깊은 기초 설계 기준
1. 일반사항
1.1 목적
- 본 기준은 지지력, 침하 등 깊은 기초에서 발생 가능한 파괴에 대한 설계 안정성을 확보하기 위한 최소한의 설계 요구조건을 규정합니다.
1.2 적용범위
- 본 기준은 기초의 최소 폭에 비해 지지층까지의 깊이가 상대적으로 큰 깊은 기초 형식인 말뚝 기초, 케이슨 기초 등의 일반 설계 (허용 응력 설계)에 적용됩니다.
1.3 참고 기준
- 1.3.1 관련 법규: 내용 없음
- 1.3.2 관련 기준:
- KDS 11 10 05 지반 설계 일반사항
- KDS 11 10 10 지반 조사
1.4 용어의 정의
- 극한 지지력: 구조물을 지지할 수 있는 지반의 최대 저항력
- 기성 콘크리트 말뚝: 공장에서 제작된 콘크리트 말뚝
- 단기 허용 압축 응력: 가설 구조물에 작용하는 하중과 일시적으로 작용하는 일시 하중 (단기 하중)에 대한 허용 압축 응력
- 말뚝 기초: 말뚝을 지중에 삽입하여 하중을 지반 속 깊은 곳의 지지층으로 전달하는 깊은 기초의 대표적인 형식
- 매입 말뚝: 지반에 굴착공을 천공한 후 시멘트 풀을 주입하고 기성 말뚝을 삽입한 다음, 필요에 따라 말뚝에 타격을 가하여 지지 지반에 말뚝을 안착시키는 공법
- 무리 말뚝: 두 개 이상의 말뚝을 인접 시공하여 하나의 기초를 구성하는 말뚝의 설치 형태
- 부주면 마찰력: 말뚝 침하량보다 큰 지반 침하가 발생하는 구간에서 말뚝 주면에 발생하는 하향의 마찰력
- 선단 지지력: 깊은 기초의 선단부 지반의 전단 저항력에 의해 발현되는 지지력
- 세장비: 말뚝의 지름 대비 길이의 비, 말뚝 재료의 허용 하중 산정에 반영
- 장기 허용 압축 응력: 영구 구조물에 상시 작용하는 상시 하중 (장기 하중)에 대한 허용 압축 응력
- 주면 마찰력: 말뚝의 표면과 지반과의 마찰력에 의해 발현되는 저항력
- 케이슨 기초: 지상에서 제작하거나 지반을 굴착하고 원위치에서 제작한 콘크리트 통에 속채움을 하는 깊은 기초 형식
- 타입 말뚝: 기성 말뚝을 해머로 타격하여 지지층까지 관입시키는 말뚝 시공 방법
- 허용 지지력: 구조물의 중요성, 설계 지반 정수의 정확도, 흙의 특성을 고려하여 지반의 극한 지지력을 적정의 안전율로 나눈 값
- 현장 타설 콘크리트 말뚝: 지반에 천공하고 콘크리트를 타설하여 완성하는 말뚝
1.5 기호의 정의: 내용 없음
1.6 검토 사항
- 기초의 지지력은 작용 하중에 대해 구조물별로 정해진 안전율을 확보해야 합니다.
- 기초의 변위는 상부 구조물에 유해한 영향을 주지 않아야 하며, 축방향 및 횡방향 변위에 대해서도 검토해야 합니다.
- 기초의 설계는 안정성 외에 경제성, 시공성, 환경 영향 등을 검토해야 합니다.
- 기초의 설계는 그 시공 방법 (타입 공법, 매입 공법, 현장 타설 공법)을 고려하여 검토해야 합니다.
2. 조사 및 계획
- 깊은 기초 설계를 위한 조사는 KDS 11 10 10 을 따릅니다.
3. 재료
- 내용 없음
4. 설계
4.1 말뚝 기초
- 본 기준은 각종 토목 구조물과 건축 구조물에 사용되는 말뚝 기초의 설계에 적용되며, 1.6을 검토하여 결정해야 합니다.
4.1.1 말뚝의 축방향 지지력과 변위
4.1.1.1 말뚝 기초의 축방향 허용 지지력과 허용 변위
- 말뚝 기초의 축방향 허용 지지력은 말뚝 본체의 허용 압축 하중과 지반의 허용 지지력 중 작은 값으로 합니다.
