PHC말뚝 항타 특별시방서

1.일반 사항

1.1 적용범위

이 시방서는 PHC PILE(고강도 콘크리트 파일)의 항타공법 시공에 적용한다.

1.2 적용규격

1) KS B 0846 강 용접부의 초음파 탐상시험방법 및 시험결과의 등급별분류방법

2) KS D 0213 철강재료의 자분 탐상시험방법 및 결합자분 모양의 등급분류

3) KS F 2445 축하중에 의한 말뚝 침하시험방법

4) KS F 4306 프리텐션방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝

5) KS F 7001 원심력 콘크리트 말뚝의 시공표준

1.3 시공계획서

1) 파일의 시공계획

항타장비의 제원과 수량, 항타일정계획,파일두부 손상방지계획,두부 정리계획, 항타계획,재하시험 방법등을 포함한다.

2) 파일이음 방법 및 비파괴 시험계획 파일의 이음박기를 하는 경우에 한하며 전문 기술자가 작성한다.

1.4 파일의 품질

1) 파일 본체는 원심력을 응용하여 만든 콘크리트의 압축강도가  800Kg/㎠ 이상의 프리텐션 방식에 의한 프리스트레스 고강도 콘크리트 파일 이어야 한다.

2) PHC 파일은 KS F4306(프리텐션방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝) 규정에 합격한 제품을 사용하여야 한다.

3) 품질 시험 및 표준은 KS 규정을 원칙으로 한다.

1.5 파일의 운반, 하역, 취급, 보관

1) 파일의 운반 및 취급은 KS F 7001에 따르되, 파일에 손상을 주지 않도록 한다.

2) 파일 수송시 손상을 주지 않도록 적당한 위치에 받침대 및 쐐기로 견고하게 고정하고 와이어 등으로 묶어 주어야 한다.

3) 파일의 하역 및 보관장소는 가능한 한 파일박는 위치에 가깝고 배수가 양호하며 지반이 평탄하고 견고한 곳을 택하여 종류별로 나누어 2단이하로 적치한다.

단 2단으로 적재시 받침대를  반드시 동일 연직선상에 설치하고 유동을 방지 할 수 있도록 쐐기를  박아야 한다.

4) 파일의 적재시 말뚝의 1/5지점의 2개소에 받침대를 깔고 적재하여야 한다.

5) 파일의 하차 작업시 지게차의 발 넓이는 최소한 2.0M 이상 이어야 파일에 손상을 주지 않으며 파일의 중앙부분을 정확하게 하여 취급하여야 한다.

(예 Φ350-15M를 2.0M 지지시 자중에 의한 모멘트가 제품의 균열 모멘트의 71.0% 가 작용되어 약간의 이동 하중이 작용 시 크랙을 유도 시킬 수 있다.)

6) 파일을 지게차로 이동시 이동로를 평탄하게 하여야 한다.

1.6 파일 항타 장비

항타장비 및 가이드

1) 항타장비는 파일의 종류, 시공방법, 토질조건, 관입심도와 지지력등  현장여건에 따라 장비의 제원 및 성능 등을 고려하여 선정한다.

2) 항타대는 자중 및 작업에 의한 하중에 충분히 견딜수 있고 안정성이 있는 구조로 작업중 해로운 진동, 이동, 경사등이 생기지 않는 견고한 것이어야 한다.

3) 가이드는 작업중 언제나 연직으로 유지할 수 있어야 하며, 파일을 경사 타입시 그 타입 방향을 정확하게 유지 할 수 있는 것이어야 한다.

해머(HAMMER) 및 보조 항타기

4) 해머 기종은 적절한 기종을 선택하여 사용하며 제작사 사양서에 추천된 압력, 속도 및 타격 방법에 따라 작동되어야 한다.

5) 캡은 완충제를 붙여야 하며 완충제는 해머 쿠션과 파일쿠션으로 되어 있는데 각각의 쿠션은 캡의 축과 직각이어야 한다.

