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건물이 대형화 되고 고층화 되면서 말뚝기초는 더욱 발전하고 있습니다. 오늘은 말뚝 기초의 종류에 대해서 알아보도록 하겠습니다.
1. 말뚝기초
기초 밑면에 접하는 토층이 적당한 지내력을 갖기 못해 푸팅이나 전면기초와 같은 얕은 기초로 할수 없거나 공사비 계산의 결과 다른 공버보다 구조물을 말뚝으로 지지하는 것이 경제적으로 될때 말뚝기초를 이용한. 말뚝이란 타입해서 박거나 눌러서 박는것 등의 지중에 만들어진 기둥 구조이다. 구조물에 작용하는 힘은 말뚝을 거쳐 어느 간격으로 배치된 말둑 무리로 전달되어 기반에 이르레 되는데 일반적으로 말뚝 기초는 그 밑면 이상의 높이에서 작용하는 수평하중을 받게 되기때문에 모멘트를 일으키게 되며 경우에 따라서 인장력도 받을수 있다.
2. 말뚝 기초 필요조건
말뚝은 설계하중을 받았을때 허용 응력을 초과해석는 안된다. 말뚝은 축부에 손상됨이 없이 소정의 깊이 똔느 정해진 관입량에 도달될 때가지 박혀야 한다. 말뚝 기초는 하중을 충분한 안전율로서 지지할수 있는 아래쪽토층으로 전달되어야 하고 과도한 침하를 일으키면 안된다. 말뚝을 박음으로 일어나는 말뚝 위치 편의에 대해 설계하중과 말뚝 치수에는 여유를 둘 필요가 없다. 하중 또는 그 합력 작용선은 말뚝 축과 일치해야 한다. 하중이 편심으로 작용하는 경우 이에 따라 일어나는 하중증가는 설계에 고려해야 한다. 말뚝 기초가 수평하중 받을때 경사말뚝 또는 이것에 저항하는 다른 방법으로 충분한 안전율이 있도록 하지 않으면 안되다.
3. 말뚝의 분류
1) 기능에 따른 분류 : 말뚝을 기능에 따라서 분류해보면 선단지지말뚝, 지지 말뚝, 마찰 말뚝, 다짐말뚝, 활동 억제말뚝, 수평 저항말뚝, 인장말뚝으로 분리될수 있다. 선단지지 말뚝은 축하중 대부분을 말뚝 선단을 통해 지지층에 전달하는 말뚝이다. 여기서 지지층이란 말뚝 재료에 다라 다르겠으나 사질토층은 SPT의 N값 50이상, 점성토 지반은 N값 30이상인 지층이 상당한 두께 이상 존재할때 말한다. 선단지지 말뚝은 이를 다시 완전 지지와 불완전 지지로 나누기도하는데 불완전 지지란 말뚝 선단이 박힌 지지층 아래 상대적으로 약한 지층이 존재하여 무리 말뚝을 해석할때 그 지층이 지지력과 침하를 고려해야 할 경우를 일컫는다. 선단지지 말뚝은 대체로 장기 하중에 대해잔류 침하량이 크지 않아 침하에 까다로운 구조물 기초에 적당하다. 지지말뚝은 하부에 존재하는 견고한 지반에 어느 정도 관입시켜 지지하게 하는 것으로 관입한 부분의 마찰력과 선단 지지력에 의존하는 말뚝이다. 마찰 말뚝은 상부구조물의 하중을 주로 말뚝의 주면마찰력으로 지지하며 지지 가능한 지층이 너무 깊에 위치하여 지지층까지 말뚝을 설치할수 없어서 말뚝의 선단지지력을 기대하지 못할때 적용한다. 마찰말뚝 길이는 흙의 전단 강도, 하중, 말뚝 크기 따라 다라진다. 다짐말뚝은 말둑은 지반에 타입해 지반 간극을 말뚝 부피만큼 감소시켜 지반이 다져지는 효과를 얻기 위해 사용하는 말뚝으로, 주로 느슨한 시질지반의 개량에 사용한다. 