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PHC 파일

작성자최현기|작성시간07.01.03|조회수798 목록 댓글 0
콘크리트의 허용압축응력이 대단히 크므로 종래의 PC파일보다 더 큰 축방향 하중에 견딥니다.
압축강도가 800kgf/㎠이상인 콘크리트로 성형한 단면에 소요의 Prestress를 균일하게 도입하여 타격내력이 우수할 뿐만 아니라 항타 시 발생하는 반사파에 의한 인장응력을 완전히 흡수하기 때문에 균열이 없고 종래의 PC파일로는 항타가 곤란한 중간의 단단한 층도 용이하게 관입되므로 보다 깊게, 보다 단단한 지층에 관입이 가능합니다.
콘크리트의 휨인장응력이 크므로 축력과 수평력을 동시에 받는 내진 설계시 가장 적합한 파일입니다.
종래 4주간 요하던 양생시간이 Autoclave양생으로 재령1일만에 소정의 압축강도 800kgf/㎠이상이라는 초 고강도를 발휘하므로 즉시 현장출하가 가능합니다.
Autoclave 양생을 하므로 종래의 PC파일보다 Creep Shrinkage가 극히 적습니다.

PHC PILE 말뚝의 선단부는 강판재 MAMMILLA SHOE 및 FLAT SHOE가 표준입니다. ?또 토질의 특성, 공법에 따라 CLOSE SHOE와 OPEN SHOE 등을 부착시켜, 사양에 따라 적절한 SHOE 구조를 만들 수 있습니다.
종래의 PENCIL TYPE SHOE는 보통 지반에서의 관입성은 좋으나 지지층이 경사가 심한 지반이나, 지반중에 호박돌 등의 장애물이 있으면 휘기 쉬운 결점이 있어 PHC PILE에는 이를 개선하여,관입직진성을 향상시킨 MAMMILLA SHOE를 채택하 였습니다.

 

 
파일성능표

외경 D

(㎜)

두께
t
(㎜)

기준
휨모멘트

(n=0)

콘크

리트
단면적 Ac

(c㎡)

환산
단면적 Ae

(c㎡)

환산

단면
2차
모멘트
le(c㎡)

환산

단면
계수
Ze

(c㎥)

유효
Prestress
σce
(kgf/cm2)

설계
휨모멘트

(n=0)

허용
축방향
하중
Pa(ton)
균열
Mcr
(tf.m)
파괴
Mu
(tf.m)
균열
Mcr
(tf.m)
파괴
Mu
(tf.m)
350 60 A 3.5 5.3 547 561 61623 3521 41.90 4.18 6.67 90
B 5 9 574 63352 3620 84.25 5.76 11.65 92
C 6 12 582 64043 3659 98.62 6.35 13.70 81
400 65 A 5.5 8.3 684 704 102382 5119 41.90 6.07 9.95 112
B 7.5 13.5 723 105009 5250 81.34 8.20 17.72 115
C 9 18 731 106837 5341 102.98 9.50 19.9
102
450 70 A 7.5 11.3 836 858 160595 7137 42.00 8.61 12.68 137
B 11 19.8 881 165313 7347 83.50 11.94 22.92 141
C 12.5 25 891 167488 7443 104.12 13.33 28.20 124
500 80 A 10.5 15.8 1056 1085 247671 9906 41.04 11.49 17.60 173
B 15 27 1114 254265 10170 83.80 15.69 31.69 178
C 17 34 1127 259624 10384 104.22 18.75 38.11 157
600 90 A 17 25.5 1442 1480 496161 16538 40.14 19.04 28.92 236
B 25 45 1519 509140 16971 83.60 25.92 50.13 242
C 29 58 1536 519686 17322 103.57 30.93 64.30 215
700 100 A 27 40.5 1885 1936 895951 25598 40.88 29.66 43.97 309
B 38 68.4 1987 923244 26378 82.77 41.61 83.08 317
C 45 90 2015 940542 26872 104.10 48.42 103.79 282
800 110 A 40 60 2384 2447 1495856 37396 40.44 43.17 63.47 391
B 55 99 2510 1541864 38546 81.95 60.49 120.13 402
C 65 130 2544 1571024
39275 104.22 70.78 149.98 358
 

 
말뚝 자체의 허용 응력도와 저감율
파일종류 콘크리트 압축강도 콘크리트 허용응력도 세장비에 의한 저감율
(한계 110%)
응접이음에 의한
저감율
PHC A 800kgf/cm² 200kgf/cm² (L/D-85)%
L : 파일의 길이(m)
D : 파일의 외경(m)
5N %
N : 이음개소
  시멘트, 모래, 자갈, PC강선 ,철선,혼화제 등을 입하하고 인수검사를 합니다.  
 
