Geopier(짧은 쇄석다짐말뚝) 공법

 

 

Geopier(짧은 쇄석다짐말뚝) 공법

 

공법개요

연약한 지반에 천공을 시행한 후 높은 다짐에너지를 이용하여 쇄석을 다짐으로써, 원지반의 전단강도 및 지지력을 높이는 공법으로 긴말뚝과 직접기초의 중간적인 개념이다.  지반보강 및 기초공법 용도로 사용되며 침하량을 기준치내로 제어하므로써 상부구조물을 지지한다.

적용성

      - 건축물 및 구조물 기초 (Mat 기초, 줄기초, 확대기초등)
      - 탱크 기초 및 옹벽기초
      - 수평 하중 받는 구조물 기초
      - 인발하중이 발생하는 구조물 기초
      - 사면 안정용
      - 연약지반 처리용
      - 액상화 방지용
      - 내진용 기초 등

대상지반

      - 사질토, 점성토, Peat층등 거의 모든 연약지반에 적용

 

공법특징

 - 원지반 및 높은 다짐에너지에 의해 구축된 쇄석Pier가 동시에 상부하중에 저항하는 공법으로 기존 말뚝공법과 구별된다.
 - 공기가 상대적으로 짧으며, 시공비가 저렴하다.
 - 액상화, 지진하중에 대한 저항력이 크다.
 - 수평하중에 대한 저항이 크다.
 - 기초로 사용되는 경우 본당 지지력이 원지반 지층에 따라 본당 20~70 ton 정도이다.
    전체 침하량은 1inch정도에서 관리가 가능하다.

 
 

 

시공별 Stress Bulb

 

 

Geopier 재원

-  Diameter : 18inch ~ 36inch
-  투입장비 : 천공장비, 다짐장비, Bobcat
-  설치간격 : 계산에 따르나 일반적으로 2.0 ~ 5.0m
-  다짐에너지 = 250,000 ft-ib/min ~ 1.7million ft-ib/min
 

 

 

국내 00 아파트 현장 공사비 비교예

구 분	강 관 말 뚝	고강도 콘크리트말뚝 (P.H.C)	GEOPIER Shot aggregate pier
단면도
적 용 범 위	- 지지층이 깊은경우 - 10cm이하의 자갈층 - Ncl 50이하 지반 - 30cm 이상의 호박돌,전석,    암반은 항타 곤란 - 성토부,연약지반 및 일반지    반 적용	- 15m이하의 지지층에 양호 - 30cm이상의 호박돌, 전석이    있을경우 항타곤란 - 건축구조물 기초말뚝에 주로    사용	- 일반토사, 연약한점성토 및    느슨한 사질토층에 적용가    능함 - 모든종류의 구조물기초,제    방, 비행기격납고, 옹벽의    기초말뚝 및 사면붕괴 방지    말뚝으로 사용
시 공 방 법	- 항타기를 이용한 직타 또는    천공후 항타 - 내부굴착말뚝 시공시 별도    의 시멘트풀 주입 불필요	- 항타기를 이용한 직타 또는    천공 후 항타방식 - 매입말뚝 적용시 시멘트풀 주    입	- 굴착또는 굴착공을 형성 후    정해진 입경의 골재를 투입    하고 바닥구근 형성을 위한    다짐을 실시
시 공 조 건	- pile이음, 절단이 용이 및 운   반과 취급 용이	- pile이음 및 절단이 곤란하므   로 15m이하의 심도에 주로   적용	- 별도의 pile이음이 필요없    고 3~8m 길이로 적용
장단점	- 상부 풍화암천공 가능하므    로 소정의 심도까지 근입가    능 - 공장제품이므로 품질관리    용이 - 직타시 공사비 저렴 - 항타시 소음과 진동유발 - 부식하기 쉬으므로 부식방    지 대책 필요	- 재료의 부식이 없어 내구성이    비교적 큼 - 본당 허용휨응력이 작아 수평    력에 취약 - 절단과 연결이 어려워 현장적    용성 결여 - 중량이므로 운반시 세심한 주    의 요망	- 소음과 진동이 상대적으로    적다 - 잔골재, 쇄석 및 제강슬래    그등의 재활용이 가능한 재    료 사용,경제성이 뛰어나    다 - 시공길이가 타공법에 비해    짧아 공사비 저렴 - 시공장비의 조합이 간단하    고 시공성이 뛰어남 - 국내적용사례가 적고 다짐    공법이므로 품질관리에 유    의해야 함

 

현장조건

 -  현장의 지지층의 분포깊이가 일정하지 않아 기초보강공법의 적용이 부분적으로 이루어짐
 -  현장 인접하여 전산센터가 입주해 있는 업무용빌딩 및 주택들이 있어 진동, 소음저감대책이 필요하므로 대규모 장비에 의한 깊은기초 시공이 불가한 지역임.
 -  지지층의 분포층후가 10m내외로 깊은기초적용 및 치환공법의 채택이 어려움.

구 분	고강도 콘크리트 말뚝 (P.H.C)	GEOPIER Shot aggregate pier
개 략 설 계	- 말뚝직경 : φ400 - 말뚝길이 : 6m,8m - 말뚝본당 지지력(풍화대) : 60t/m2 - 개략말뚝본수 : 622본 - 주차동 제외	- 말뚝직경 : φ760 (4’) - 말뚝길이 : 4m - 말뚝본당 지지력(풍화대) : 50t/m2 - 개략말뚝본수 : 760본 - 주차동 제외
경   제   성 개략공사비	- 개략 실시공 공사비 : 1.65억 - 진동,소음등으로 항타공법 적용성이 불리    하며 매입말뚝 시공시 공사비 증가	- 개략 실시공 공사비 : 1.2억 - 다짐시 진동,소음이 발생하나 지중에서    발생되며 환경관리치 기준내로 적용 가능    함

 

 

적용사례

1)   Peabody 타워 (Memphis, USA)        -  지상 15층, 8층 주차장 건물        -  Column 하중 750ton        -  18m의 깊은말뚝 대체        -  줄기초 형식(strip Foundation)        -  측정된 침하량 6mm(0.25inch)        -  말뚝기초의 40% 절감
2)   Grady Memorial 병원(Atlanta, USA)        -  실트질 잔류토, 실트질 모래로 구성        -  1,100ton의 Column 하중        -  전면기초형식(Mat Slab Foundation)        -  측정된 침하량 18mm(0.75inch)
3)   Lowa 성토용 고속도로        -  기초지반이 Geopier로 보강

이외,  400 여개의 현장 시공완료

 

시공흐름도

① 굴착공 형성(Casing 사용가능)	② 골재 굴착공 바닥에 깔기
③ 구근 형성	④ 단계별 다짐실시

 

 

동아지질