팽이말뚝기초(TOP-BASE) 공법

1. 공법 개요

TOP-BASE 공법(팽이형 파일공법)이란 짧은 팽이형 콘크리트 파일을 연결하여 지반위에 설치함으로써 침하억제 효과와 지지력 증대를 동시에 도모하는 공법으로 연약지반에 대한 표면처리공법의 일종이다.

팽이형 파일공법(TOP-BASE공법)은 인구의 증가와 용지의 감소로 건설비용, 신뢰성, 시공 가능성 등의 측면을 고려한 연약지반상의 구조물 건설 개발이 필수 불가결한 시점에서, 말뚝기초를 사용하지 않고 지표면 및 지표면에서 가까운 곳의 적절한 개량을 통해 지반의 침하량 감소 및 지지력 증대를 추구한 공법이라 할수 있다.
이 공법의 원리는 연약지반상에 매설한 옥석기초공법으로부터 비롯되었다. 연약지반에서의 옥석기초는 목재를 엮은 지지대 위에 옥석을 매설하여 하중을 분산시키는 효과를 얻는 것으로, 산업사회의 발전에 따라 자연의 옥석재료가 점차 고갈되어 가고 있고 또 환경보전의 측면에서 자연옥석의 사용은 더 이상 불가능하게 되어 옥석공법을 현대적 공법
으로 응용한 것이 팽이형 파일공법이라 할수 있다.
일본에서 특허기술로 개발되어 최근 국내에 도입된 팽이형 파일공법의 효과는 주로 횡방향 유동의 방지에 따른 침하의 억제와 지지력의 증대로 볼수 있다. 이러한 효과는 현장과 실내에서 수행한 재하시험의 결과 및 유한요소 해석기법에 의한 수치해석 결과를 비교 분석함으로써 알수 있으며, 이공법으로 시공된 몇몇의 구조물에서 상당한 양의 침하량 감소 및 지지력 증대의 효과가 나타난 것으로 보고된 바 있다.

 

2. 팽이말뚝기초의 특성효과

(1) 구조적 안전성
 1) 압밀침하를 억제하고 부등침하를 방지한다
 2) 기초의 지지력이 증대된다
(2) 간편한 시공성
 1) 시공장소의 협소와 대형장비의 시설에 구애받지 않는다
 2) 진동소음 등의 공해발생이 없다
(3) 저렴한 경제성
 1) 간편한 시공성 등으로 공사기간이 단축된다
 2) 단순공법으로 공사비가 아주 저렴하다

 

3. 공법의 용도

(1) 연약지반의 기초지지력 보강용 (Φ330형/Φ500형)
1) 건축 구조물의 기초
● 공장 및 대형건물의 기초 : N치 2∼3의 연약지반뿐만 아니라 주위여건이 좋지 않은 협소한곳 등에서 시공이 가능하며, 소음과 지반교란 방지에 적합하고 지진 및 방진에 상당한 효과
● 각종 탱크의 기초(정화조, 저수조) 

● 정밀기계의 방진기초
● APT 지하주차장의 기초 : 시공성과 경제성 및 안전성이 매우 우수하여 시공기간을 말뚝기초에 비해1/3이상 단축 가능하다
● 단독주택의 기초
● 매립지반의 기초(가설물, 창고)

2) 토목 구조물의 기초
● 암거의 기초 : 지반면과 암반층까지의 거리가 깊어 강관말뚝의 비용이 과다할 때 공사비를 현저히 줄일수 있으며 공사기간도 1/3이상 줄일수 있다
● 지주구조물의 기초(철탑, 광고탑)
● 벽체의 기초(옹벽) : 옹벽 뒷채움 성토부는 침하의 가능성이 높은 곳이므로 효과적이다
● 도로포장의 기초(노상, 보조기층)
● 수로 구조물의 기초 : 시공성 및 경제성이 우수하며 부등침하방지에 효과적이다
● 교량의 기초(교대, 교각)
● 성토의 기초(흙성토기초) : 진동에 대한 흡진효과도 기대할수 있으며 보조기층의 일부 또는 노상의 기초로효과적이다. 또한 교차부나 접속부에 설치하여 부등침하를 방지 할 수 있다
(2) 하천 하상의 침식세굴 방지 기초용(Φ2000형)
(3) 호안방파 구조물의 침하억제 기초용(Φ2000형)

 

4. 팽이형 파일 공법의 구조

(1) 콘크리트 팽이말뚝기초의 구조 및 각부 명칭

(2) 시공방법

시공방법은 시공 지반상에 위치 고정용 철근을 설치하고 개개의 팽이말뚝을 근입시킨다음 파일사이의 간극을 쇄석으로 채우고 잘 다진후 상단의 철근고리를 결속시켜 일종의 강성지반구조체를 만드는 순서로 이루어 진다. 
시공상 협소한 장소에서도 특수한 장비나 시설에 구애받지 않고 소음이나 공해가 덜한비교적 편리하고 경제적인 기초공법이라 할수 있다.

 

(3) 팽이형 파일 규격

1) 육상 연약지반 기초용 : Φ330형/Φ500형
2) 호안블럭 기초용 : Φ2000형