6) 캡의 구조는 타격력에 충분히 견디고,캡내경과 파일외경과의 여유가 적당해야한다

7) 보조항타기는 소정의 길이보다 50㎝정도 긴것을 사용하며 선단부에 쿠션을 사용하고, 편타가 되기 쉬우므로 파일 축 중심과 일직선이 되도록 하여야 한다.

쿠션재

8) 파일의 두부를 보호하고 타격력을 전달하기 위해 반드시 쿠션재를 사용해야한다.

9) 쿠션재가 완충효과를 기대할수 없거나 편마모 되었을 경우에는 균등하게 타격력을 전달할 수 없어 편타를 유발시키기 때문에 교체하여 사용하여야 한다.

2. 시 공

2.1 일반조건

1) 시항타에 관련된 모든 작업은 감독자 입회하에 진행한다.

2) 이 시방서에 언급되지 않은 사항은 KS F 7001에 따른다.

2.2 준 비

1) 파일의 시공에 앞서 지하매설물 및 지상의 장애물에 대한 상황을 조사하여 파일시공에 차질이 없도록 한다.

2) 파일 기초공사에 앞서 터파기한 지면을 평탄하게 다지고 배수로를 설치하며, 항타장비의 진입 및 이동에 지장이 없고, 항타시 수평,수직을 유지할수 있어야한다.

3) 파일의 위치는 헝겊과 못 등으로 정확하게 표시 하여야 한다.

2.3 세우기

1) 트렌시트나 자동항타 검측기 2개소에 세워 말뚝이 정확한 위치에 수직으로 박히도록 하여야 한다.

2) 세우기를 위한 매단점 위치는 파일 상단에서 2M 지점으로 한다.

2.4 시항타

1) 본 항타 착수전에 지반 조사보고서와 기초설계 자료를 토대로 항타장비의 적합성,지반조건의 확인, 본항타용 파일길이 및 최종 관입량 확정을 위하여 시항타를 실시한다.

2) 시험 파일은 본 파일의 길이보다 2-3M 긴 것으로 사용하며, 본파일의 타격에 적용될 타격 에너지로 타격하며,  PDA(Pile Driving Analyzer)를 사용한다.

3) 시항타의 수량 및 간격은 건물, 구조물당 3본 이상, 간격이 15M 이내가 되도록 실시하고 지반의 상태가 불규칙하여 설계심도와 상이할 경우에는 전반적인 지반 상태의 파악이 가능하도록 시항타 파일의 본수를 조절하여야 한다.

4) 시항타의 모든 기록은 반드시 감독자의 입회하에 실시하며 50Cm 당 타격횟수, 일회당 관입량,Ram의 낙하고, Rebound곡선 등을 기록하여야 한다.

2.5 본항타

1) 시험타격을 2-3회 정도 실시 후 제 상황을 점검후 타격을 실시한다.

2) 타격시 파일의 두부가 깨지는 것을 방지하는 보호장치로 쿠션재를 사용하며,파일의 연직도 2개소에서 트렌시트로 확인하여 편타를 방지 하여야 한다.

3) 파일이 소정의 관입깊이와 관입속도로 정확한 위치에 수직으로 타입한다.

4) 파일의 초기 항타는 파일의 관입깊이가 1타격당 100-200mm 가 되도록 램의 높이를 200-300mm 낮게 설정하고 파일의 연직성을 확인하면서 서서히 타격한다.

5) 지지층까지의 중간박기는 최대 관입량이 300-600mm 가 되도록 램의 높이를 조정하고 과대한 타격응력이 발생되지 않도록 주의 하여야 한다.

6) 파일의 관입시 지질에 의한 파일 밀림 현상이나,항타중 파일 관입량이 급격히 줄어들 경우에는 전석층,암반 등으로 중파의 위험이 있으므로 원인을 파악하고 해결 방법을 기술적 검토 후 항타여부를 결정하여야 한다.