- 말뚝 기초의 축방향 허용 변위는 상부 구조물의 허용 변위량 이내로 합니다.
4.1.1.2 말뚝 본체의 허용 압축 하중
- 강말뚝:
- 강말뚝 본체의 허용 압축 하중은 강재의 허용 압축 응력에 본체의 유효 단면적을 곱한 값에 세장비 (말뚝 지름에 대한 길이의 비) 및 말뚝 이음에 의한 지지 하중 감소를 고려하여 결정합니다.
- 강말뚝 본체의 유효 단면적은 구조물 사용 기간 중의 부식을 공제한 값으로 하되, 부식을 공제할 때에는 육상 말뚝과 해상 말뚝으로 구분하여 고려합니다.
- 지하수에 의해 부식이 우려되는 경우에는 강재 부식 방지 공을 검토하고, 이 조건을 고려하여 강말뚝 본체의 허용 압축 하중을 결정합니다.
- 기성 콘크리트 말뚝:
- RC (Reinforced Concrete) 말뚝 본체의 허용 압축 하중은 콘크리트의 허용 압축 응력에 콘크리트의 단면적을 곱한 값에 세장비 및 말뚝 이음에 의한 지지 하중 감소를 고려하여 결정합니다.
- PC (Prestressed Concrete) 말뚝 및 PHC (Pretensioned spun High strength Concrete) 말뚝 본체의 허용 압축 하중은 콘크리트의 허용 압축 응력에 콘크리트의 단면적을 곱한 값에 프리스트레싱의 영향을 고려하고, 세장비 및 말뚝 이음에 의한 지지 하중 감소를 고려하여 결정합니다.
- 지하수에 의해 부식이 우려되는 경우에는 부식 방지 공을 검토해야 하며, 이 조건을 고려하여 말뚝 본체의 허용 압축 하중을 결정합니다.
- 현장 타설 콘크리트 말뚝:
- 현장 타설 콘크리트 말뚝 본체의 허용 압축 하중은 콘크리트와 보강재로 구분하여 허용 압축 하중을 각각 산정한 다음, 이 두 값을 합한 값에 세장비에 의한 지지 하중 감소를 고려하여 결정합니다.
- 콘크리트의 허용 압축 하중은 콘크리트의 허용 압축 응력에 콘크리트의 단면적을 곱한 값으로 합니다.
- 보강재의 허용 압축 하중은 보강재의 허용 압축 응력에 보강재의 단면적을 곱한 값으로 합니다.
- 지하수에 의해 부식이 우려되는 경우에는 부식 방지 공을 고려하여 말뚝 본체의 허용 압축 하중을 결정합니다.
- 기타 종류의 말뚝:
- 합성 말뚝, 복합 말뚝, 마이크로파일 등의 본체 허용 압축 하중은 해당 재료에 대해 필요한 구조 계산을 실시하여 결정합니다.
4.1.1.3 지반의 축방향 허용 압축 지지력
- 외말뚝 조건에서 지반의 축방향 허용 압축 지지력은 축방향 극한 압축 지지력을 소정의 안전율로 나눈 값으로 합니다.
- 안전율은 축방향 극한 압축 지지력을 산정하는 방법의 신뢰도에 따라 적용합니다.
- 말뚝의 축방향 압축 지지력은 다음과 같이 결정합니다.
- 구조물의 중요도가 높거나 대규모 공사에서는 시험 시공 말뚝을 설치하여 압축 재하 시험으로부터 지반의 축방향 허용 압축 지지력을 확인하며, 하중 전이 특성을 고려한 말뚝의 하중 지지 거동을 파악하여 허용 압축 지지력을 평가하는 데 이용합니다.
- 공사 규모가 작거나 제반 여건상 시험 시공 말뚝 설치와 압축 재하 시험이 곤란한 경우에는 지반 조사와 토질 시험 결과를 이용한 정역학적 지지력 공식을 이용하거나, 표준 관입 시험, 정적 관입 시험, 공내 재하 시험 등과 같은 원위치 시험 결과를 이용한 경험식에 의하여 축방향 극한 압축 지지력을 계산할 수 있습니다.
- 경험식에 의한 축방향 압축 지지력 산정 방법은 신뢰도가 낮기 때문에 공사 초기에 실제 말뚝을 대상으로 압축 재하 시험을 실시하여 축방향 허용 압축 지지력을 확인해야 합니다.
