석회암 지대 말뚝기초

정의

석회암 지대 말뚝기초는 탄산염암이 녹아 생긴 공동과 불규칙한 기반암선을 고려한다.

말뚝을 견고한 지지층에 확실히 도달시켜 공동에 의한 지지력 손실을 막는다.

그러므로 말뚝 선단이 놓이는 지층을 먼저 정확히 파악하는 것이 출발점이다.

용해와 공동 형성

석회암은 탄산칼슘으로 이루어져 지하수와 이산화탄소가 만나면 용해된다.

이 과정에서 암반 안에 빈 공간이 생기며, 이를 석회암 공동이라 한다.

공동 위 토사가 지하수 유동으로 씻겨 나가면 싱크홀이 생겨 구조물이 침하한다.

따라서 말뚝기초에서 공동은 지지력을 잃게 하는 핵심 위험요인이다.

지지 방식

말뚝 하중은 선단 지지력과 주면 마찰력으로 지반에 전달된다.

극한 지지력은 두 성분을 더해 구하며, 식은 이와 같다.

공동이 있는 층은 Qp와 Qs를 0으로 두고 계산하는 것이 보수적이다.

공동 상부 지지 검토

공동 상부 지지는 건전 암반 두께가 공동 폭 이상일 때만 검토하는 것이 보수적이다.

예제로 말뚝 직경 0.5m, 공동 폭 3.0m, 공동 천장 위 건전 암반 두께 2.0m를 본다.

두께 비 h/Bc는 2.0을 3.0으로 나눈 0.67이다. 1보다 작아 부적합하다.

따라서 말뚝 선단은 공동 바닥 아래 건전 암반까지 관입시키는 설계가 타당하다.

조사·설계·시공 연계

시공 전에는 물리탐사와 시추로 공동 분포와 기반암선 기복을 파악한다.

말뚝 선단 위치를 정하고, 공동이 확인된 구간은 주입이나 고결체로 보강한다.

시공 중에는 관입 기록을 읽고, 최종적으로 재하시험으로 지지력을 검증한다.

공동을 발견하면 즉시 중단하고 재조사하며, 조사와 설계와 시공을 연계한다.

핵심 정리

정리하면 석회암 지대 말뚝은 공동 위치를 먼저 파악하고 선단을 정한다.

조사는 물리탐사와 시추를 병행하고, 공동 상부 부마찰력도 검토한다.

보강 후에는 재하시험으로 지지력을 확인하고, 시공 기록을 설계와 대조한다.

조사, 설계, 시공을 연계하는 것이 이 개념의 핵심이다.