암반 등으로 인한 말뚝의 중파위험이 있으므로 즉시 항타작업을 멈추고 충분한 기술적 검토를 거쳐 항타의 계속해부를 결정하여야 한다.
⑨ 기존시설, 구조물 또는 도로에 인접하여 말뚝박기를 할 경우에는 인접구조물에 가까운 쪽에서부터 박아야 한다.
최종 관입량
① 말뚝의 최종 관입량은 자립식의 측정대 또는 자동항타 검측기 등을 사용하여 정밀하게 측정하여야 하며, 최종관입량의 산정은 특기가 없는 한 토질의 종류별로 아래의 기준타격횟수의 평균값으로 한다.
㉠ 일반 풍화들 지반 : 10회
㉡ 사질지반 : 15회
㉢ 점성토지반 : 20회
② 항타관리용 최종관입량은 시항타 및 재하시험을 통해 실제 지지력과 동적지지력공식에 의한 지지력을 검토하여 말뚝재질 및 규격, 말뚝관입길이, 항타기의 타격능력 및 효율, 지반조건 등 현장 제조건에 맞도록 선정, 관리한다.
③ 말뚝의 항타종료 판정은 말뚝기초설계자료, 지반조사보고서, 시항타 및 재하시험 결과에서 판단된 말뚝관입심도, 항타종료시의 1회 타격당 관입량, 동적지지력공식에서 추정한 말뚝지지력 등을 종합적으로 검토한 후 판단하여 실시한다.
④ 말뚝재료에 따른 타격횟수 및 최종관입량은 아래표의 값에 적합하여야 한다. 이 때, 말뚝을 이음시공할 경우의 타격횟수는 상부 및 하부말뚝의 타격횟수 합계로 한다.
말뚝잇기
프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트말뚝과 장관말뚝은 관입길이가 15m를 초과하는 경우에 한하여 현장에서 말뚝을 이어 사용할 수 있다. 연결부는 용접이음으로 하되, 그 방법과 검사는 다음과 같이 한다.
① 현장 용접이음
㉠ 프리텐션방식 원심력 고장도 콘크리트말뚝
1) 이음시공에 있어서 상하말뚝의 축선은 동일 직선상에 있도록 해야 한다.
2) 이음부의 편심량은 이음부 전반에 대해 2mm 이하기 되도록 하해야 한다.
3) 현장이음은 전둘레 아크용접으로 하되, 하들부는 "붙임 2, 그림 1"과 같이 설치한다.
4) 하부말뚝은 두부손상이 없는 상태에서 이음시공한다.
5) 위에 언급되지 않은 사항은 KS F 7001에 따르며, 용접부 목두께의 치수는 7mm 이상으로 한다.
㉡ 강관말뚝
1) 용접부 단면상태는 단면부 요철이 2mm 이하이어야 하며, 절단할 때 용접 이음단면은 직각 또는 절단 외경의 0.5% 이하, 최대 4mm 이하이어야 한다.
2) 용접부 루트간격은 1 ∼4mm를 유지하도록 한다.
3) 이음부의 휨허용한도는 0.1%(ℓ/1000) 이하로 한다.
4) 현장이음은 이음철구를 이용한 전둘레, 전두께 아크용접으로 하대, 이음부는 "붙임 2. 그림 2"와 같이 설치한다.
5) 하부말뚝은 두부손상이 없는 상태에서 이음시공한다.
6) 가조임 도구 때문에 용접이 불가능한 부분은 남겨두고 긴 구간을 충분히 용접한 후, 가조임 도구를 제의한 다음 나머지 부분을 용접한다.
7) 허용오차
② 현장용접 이음부 검사
㉠ 외관검사
1) 전체 이음부에 대하여 다음 사항들 검사하도록 한다.
2) 외관검사의 합격여부는 "건설교통부 건축공사 표준시방서 제8장 부칙5"에 영시된 "철골정밀도 검사기준"에 따른다.
㉡ 비파괴 검사
1) 용접이음부는 비파괴검사를 시행한다. 검사는 해당분야의 자격증을 소유한 건설기술관리법에 의한 중급 기술자 이상의 전문기술자가 행하며, 정사결과 합적여부를 포함한 시험기록은 해당분야 의술사의 확인을 받아 항타기록부에 첨부하여관리 한다.
2) 고장도 콘크리트말뚝의 이음부 검사는 이음부위 20개소마다 1회 이상 KSD 0213에 따라 자분탐상 시험을 시행하며, 검사결과 합격판정 기준은 다음과 같다.
균열에 의한 자분모양인 경우 -------- 불합격
선상 및 원형상 결함자문 모양의 길이---------4mm이하 합격
분산결함자문 모양의 길이--------8mm이하 합격
3) 장관말뚝의 이음부정사는 이음부위 10개소당 1회 이상 KS 8 0895에 따라 초음파탐상시험을 시행하며, 검사 결과 KS B 0896에 명시된 결함등급분류의 M검출레벨3급 이상의 등급(18mm 이하)이어야 한다.
