직접기초 교각의 굴착공법

직접기초 교각의 굴착공법

1. Open Cut 공법

공법개요

교각기초 지지층까지 사면안정성이 확보되는 구배(보통 1:1.5)로 굴착하고 기초를 타설하는 공법이다. 유출수는 바닥에 집수정을 설치하여 펌핑한다.

 

적용성

- 교각 주변에 여유부지가 충분히 있어야 하며, 밀실한 사질토나 점성토 지반.

- 주변에 지장물이 없고 지하수 유출로 법면이 일부 유실되어도 문제가 없는 경우

- 유출되는 지하수량이 적어 펌프로 펌핑이 가능한 경우

장,단점

- 공정이 단순하고 시공이 용이하다.

- 공사비가 저렴하고 공기가 빠르다.

- 지하수 유출이 많은 곳에서는 적용이 곤란하다.(주로 둔치부에 적용)

- 굴착면적이 넓어 세굴방지용 자갈로 되메우기 할 경우, 자갈이 과다 소요됨

-일반적으로 하천부에서는 본 공법을 적용가능한 경우가 드물다.


2. Open Cut + 차수벽 공법

공법개요

법면상단부에서 지지층 상단까지 차수벽체(그라우팅이나 Sheet Pile)를 설치하고 Open Cut(구배1:1.5)으로 굴착한 후, 교각기초를 타설하는 공법이다. 바닥에는 집수정을 설치하여 펌핑한다.

적용성

- 교각주변에 여유부지는 있으나 지하수 유입이 많아 굴착이 어려운 곳

- 주변에 지장물이 없고 법면이 유실되어도 문제가 없는 경우

- 주로 둔치부에 적용하며 유심부에는 적용이 어렵다.

장,단점

- 시공이 용이하고 구조물 시공시 작업성이 좋다.

- 지하수 유출이 많은 곳에서도 적용이 가능.

- 차수벽체 시공면적이 넓어 공사비가 고가.

- 차수벽체가 지지층에 근입되지 않아서 완벽한 차수는 어려우므로 일부 유출수는 펌핑이 필요.

- 세굴방지용 자갈로 되메우기 할 경우, 굴착면적이 넓어 자갈이 과다소요


3. H-PILE+STRUT 공법

공법개요

본 공법은 지하수유입량이 펌핑할 수 있을 정도로 작고, 배면지반에 침하가 발생하여도 별 문제가 없는 경우, 일반적으로 쓰이는 H-PILE+STRUT 공법을 그대로 적용하여 굴착하는 방법이다.

작업순서

- 소정의 위치에 천공장비( T-4)로 계획심도까지 천공

- H-PILE을 삽입

- 지지보(STRUT)을 설치하면서 단계별 굴착

- 바닥에 집수정을 설치하여 유출수를 펌핑하며 교각기초를 타설.

적용성

- 교각주변에 여유부지가 없고 지하수유출이 적은 둔치부에 적용가능.

- 배면토사가 지하수와 함께 유출되어 H-PILE 배면에 침하가 발생하여도 문제가 없는 경우.(즉 배면에 지장물이 없는 경우)

장,단점

- 시공이 용이하고 공사비가 저렴하다.

- 지하수 유출이 많은 곳에서는 적용이 어렵고 구조물 시공시 작업성이 떨어짐

- 유출수를 펌핑하고 유출토사를 제거하며 작업하여야 함.


4. SHEET-PILE + WATER JET공법

공법개요

본 공법은 SHEET-PILE 선단에 고압의 WATER JET 장비를 부착하여 항타로 근입이 어려운 지지층 저부까지 SHEET-PILE을 근입하는 공법이다.

작업순서

- SHEET-PILE 선단에 고압의 WATER JET 장비를 부착 고압으로(분사압: 200 ~700 kg/cm2, 분사속도: 300m/sec) 지지층을 절삭하며 SHEET-PILE를 계획심도까지 삽입

- 지지보(STRUT)을 설치하면서 단계별 굴착 후, 교각기초를 타설

적용성  

- 교각주변에 여유부지가 없고 지하수 유입량이 많은 경우

- 지지층이 풍화암인 경우에 적용이 가능하고, 연암인 경우에는 사실상 근입이 어렵다.

장,단점

- 차수효과가 비교적 우수하며 기초타설 작업이 용이함

- 장비 및 공정이 복잡하고 시공속도가 매우 느리다.

- 장비가 고가이고 작업성이 떨어지므로 경제성면에서 매우 불리


5. H-PILE+ SHEET-PILE 공법

공법개요 

전면에 H-PILE+토류판을 시공하여 강성벽체로 이용하고, SHEET-PILE은 H-PILE 배면 지지층 상부까지 항타로 근입하여 차수벽 역할을 하는 공법이다

작업순서

- 천공장비( T-4)로 계획심도까지 천공 후, H-PILE 을 삽입

- H-PILE 배면 지지층 상부까지 SHEET-PILE 를 항타로 근입

- 지지보(STRUT)을 설치하면서 단계별 굴착하고, 토류판과 SHEET-PILE 사이에는 토사를 채우거나 지지목을 대어줌

- 단계별 굴착 완료 후 교각기초 타설

적용성

- 지하수 유입량이 펌핑할 수 없을 정도로 많은 둔치부나 유심부

- 지지층이 연암이상인 경우에도 적용 가능.

장,단점 

- 지지층이 연암이상일 경우에도 적용가능하며 유심부에서도 시공가능.

- 완벽한 차수는 되지 않으므로 일부 유출수는 펌핑을 하여야 한다.

- 공정이 다소 복잡하고 시공이 어렵다

- 차수효과가 비교적 양호하며 WATER JET나 그라우팅 공법에 비해 경제성이 좋다.


6. H-PILE+ 배면GROUTING공법 

공법개요

H-PILE+토류판을 강성벽체로 시공하고, H-PILE 배면에는 지지층 상부까지 L.W나 S.G.R GROUTING (2열)을 실시하여 차수하는 공법이다.

작업순서

- 천공(T-4)장비로 계획심도까지 천공 후, H-PILE 을 삽입

- H-PILE 배면에 지지층 상부까지 L.W나 S.G.R GROUTING (2열)을 실시

- 지지보(STRUT)을 설치하면서 단계별 굴착완료, 후 교각기초 타설

적용성

- 지하수 유입량이 많은 둔치부나 유심부.

- 지지층이 연암이상일 경우에도 적용가능

장,단점

- 타 공법에 비해 차수성 우수하고 연암층에서도 적용가능.

- 공정이 복잡하고 공사비가 고가.

- 투수계수가 큰 모래자갈층이나 지하수 흐름이 빠른 곳에서는 그라우팅이 어렵거나 효과가 떨어짐.