  PC강선을 절단하여 양쪽에 긴장을 가할 수 있는 모양으로 가공을 합니다.  
 
  계량된 원재료를 일정시간 혼합합니다.  
 
  PC강선에 철선을 용접하여 편성합니다.  
 
  정해진 콘크리트 혼합량을 형틀에 투입합니다.  
  파일의 양 끝단에 부착되는 슈와 용접조인트 등을 편성품에 조립하여 형틀에 투입합니다.  
   
  투입이 완료된 형틀에 상부형틀을 올려 체결합니다.  
  파일에 계산된 긴장량만큼 긴장력을 가하여 PC강선을 긴장합니다.  
  파일의 다짐과 두께를 형성시킬 목적으로 원심대에서 형틀을 회전시킵니다. 이때 원통형 모양이 형성됩니다.  
  약 70도 내외의 온도로 상압 증기 양생을 합니다.  
  긴장력을 가했던 제품에 볼트를 풀어 응력을 줍니다.  
  제품을 형틀 내에서 빼냅니다.  
  오토클레이브에 고온, 고압 (180도,10기압)으로 증기양생 을 합니다.  
  양생이 완료된 제품을 야적장에 적재하여 보관합니다.  
  고객의 요청에 의해 출하검사를 마친 후 출하를 합니다.  

각종 파일 항타 공법 중 가장 오래 전부터 사용되고 있는 일반적인 공법이며 대부분의 토층에 적용 가능하나 중간층에 전석이 있는 경우는 타격이 불가능하다. 사용되는 해머에는 디젤해머,스팀해머,유압해머 등으로 크게 나눌 수 있으며 해머의 선정에 있어서는 파일의 크기,토질 등을 충분히 검토한 후 결정해야 되며, 이공법의 최대 난점은 타격시 진동 및 소음을 수반하며 파일의 두부파손이 다른 공법에 비하여 높다.
- 디젤해머, 유압해머, 바이브로 해머, 스팀해머
파일본체에 상하 또는 하향만 진동을 주어 파일의 관입 시 마찰저항 및 선단저항을 감소시킴과 동시에 연속적인 진동제하에 의하여 파일의 능률적으로 관입시키는 공법이다.
 
종래의 타격에 의한 관입이 곤란한 중간층이 있어 타격매입공법으로는 타입이 곤란 경우 스크류오거로 소정의 깊이까지 선행굴착으로 파일의 관입저항을 감소하고 말뚝을 굴착구멍안에 가설 후 지지력을 증가시키기 위해 타격력을 사용하는 공법이다.
- 선굴식(프리보링) : 사전에 보링구멍을 미리 만들고 나중에 파일을 삽입하는 방법
- 중굴식 : 파일의 중공부를 이용하여 보링기계를 설치하고 보링과 함께 파일의
  관입을 동시에 진행하는 방법
- 중간형 : 중굴식이지만 보오링공정과 파일의 관입공정이 분명히 구별할 수
  있는 방법
선단개방 기성제품 파일내공에 스파이럴 오거등을 통해서 지반을 굴삭하면서 파일을 소정의 깊이까지 설치하는 것으로 소정의 지지력을 갖추기 위한 선단처리를 하는 공법이다. 침설방법은 파일을 아래 방향으로 밀어 넣어서 압입시키는 방법,굴삭과 동시에 항체를 회전시키는 압입방법이 있다.
파일지름 보다 크게 굴착하고 파일둘레 고정액 및 밑다짐액을 채운 구멍 안에 파일을 가설하는 공법이다. 종류에는 최종타격방식, 시멘트밀크 분출교반방식, 콘크리트 타설 방식이 있다.
물을 고압으로 분사하여 파일의 주위 및 선단부의 마찰을 감소시켜 파일을 관입시키는 공법으로서 타격관입공법 또는 압입공법이 곤란한 경우 특히 사질지반에 적합하다. 젯트공법에 의한 파일관입하는 방법에는 외포젯트공법, 중젯트공법, 내장젯트공법 3가지가 있다.
회전압입에 의한 매입공법은 파일의 선단 금물을 오가로서 회전력을 주면서 압입하여 파일을 소정의 위치에 설치하는 공법이다.
회전 압입시에는 물 등을 선단부로부터 분출하여 보조하는 방법도 있으며 파일의 선단지지력의 발현방법은 하부고정에 의한 방법이 일반적이다.
 