- 항타 공법으로 말뚝을 시공하는 경우에는 파동 이론 분석을 실시하여 항타 장비 선정, 항타 시공 관입성 및 지반의 축방향 극한 압축 지지력 등을 검토하되, 시험 시공 말뚝 설치 시 동적 거동 측정을 실시하여 이를 확인합니다.
- 말뚝의 지지력은 시공의 영향이 크므로 본말뚝 시공 전에 시험 시공 말뚝을 설치하고 그 결과를 검토하여 설계 심도, 말뚝 길이, 시공 방법 등의 적정성을 확인하여 결정합니다.
- 암반에 근입된 대구경 현장 타설 말뚝에서 선단 소켓부가 인위적으로 거칠게 시공된 경우에는 굴착공 벽의 거칠기를 평가하고 이를 고려하여 주면 마찰력을 산정할 수 있습니다.
4.1.1.4 재하 시험에 의한 축방향 허용 압축 지지력 결정
- 말뚝 기초의 압축 재하 시험은 고정 하중을 적재하거나 지반 앵커의 인발 저항력 또는 반력 말뚝의 마찰력을 이용한 압축 정재하 시험, 말뚝 본체에 미리 설치된 가압 잭 (또는 가압 셀)을 이용한 양방향 재하 시험, 동적 하중을 재하하는 동재하 시험 방법 등이 있으며 다음 사항을 고려하여 실시합니다.
- 말뚝의 압축 지지력은 지반 조건에 따라 말뚝을 시공한 후 경과한 시간에 따라 변화하므로 이에 대한 확인이 필요한 경우 동일한 말뚝에 대하여 시공 후 일정한 시간이 경과한 조건에서 압축 재하 시험을 실시합니다.
- 동재하 시험은 실시 기술자의 자질에 따라 그 신뢰도가 영향을 받으므로 이러한 문제를 해결할 수 있도록 계획되어야 하며, 필요한 경우 동일한 말뚝에 대해 수행된 정재하 시험 결과와 비교 평가하는 등 동재하 시험 결과의 신뢰도를 확인하는 절차를 거치도록 합니다.
- 재하 시험에 의한 허용 압축 지지력은 항복 하중의 1/2 및 극한 하중의 1/3 중 작은 값으로 하고, 재하 시험을 하지 않는 경우에는 지지력 산정식에 의해 구해지는 극한 지지력의 1/3 중에서 가장 작은 값으로 합니다.
- (2)항에 의한 안전율 적용은 비경제적인 경우도 있으므로 지반 조건, 시공의 정밀도, 말뚝 거동의 특성 및 말뚝 재하 시험 수량 등을 고려하여 적절한 폭으로 안전율을 낮출 수 있으며, 이 경우에도 극한 지지력에 대하여 2보다 낮은 안전율은 적용하지 않습니다.
4.1.1.5 항타 공식에 의한 축방향 허용 압축 지지력의 결정
- 항타 공식을 사용한 압축 지지력 추정은 사용 해머의 효율에 크게 영향을 받으므로 동재하 시험으로 해머의 효율을 주기적으로 실측한 값을 반영합니다.
- 항타 공식 계산 결과는 항타 시의 말뚝의 압축 지지력이므로 시간 경과 효과를 추가로 고려합니다.
- 항타 공식에 의한 압축 지지력 추정 방식은 간편하지만 신뢰도가 낮으므로 동재하 시험으로 얻은 실측 해머 효율과 시간 경과 효과를 고려하는 경우에도 항타 공식 계산 결과는 시공 관리 목적으로만 사용합니다.
4.1.1.6 무리 말뚝의 축방향 압축 지지력
- 무리 말뚝의 축방향 압축 지지력은 외말뚝의 축방향 압축 지지력에 말뚝 및 지반 조건에 따라 적합한 무리 말뚝 효과를 고려하여 산정하며, 이를 위하여 탄성 해석, 탄소성 해석 등에 의한 무리 말뚝 해석을 실시할 수 있습니다.
4.1.1.7 말뚝의 부주면 마찰력
- 말뚝의 부주면 마찰력은 말뚝과 지반의 상대적인 침하 거동에 따라 발생하는 하향력으로서 말뚝 기초의 지지력과 침하에 영향을 미치며, 다음과 같은 경우에 고려해야 합니다.
