공법의원리
그림에서의 응력분산선과 같이 팽이파일 위에서의 하중 반응이 넓게 분산된다.
Top-base 공법의 탁월한 특성
- 매우 연약한 지반에서도 상재하중을 안전하게 지지한다.
- 침하량을 억제하고 부등침하를 방지한다.
- 흡진 및 방진효과로 내진성이 뛰어나다.
- 시공이 간편하고 특별한 장비가 필요없다.
- 협소한 장소와 건축물내에서도 시공이 가능하다.
- 전체적으로 시공기간이 단축되고 경제적이다.
현재 일본보다 널리 일반화 되지 않았지만 기초저면의 지질이 균질하다고 기대할 수 없고 장기 압밀침하가 진행될때 주변 지반의 변형이 우려되므로 침하를 억제하고 부등침하방지에 효과적인 팽이 말뚝기초를 시공함에 있어 기초부분을 모래(쇄석)치환과 토목섬유를 포설함에 따라 기초지반의 구조적인 안정성을 확보하고 시공성 및 경제성등을 만족시켜 소기의 구조물을 축조할 수 있다.
(Top-base 공법의 특성 참조)
Top-Base공법은 연약지반의 비교적 크지 않는 하중을 받는 기초에 지금까지 사용되어 왔던 과다한 설계나 시공상의 부담(인접주변의 침하유발, 소음, 진동의 민원 발생, 협소한 시공장소)을 덜어주며 품질관리가 용이하며 내구성이 영구적일 뿐아니라 팽이말뚝기초공법의 기능과 자재의 특성상 내진과 방진에도 지대한 효과를 나타내는 장점을 갖고 있는 신기술 공법이다. |
안정효과
일본토목연구센터의 Top-Base 검토위원회 - 현장 및 실내시험과 수치해석 수행 결과 발표 (1986~1988)
| 이유 |
특성 |
효과 |
결과 |
| 기초하중이 팽이말뚝을 통하여 채움쇄석을 압축 구속한다. |
팽이말뚝과 채움쇄석이 일체가 되어 일종의 강성지반구조를 형성한다. |
기초의 강성이 재하에 따라 증가한다. |
침하억제 |
| 팽이의 근입효과가 발생한다. |
| 채움쇄석이 응력의 집중을 방지하고 하중을 분산 시킨다. |
강성지반구조를 형성하는 팽이말뚝기초는 지반내의 응력분포를 균등화 시킨다. |
부등침하가 발생하기 어렵다. |
| 기초하중을 넓게 분산시킨다. |
지지력향상 |
| 채움쇄석 및 팽이말뚝의 파일부와 지반사이에서 마찰저항이 일어난다. |
채움쇄석과 팽이말뚝의 파일부가 조합을 이루어 파일부 지반 주변의 측방변형을 구속한다. |
지반의 국부파괴가 일어나지 않는다. |
| 팽이말뚝의 파일부 주변에서 침하(압축변형)가 감소한다. |
(1) 극한 지지력을 고려하는 경우, 그림에 나타난 팽이기초의 근입깊이에 유의한다.
(2) 그림에 나타난 응력분산선에서와 같이, 팽이말뚝의 상단에서부터 응력이 넓게 분산된다.
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지중 응력 분포도 비교표
내진효과
지진에 대한 액상화대책공법인 Top-base
- 1964년 일본의 신사지진때에는 대규모의 액상화가 발생하여 큰 피해를 입었으므로, 그 이후액상화대책공법이 다수 개발되었으나 비경제적이어서, 팽이말뚝기초가많이 채택되었다.
- 1987년 12월의 지바현 풍파지진이나 1995년 1월의 고베대지진에서도 광범위한 액상화 때문에 큰 피해가 일어났으나, 톱-베이스공법을 사용한 주택이나 건축물에서는 거의 피해가 발생하지 않았다.
- 동경대학의 지진연구소에서 시행한 여러가지의 조사시험결과, 톱-베이스공법이 액상화 대책공법으로 매우 효과적임이 발표되었다.
진동에 대한 내진대책공법인 Top-base
- 구조물의 하중이 지반의 허용지지력을 조금 초과하거나 편심하중으로 작용할 때, 침하와 변위의 억제기초로서 효과적이며, 액상화가 발생할 수 있는 지반일 때, 액상화를 방지하고자 하는 보강기초로서 효과적이다.
소음 및 진동효과
팽이기초의 방진 및 흡진시험 성과
1. 시험조건
- 시험장소 : 일본 지바현 낭아이끼군
- 시험주관 : 일본대학 야마다 기요시 교수
- 주행차량 : 대형차량(30km/hr 주행)
2. 시험도로
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| 쇄석기층기초도로 |
원자반기초도로 |
팽이말뚝기초도로 |
3. 시험성과
수평진동 소음계측
| 기초형식 |
수평진동소음 |
| 쇄석기초 |
70.2 데시벨(db) |
| 팽이기초 |
69.3 데시벨(db) |
수평진동 감소율(%)
| 기초형식 |
수평진동소음 |
| 쇄석기초 |
39 % |
| 팽이기초 |
54 % |
데시벨
최근 들어 생활환경에 대한 관심이 높아지면서 소음에 대한 규제도 강화추세에 있다.
그러나 소음의 크기를 나타내는 '데시벨'(db)이라는 단위는 전문용어이기 때문에 일반인이 그 크기를 가늠하기 힘들다.
보통 집안에서 울리는 전화벨소리는 60~70db, 시내 번화가에서의 교통소음은 70~80db로 기억하면 된다.
조용한 지역의 일반주택가 낮 소음은 50~55db, 밤 소음은 40db 안팎이다.
평상시보다 2~3db만 증가해도 엄청난 크기의 소음에 시달리는 것으로 느낀다는 전문가들의 견해이다.
그러므로 1db이라고 가벼이 볼 수는 없다. 서울시는 8월 10일부터 시내 전역을 생활소음규제지역으로 묶어,
주거-녹지지역 학교 병원의 부지경계로부터 50m이내 지역에서는 확성기 소음은 최고 80db이하로,
공장 및 사업장의 소음은 55db이하로, 공사장의 소음은 70db이하로 제한키로 했다.
상업 및 준공업지역은 각각 65db,75db까지 허용할 방침이다.
서울시는 규제기준을 어겼을 경우 1차로 소음발생행위를 금지시키거나 방음시설을 설치하도록 명령하고, 2차부터는 소음원의 사용금지나 폐쇄명령을 내리거나 1년 이하의 징역 또는 5백만원 이하의 벌금을 물릴 계획이다.
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