Question :
말뚝기초설계에서 군말뚝 효과와 관련하여 말뚝의 간격이 결정된다고 하는데, 이에 대한 간단한 설명 부탁드립니다.
책에서는 말뚝의 최소 중심간격을 2.5d , 기초의 단부에서 주변 말뚝의 중심까지의 최소 거리는 1.25d 로 표현하고 있는데, 이들 최소 간격을 유지하면 군말뚝 효과는 없는 건가요?
항상 많은 도움주시는 하이구조의 무궁한 발전을 기원합니다. 좋은 하루되시고요 ^^
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Answer :
말뚝기초에서는 일반적으로 하나의 말뚝이 단독으로 설치되는 경우보다는 여러개의 말뚝들이 군 또는 무리를 이루어 인접하여 설치됩니다.
이러한 말뚝들의 집합체를 일컬어 군말뚝 또는 무리말뚝이라고 합니다.
이들 무리말뚝에서는 각 개개의 말뚝에 의하여 지반에 전달되는 응력이 중복되는 경우가 많은데,
이로 인해 무리말뚝의 지지력과 침하거동은 외말뚝과 달라지게 됩니다.
무리말뚝의 지지력 추정방법에는 두 가지가 있는데
하나는 외말뚝의 지지력을 합한 값에 무리말뚝 효율을 곱하여 구하는 법이고,
다른 하나는 무리말뚝의 바깥을 연결한 가상의 케이슨 기초로 보고 지지력을 구하는 방법입니다.
(1) 사질토 지반의 무리말뚝
모래 자갈층에 타입된 선단지지 말뚝의 경우에는
지지층내의 응력집중이 크게 문제될 것이 없으므로 무리말뚝의 효과를 고려하지 않으며,
모래층에 타입된 마찰말뚝의 경우에는 말뚝관입시에 주변모래를 다져서 전단강도를 증가시키게 되므로 이렇게 증가된 지지력과 무리말뚝 효과에 의하여 감소되는 지지력이 상쇄되어
역시 무리말뚝 효과를 고려하지 않는 것이 일반적입니다.
① d ≥ 3 B 로 타입된 말뚝에서는 무리말뚝 효율을 1.0 으로 봅니다.
② d = 3 B 정도로 시공된 착공말뚝에서는 무리말뚝 효율을 2/3 ~ 3/4 로 봅니다.
여기서, d는 말뚝중심간 간격 , B 는 말뚝직경입니다.
(2) 점성토 지반의 무리말뚝
점성토 지반에서 무리말뚝의 지지력을 외말뚝 지지력의 합과 말뚝무리의 바깥면을 연결한 가상케이슨의 극한지지력을 구하여 그 중 작은 값을 택합니다.
이 가상케이슨의 지지력은 케이슨 바닥면에서의 극한지지력과 케이슨 벽면 마찰저항력의 합으로 구합니다.
(3) 암반의 무리말뚝
경사진 암반에 무리말뚝이 시공된 경우에는 기초저면 암반의 활동파괴에 대한 검토가 필요하며, 지지력에 대해서는 무리말뚝 효율을 고려하지 않습니다.
(4) 말뚝 간격
말뚝의 배열은 연직하중 작용점에 대하여 될 수 있는 한 대칭을 이루어 각 말뚝의 하중분담률이 큰 차이가 나지 않도록 하는 것이 바람직합니다.
말뚝사이의 간격은 최소한 말뚝직경의 2.5배 이상이며,
기초 측면과 말뚝중심의 간격은 최소 1.25배 이상이어야 합니다.
말뚝의 간격을 결정을 결정하는데 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.
① 설계된 위치에 정확히 시공할 수 있는 간격 : 말뚝간격이 너무 좁으면 말뚝이 서로 밀려서 소정의 위치에 말뚝을 시공할 수 없습니다.
② 말뚝타격 해머의 크기 : 해머가 자유롭게 작업할 수 있는 간격을 확보해야 합니다.
③ 현장치기 콘크리트 말뚝의 경우에는 인접공벽이나 굳지 않은 콘크리트에 영향을 주지 않을 정도의 간격을 유지해야 합니다.
④ 경제성을 감안한 간격 및 흙의 밀도와 강도 등을 고려한 말뚝간격이 검토되어야 합니다.
(5) 말뚝간격에 대한 추천
구조물 기초 설계기준에서는 연직말뚝에서 군말뚝 효과에 의한 지지력 감소를 방지하기 위해서는 말뚝이 설치되는 지반조건, 말뚝길이, 말뚝형태 등이 고려되어야 한다고 말하면서 최소말뚝간격을 추천하고 있습니다.
다음은 일반적으로 많이 사용되고 있는 원형말뚝의 경우에 대해서 기준에서 추천하고 있는 연직말뚝의 최소간격을 살펴보면 다음과 같습니다.
가. 선단지지말뚝 또는 사질토층의 마찰말뚝
㉠ 말뚝길이 10m 이하 : 3 d
㉡ 말뚝길이 10m~25m : 4 d
㉢ 말뚝길이 25m 이상 : 5 d
나. 점성토층의 마찰말뚝
㉠ 말뚝길이 10m 이하 : 4 d
㉡ 말뚝길이 10m~25m : 5 d
㉢ 말뚝길이 25m 이상 : 6 d
다. 모든 경우의 말뚝 중심간 거리는 0.8 m 이상
자세한 내용은 전문서적을 참조하시기 바랍니다.