- 기초 지반에 점토, 실트 또는 유기질 토와 같은 압축성 지반이 분포하는 경우
- 말뚝 기초와 인접하여 쌓기가 예상되거나, 최근에 쌓기가 실시된 경우
- 기초 지반의 지하수위가 저하되는 경우
- 느슨한 사질 토에 액상화가 예상되는 경우
- 부주면 마찰력의 크기는 중립면의 위치, 침하지반의 특성, 말뚝 재료의 특성을 고려하여 산정합니다.
- 무리 말뚝에 대해서는 무리 말뚝 효과를 고려한 부주면 마찰력을 적용할 수 있습니다.
- 부주면 마찰력이 발생하는 지반 조건에서는 선단 지지력의 크기, 주면 마찰력의 크기 및 분포를 판단할 수 있는 하중 전이 시험이 포함된 압축 재하 시험을 실시하여 축방향 허용 압축 지지력을 결정할 수 있습니다.
- 부주면 마찰력이 큰 경우에는 부주면 마찰력 감소 방법을 적용할 수 있습니다.
- 액상화에 의해 발생된 말뚝 부주면 마찰력은 다른 하중 조합에 포함하여 고려해야 하며, 액상화로 인한 말뚝의 부주면 마찰력은 압밀 침하에 의한 말뚝 부주면 마찰력과 조합하지 않습니다.
- 일시적으로 작용하는 하중 (지진 하중, 풍 하중, 빙하 중, 충돌 하중, 제동 하중 등)으로 인해 말뚝 부주면 마찰력이 감소되는 것을 말뚝 기초 설계에 고려한다면, 이들 하중과 동일한 하중을 말뚝 부주면 마찰력에서 감소시켜야 합니다.
- 말뚝의 부주면 마찰력과 활하중 또는 일시적으로 작용하는 하중은 동시에 조합하여 고려하지 않습니다.
4.1.1.8 말뚝의 축방향 허용 인발 저항력
- 외말뚝의 허용 인발 저항력은 지반의 축방향 허용 인발 저항력에 말뚝의 무게를 더한 값과 말뚝 본체의 허용 인발 하중 중 작은 값으로 합니다.
- 지반의 축방향 허용 인발 저항력은 인발 재하 시험을 실시하여 결정합니다.
- 인발 재하 시험 결과를 얻을 수 없는 경우에는 압축 재하 시험 결과로부터 얻어진 극한 압축 주면 마찰력으로부터 허용 인발 저항력을 추정할 수 있습니다.
- 무리 말뚝의 허용 인발 저항력에 대해서는 무리 말뚝의 영향을 고려합니다.
4.1.1.9 말뚝 기초의 침하
- 침하에 의한 구조물의 안정성을 판정할 때에는 외말뚝의 침하량, 무리 말뚝의 침하량, 부주면 마찰력에 의한 외말뚝의 침하량, 부주면 마찰력에 의한 무리 말뚝의 침하량 및 부등 침하량 등을 고려해야 합니다.
- 허용 침하량은 상부 구조물의 구조 형식, 사용 재료, 용도, 중요성 및 침하의 시간적 특성 등에 의해 정합니다.
- 외말뚝의 침하량은 압축 정재하 시험을 실시하여 판정하는 것이 가장 바람직하며, 압축 정재하 시험 결과를 얻을 수 없는 경우에는 침하량 산정 공식이나 해석적 기법을 이용하여 추정합니다.
4.1.2 말뚝의 횡방향 허용 지지력
4.1.2.1 말뚝의 횡방향 지지력
- 말뚝의 횡방향 지지력은 말뚝에 발생하는 휨 응력이 말뚝 재료의 허용 휨 응력 이내가 되는 값이며, 말뚝 머리의 횡방향 변위량이 상부 구조에서 정해지는 허용 변위량을 넘어서지 않는 조건을 만족시키는 가장 큰 값으로 합니다.
4.1.2.2 외말뚝
- 외말뚝의 횡방향 허용 지지력은 횡방향 재하 시험을 실시하여 결정합니다.
- 횡방향 재하 시험을 실시할 수 없는 경우에는 탄성보 방법 및 극한 평형법과 같은 해석적 방법 또는 프레셔미터 결과를 이용한 방법으로 횡방향 허용 지지력을 추정합니다.
- 말뚝의 횡방향 재하 시험을 실시하더라도 실제 구조물의 하중 조건과 다른 경우에는 시험 결과와 실제 하중 조건을 검토하여 적합한 방법 (자료에 의한 경험적 방법)으로 해석합니다.
