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2008.04.25 10:46

PRD(Percussion Rotary Drill) 공법 해설



 
 
상호 역회전하는 내측 샤프트와 외측 케이싱의 구조를 이용하여 암반굴진하는 이중역회전식의 기초공사용 전문 천공기이다. 이중방식으로 천공하므로 수직정도가 높은 시공이 가능하다. 또 내측 외측을 각각 회전시킬 수 있으므로 상호 반등 토-크를 삭감시켜 베이스 머신과 리다에 과대한 토-크를 주지 않는다. 또한 스위벨 기구를 내장하고 있으므로 몰탈 주입도 가능하다.

국내에서 AUGER공사나 T-4 함마공사는 널리 사용되어 왔으며, AUGER는 연약지반에서 그 특성을 발휘하지만 자갈층이나 암반층에서는 작업성이 현저히 떨어지고, T-4함마공사는 천공후 구멍이 붕괴되어 CASING을 넣을때 바이브로 함마를 다시 항타해야 하는 불편함과 물이 나오는 자갈층과 모래층에서 공사가 어려운 단점이 있다. 특히 강이나 해안가 주위에 서 공사를 할 때 현장에서는 문제점을 안고 여러 가지 공법을 시도하였으나 뚜렷하게 전천후로 완벽한 기초공사용 천공방법에 대한 안이 제시되지 못했다. 이러한 난공사를 타개하고자 수차례에 걸쳐 일본의 각 현장을 방문하여 P.R.D를 이용한 모터와 함마공법을 채용하게 되었다.

직경이 작을때는 BARBER DRILL도 가능하나 광범위하게 사용되는 중.대구경(직경 406mm에 서 1500mm사이) 공사를 할때에 P.R.D공법이 그 위력을 발휘하여 공사비와 시간을 줄일수 있게 되었다.
특히 도심지에서 S.P.S공법 및 Top Down공사를 할 때에는 정확한 수직도가 요구되므로 기 존에 사용되던 R.C.D보다 정밀시공이 뛰어나고 시공기간이 단축되므로 P.R.D공법이 그 진가를 발휘하고 있다.
공법 적용 지질
N치 50이상의 사력층으로 Hole이 붕괴되는 경우
불안정한 토사층을 통과하여 암반에 말뚝을 정착시키는 경우
천공Hole의 입구부터 붕괴되어 공사가 위험한 경우
대구경 말뚝 타설공사(Top Down 공사), S.P.S(Strut Permanent System)공법
심한 자갈, 전석층
불균질한 매립층
연약지반 등
기존의 굴착장비로는 CASING 삽입작업이 불가능한 지층
 
CASING 동시 압입공법
N치 50이상의 사력층으로서 공벽을 유지할 수 있는 토질을 관통하여 암반에 천공하는 경우 적용되는 공법이다.
압입실린더를 신축 조정함으로서 CASING위치를 변화시켜 혼합토질에 적용시킬 수 있다.
CASING을 흙속에 넣은 상태에서 내부가 빈 상태를 유지하므로 말뚝을 연결시키는 공법 에도 건입(이음시공)이 가능하다.
벤토나이트 등의 안정액을 사용하지 않고도 천공구멍은 건조상태로 유지한다.
적용 말뚝경 : ø 300 ~ø 1000
적용 공사 : TOP DOWN, SPS,SIP,PHC, PILE 설치, 가시설공사(H-BEAM설치) 등
P.R.D. 일반 굴삭공법(Pre-boring시)
점성토 N치 20이하 옥석은 10cm이하에서 가능한 작업이다.
굴삭 ROD를 이용하여 먼저 기반을 굴삭하면서 이토화(泥土化)한 후 그 굴삭공에 말뚝을 매설하여 지지력을 얻는 공법이다.
적용 말뚝경 : ø 300 ~ ø 1000
적용 공사 : 가시설공사(H-BEAM설치), SIP, PHC PILE설치, Steel Pile
P.R.D. 병용 공법
Steel Pile과 Air Hammer Bit가 정, 역회전을 하며 천공하는 공법이다.
Casing의 탈, 부착이 자유로워 강관기초파일 및 S.P.S공법, TOP DOWN공법의 Center Pile 암반 기초등에 널리 이용되는 공법이다.
Air Hammering과 동시에 Casing을 굴진함으로써 지층의 구애를 전혀 받지 않는다.
직, 사항공사에도 구애를 받지 않으며, Casing을 약 27m까지 한번에 굴착이 가능하여 강관파일 천공시 품질이 매우 우수하다.
작업시 진동 및 분진이 매우 적으며 필요에 따라서 Air Tank를 통하여 물을 뿌리면서 시공이 가능하므로 분진대착도 가능하다.
장비 자체에 좌,우 수직계와 하중계가 부착되어 작업상 안정성이 확보되며 또한 다른 공법보다 수직도가 매우 우수하다.
적용구경 : ø 406 ~ ø 1000
적용공사 : SPS공법, Top Down공법, 가시설공사(H-BEAM설치), SIP공사, 강관 천공후 항타공사, 대구경공사 등
천공심도 : 각 구경 50m ~ 100m
 
MAIN BODY : DH558-110M, DH608-120M, DH658-135M
AIR-HAMMER : ø 508 or ø 520, ø 750
BOTTON BIT : ø 770 ~ ø 775, ø 970 ~ ø 975
COMPRESSOR : 10.55K-900CFM, 20K-1070CFM, 25K-900CFM
OILLER & AIR TANK : COMP 3대 ~ 5대용
GENERATOR : 250KW - 500KW
SERVICE CRANE(50~100TON) : CASING, ROD, COLUMN설치 SERVICE
EXCAVATOR : 0.6㎥ - 0.8㎥
 
