말뚝 기초

연약 또는 침수된 지반에서 말뚝기초의 이용은 선사시대부터이다. 직선 형태, 평행 또는 테이퍼(taper) 형태의 목재 파일의 사용은 초기 문명에서부터 사용되어졌다. 현재의 말뚝과 말뚝 기술은 과학과 공학기술이 이용되었고, 설계 기술의 발전으로 매우 정확해졌다. 그럼에도 불구하고 다른 기초 형태와 반대로 말뚝 사용 이유는 과거와 같다고 되어 있다. 여기서는 말뚝이 어떤 해법을 제시하는지에 대한 일반적인 문제가 다루어졌다.

 

 1) 기존의 기초를 경제적으로 사용하기에는 신뢰성 있는 적정한 지지력 확보 층이 너무 깊은 곳에 있는 경우

 2) 구조물 바로 아래 지반이 연약 또는 다짐이 불량한 경우

 3) 구조물 아래 지반이 매우 심하게 변화하는 경우

 4) 지지층 또는 지표면이 심하게 경사진 경우

 5) 조수 또는 파도가 작용하는 하안과 해변 또는 매립지 등에서 지표면 근처의 재료가 변화하는 경우

 6) 매우 큰 집중하중을 받는 구조물

 7) 중요한 수평 또는 경사 하중을 받는 구조물

 8) 구조적 또는 기능적으로 부등침하에 예민한 구조물

 

설계와 시공의 관점으로부터 말뚝은 다음 두 종류로 분류한다.

 1) 항타 또는 변위 말뚝, 이것은 항상 지반에 관입, 쟈키, 스크류 또는 해머로 타입 이전에 미리 형태를 제작한다.

 2) 현장타설 말뚝, 이것은 말뚝을 제작하기 전에 먼저 천공 구멍을 필요로 하고 철근콘크리트로 제작한다.

 

 말뚝 종류의 선택을 위해 사용되는 기준은 Armstrong(1973)에 의해 발표되었다. 하중 전달 방법에 따른 말뚝을 분류하는 방법도 있다.

 선단지지말뚝(그림1.) : 이것은 말뚝이 측면에서 억제되어 기둥과 같이 작용하고, 하중은 하부로 전달되고 지반의 지지력에 의해 저항한다.

그림1.

 마찰말뚝(그림2.) : 이것은 말뚝 축을 따라 점착력 또는 마찰저항에 의해 지반에 하중이 전달된다. 순수 마찰말뚝은 하중 전달 용량이 지반과 접촉하는 주면면적에 의해 결정되므로 매우 길다. 상대밀도가 중간정도에서 낮은 사질토지반과 같은 비점착성 지반에서는 마찰말뚝은 종종 밀도를 증가시키는데 이용되며, 그래서 전단강도가 증가된다.

그림2.