[토질 및 기초] 제 9장. 기초(기초/얕은 기초의 지지력/말뚝 기초)#1

 1. 기초

  (1)기초의 필요조건

   1)최소한 근입깊이(D_f)를 보유하야 한다.(동해에 대하여 안전해야 한다.)

   2)침하에 대해 안정해야 한다.(침하량이 허용치 이내에 들어야 한다.)

   3)지지력에 대해 안정하야 한다.

   4)경제적, 기술적으로 시공이 가능하여야 한다.

 

  (2)기초의 분류

   1)직접 기초(얕은 기초)

    ·D_f/B≤1인 기초를 직접 기초라 한다.

    ①푸팅 기초(확대 기초, Footing foundation)

     ·독립 푸팅 기초: 한 개의 기둥만 지지하는 기초

     ·복합 푸팅 기초: 2개 이상의 기둥을 지지하는 기초

     ·캔틸레버 푸팅 기초: 스트럽(strap)이라 부르는 보로 2개의 푸팅을 연결한 복합 푸팅 기초

     ·연속 푸팅 기초: 일련의 기둥이나 벽체를 지지하는 기초

    ②전면 기초(Mat 기초): 기초바닥 면적이 시공 면적의 2/3이상인 경우이며, 연약 지반에 많이 사용한다.

     ※지지력 대소 비교

      독립>켄틸레버>복합>연속>전면

   2)깊은 기초(Deep foundation)

    ·D_f/B>1인 기초를 깊은 기초라 한다.

    ·말뚝 기초

    ·피어 기초(D60 이상의 대형 기초)

    ·케이슨 기초(수평 저항력이 가장 크다.)

 

  (2)지반의 파괴형태

파괴 형태	특징
전반전단파괴	·흙 전체가 전단파괴된다. ·모래, 굳은 점토에서 발생한다.
국부전단파괴	·국부적으로 전단파괴가 생긴다 ·느슨한 모래, 점토에서 발생한다.
펀칭전단파괴	·큰 침하가 발생한다. ·기초 폭에 비해 근입깊이가 클 때 발생한다.

 

 2. 얕은 기초의 지지력

  (1)Terzaghi의 수정 극한지지력 공식

   1)일반식

    ①공식: 극한지지력은 점착지지력과 마찰지지력, 덮개토압에 의한 지지력으로 이루어진다.

     (여기서, alpha, beta : 기초 모양에 따른 형상계수(Shape factor), c: 기초바닥 아래 흙의 점착력(t/m^2), N_c, N_f, N_q: 지지력계수(내부마찰각 phi에 의해 결정됨), gamma_1: 기초바닥 아래 흙의 단위중량(t/m^3), B: 기초의 최소폭(m), gamma_2: 근입깊이 흙의 단위중량(t/m^3), D_f: 근입깊이(m))

    ※모래는→ c=0이다.

    ※점토는→ phi=0DEG이므로 N_f가 0이 된다.

    ※기초가 지평면 위에 있다면 D_f가 0이 된다.

    ②형상계수

	연속	정사각형	원형	직사각형
alpha	1.0	1.3	1.3	1+0.3B/L
beta	0.5	0.4	0.3	0.5-0.1B/L

     여기서, B: 기초바닥의 짧은 변의 길이, L: 기초바닥의 긴 변의 길이

 

  (2)지하수위의 영향

   1)지하수위가 기초의 저면에 위치한 경우

   2)지하수위가 지평면과 일치하는 경우

   3)지하수위가 기초의 저면보다 위에 위치한 경우

   4)지하수위가 기초 저면보다 밑에 위치한 경우

    ①D<B인 경우

    ②D≥B인 경우: 기초바닥에서 지하수위까지의 연직거리가 기초폭(B)보다 큰 경우는 지지력에 영향이 없다.

 

  (3)Meyerhof 공식(모래 지반의 극한지지력)

   (여기서, N: 표준 관입 시험의 N값(정수로 주어지며, 제 5장 전단강도 표준관입시험에서 나옴))

 

 

 3. 말뚝 기초(Pile foundation)

  (1)현장콘크리트 말뚝(Cast-in-place concrete pile)

   1)Franky 말뚝

    ①콘크리트를 외관 속에 채워서 Drop hammer로 콘크리트를 타격하여 소정의 깊이까지 관입한 후 콘크리트를 타격하여 구근을 형성한 후 외관을 잡아 빼면서 콘크리트를 다져 말뚝을 만든다.

    ②무각이고, 소음 진동이 작아 시가지 공사에 적당하다.

   2)Pedestal 말뚝

    ①케이싱을 직접 타격하여 내관과 외관을 지반에 관입한 후 선단부에 구근을 만들고 콘크리트를 투입 케이싱을 인상 다짐을 되풀이하여 말뚝을 만든다.

    ②무각이고, 헤머(Hammer)가 직접 케이싱을 타격하므로 소음이 크다.

   3)Raymond 말뚝

    ①내, 외관을 동시에 지중에 관입한 후 내관을 빼내고 외관 속에 콘크리트를 쳐서 말뚝을 만든다.

    ②유각이고, 구근을 형성하지 않으나 굳은 지반의 시공이 가능하다.

    그 외, Simplex 말뚝, Compressol 말뚝