저희 하이구조에 대한 관심 감사드리며, 오늘도 좋은 하루되세요. ^^
말뚝기초설계에서 군말뚝 효과와 관련하여 말뚝의 간격이 결정된다고 하는데, 이에 대한 간단한 설명 부탁드립니다.
책에서는 말뚝의 최소 중심간격을 2.5d , 기초의 단부에서 주변 말뚝의 중심까지의 최소 거리는 1.25d 로 표현하고 있는데, 이들 최소 간격을 유지하면 군말뚝 효과는 없는 건가요?
항상 많은 도움주시는 하이구조의 무궁한 발전을 기원합니다. 좋은 하루되시고요 ^^
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Answer :
말뚝기초에서는 일반적으로 하나의 말뚝이 단독으로 설치되는 경우보다는 여러개의 말뚝들이 군 또는 무리를 이루어 인접하여 설치됩니다.
이러한 말뚝들의 집합체를 일컬어 군말뚝 또는 무리말뚝이라고 합니다.
이들 무리말뚝에서는 각 개개의 말뚝에 의하여 지반에 전달되는 응력이 중복되는 경우가 많은데,
이로 인해 무리말뚝의 지지력과 침하거동은 외말뚝과 달라지게 됩니다.
무리말뚝의 지지력 추정방법에는 두 가지가 있는데
하나는 외말뚝의 지지력을 합한 값에 무리말뚝 효율을 곱하여 구하는 법이고,
다른 하나는 무리말뚝의 바깥을 연결한 가상의 케이슨 기초로 보고 지지력을 구하는 방법입니다.
(1) 사질토 지반의 무리말뚝
모래 자갈층에 타입된 선단지지 말뚝의 경우에는
지지층내의 응력집중이 크게 문제될 것이 없으므로 무리말뚝의 효과를 고려하지 않으며,
모래층에 타입된 마찰말뚝의 경우에는 말뚝관입시에 주변모래를 다져서 전단강도를 증가시키게 되므로 이렇게 증가된 지지력과 무리말뚝 효과에 의하여 감소되는 지지력이 상쇄되어
역시 무리말뚝 효과를 고려하지 않는 것이 일반적입니다.
① d ≥ 3 B 로 타입된 말뚝에서는 무리말뚝 효율을 1.0 으로 봅니다.
② d = 3 B 정도로 시공된 착공말뚝에서는 무리말뚝 효율을 2/3 ~ 3/4 로 봅니다.
여기서, d는 말뚝중심간 간격 , B 는 말뚝직경입니다.
(2) 점성토 지반의 무리말뚝
점성토 지반에서 무리말뚝의 지지력을 외말뚝 지지력의 합과 말뚝무리의 바깥면을 연결한 가상케이슨의 극한지지력을 구하여 그 중 작은 값을 택합니다.
이 가상케이슨의 지지력은 케이슨 바닥면에서의 극한지지력과 케이슨 벽면 마찰저항력의 합으로 구합니다.
(3) 암반의 무리말뚝
경사진 암반에 무리말뚝이 시공된 경우에는 기초저면 암반의 활동파괴에 대한 검토가 필요하며, 지지력에 대해서는 무리말뚝 효율을 고려하지 않습니다.
(4) 말뚝 간격
말뚝의 배열은 연직하중 작용점에 대하여 될 수 있는 한 대칭을 이루어 각 말뚝의 하중분담률이 큰 차이가 나지 않도록 하는 것이 바람직합니다.
말뚝사이의 간격은 최소한 말뚝직경의 2.5배 이상이며,
기초 측면과 말뚝중심의 간격은 최소 1.25배 이상이어야 합니다.
말뚝의 간격을 결정을 결정하는데 고려해야 할 사항은 다음과 같습니다.
① 설계된 위치에 정확히 시공할 수 있는 간격 : 말뚝간격이 너무 좁으면 말뚝이 서로 밀려서 소정의 위치에 말뚝을 시공할 수 없습니다.
② 말뚝타격 해머의 크기 : 해머가 자유롭게 작업할 수 있는 간격을 확보해야 합니다.
③ 현장치기 콘크리트 말뚝의 경우에는 인접공벽이나 굳지 않은 콘크리트에 영향을 주지 않을 정도의 간격을 유지해야 합니다.
④ 경제성을 감안한 간격 및 흙의 밀도와 강도 등을 고려한 말뚝간격이 검토되어야 합니다.
(5) 말뚝간격에 대한 추천
구조물 기초 설계기준에서는 연직말뚝에서 군말뚝 효과에 의한 지지력 감소를 방지하기 위해서는 말뚝이 설치되는 지반조건, 말뚝길이, 말뚝형태 등이 고려되어야 한다고 말하면서 최소말뚝간격을 추천하고 있습니다.
다음은 일반적으로 많이 사용되고 있는 원형말뚝의 경우에 대해서 기준에서 추천하고 있는 연직말뚝의 최소간격을 살펴보면 다음과 같습니다.
가. 선단지지말뚝 또는 사질토층의 마찰말뚝
㉠ 말뚝길이 10m 이하 : 3 d
㉡ 말뚝길이 10m~25m : 4 d
㉢ 말뚝길이 25m 이상 : 5 d
나. 점성토층의 마찰말뚝
㉠ 말뚝길이 10m 이하 : 4 d
㉡ 말뚝길이 10m~25m : 5 d
㉢ 말뚝길이 25m 이상 : 6 d
다. 모든 경우의 말뚝 중심간 거리는 0.8 m 이상
자세한 내용은 전문서적을 참조하시기 바랍니다.
저희 하이구조에 대한 관심 감사드리며, 오늘도 좋은 하루되세요. ^^