스크랩 PHC파일공사 감리성공사례

[운해]

1. 머릿말

건축기초파일공사는 건축공사 중 가장 중요한 공종임에도 불구하고 현장시공시 주로 하도급 업체에 의해 관리되어지는 것이 현실이며 관행처럼 되어 있었다. 그것은 이 시기가 대부분의 시공사가 공종별 세부공사계획 작성시기와 맞물려 계획서 작성과 파일공사 관리의 두 가지 중요한 업무를 수행해야하는 시기이기도 하다.

그러나 이 현장은 대단지, 해안매립지, 주변의 APT 단지와 접해있음으로 인해 민원방지와 기술적인문제 두 가지가 중요한 현안 문제점으로 대두되어 감리단에서는 파일 공사 착수 전부터 본 항타에 이르기까지 각 단계별로 현장의 특성에 맞도록 검토하여 대책을 강구한 후 PILE 공사 시공관리의 기준을 정립 시행하였는바 건축기초 파일공사 과정에 대한 단계별 검토내용 및 감리활동 사항을 요약하여 소개한다.

또한 5차에 걸친 차수별 공사가 진행되므로 1차분 파일공사 완료 후 감리업무중심의 파일공사 시공사례집을 발간 2차, 3차 및 4차분 파일공사관리에 활용 감리업무 개선은 물론 시공관리에 활용하고 있다. 아울러 파일공사에 대한 전문성을 높이기 위해 1차분 파일공사 담당 감리원을 2차, 3차, 4차분 파일공사 관련 감리업무를 계속 담당케 하여 예상되는 문제점의 재발방지는 물론 품질관리, 공정관리, 안전관리의 효율성과 재시공방지등에 의해 간접적인 원가관리 효과도 있다.

2. 사업개요

2.1 공사개요

(1) 공사명 : 00 00동 아파트 신축공사

(2) 대지위치 : 00시 00구 00동

(3) 공사감리자 : (주)종합건축사사무소 00건축, (주)00엔지니어링, (주)건축사사무소 00엔지니어링

2.2 공사규모

2.3 PILE 공법 적용

- APT : DRA 공법

- 지하주차장 및 기타부속동 : 직항타 공법, DRA 공법(민원방지)

2.4 DRA(Despective Auger)공법

상호 정, 역회전하는 내측의 Auger Screw와 Casing Screw에 의한 내외 2중 굴진식의 기초파일 시공법으로 Casing에 의한 공벽붕괴 방지, 천공 시 배토되는 토질직접 확인으로 선단 지지층 확인, Casing 내에 파일건입 시공되므로 파일 수직도 확보, Service Hall이용 용접 시공으로 공기단축, 선단지지력 외에도 Cement Milk 양생 후의 주면마찰력이 증대되며 저소음 저진동 공법으로 근접시공 및 민원방지 효과가 뛰어난 신뢰성이 높은 공법임.

3. 파일공사 감리 활동

3.1 설계 검토 단계

3.1.1 설계하중 검토

(1) 구조계산서와 구조도면의 일치여부 확인(Pile관리)