7) 파일의 기초설계와 시항타 결과를 참조하여 안전 지지력이 나올 수 있는 소요 최종관입량이 확보되는 길이까지 관입시키며 그 이상 무리하게 박지 않는다.

8) 기존시설, 구조물 또는 도로에 인접하여 파일을 박을 경우에는 인접 구조물에 가까운 쪽에서부터 시행한다.

2.6 최종 관입량

1) 파일의 최종관입량은 자립식의 측정대 또는 자동항타 검측기 등을 사용하여 정하게 측정하여야 하며, 최종관입량의 산정은 토질의 종류별로 기준 타격횟수의  평균값으로 한다.

(1) 일반 풍화토 : 10회

(2) 사질토 지반 : 15회

(3) 점성토 지반 : 20회

2) 항타 관리용 최종관입량은 시항타 및 재하시험을 통해 실제 지지력과 동적지지 공식에 의한 지지력을 검토하여 말뚝의 재질 및 규격, 말뚝 관입길이,항타기의 타격능력 및 효율,지반조건 등 제 조건에 맞도록 선정관리한다.

3) 파일의 항타종료 판정은 말뚝기초 설계자료, 지반조사 보고서, 시항타 및 재하시험 결과에서 파일의 관입심도,항타 종료시의 1회 타격당 관입량, 동적지지력 공식에서 추정한 파일의 지지력 등을 검토후 판단하여 실시한다.

4) 파일의 타격횟수 및 최종관입량은 아래와 같다

구 분	P C 파 일	P H C 파 일	강 관 파 일
총 타격횟수	2,000회 이내	3,000회 이내	3,000회 이내
최종1M타격횟수	100회 이내	200회 이내	500회 이내
최종 관입량	8mm 이상	5mm 이상	2mm 이상

2.7 파일 잇기

1) 파일의 관입길이가 15M를 초과하는 경우 및 현장의  여건상 파일의 잇기를 하여 사용할 수 있으며, 연결부의 이음은 용접이음으로 하는 것을 원칙으로 한다.

2) 연결부 이음 시공에 있어서 상.하 파일의 축선은 동일 직선상에 있도록 한다.

3) 용접이음은 원칙적으로 아크 용접으로 하고 용접봉 및 와이어는 아래와 적합 하거나 동등 이상의 성능이 있는 것이어야 한다.

수 동 용 접		반 자 동 용 접
종 류	층	봉지름(mm)	종 류	와이어 지름(mm)
KS D 7004 (연강선피복아크용접봉) 의 E4301알루미나이트계 또는 E4316 저수소계	1층째	4 이하	연강 및 50킬로 고장력 강 아크 용접용 플럭스든 와이어 1종	2.4 , 3.2
	2층째이후	4-6 이하

4) 용접공은 KS B 0885(용접기술 검정에 있어서의 시험방법 및 판정기준)또는 동등 이상의 기술 시험에 합격한 자로 한다.

5) 이음부의 변형이 있으면 이것을 수정하고, 용접부 및 그 부위는 청소하여야 하며 특히 용접면 및 인접 부분의 진흙, 먼지, 녹, 기름, 스케일 등을 도구를 이용하여 제거하고 수분을 건조 시켜야 한다.

6) 이음부의 편심량은 이음부 전반에 대하여 2mm이하가 되도록 하며 허용간격의 최대치는 4mm 이하로 한다.

7) 파일의 항타시에는 이음용접작업이 쉬운 높이 약 70Cm에 이음부가 오도록 하며 상하 파일의 축선이 동일 직선상에 있도록 잘 맞춘 후 용접을 한다.

