현장타설말뚝 시공법(RCD, 요동식, 전선회식, 어스드릴 등)

1. RCD(Reverse Circulation Drill) 공법

1) 공법개요

① 지층상부에 케이싱 근입, 펌프로 물을 순환시키며 수위 및 공벽을 유지하면서 Rotary Boring기의 압력수 순환경로의 반대방향으로 물을 순환(수두차 2m 이상 유지)

② 롯드와 연결된 Drill Bit를 유압으로 회전시켜 굴착된 토사를 배출 Pipe를 통하여 배출

- 토사 굴착 : 햄머 그랩

- 암반 굴착 : RCD굴착기

③ 굴착 슬라임은 물과 함께 롯드 내로 흡입하여 배출

➃ 철근 삽입 및 콘크리트를 타설하여 Pile을 형성하는 공법

 

 

2) 공법 특징

✓ 대구경으로 깊이 70~80m 정도까지 굴착가능함

✓ 경암 등의 암반을 포함한 대부분 종류의 지층에 적용이 가능하며, 연속 시공 가능

✓ 장비가 가벼워서 수상 시공이 가능함

✓ 연약지반 및 해상/하상 구간에 적용성 우수

✓ 시공속도가 일 30~40m/day로 빠르다.

✓ 저소음, 저진동의 공법

✓ 희생강관 또는 케이싱 사용으로 굴착시 공벽유지 가능

✓ 지하수위가 높을 경우 수두차 유지곤란으로 공벽붕괴

✓ 치밀한 사력층이나 호박돌층에서는 Suction 작용에 의한 배출이 잘 안되거나 Drilling Pipe 직경이 약 150~300mm 정도로 작기 때문에 굴착토사 직경이 배출 Pipe보다 큰 경우 작업 곤란. → Drilling Pipe 직경의 약 70% 이상되는 호박돌 등은 햄머 그랩 등을 사용하여 배제하는 것이 일반적임.

✓ 햄머 그랩이 직접 굴착 공내벽에 부딪치게 되면 치명적인 손상을 입을 수 있음.

✓ 지반 중에 고압의 피압수, 복류수가 있으면 시공이 곤란함.

 

2. 요동식 올케이싱 공법(Benoto 공법)

1) 공법개요

① Benoto 굴착기, 오실레이터(oscillator)로 특정 규격의 강관 케이싱 튜브를 상하, 좌우(15~25°) 진동시켜 케이싱 튜브를 지중에 일정 깊이 압입

② 치즐이나 해머그래브 버켓을 낙하시켜 케이싱 내의 토사 및 슬라임을 굴착 배출한 후 철근 Cage 삽입

- 토사:hammer grab

- 암반:chisel

③ 콘크리트를 치면서 케이싱을 서서히 빼올려서 철근콘크리트 Pile을 조성하는 공법

 

 

2) 공법 특징

✓ All 케이싱에 의한 공벽 유지가 확실함

✓ 토사층의 경우에는 굴진속도가 양호

✓ 굴착하면서 지지층 확인 용이, 느린 굴착속도

✓ 케이싱 인발시 철근이 따라 올라오는 경향 발생

✓ 경사시공이 가능하며(경사도 12°까지 가능), 파일(Pile) 수직상태가 양호

✓ 햄머 그랩 선행으로 공내부에서 보일링 또는 히빙이 발생 가능

✓ 저진동·저소음이다.

✓ 암반을 제외한 토질에 적용 가능, 토사층 및 풍화암층에 적용하는 경우가 일반적임

✓ 굵은자갈, 호박돌이 섞인 지층에서는 케이싱 압입이 어렵다.

✓ Casing tube를 빼는데 극단적인 연약지대(점토층), 수상, 지하수위 이하에 세립의 모래층이 5m 이상인 경우에서는 반력이 크므로 부적합

✓ 장비가 크고 무거워 기동성이 떨어짐

 

 

3. 전선회식 올케이싱 공법(돗바늘 공법)

1) 공법개요

① 로테이터(rotator)를 이용하여 비트가 장착된 특정 규격의 강관케이싱을 회전 압입

② 치즐이나 해머그래브 버켓을 낙하시켜 지층을 굴착하고 슬라임을 배출

- 토사:hammer Grab

- 암반:chisel, casing crown

 

 

2) 공법 특징

✓ All casing에 의한 공벽 유지가 확실함

✓ 말뚝의 수직상태가 양호

✓ 토사 및 암반층에서의 시공속도가 탁월함

✓ 점토층 Casing 인발곤란

✓ 장비 중량이 커 진입로나 시공위치에서의 빠짐 및 기울어짐 주의 필요

✓ 로테이터의 용량에 따라 치즐이나 특수비트 케이싱을 사용하여 연암 이상의 지반까지 적용 가능

✓ 케이싱 튜브가 선행하므로 히빙이 없음

✓ 시공비가 매우 고가임

 

4. 어스드릴(Earth Drill) 공법

1) 공법개요

① Guide Pipe를 설치하여 굴착공 내에 벤토나이트 용액을 주입하여 공벽의 붕괴를 방지

② 굴삭기에 부착된 어스드릴의 켈리바라 부르는 신축 가능한 회전축의 선단에 특수 버킷을 부착, 회전시켜 지반을 굴착하여 버킷이 가득차면 배출

③ 철근콘크리트 타설

 

 

2) 공법 특징

✓ 저소음, 저진동의 공법

✓ 비교적 소형으로 기계설치 간단하며 이동이 쉬움

✓ 안정액의 관리가 어렵고 굴착시 연약층에 대한 공벽 유지가 어려움

✓ 안정액 사용할 때 굴착토사의 폐기처리가 필요하며, Mud cake에 의한 부착력이 감소된다.

✓ 굴착공의 연직도 유지가 곤란하나, 경사시공이 가능함(18°까지 가능)

✓ 토사층, 풍화암층에 적용하는 경우가 일반적이며 연질지반에 적합

✓ 지중에 크기 12cm 이상인 전석, 호박돌층이 있는 경우 시공이 곤란하며, 견고한 암반 굴착 어려움

✓ 말뚝징경 800∼1,200mm이 보통

✓ 장비거치가 간단하며, 시공속도가 빠르다.

✓ Bucket의 회전속도를 조절하면 기존구조물에 근접시공이 가능하다.