팽이(Top Base)공법 설명자료

팽이파일기초 (Top-base공법)



1. 개 요



지지력이 충분하지 않고 침하발생의 염려가 있는 연약지반에 구조물을 설치하고자 할 때에는, 그 구조물의 기능에 가장 알맞는 기초공법을 선택하여야 한다. 일반적으로 지지력이 충분하지 않은 지반에서는 다른 대안이 없이 지지말뚝을 설계하기가 쉽다. 그러한 공법의 선택은 구조물의 안전성과 공사비의 경제성에 큰 영향을 미치게 되는데, 연약지반에서 구조물의 하중이 그다지 크지 않아지반의 지지력이 약간 부족하고 침하를 조금 허용할수 있는 경우에도, 상당한 길이의 말뚝기초를 지반의 깊은 곳에까지 시공하여 처리하고 있다. 이러한 처리공법은 과다한 설계로서 시공에 큰 부담을 줄 뿐만 아니라 공사비에도 큰 영향을 미치기 때문에, 다시한번 고려되어야 할 문제점이 되고 있다. 이러한 경우에 팽이기초공법을 적용하면, 지지력의 증대와 침하량의 억제에서 만족할 만한 결과를 된다. 이 공법은 연약지반의 전체심도를 고려하는 심층지반처리공법이 아니라 연약지반의 자연섭리에 순응하는 표층지반개량공법으로, 기초로서의 안정성은 물론이고 시공성과 경제성에서도 탁월한 장점을 지니고 있다.
2. 공법의 특성



① 측방유동의 억제

톱베이스공법의 가장 효과적인 메카니즘이 측방유동의 억제이다. 채움쇄석과 팽이파일 파일부의 조합작용으로 파일부 주변지반의 측방변형을 구속한다. 점토시료를 사용한 실내 모형실험을 통해 팽이기초와 쇄석기초에 각기 재하를 하고 간극수압계로 측정하여 비교를 한 결과 팽이기초는 간극수압의 발생이 극히 작았으며, 특히 압밀이 완료되었을 때 압밀에 의한 측방유동이 거의 없었다. 팽이파일에서는 파일과 쇄석이 일체화되어 기초 하부의 측방변형을 구속하기 때문에 일차원적인 침하에 그치게 된다. 이 특성이 다음의 즉시침하와 장기압밀침하를 억제하고 지지력을 증대시켜 주는 요인이다.


② 즉시침하의 억제

연약한 지반의 유기질토에서 평판재하시험을 한 결과 침하량은 무처리 지반에 비해 팽이1층은 1/2, 팽이2층은 1/4에 불과하였다. 이렇게 즉시침하가 작게 발생하는 이유는 팽이기초가 측방유동을 억제하기 때문이다.


③ 압밀침하의 억제

앞서와 유사한 지반에서 장기압밀시험을 한 결과 무처리지반에 비해 팽이1층이 1/3, 팽이2층이 1/9에 불과한