개념 한 쪽
깊은기초는 표층 지반이 지지력을 충분히 제공하지 못할 때 하중을 더 깊은 지지층으로 전달하기 위해 사용하는 기초 공법들을 말한다. 공기 케이슨, 오픈 케이슨, RCD, 현장타설 콘크리트 말뚝 등 다양한 시공법과 말뚝 주변에서 발생하는 부마찰력·부주면 마찰력의 거동을 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「깊은기초」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공법 명칭 연결 | 1 | 저면 중앙에 섬처럼 기초를 만든 공법을 묻는 유형 |
| 해머 특성 판별 | 1 | 말뚝 타설용 해머의 설비·적용 규모 관련 특성을 묻는 유형 |
| 현장타설 말뚝 장단점 | 1 | 현장타설 콘크리트 말뚝의 장점·단점을 구분하는 유형 |
공기 케이슨 공법은 작업장을 공기압으로 유지하여 수중 굴착을 수행하는 방법으로, 작업장 내부에서 토질을 직접 확인하고 장애물 제거가 용이하며 인접 지반 침하 우려가 비교적 적다. 이 공법은 복잡한 장비와 높은 기술력을 필요로 하므로 비용이 크고 주로 심기초에 적용하며 소규모나 얕은 심도에서는 경제성이 떨어진다.
오픈 케이슨은 상부가 열린 케이슨을 침하시키며 내부 흙을 굴착하여 시공하는 방식이다. 지하수 저하에 의한 영향은 적을 수 있으나 침하 과정에서 주변 지반에 교란을 줄 수 있어 인접 구조물의 침하 우려를 완전히 배제할 수는 없다.
RCD 공법은 역순환 굴착을 이용하여 케이싱으로 공벽을 안정화하고 순환수를 통해 토사를 외부로 배출하는 방식이며, 케이싱 설치와 정수압 유지가 특징이고 기종에 따라 경사 말뚝 시공이 가능한 경우도 있다.
말뚝기초에서는부마찰력과 부주면 마찰력과 같은 지반과 말뚝 간 상호작용 현상이 중요하다. 부마찰력은 주변 흙이 가라앉아 말뚝을 아래로 끌어당기는 힘을 말하며, 이를 줄이기 위해서는 접촉 면적을 줄이거나 지반을 안정화하고 케이싱으로 마찰을 차단하는 방법을 적용한다. 반대로 부주면 마찰력은 지반 침하가 말뚝보다 클 때 발생하는 현상으로, 지하수위 상승은 유효응력 감소를 유발하여 마찰력에 영향을 줄 수 있다.
현장타설 콘크리트 말뚝은 현장에서 굴착 후 콘크리트를 타설하므로 길이 조절이 자유롭고 구근 형성 등으로 지지력을 증대시킬 수 있으며 운반이 용이한 장점이 있다. 그러나 지중에서 시공되므로 내부 상태를 직접 확인하기 어렵고 품질 관리는 어렵다는 점을 단점으로 가진다.
연약지반에서 단기간 성토가 필요한 경우에는 하중을 넓은 면적으로 분산시키는 sand mat 공법이나 섶깔기 공법과 같이 하중 분산을 통한 지반 안정화 방법을 고려한다.
공기 케이슨의 적용 범위에 대한 선지에서 '소규모 공사나 얕은 심도에서 경제적이다'라는 설명이 나오면 이는 공기 케이슨의 특징과 배치되므로 오답으로 판단한다. RCD 공법 설명에서 '케이싱 없이 굴삭이 가능하다'는 진술이 등장하면 RCD의 핵심 특성인 케이싱 사용과 충돌하므로 틀린 설명으로 판별한다.
현장타설 말뚝의 장점을 묻는 문제에서 '품질 관리가 쉽다'는 선택지는 프리캐스트 말뚝의 특성에 해당하므로 현장타설의 단점과 상충하여 오답으로 처리한다.
직접기초 굴착시 저면 중앙부에 섬과 같이 기초부를 먼저 구축하여 이것을 발판으로 주면부를 시공하는 방법을 무엇이라고 하는가?
정답 ② · 문항은 직접기초 굴착 시 저면 중앙부에 섬처럼 기초부를 먼저 시공하고 이를 발판으로 사용하는 공법의 명칭을 묻고 있다. 중앙에 섬처럼 만든 기초부를 발판으로 써서 주면부를 시공하는 방식은 Island 공법이라 부른다.
저면 중앙부에 섬처럼 기초부를 먼저 만들고 이를 발판으로 주면부를 시공하는 공법은 Island 공법이다.
말뚝박기에 사용하는 해머에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ② · 스팀해머(Steam Hammer)는 고압의 스팀이나 압축공기를 사용하여 무거운 램을 상승시키거나 하강시키며 타격하는 방식으로, 대규모 보일러 및 공기압축기 등 부대설비가 필요하여 시공설비가 복잡하고 대규모 현장에 적합합니다. 따라서 '시공설비가 간단하며 소규모의 현장에 적합하다'는 설명은 디이젤 해머의 특징과 혼동된 것으로 명백히 틀린 설명입니다.
스팀해머는 보일러와 공기압축기 등 대형 부대설비가 필요해 설비가 복잡하고 대규모 현장에 적합하므로, 간단하고 소규모에 적합하다는 설명은 오답이다.
현장타설 콘크리트 말뚝의 장점에 대한 설명으로 옳지 않는 것은?
정답 ④ · 현장타설 말뚝은 지반에 구멍을 천공하고 그 내부에 철근을 삽입한 뒤 콘크리트를 타설하여 만드는 말뚝입니다. 지지층 깊이에 맞춰 길이를 조정할 수 있고, 구근을 형성하여 지지력을 증대시킬 수 있으며, 길어서 운반하기 어려운 단점이 없어 운반 취급의 제약이 없다는 장점이 있습니다.
현장타설 말뚝은 지중에서 시공되므로 품질 관리가 어렵고 결함 발생 가능성이 높아 '품질 관리가 쉽다'는 설명은 틀렸다.
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