 
중,소구경(D400-D800) : 현장타설 PILE, 강관, P.H.C, P.C PILE시공시
구분 P.R.D 공법 T-4
특성 저압AIR를 사용하므로 AIR에의한 주위 지반의 교란 및 융기가 전혀 없으며 케이싱 자체가 PILE이므로 주변 마찰력이 크며 케이싱 내부를 AIR로 배토 시키므로 선단지지층을 육안으로 확인 가능하며 지지력이 확실하다. 고압AIR HAMMER를 사용하므로 다소 주위의 지반이 교란되며 케이싱을 사용할 경우 케이싱인발 및 설치의 공정이 다소 복잡하며 P.C PILE을 사용할 경우 수량의 증가로 공사비의 증가를 가져올 수 있다.
단, 중 대구경인 600 ø 이상 800 ø ,1000ø 는 시공이 불가능하다
공기 공사의 시공 효율이 매우 놓고 CASING과 동시에 HAMMERING을 할수 있어 시공기간이 단축되므로 그 진가를 발휘한다. 고압 AIR로 사용하므로 시공효율은 증가하지만 전체적인 수량면에서 보면 공기의 차이는 P.R.D 보다 현저히 떨어진다.
민원 저압 및 저소음 장비를 사용하므로 주위의 여건에 크게 구애를 받지 않으며 타격이 필요치 않으므로 작업시 발생되는 소음은 심하지 않으며 민원의 소지는 적은편이다. 고압을 사용하지만 주위의 건물이 근접하지 않으면 융기 및 소음에 대한우려를 배제할 수 있으므로 건물에서 떨어진 곳의 작업은 크게 지장이 없다
기타 자재의 소모(LOSE)는 약 5%이며 타격을 하지 않으므로 두부 및 파일 자체의 손상이 거의 없다 자재의 소모(LOSE)는 약 30%이며 품질관리상 P.R.D 공법보다 떨어지며 경타로 인한 두부의 손상이 있을 수 있다.
대 구 경(D1000 이상) : 현장타설 PILE 및 TOP DOWN COLUMN 시공시
구분 R.C.D공법 P.R.D공법
장비구성 1)R.C.D 장비
2)OSCILLATOR
3)SERVICE CRANE(80T) 이상
4)POWER-PACK
5)EXCAVATOR 0.6㎥-0.8㎥
1)MAIN BODY(DH558,608,658)
2)P.R.D MOTOR(150HP-240HP)
3)SERVICE CRANE(50T-100T)
4)COMPRESSOR(150PSI,1070CFM)
5)GENERATOR(250KW-500KW)
6)EXCAVATOR 0.6㎥-0.8㎥
공법특성 물을 사용하여 자중에 의한 마찰로 토질
및 암반을 갈아내어 물로SURGING 하는 방법
ALL CASING공법이므로 CASING 하단부에
CASING SHOE를 부착시켜 불규칙한 지층을
CASING SHOE가 좌회전하면서 관입되고
ROD AIR HAMMER를 이용한 HAMMER BIT는
우회전하면서 혼전석층 및 연경암을
상-하 PERCUSSION으로 작동하여 어떠한
지층이라도 한번에 설치가능하며 암반
SLIME 자체는 ROD, HAMMER, BIT로서
AIR SURGING하는 특징이 있고 HOLE 청소
또한 깨끗하게 처리 할 수 있다.
장 점 소음 및 진동이 적다.
토사층에서는 비교적 작업 효율이 좋다.
굴진 속도가 빠르다.(풍화암15-20m/Hr,
연암6-10m/Hr,경암4-6m/Hr,극경암2-3m/Hr)
조정 및 수직도를 유지시킬 수 있다.
건식이므로 현장이 깨끗하다.
토질의 구애를 받지 않는다.
ALL CASING공법이므로 붕괴 우려가 없다.
공사비가 R.C.D보다 적게 든다.
단 점 공벽 유지가 어렵다.
토층의 연경도에 따라 수직도에 문제가 발생할 수 있다.
장비의 구성 및 부속자재가 대형이다.
물을 사용하므로 현장관리가 어렵다.
암반에서 작업효율이 적다(10cm/Hr)
장비조립완료후 이동시 복공판 설치를 하여야 하며
지반이 좋지 않을 경우 바닥 레벨에 레미콘을 150mm
이상 타설하여야 한다.
 
작업 노반을 평탄하게 유지하여 장비의 이동 및 수직성을 높일 수 있게 하여야 한다. (대구경작업시 구배 5%미만)
SETTING시 전자 감응식 장치로 수직 정도를 맞추지만 별도의 수직관계를 CHECK하여 재확인을 하여야 한다.
작업 노면이 연약하여 장비의 이동이 어려울시 반드시 치환을 하여야 하며 치환이 어려울시 복공판을 설치 또는 레미콘 타설하여야 한다.
 
소음 및 진동 LAVEL 즉정 일람표
측정위치 공사작업소음 LAVEL(Ab)
20m 40m
L5 L50 L95 Lea L10 L50 L95 Lea

6m 80 76 72 77.8 77.8 74 67 70.4
8m 74 72 70 72.6 72.6 67 66 66.5
9m 75 73 71 74.1 74.1 71 69 69.4
10m 74 70 68 71.7 71.7 69 67 67.7
10.5m 74 71 68 72.4 72.4 70 67 68.3
11m 73 71 69 71.7 71.7 72 68 69.7
진동 lavel 측정결과 일람표
측정위치 공사작업소음 LAVEL(Ab)
20m 40m
L10 L50 L95 L10 L50 L95

6m 80 76 72 77.8 74 67
8m 74 72 70 72.6 67 66
9m 75 73 71 74.1 71 69
10m 74 70 68 71.7 69 67
10.5m 74 71 68 72.4 70 67
11m 73 71 69 71.7 72 68
 
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