- 경사 말뚝과 연직 말뚝으로 이루어진 구조물 기초에 작용하는 수평력은 모두 경사 말뚝에 의해서 지지되는 것으로 할 수 있으며, 이 경우 경사 말뚝에 작용하는 수평력은 각 경사 말뚝의 축방향 지지력에 의해서만 저항하는 것으로 설계할 수 있습니다.
4.1.2.3 무리 말뚝
- 무리 말뚝의 횡방향 허용 지지력은 말뚝 중심 간격에 따른 영향을 고려합니다.
- 무리 말뚝 효과에 대해서는 무리 말뚝의 횡방향 재하 시험을 실시하여 확인합니다.
- 무리 말뚝의 횡방향 재하 시험을 실시할 수 없는 경우에는 해석적 방법으로 추정합니다.
4.1.2.4 횡방향 허용 지지력 저감
- 주기적으로나 장기적으로 횡방향 하중을 받는 조건에서의 횡방향 허용 지지력은 정적인 하중 조건으로 결정된 횡방향 허용 지지력에 횡방향 지반 반력 계수 등을 감소시켜 결정합니다.
4.1.2.5 횡방향 지반 반력 계수
- 말뚝 기초의 설계에 이용되는 횡방향 지반 반력 계수는 말뚝의 횡방향 재하 시험을 통한 하중-변위량 곡선에서 역산하여 구하며, 지반 조사 및 토질 시험 결과를 이용하여 추정할 수 있습니다.
4.1.3 말뚝의 스프링 정수
4.1.3.1 말뚝의 축방향 스프링 정수
- 외말뚝의 축방향 스프링 정수는 압축 재하 시험을 통한 하중-침하량 곡선으로부터 결정하며, 기존의 압축 재하 시험에 기초한 추정식, 토질 시험 및 현장 시험의 결과를 이용하여 추정할 수 있습니다.
4.1.3.2 말뚝의 축직각 방향 스프링 정수
- 외말뚝의 축직각 방향 스프링 정수는 횡방향 지반 반력 계수를 이용하여 탄성 지반 위의 보이론을 기초로 산정합니다.
4.1.4 말뚝 재료의 허용 응력
- 나무 말뚝:
- 나무 말뚝의 허용 압축 응력은 소나무, 낙엽송, 미송의 경우 5 MPa, 기타 수종의 경우는 상시 습윤 상태에서의 허용 압축 응력과 5 MPa 중 작은 값을 택하며, 허용 압축 하중은 나무 말뚝의 최소 단면에 대해 산정합니다.
- 기성 콘크리트 말뚝:
- 기성 콘크리트 말뚝의 장기 허용 압축 응력은 콘크리트 설계 기준 강도의 최대 1/4까지를 적용할 수 있으며, 단기 허용 압축 응력은 장기 허용 압축 응력의 1.5배로 합니다.
- 콘크리트의 설계 기준 강도는 35 MPa 이상으로 하고 허용 하중은 말뚝의 최소 단면으로 결정합니다.
- 현장 타설 콘크리트 말뚝:
- 현장 타설 콘크리트 말뚝의 장기 허용 압축 응력은 시공 시의 상황에 따라 다음과 같이 정합니다.
- 말뚝 본체의 전부 또는 일부의 콘크리트가 물 또는 흙탕물 중에 타설될 경우는 콘크리트 설계 기준 강도의 20% 이하
- 말뚝 본체 콘크리트 타설을 위한 굴착 구멍에 물 또는 흙탕물이 없는 상태에서 콘크리트가 타설될 경우 또는 수중 타설 콘크리트에 대한 조치가 있는 경우는 콘크리트 설계 기준 강도의 25% 또는 8.5 MPa 이하
- 현장 타설 콘크리트 말뚝의 장기 허용 압축 응력은 시공 시의 상황에 따라 다음과 같이 정합니다.
- 강말뚝:
- 강말뚝의 장기 허용 압축 응력은 일반적으로 부식 부분을 제외한 단면에 대해 재료의 항복 응력과 국부 좌굴 응력을 고려하여 결정합니다.
- 강말뚝의 부식은 말뚝이 설치되는 지역 조건 및 환경 조건에 따라 결정합니다.
- 단기 허용 압축 응력은 장기 허용 압축 응력의 1.5배로 합니다.
