지지말뚝과 마찰말뚝

 

말뚝은 항타, 천공 또는 다른 방법으로 주위의 지반을 배제하면서 지반 내부에 설치하는 부재로서, 상부 구조물의 하중을 지반에 전달하는 역할을 한다. 말뚝을 기능적으로 분류하면서 지지말뚝, 마찰말뚝, 다짐말뚝 등으로 나눌 수 있다.

 

말뚝의 전체 지지력은 주면 마찰력과 선단 지지력의 합으로 구성된다. 말뚝 선단이 풍화암 이상 지층에 근입되어 지지력의 대부분을 선단 지지력에 의존하는 경우에는 지지 말뚝 또는 선단 지지 말뚝이라 부르고, 말뚝 선단이 양호한 지지층에 근입하기 어려워서 주면 마찰력에 주로 의존할 때는 마찰 말뚝이라 한다.

 

그러나 어떤 말뚝의 경우에도 선단 지지력과 주면 마찰력의 분담은 하중의 크기, 재하속도 및 하중 전이 거동 등에 따라 변화한다. 따라서 하나의 말뚝이 지지 말뚝과 마찰 말뚝으로 동시에 기능하는 경우가 많다.

말뚝의 지지유형

부마찰력

지지말뚝은 선단 지지력과 주면 마찰력으로 상부 하중을 지지하는데, 압밀침하 가능성이 있는 연약지반에서는 주면 마찰력이 하향으로 작용한다. 이때 작용하는 마찰력을 부마찰력이라고 하며, 부주면 마찰력이라고도 한다.

부마찰력의 개념도

발생 유형 또는 원인

- 말뚝 주위의 흙의 침하가 말뚝의 침하량보다 클 경우에 발생한다.
- 포화점토층에 타입된 선단 지지 말뚝에서 쉽게 발생한다.
- 압축성 토층 위에 상재하중이 가해질 때 발생한다.
- 지반자체의 무게로 인한 자중압밀로 발생한다.
- 지하 수위의 하강시 발생한다.
- 인근 공사로 발생할 수 있다.

저감대책

- 말뚝을 아스팔트로 코팅한다.
- 케이싱 안에 말뚝을 박아서 말뚝과 지반을 분리한다.
- 말뚝 직경보다 큰 구멍을 미리 만들고 말뚝을 설치한 다음 그 사이를 마찰 특성이 작은 벤토나이트 용액으로 채우는 방법을 사용한다.
- 표면적으로 작은 말뚝을 사용한다.
- 전기삼투공법을 이용하여 말뚝주변 점성토지반의 지하수를 배수하여 지반을 개량한다.
- 말뚝의 상부는 매끄러운 기성 말뚝으로 하여 마찰력을 작게 하고 하부는 현장말뚝을 성치하여 지지력을 크게 하는 방법도 고려한다.

 

2023.04.16 - [건축 시공학] - 기초의 종류 및 지정의 종류