시공된 말뚝내부에 물이 들어가도 되는 지에 대한 내용 (출처 : 2018 건축구조문제해결/LH구조설계단)

시공된 말뚝내부에 물이 들어가도 되는 지에 대한 내용 (출처 : 2018 건축구조문제해결/LH구조설계단)

아래 내용은 2018년에 발간된 책으로부터 복기하는 내용으로 최신기준에 맞지 않은 내용이 있을 수 있습니다. 참고해서 봐주시면 감사하겠습니다.


1. 질문 : 시공된 말뚝 내부에 물이 들어가도 되는 지?

2. 답변 : 말뚝의 손상에 의한 경우가 아니면 물이 들어가도 문제없음

  <해설>

(1) 말뚝에 물이 들어가는 경우는 항타시 선단부의 철판사이로 물이 들어가거나(대부분의 경우임), 용접이 완전하지 않아 말뚝 이음부에서 물이 들어가는 경우, 말뚝이 항타 도중 손상되어 균열 틈 사이로 물이 들어가는 경우 등이 있음.

일단 물이 들어가 있으면 물이 들어간 원인을 분석하고, 말뚝의 손상여부를 확인하며 결함이 있을 경우 손상 정도 및 손상된 말뚝의 개수에 따라 윈인별로 보수 보강을 검토하여야 함.

물이 들어가 있는 말뚝의 개수가 전체 말뚝의 개수에 따라 원인별로 보수 보강을 검토하여야 함.

(2) 물이 들어가 있는 말뚝의 개수가 전체 말뚝에 비해 작고 손상이 심하지 않은 경우에는 주위 말뚝이 지지해주기 때문에 별 문제는 없으며 별도의 보수 보강이 필요 없고 물도 빼낼 필요가 없음

(3) 동절기에 지표부근까지 물이 차면 말뚝이 동파될 수 있으나 보통은 물이 지표에서 상당히 아래에 차 있는 경우가 대부분이며 동결심도 이하이기 때문에 물도 지열에 의해 얼지 않음

(4) 단, 지하수위 보다 물뚝내의 지하수가 더 많이 올라와 있거나 지하수가 많이 올라온 상황에서도 계속 물이 올라오는 상황(물표면에 물방울이 올라움)이면 유속이 빨라 시멘트폴도 유실되고, 

 

부력이 작용하여 선단지지력도 약화될 수 있으므로 이런 경우에는 전문가의 별도검토(지지력 확인 등)를 받고 말뚝 하부가 막혀 있는 경우은 철판을 뚫어서 부력이 발생하지 않도록 조치하여야 함.

(5) 이러한 현상은 말뚝이 경사지 하부나 하천 인근에 시공되어 지하수의 유속이 빨라 상향침투수압이 크게 걸리는 상황이며, 이때 말뚝이 짧고 가벼우면 부력에 의해 뜰 가능성이 있고 지지력 약화 및 과대침하 발생으로 이어질 수 있음.

 

<상향수압 및 부력에 의한 지지력 약화사례>

 

(6) 상기의 동재하시험을 통한 지지력 확인 외에 말뚝의 손상 정도를 조사하여야 하며(건전도평가), 말뚝이 심각하게 손상되었다면 보강타 시공을 하여야 하고, 균열에 의해 물이 찼을 경우는 다짐에 의한 콘크리트 속채움 및 철근보강이 바람직할 것으로 판단됨


<참고 자료>

- 동재하시험에서 건전도평가시 확인항목 : BTA (장비 : PDA, 미국), BETA (장비 : TNO, 네델란도)

- 말뚝손상기준 (Rausche & Goble, 1979)

BTA	손상정도
1.0 0.8~1.0 0.6~0.8 0.6 이하	손상되지 않음 미세한 손상 손상 부러짐

* BTA = 손상되지 않는 단면적 / 원래 단면적

* BTA 수치가 80% 이하면 손상되거나 부러진 것으로 보수 보강을 검토하여야 함.