8) 용접부의 이음부 검사는 20개소당 1개 이상 KS D 0213에 따라 시행한다

(1) 외관검사(염색 탐상) : 용접부 형상, 용접결함, 마무리정도

(2) 방사선 투과시험 : 중요 구조물에 사용되는 대구경의 파일

(3) 초음파 탐상법 :음파감쇄측정

9) 용접종료 후 외관 검사에서 중대한 결함이 발생 되었을 경우에는 그 부위를 그라인더 등으로 제거 후 재용접 시공한다.   2.8 파일 시공의 허용오차

공 정	관리항목	관리방법	관 리 치
파일의 취급	야 적 세 우 기	취급시 무리한 충격 방지 파일에 와어 로프 매단점 위치	2단 이하 파일상단2M
파일의 건입	기 울 기 중심오차	트렌시트로 2개소 에서 확인 체크 포인트에서 정척봉으로 확인	1/200 이내 50mm 이내
파일의 타입	기 울 기 타격응력	파일이 4～5D 관입지점에서 확인 파일의 허용 타격응력도	1/100 이내 480kg/㎠
이음부 용접	편 심 량 허용간격	용접부의 칫수 확인	δ≤2mm δ≤4mm
타격 횟수	총 타 격 제한타격	총 타격 횟수의 확인 10M부분 제한 타격횟수 확인	3,000 이하 1,500 이하
타입후 중심오차	중심오차	체크 포인트에서 정척봉으로 확인	D/4 또는 10Cm 이내

2.9 파일의 절단 및 두부정리

파일은 상부구조와 접속되어 상재하중을 지지지반에 전달하여 그 성능을 발휘하는 작용을 하므로 파일머리의 처리방법과 접합방법은 대단히 중요한 부분이므로 설계도면에 따라 책임기술자의 지시에 의해 처리하여야 한다.

1) 파일머리 절단은 커터기 또는 파일에 유해한 손상을 주지않는 기구를 사용하여 시공하고 절단부에서 세로균열이 발생하지 않도록 주의하여야 한다.

2) 파일의 두부 처리방법 순서

두부절단 - 콘크리트 파쇄 - 철근가공 - 콘크리트 타설 순으로 한다.

3) 파일두부의 처리방법은 크게 다음과 같이 분류되며 현장의 상황이나 작업여건, 구조계산등에 의한 안정성을 확인 후 적절한 방법을 선택하여 실시하여야 한다.

(1) 햄머에 의한 파쇄

(2) 파일 Cutter에 의한 파쇄

(3) 다이아몬드 Cutter에 의한 파쇄

4) 파일의 두부정리시 다음항목에 특히 주의하여 실시하여야 한다.

(1) 항체에 발생하는 미세균열과 이로 인한 항체의 강도저하

(2) PC 강재의 응력저하에 의한 유효 프리스트레스량의 감소

(3) 절단면의 불균일성에 의한 상재하중의지지력 불균일

5) 파일의 단면이 콘크리트에 접하는 부분은 진흙, 먼지, 기름기 등을 제거해야 한다

6) 파일의 두부와 기초의 연결방법은 아래 그림과 같이 할 수 있다.

(a)말뚝머리 컷 없는 경우                              (b)말뚝머리 컷트의 경우

7) 파일 두부정리시 세로균열 발생시 보완대책 으로는 아래 그림과 같은 방법으로 하는 경우가 있으나 책임 기술자와 상의하여 시공하는 것이 바람직하다.

그림1 말뚝두부보강방법 (건축)                        그림2  말뚝두부보강방법 (도로)

2.10 시공중의 처리

1) 시공 중 파일이 소정의 위치로부터 상당히 벗어나거나, 현저히 파손된 경우에는 책임기술자와 협의하여 적절한 조치를 취해야 한다.

2) 장애물이 있는 지반에서는 파일이 비스듬히 관입되거나, 횡으로 빗나가 파손되는 일이 있으므로, 이들 장애물은 제거하거나, 그것에 적합한 선단구조를 가진 파일을 선택하는 것도 중요하다.

3) 특수 점토지반에서 폐쇄형 슈를 이용할 경우, 리바운드가 크고 타격이 방해받는 경우에는 선단부를 반개방형으로 하여, 흙을 파일 중공부로 유입하여 소정의 깊이 까지 파일을 관입 시킬 수 있지만 구멍의 크기 여하에 따라 파일 중공부로  유입되는 흙의 내압 때문에 종균열 발생 및 중파의 원인이 되곤한다.  이때 개방형 슈의 구멍크기는 D/5 적당하다.

