옹벽의 말뚝기초

(1) 설계일반

말뚝기초에 작용하는 연직하중 및 수평하중은 말뚝만으로 지지하고 이들 하중에 의해 발생하는 각 말뚝두부의 축방향 반력은 말뚝의 허용지지력을 넘어서는 안 된다. 또한, 말뚝은 상시에 인발력이 발생하지 않도록 말뚝배치를 한다. 지진시 검토를 하는 경우는 교대의 기초에 말뚝기초를 이용한 경우와 마찬가지로 설계하고 지진시에 의한 내진설계는 하지 않아도 좋다. 말뚝두부변위는 일반 옹벽에서 교량기초처럼 상부구조에서 정한 허용변위량을 규정할 필요가 없으므로 말뚝두부에서의 허용변위량은 규정하지 않는다. 다만, 지진 영향을 고려하여 설계하는 경우와 건축한계, 주변상황 등을 고려하여 변위를 규제할 필요가 있는 경우 등은 변위에 대해서 별도 고려한다. 만약 말뚝이 설치된 토사층이 동결의 영향을 받는 경우 동결토의 체적변화에 따라 말뚝구조체와 토사간의 상향 부착력이 발생되어 부마찰력으로 작용할 수 있으므로 설계시 이에 대한 고려가 필요하다.

(2) 말뚝형식 선정

말뚝기초는 그 지지형태에 따라 지지말뚝과 마찰말뚝으로 구별한다. 말뚝의 지지력은 말뚝선단의 저항력과 말뚝주면의 마찰력으로 이루어지는데 지지말뚝은 말뚝선단이 양질의 지지층에 근입된 말뚝이고, 마찰말뚝은 선단이 양질의 지지층에 근입되어 있지 않은 말뚝이다. 이 경우 양질의 지지층이란 모래층과 자갈층에서는 대략 N 값이 30이상, 점성토층은 대략 N치가 20 이상으로 일축압축강도(qu)가 400kN/㎡ 정도 이상이다.

옹벽의 경우, 흙쌓기의 일부로서 침하를 허용하는 것이 합리적인 경우도 있고, 변위에 대한 제약이 적은 경우와 양질의 지지층이 깊은 경우 및 하중규모가 적은 경우 등에는 마찰말뚝의 선정도 가능하다.

또한, 중간에 압밀층 등 연약지반이 존재하는 경우는 옹벽의 뒤채움 흙과 흙쌓기 시공에 의해 말뚝에 부마찰력이 작용하거나 측방유동압이 작용하는 경우도 있으므로 설계시 주의가 필요하다. 대책공으로서 말뚝본체를 보강하는 방법, 지반개량공법, 흙쌓기 하중경감공법 등이 있고, 각 공법의 특징을 고려하여 검토한다.

(3) 저판의 설계

말뚝기초를 이용한 옹벽저판의 설계는 지반반력 대신에 말뚝반력을 작용시켜 실시한다. 다만, 저판의 두께는 교량의 기초처럼 강체로서 취급할 수 있는 두께를 가지고 있을 필요는 없고 부재로서 정한 두께를 가지고 있으면 좋다.