1) 올케이싱 공법
중굴식 프랑스의 BENOTO사가 제일먼저 개발하여 사용하였기 때문에 일명 BENOTO공법이라 부른다. 굴착시 공벽붕괴를 방지하기 위하여 CASING TUBE를 부착하여 회전시키는 요동압입장치 (OSCILLATOR)로 흙속에 삽입함과 동시에 굴착기로 내부를 굴착배토하여 소정의 깊이까지 굴착하고 HOLE내의 SLIME의 제거와 응력제(STEEL CAGE,STEEL PIPE,H-BEAM)의 삽입후 콘크리트를 타설하고 요동압입장치로 CASING을 인발하여 현장타설 말뚝을 조성하는 공법이다.
2) 어스드릴공법
어스드릴공법은 다른 현장 타설 말뚝공법과 비교하여 소형의 장비이며 시공능률이 좋고 비용이 저렴 할 뿐 아니라 이 공법에 적합한 지반이 많다는 사실로도 건물의 기초 말뚝에 많이 사용되고 있다.그러나 안정액을 사용하여 보통 논케이싱(non casing)으로 시공하기 때문에 안정액의 관리가 충분하게 되지 않으면 공벽 붕괴가 생기는 일도 있으며 장점이 많은 반면 단점도 있는 공법이다. 공벽 붕괴의 위험을 방지하기 위하여 케이싱을 사용하기도 한다.
3) 리버스셔클레이션공법
역순환 굴착공법은 1954년 독일의 SALZ GITTER사에서 개발한 공법으로 현장타설 말뚝공법 중 가장 대구경이며 깊은 심도까지 시공할 수 있다. 굴착방법은 표층부에 스탠드 파이프를 설치한 다음 토질에 적합한 비트를 회전시켜 지반을 굴착하고 굴착토를 구멍내 이수와 함께 석션펌프나 에어리프트에서 지상으로 배출하는 방법에 의하고 있고 스탠드 파이프 이상 깊이의 공벽은 역순환하는 이수중의 세립토에 의해 만들어지는 케이크와 지하 수두차에 의해 보호하는 것을 원칙으로 하고있다.
심초
주로 사람이 깊이 75㎝정도로 소국굴착 하고 노출된 굴착측면에 흙막이로서 파형강관을 밀어 넣고 흙막이의 겹침부에 산형가의 링을 설치하여 흙막이로 하는 작업을 반복하면서 굴착해 간다 소정의 깊이에 도달한 후 지지층의 지내력을 확인하고 링재와 흙막이를 떼어내면서 철근조립과 콘크리트타설을 반복하면서 지표까지 상승한다. 말뚝지름은 사람이 들어가 작업할 수 있는 2m 정도가 최소이며 최대지름은 수m까지 가능하고 깊이는 20-30m가 한계이다.

 
 
1 일반항목
2 준비작업
3 지장물건
4 말뚝의 운반보관
5 말뚝의 품질 및 수량
6 말뚝세우기
7 향타
8 현장용접이음
9 말뚝의 두부처리
10 안전환경대책

 
 
1 크레인 전도
2 향타기의 전도
3 말뚝두부의 파손
4 말뚝중간부의 파손(중파)
5 말뚝의 종크랙
6 말뚝의 횡크랙
7 선단부의 파손
8 높게 올려 놓기
9 말뚝길이 부족
10 안전환경대책

* 아래 사진은 다담(多憺)님의 블로그 (http://blog.naver.com/cocodasi/140011192720)에서 참조하였습니다.
[PHC PILE -400mm-15m 입고 하자]
 

[꽃심심기/목심넣기1]
형틀작업자들이 PHC PILE을 심을 자리를 타이핀 구멍에 빨간색 라일론 끈으로 끄나풀을 만들어 지면에 박아놓았다.
 
 
[꽃심심기/목심넣기2]
바로 위에 했던 방법으로 하게되니, 작업시 분실의 우려가 놓고 정확한 위치가 육안으로 구별이 되지 않아 위 사진과 같은 방법으로 주위 테두리목을 둘러대고 선을 띄우고 락카를 이용해 PHC PILE을 박을 자리를 위치표시해 두었다.
 
 

[오거크레인(70TON)을 이용해 PILE 천공]

위 사진에서는 PHC PILE을 넣기 위해 천공을 하고 있다. 물론 위에서 말한 꽃심의 위치를 중심으로 하여 작업을 하고 있으며, 천공시 발생되는 슬라임을 0.2G 백호를 이용해 외부로 꺼내고 있다.

 

[PHC PILE 천공중에 있는 상태임 - 옆 PILE과의 관계를 표시하기 위해 사진을 찍어두었는데, 자세한 내용은 공부한 후에 기술함.]

 


[오거크레인의 스쿠류를 이용해 천공 후 스크류를 빼내게 될 때 스쿠류를 회전시키며, 물시멘트를 배합한 시멘트물을 주입하며 인발한다.]
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