㉢ 샘플용 절편시험
강관말뚝은 시항타 후 동당 또는 토목구조물별로 1개소 이상 샘플들 절편시험을 의뢰하여, 장도를 확인한 후 시공한다. 현장용접부위의 강도는 말뚝의 모체강도(SPS400, cy=41kgf/㎠) 이상이어야 한다.
③ 용접보수 및 재정사
㉠ 외관검사 및 비파괴검사 결과 불합격 판정을 받은 용접 결함부는 감독자에게 통보하여 그 보수 방법에 대하여 승인을 얻어야 한다.
㉡ 승인을 받은 보수방법에 따라 보수를 실시하도록 하고, 재검사를 하여 합격판정기준에 따라 조치한다.
㉢ 용접결함이 많이 발생한 경우에는 보수 전에 결항 발생 원인을 규명하여 재발 방지대책을 세우도록 한다.
말뚝박기 허용오차 및 보강
말뚝의 시공상태가 잘못된 경우 다음과 같이 보강조치를 해야 하며, 이에 따른 비용은 수급인의 부담으로 한다.
① 설계위치에서 벗어난 경우
설계위치에서 벗어난 거리가 75∼150mm까지는 말뚝중심선 외측에서 벗어난 만큼 기초를 확대하고 철근은 1.5배 보강하여 배근하며, 150mm를 초과하여 벗어났을 때는 구조점토를 하여 추가 항타 및 기초를 보강한다.
② 수직으로 시공되지 않은 경우
항타 완료 후 각도기 등으로 계측하여 수직에 대한 기울기가 말뚝길이의 1/50 이상일 경우에는 보강말뚝을 시공한다.
③ 항타 중 말뚝이 중파될 경우
항타 완료 후 거울로 비춰보거나 다림추 등으로 중화여부를 확인하여 중화시 보장말뚝을 설계위치에 인접하여 추가항타하고 말뚝중심선 외측으로 벗어난 만큼 기초폭을 확대하고 철근은 1.5배 보강한다.
두부정리
① 콘크리트말뚝
㉠ 건축공사
말뚝머리 절단은 말뚝에 유해한 충격 및 손상을 주지 않는 장비를 사용하여 시공하고 세로 균열이 생기지 않도록 한다 말뚝두부와 기초의 연결은 "붙임 2. 그림 3"과 같이 한다.
㉡ 토목공사
1) 말뚝이 콘크리트에 접하는 부분은 진흙, 먼지, 기름기 등을 미리 제거해야 한다.
2) 본 항타 전에 미리 시항타를 하여 적절한 걸이의 말뚝을 사용하여 두부절단을 하지 않는 것으로 한다.
3) 부득이 말뚝을 절단할 경우에는 절단위치에 철로 만든 테를 감고 작은 줄로 절단 위치를 조금씩 잘라가야 한다.
4) 말뚝에서 항두 절단시 유효 프리스트레스가 감소되는 구간은 말뚝에 사용되는 강재직경의 50배까지로 보고, 이 구간에 대해서는 도면에 의거, 별도 보강을 하거나 그 이상을 기초에 매립하여야 한다.
5) 말뚝과 확대기초와의 결합은 설계도서에 특별히 명시되어 있지 않는 한 말뚝머리를 확대기초에 강결시키는 것을 원칙으로 한다.
6) 말뚝머리 보강시 별도설계에 의하지 않을 경우 "붙임 2. 그림 4"와 같이 한다.
② 강관말뚝
㉠ 건축공사
말뚝머리를 말뚝 몸체에 손상을 주지 않도록 절단하고 말뚝두부와 기초를 "붙임 2, 그림 5"와 같이 연결한다.
㉡ 토목공사
1) 장관말뚝의 박기를 완료한 후에는 감독관의 입회하에 소정의 높이로 평활하게 절단하여야 한다.
2) 강관말뚝의 중공부분에는 자갈이나 빈배합의 콘크리트로 채운다.
3) 강관말뚝과 기초와의 결합은 별도 설계도면에 의하지 않을 경우 "붙임 2. 그림6"과 같이 한다.
재하시험
공사의 말뚝기초는 본 항타를 한 후 다음 시험방법으로 말뚝재하시험을 실시하여 말뚝의 지지력을 확인한다.
① 시항타 말뚝 재하시험
KS F 2445에 따라 동당 1회씩 동재하시험 또는 정재하시험을 당해 동에서 제일 불리한조건의 말뚝에 시행한다.
② 본항타 말뚝 재하시험
KS F 2445에 따라 정재하시험을 2개동당 1회 비율로 인접 2개동 시항타 재하시험결과 지지력이 작은 동에 시행한다. 단, 시항타 재하시험결과 인접 2개동 모두 설계지지력을 상회한 경우 말뚝본수가 많은 동에 시행한다.
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