4.1.5 말뚝 기초 설계
4.1.5.1 설계 시 고려 사항
- 말뚝에 작용하는 압축, 인장, 전단, 휨 응력이 모두 허용 응력 범위 안에 있어야 합니다.
- 말뚝과 기초 푸팅의 연결부, 말뚝의 이음부 등은 확실하게 시공할 수 있도록 설계합니다.
- 말뚝의 부식, 풍화, 화학적 침해 등에 대하여 적합한 대책을 강구합니다.
- 침식, 세굴 또는 인접 지반의 굴착, 지하수 변동 등에 대한 검토와 대책을 수립합니다.
- 말뚝을 소요 지지층까지 관입시킬 수 있는 공법을 선정합니다.
- 시공 시 발생할 수 있는 소음, 진동 등은 환경 기준을 만족해야 합니다.
- 지반의 액상화 가능성에 대하여 검토합니다.
- 말뚝 종류 선정, 시공 장비 선택, 시공법 선정, 지지층 선정, 시멘트 풀 보강 여부, 무리 말뚝 시공으로 인한 말뚝 솟아오름 가능성 등에 대하여 검토합니다.
4.1.5.2 말뚝 간격과 말뚝 배열
- 말뚝의 배열은 연직 하중 작용점에 대하여 가능한 한 대칭을 이루며 각 말뚝의 하중 분담률이 큰 차이가 나지 않도록 합니다.
- 말뚝 중심 간격은 최소한 말뚝 지름의 2.5배 이상, 기초 측면과 말뚝 중심 간의 거리는 최소 말뚝 지름의 1.25배 이상으로 합니다.
4.1.5.3 말뚝 기초의 반력
- 말뚝 기초의 연직 하중은 말뚝에 의해서만 지지되는 것으로 간주하며 기초 푸팅의 지지 효과는 무시합니다. 다만, 기초 푸팅의 지지 효과에 대하여 충분히 신뢰할 수 있는 경우에는 이를 고려합니다.
- 말뚝 기초의 횡방향 하중은 말뚝에 의해서 지지되는 것으로 하되, 다만 기초의 깊이가 깊고 뒤채움이 잘 다져져서 횡방향 하중을 분담할 수 있다고 판단될 때에는 기초 측면의 횡방향 지지력을 고려할 수 있습니다.
- 기초에 큰 횡방향 하중이 작용할 때에는 경사 말뚝을 배치하여 횡방향 하중을 분담하게 할 수 있습니다.
4.1.5.4 말뚝 기초의 설계 절차
- 말뚝 기초의 설계는 다음의 절차를 거쳐 수행합니다.
- 예비 설계
- 검증 시험 (proof test)
- 예비 설계의 보완
- 검증 시험이란 해당 공사에서 말뚝의 시공 방법 설정, 말뚝 지지력의 평가, 말뚝의 길이 결정, 말뚝의 하중 지지 거동의 확인 등을 위하여 실시하는 시험을 말합니다.
- 설계 단계에서 시험 시공 말뚝을 이용한 시험이 곤란할 경우에는 시공 초기에 설계 확인 및 본시공 관리 기준의 설정을 위하여 재하 시험을 계획합니다.
4.1.5.5 말뚝 재하 시험
- 말뚝 재하 시험으로는 압축 재하 시험, 인발 재하 시험, 횡방향 재하 시험 등이 있으며, 압축 재하 시험은 정재하 시험을 원칙으로 하되 시험 목적, 공사의 규모와 중요도, 실시 수량, 현장 여건 등 실시 조건을 고려하여 동재하 시험을 선택적으로 적용할 수 있습니다.
- 말뚝 재하 시험은 아래의 사항들을 고려하여 목적에 맞도록 계획합니다.
- 관련 시험 규정
- 지지력
- 변위량
- 건전도
- 시공 방법과 장비의 적합성
- 시간 경과에 따른 말뚝 지지력 변화
- 부주면 마찰력
- 하중 전이 특성
- 시험 횟수와 방법
- 시험 실시 시기
- 시험 및 결과 분석 요원의 신뢰도
- 압축 재하 시험을 동재하 시험 방법으로 적용할 경우 시공 장비의 성능 확인, 장비의 적합성 판정, 지반 조건 확인, 말뚝의 건전도 판정, 지지력 확인 등을 목적으로 실시해야 하며, 4.1.1.4 (1) ① 및 ②를 고려하여 말뚝 지지력의 시간 경과 효과 및 시험 품질을 검증할 수 있습니다.