4) 파일 항타중에 파일의 관입량이 급격히 증가하면 항타를 중지하고 원인을 규명하여 방법을 강구하여 시공 하여야 한다.

5) 파일 항타중에 파일이 휘면서 관입되는 과정에서 수직도를 수정하여 항타하면 파일에 휨 모멘트가 작용되어 중파의 원인이 되므로 수정없이 항타한다.

6) 시공중에 파일이 솟아 오르거나 이동하는 경우에는 적절한 조치를 하여야 한다.

2.11 작업의 안전

1) 작업자는 항상 규정에 따라 작업을 수행하고 안전에 대해서 주의해야 한다.

2) 기계를 작동할때나 전원 스위치를 넣을 때에는 주위의 상황을 확인 하여야 하며 작업자 전원에게 알려야 한다.

3) 전력설비 및 시공장치 등 전기계통의 보수, 점검을 철저히 하고 누전, 감전 등의 사고방지에 주의하여야 한다.

4) 절토된 곳에서 파일을 시공하는 경우는 흙막이가 충분히 안전한가를 확인해야 한다.

5) 굴착 등으로 지반이 이완된 장소에서는 시공기계를 주행할 때 충분히 주의하고 시공기계가 넘어지지 않도록 주의하여야 한다.

6) 철도, 도로, 고압전선, 전등선, 통신선, 지하매설물, 건축물, 구조물 등에 접하여 작업할 경우에는 이들에 손상을 주지 않도록 주의하고 파일 및 시공기계의 전도방지에 주의해야 한다.

7) 작업을 일시 중지하는 경우에는 햄머를 지상에 내려 놓아야 한다. 또한 굴착구멍의 근처지반이 이완된 장소에 시공기계를 방치해서는 안된다. 특히 폭풍우 등의 위험이 있을 경우에는 항타대가 넘어지지 않도록 해야 한다.

2.12 시공기록 (KS F 7001 원심력 콘크리트 말뚝의 시공표준 참조)

정하여진 양식에 의하여 기록하며 보통 다음의 사항을 포함하는 것이 좋다.

1) 참고도

(1) 공사장소 위치도

(2) 파일 배치도(파일 시공순서 포함)

(3) 파일 구조도(단면치수, 배근, 이음위치 및 구조도)

(4) 토질주상도

2) 일반사항

(1) 파일번호

(2) 파일종류(상,중,하,단)

(3) 파일규격(지름,두께,길이)

(4) 햄머의 종류 및 규격

3) 작업시간

(1) 타격시간(파일의 종류별)

(2) 보조항타기 사용시간

(3) 용접시간

4) 용접시공 기록

(1) 기상조건(날씨,풍속,기온)

(2) 사용 용접기 종류

(3) 용접전압 및 전류

(4) 용접와이어의 종류 및 규격

(5) 용접자명

(6) 용접검사 결과

5) 토질주상도

6) 파일 관입깊이

7) 파일 관입상태도

(1) 관입깊이별 햄머 낙하높이(m)

(2) 0.5M 관입깊이별 타격회수 및 누계 타격회수

(3)        "          리바운드 량(mm)

(4)        "          1타당 평균 침하량(mm)

(5) 시공시각 및 시간

(6) 타입중지 관리기록지

8) 최종기록

(1) 관입깊이(m) 및 햄머 낙하높이(m)

(2) 침하량 S(mm) 및 리바운드량 K(mm)