다짐말뚝 길이는 다짐이전 흙의 상대밀도, 다짐 후 흘그이 필요 상대 밀도, 필요한 다짐 깊이 등 같은 요소에 따라 달라진다. 활동 억제말뚝은 사면 등 활동을 억제하거나 중지시킬 목적으로 유동중인 지반에 설치하는 말뚝으로 대개 충분한 전단강도 얻기 위해 직경 2~3m로 시공한다. 수평 저항말뚝은 말뚝에 작용하는 수평력은 말뚝 강성과 주변 지반, 특히 지표 부근 표층의 지반 반력으로 저항하게 되므로 말뚝과 지반의 상성이 충분히 확보되야 한다. 수평하중을 지자하는 데는 연직 말뚝보다 경사 말뚝을 이용하는것이 더 바람직하다. 인장말뚝은 주로 인발력에 저항하도록 계획된 말뚝으로 마찰말뚝과 원리는 같으나 힘의 방향이 다르다. 말뚝자체가 인장력을 받기에 인장에 강한 재질을 사용한다. 말뚝에 인장하중이 작용하게 되는 경우는 기초에 양압력이 작용하는 경우나 기초판에 작용하는 하중의 합력이 기초판 중앙 3분폭 밖에 있게 될때에 편심의 반대쪼에 위치한 말뚝에 인장력이 걸리고, 앵커와 같이 인발 하중을 저항하도록 설계된 기초이다. 인장하중의 저항은 주면 마찰력과 말뚝 자중에 의존하는데 지하수위 아래 부분은 수중 무레로서 부력을 제한 값이 된다.
2) 재질에 따른 분류 : 말뚝을 재질에 따라 분류해보면 나무 말뚝, 강말뚝, 콘크리트 말뚝, 복합말뚝, 특수말뚝으로 분류할수 있다. 나무말뚝은 이전에 많이 사용하던 말뚝인데 낙엽송이나 미송등 통나무를 그대로 사용한다. 타입중 말뚝선단부의 손상을 피하고 관입이 용이하도록 선단에 강재 말뚝슈를 설치하고 항타시 헤드를 보호하기 위해 말뚝캡을 씌운다 나무말뚝은 지지력이 작다는 것과 지하수면 이하에서만 사용할수 있다는 점을 고려하면 나무말뚝이 다른 공법보다 반드시 경제적이라 하기는 힘들다. 강말뚝은 H형 말뚝과 강관 말뚝으로 분류 할수 있다. H형 말뚝은 H형 단면을 갖는 강철말뚝은 말뚝이 기둥으로서 지상에 돌출하거나 강한 타입을 필요로 하는 경우에 매우 효과가 있다. 또한 지지말뚝으로서 관입에 의한 흙의 배제가 적기 때문에 비교적 조밀한 간격을 두고 타설할수 있다. 허용 압출강도는 600~800kg/cm2이하로 하는것이 일반적이지만 암반 또는 조밀한 토층에 타설된 경우 선단 지지력은 충분하며 철의 탄성한계강도까지 하중을 버틸수있다. 강관 말뚝은 끝을 열어두는 개구와 폐쇄하는 경우 2종류가 있다. 직경은 25~50cm 이며 개구단의 강관 말뚝을 지중에 박을때 폐쇄단의 경우보다 주위 흙의 이동이나 융기가 적어진다 그리고 개구단의 관내에 들어온 흙은 타입후 물로 분출하게 하거나 압출공기를 사용해서 제거한다. 강관 말뚝은 타입후 콘크맅를 채우면 우수한 말뚝으로 된다 .강관말뚝은 도한 가볍기 대문에 다루기가 쉽고, 용접에 의해 늘릴수도있다. 콘크리트 채우기전 내부 검사할수 잇는 이점도 있다. 그리고 H형 말뚝보다 강하여 장애물에 걸려 옆으로 기울어지지 않는다. 콘크리트 말뚝은 근래에 가장 많이 사용하는 말뚝이며 기성 콘크리트 말뚝과 현장타설 콘크리트 말뚝이 있다.
오늘은 말뚝 기초 분류에 대해서 알아봤습니다. 정보다 유익하셨길 바랍니다.
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