합성 PILE 공법 (합성형 강널말뚝 공법)
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1. 공법 개요 지하 수위가 높은 연약지반의 굴착은 흙막이 벽의 재질 및 목적에 따라 다양한 공법으로 시공되고 있다. 그 중 연약 지반의 대표적인 차수성 흙막이 공법으로 강널말뚝 공법이 널리 사용되고 있다. 강널말뚝은 크게 U형, Flat형, H형, Z형 등이 있는데, 국내에서는 U형 5개 종류(Ⅱ,Ⅲ,ⅢA,Ⅳ,ⅤL)만 생산되고 있는 실정으로 항만 해양구조물 또는 깊은 굴착을 위한 가시설에 적용시 종종 단면의 제약을 받고 있으며, 가설재로 사용시에는 효율적으로 강재의 활용이 되지 못하고 있다. 대부분의 연약지반에서 강널말뚝공법에 의한 흙막이 벽체는 단면 강성이 U-type강널말뚝을 조합한 All box type이나 Alternate box type으로 한정되어 있으므로 흙막이 지보공에 따라 시공성과 경제성에 대한 문제점이 대두되고 있다. 특히, Earth anchor나 Tie cable 지보공에 의한 시공성은 현저하게 저하되거나 불가능하게 되므로 대체할수 있는 공법이 요구되고 있는 실정이다. 따라서, 연약지반의 굴착 흙막이에 적용할수 있는 대체 공법은 강널말뚝과 엄지 말뚝을 이상적으로 조합한 합성형 강널말뚝 공법)으로 기존 강널말뚝의 Interlocking 부분을 서로 용접한 All box type이나 Alternate box type보다 단면 강성이 크고 시공성이 우수하며, 가설재로 사용시 강널말뚝 Flange에 엄지말뚝을 용접하여 결합시키고, 해체시 강널말뚝의 Interlocking이 손상되지 않는다. 그러므로, 합성형 강널말뚝은 강널말뚝 및 엄지말뚝의 재사용이 용이하고 경제성이 우수하므로 연약지반의 굴착 흙막이에 많은 기대가 되는 공법이다. (a) FLAT TYPE (b) II IIIA IV V2 TYPE (c) ALL-BOX TYPE (d) ALTERNATE-BOX TYPE (e) 합성형 SHEET PILE (C.T.C 0.8 M) (f) 합성형 SHEET PILE (C.T.C 1.6 M) 그림 1-1 강널말뚝과 합성형 강널말뚝의 형상 　 2. 단면성질 1) 합성형 강널말뚝을 1.6m 간격으로 배치한 경우 그림 1-2 합성형 강널말뚝 배치 단면도 (C.T.C 1.6m) 　 위 그림 1-2는 강널말뚝에 합성형 강널말뚝을 1.6m 간격으로 배치한 단면을 보여준 것이며, 강널말뚝 ⅢA, Ⅳ type에 엄지 말뚝을 1.6m 간격으로 배치했을 경우의 합성형 강널말뚝의 단면 성질은 표 1-1과 같다. 표 1-1 합성형 강널말뚝을 1.6m 간격으로 배치한 경우의 단면성질 (단위 : m ) 엄 지 말 뚝 합성형 강널말뚝 H- 200x200 H- 250x250 H- 298x201 H- 300x300 H- 350x350 Alt. box All box ⅢA 단 면 적 (cm2/m) 191.00 230.70 248.61 243.10 265.88 299.66 286.50 382.00 단면2차모멘트 (cm4/m) 22,600 46,000 62,800 67,500 101,600 156,200 43,200 63,800 단 면 계 수 (cm3/m) 1,510 1,500 1,860 1,750 2,770 4,080 2,400 3,700 총 중 량 (ton) 0.15 0.1806 0.1953 0.1909 0.2088 0.2356 0.24 0.30 Ⅳ 단 면 적 (cm2/m) 242.25 281.95 299.86 294.35 317.13 350.94 363.70 485.00 단면2차모멘트 (cm4/m) 38,600 66,400 85,800 102,100 127,700 188,300 71,300 104,000 단 면 계 수 (cm3/m) 2,270 2,000 2,360 2,480 3,230 4,550 3,830 5,380 총 중 량 (ton) 0.19 0.221 0.235 0.2309 0.2488 0.2756 0.304 0.38 　 2) 합성형 강널말뚝을 0.8m 간격으로 배치한 경우 그림 1-3 합성형 강널말뚝 배치 단면도 (C.T.C 0.8 m) 　 위 그림 1-3은 강널말뚝에 합성형 강널말뚝을 0.8m 간격으로 배치한 단면을 보여준 것이며, 강널말뚝 ⅢA, Ⅳ type에 엄지 말뚝을 0.8m 간격으로 배치했을 경우의 합성형 강널말뚝의 단면 성질은 표 1-2와 같다. 표 1-2 합성형 강널말뚝을 0.8m 간격으로 배치한 경우의 단면 성질 (단위 : m 당) 엄 지 말 뚝 합성형 강널말뚝 H- 200x200 H- 250x250 H- 298x201 H- 300x300 H- 350x350 Alt. box All box ⅢA 단 면 적 (cm2/m) 191.00 270.41 306.22 295.20 340.75 408.375 286.50 386.50 단면2차모멘트 (cm4/m) 22,600 63,500 90,400 99,400 123,600 180,300 43,200 63,800 단 면 계 수 (cm3/m) 1,510 2,290 3,050 2,900 3,880 5,510 2,400 3,700 총 중 량 (ton) 0.15 0.212 0.24 0.232 0.268 0.321 0.24 0.30 Ⅳ 단 면 적 (cm2/m) 242.25 321.66 357.47 346.45 392.00 459.625 363.70 485.50 단면2차모멘트 (cm4/m) 38,600 88,000 120,000 129,300 158,800 225,300 71,300 104,000 단 면 계 수 (cm3/m) 2,270 2,900 3,690 3,470 4,570 6,310 3,830 5,380 총 중 량 (ton) 0.19 0.252 0.28 0.272 0.308 0.361 0.304 0.38