(3) 지지력 Ra(tf) 및  지지력 산정식

2.13 타격공법의 시공관리표

별표 #1 타격공법의 시공관리표

별표 #1 타격공법의 시공 관리표

공 정	관 리 항 목	관 리 방 법	관 리 처
말 뚝 입 고	항종,항경,항장,균열 (0.05mm이상)파손	반입시에 육안검사	항종,항경,항장에 이상이 없을 것. 균열,파손이 없을 것
항타기 설치	작 업 환 경	부지내의 정리정돈	불필요한 물건을 작업장내에 두지 않는다.
	작 업 지 반	토질조사보고서, 육안확인	철판을 사용한다 작업지반이 연약할때는 고화재로 지반개량 또는 샌드매트로 보강한다
말뚝의 건입	말뚝의 취급	높은곳으로부터의 운반이나 끌기 등 무리한 취급은 하지 말 것 육안검사	말뚝의 보관은 2단 적재이하로 한다. 말뚝의 보관장소와 항타기의 거리는 10m 이내로 한다.
	와이어로프의 부착	와이어로프의 부착위치는 말뚝 상단에서 3/10위치에 부착하고 충분히 조인다.	KS F 7001 (원심력콘크리트말뚝의 시공표준)에 의한다
	항타기의 연직성	트렌시트 또는 진자로 직각 2방향에서 확인 항타기의 리더 연직계에 의함	경사 1/200 이내
	해머,캡,말뚝의 축선일치	해머,캡,말뚝의 축선을 리더의 연직선에 맞춘다	경사 1/200 이내
	말뚝의 중심	체크포인트에서 정척봉으로 확인	5cm 이내

공 정	관 리 항 목	관 리 방 법	관 리 처
말뚝의 타입	말뚝의 연직성 재확인	말뚝의 4～5D 관입된 지점에서 트렌시트 또는 진자로 말뚝의 연직성을 재확인 한다	경사 1/100 이내
	타격중 말뚝의 기울기	말뚝의 기울기에 리더를 맞추며 무리한 수정은 하지 않는다. 육안확인	기울기가 발생되면 곧바로 타입을 중지하고, 그 원인을 명확히 한다.
	항타기의 연직성	트렌시트 또는 진자로 직각 2방향에서 확인 항타기의 리더 연직계에 의함	경사 1/200 이내
	타격중 말뚝의 횡유격과 편타	캡 상부쿠션과 하부쿠션의 점검리더와 말뚝, 캡, 해머 축선의 점검	쿠션재는 양질의 견목재로 사용하며, 적기에 교환한다. 쿠션재는 시공의 난이도를 감안하여 미리 교환시기를 예상하고 필요량을 준비한다.
	해머의 에너지	말뚝종류, 외경에 적당한 해머를 선정한다. 말뚝에 과대한 타격에너지를 주지 않도록 조정한다	해머형식, 램, 도는 드롭해머의 낙하고의 확인 및 조정. 항타분석기(PDA)로 확인한다.
	과대 타격응력의 방지	적정 해머의 선정 해머 타격에너지 조정 양질의 쿠션재 사용	말뚝의 허용 타격응력도
				말 뚝 종 류		kg/㎠
				콘크리트말뚝	PC	300
					PHC	480
			항타분석기(PDA)로 확인한다

공 정		관 리 항 목	관 리 방 법	관 리 처
말뚝의 타입		조인트 용접	용접부의 육안검사	루 트 간 격 δ≤4mm 말뚝 차이량 δ≤2mm
지지력의발현	타격정지	매입량, 리바운드량	항체에 기록용지를 붙여 편집	시항타시 시공한 말뚝의 재하시험 자료를 기준으로 작성한 관리 기준치에 의해 관리한다.
		해머 낙하고	드롭해머: 리더에 마킹 디젤해머: 표준자를 부착 육안확인 유압해머: 램고 자동설정기에 의한다
		항체 파손방지	총 타격횟수의 확인	항체에 대한 제한 타격횟수(회)
					말뚝의 종류	PC	PHC
					제한 총타격횟수	2,000이하	3,000이하
					최후 10m부분 제한타격횟수	800이하	1,500이하
말뚝설치후 설계중심에서 벗어남		중심에서 벗어남	체크 포인트에서 정척봉으로 확인	D/4 도는 10cm 이내