- 압축 재하 시험의 최소 실시 수량은 지반 조건에 큰 변화가 없는 경우 전체 말뚝 수량의 1% 이상 (말뚝이 100개 미만인 경우에도 최소 1개)을 실시하되, 시설물별 기준에서 별도의 실시 수량을 정하고 있는 경우 해당 기준을 따릅니다.
- 지형 및 지반 조건, 시공 장비, 말뚝 종류 등 제반 시공 조건이 변경될 때는 시험 횟수를 추가하도록 시방서에 명시해야 하며, 구조물의 종류와 특성, 중요도 등을 고려하여 발주처와 협의하여 실시 수량을 별도로 정할 수 있습니다.
4.1.5.6 특수한 조건에 있는 말뚝 기초의 설계
- 다음에 나타난 바와 같이 특수한 조건에 있는 말뚝 기초를 설계할 때는 지반의 성질, 하중 조건, 말뚝 기초 전체의 안전성 등에 대해 종합적으로 검토해야 합니다.
- 확대 기초 근입부의 연직 저항 또는 횡저항을 고려한 말뚝 기초
- 지반면 위에 돌출된 말뚝 본체에 횡하중이 작용되는 말뚝 기초
- 동일한 확대 기초에 길이가 현저히 다른 말뚝이 있는 말뚝 기초
- 비탈면 위에 설치되는 말뚝 기초
- 횡방향 변위량을 특별히 제한하지 않는 말뚝 기초
- 세굴을 고려해야 하는 말뚝 기초
- 단일 현장 타설 말뚝 기초
- 단층 파쇄대에 설치되는 말뚝 기초
- 연약 지반이 매우 깊은 곳에 설치되는 말뚝 기초
- 저진동 및 저소음 공법으로 설치되는 매입 말뚝 기초
4.1.5.7 말뚝과 확대 기초의 결합부
- 말뚝과 확대 기초의 결합 방식은 강결합과 힌지 결합 등이 있으며, 구조물의 특성에 따라 각각 규정된 방법으로 선정하되 결합부에 생기는 모든 응력들에 대해 안전하도록 설계해야 합니다.
4.2 케이슨 기초
4.2.1 적용 범위
- 본 기준은 케이슨 기초의 설계에 적용합니다.
- 케이슨 기초는 상부 구조물의 하중과 토압 및 수압뿐만 아니라 시공 중에 받게 되는 모든 하중 조건과 유속에 대하여 안전하도록 설계합니다.
4.2.2 지반의 허용 지지력
4.2.2.1 케이슨 기초 지반의 허용 연직 지지력
- 케이슨 기초 지반의 허용 연직 지지력은 지반 조사 및 시험 결과를 이용하여 정역학적 공식에 의해 구하거나, 시추 조사 결과와 평판 재하 시험 결과를 반영하고 기초 폭에 의한 크기 효과도 고려하여 결정합니다.
4.2.2.2 케이슨 기초 저면 지반의 허용 연직 지지력
- 케이슨 기초 저면 지반의 허용 연직 지지력은 KDS 24 14 50 (4.5.2 (4)) 의 관련 기준에 따릅니다.
4.2.2.3 케이슨 기초 전면 지반의 허용 수평 지지력
- 케이슨 기초 전면 지반의 허용 수평 지지력은 KDS 24 14 50 (4.5.2 (4)) 의 관련 기준에 따릅니다.
4.2.3 지반 반력 및 침하량
4.2.3.1 일반 사항
- 지반 반력은 케이슨 기초를 강체로 하여 산출합니다.
- 지반 변위량의 계산은 지반 조사나 토질 시험의 결과를 검토하여 이루어져야 합니다. 지반 변위량의 계산 시 사질 토의 경우는 탄성 변위량을 구하고, 점성 토의 경우는 탄성 변위량과 압밀 침하량을 구해야 합니다.
4.2.3.2 고려 사항
- 케이슨 기초 지반의 연직 지반 반력은 케이슨을 통하여 지반에 전달되는 모든 연직 하중을 케이슨의 저면적으로 나눈 값으로 합니다.
- 케이슨의 주면 마찰력은 일반적으로 고려하지 않습니다. 그러나 주면 마찰력이 분명하게 발생할 것으로 판단될 때는 그 영향을 고려합니다.