(1.1) 구조도면중 기초평면도 및 기초상세도 확인

- 지지층 근입깊이, 파일 간격, 연단거리

(1.2) 구조계산서중 기초관련 사항 숙지

(1.3) 지반조사 보고서 내용 검토

- 말뚝허용지지력, 지지층 토질, 설계지지력 확인, 시험방법, 부마찰력 고려

(2) 파일의 설계 허용지지력 및 파일 규격 확인

(2.1) APT, 지하주차장, 전기 기계실 : 00t/본, Φ 000

(2.2) 상가, 유치원, 기타 부속동 : 00t/분, Φ000

3.1.2 말뚝선정 검토

(1) PHC Pile 현장 부합여부

- 파일 예상길이 파악 : 9~28m 정도

- 강관 Pile과 PHC Pile 비교검토

- PHC Plie 선정의 타당성 확인

(2) Pile 이음

- 용접이음이 최적임을 확인

- 말뚝의 용접된 연결부위는 휨보강된 PHC 말뚝의 역학적 거동에 악영향 미치지 않음을 확인

(3) 무이음 단일말뚝 검토

- 국내에서 27M 까지 단본으로 생산 가능하나 육상운반, 상하차 및 세우기시의 파손우려 등으로 16M 까지만 생산

- 16M까지는 단본 시공, 초과시는 이음파일 시공

3.1.3 지반특성에 따른 말뚝길이 검토

(1) 선단 지지층 확인

(2) 각 동별 파일 예상길이 파악

- 건축물별 기초저면 E.L 확인

- 지반조사 보고서의 지질주상도 예상지지층 깊이 파악

- BH NO별 파일 예상길이 현황도 작성

3.1.4 말뚝본수 검토

(1) Φ 000, 허용지지력 00t/본,

- APT(00개동) : 000본

- 주차장(00개동) : 000본

- 소계 : 000본

(2) Φ 000, 허용지지력 00t/본

- 상가 : 000본

- 유치원 : 000본

- 기타 부속동 : 000본

- 소계 : 000본

3.1.5 지하수위 및 부력영향 검토

(1) 현 지하수위 검토

- 설계시 현재 수위 확인 : 구조계산서상의 EL, 기타 보고서상의 EL

- 현장 확인 현재수위 : 시험터파기에 의한 수위 관찰

(2) 성토시 및 홍수시의 예상수위 확인

(3) 건축물의 부력영향 검토

- 부력영향 검토 대상 건축물 확인 : 고정하중과 부력

- 부력에 대한 안정성 검토보고서 제출요청 및 보고서 확인

- 시공중 및 시공완료 후의 대책방안 확인

- 설계에의 반영여부 확인 : ROCK Anchor. 인발 파일, De-Watering 등

3.1.6 상호간섭 및 두부정리 Level 확인

(1) 지하주차장 등 부속동과 APT Pile과의 간섭 검토

- 구조물별 기초편면도 및 단면도 확인

- 단지 전체에 대한 X, Y 방향의 간섭부의 단면도 작성

- 선시공 Pile 및 기초판과 후시공 Pile과의 간섭 유무확인

- 간섭우려 부위 선시공 계획 및 기초판의 내민 길이 조정과 철근보강 검토

- 부속동 구조물 선시공후 APT Pile 시공시 항타 장비에 의한 작업불가부위 확인

(2) 공동구 및 Tower Crane 기초파일 관계

- 공동구 파일 설계유무 확인과 침하발생 예상 부위 확인

- T/C 기초 파일과 본기초 파일과의 관계 및 각각의 두부정리 Level 확인

- 집수정 단면 및 두부정리 Level 확인

3.1.7 부마찰력 검토

(1) 부마찰력에 대한 보고서 검토

- 부마찰력 산정결과 확인

- 부마찰력 적용시의 말뚝의 소요 지지력 확인

(2) 부마찰력을 고려한 시공시의 유의사항 확인

- 압밀침하가 없는 점토층 아래 지층에서의 주면마찰력과 선단 지지력만으로 소요 지지력 만족해야 함.

- 재하시험시 고려해야 할 구조물 확인(APT 및 일부 부속동)

3.2 시항타 시공계획 검토단계

3.2.1 시항타 일정계획

(1) 시항타 시공계획서 검토

- 예정공정 확인

- 수량, 장비, 인원사항 누락확인 및 보완지시

(2) 보완제출 계획표 확인

- 보완사항 확인

- 천공 및 시항타 예정수량 확인

3.2.2 공법선정 및 민원에 대한 사항

(1) 공법적용 계획 확인

- DRA 공법 적용대상

- 직항타공법 적용대상

(2) 공법적용 타당성 검토

- 지반조건에 대한 검토

- 민원에 대한 검토

(3) 민원예방 대책 확인

- 소음 및 진동 매연 대책

- 운반차량의 교통흐름 차단 고려

3.2.3 시공장비 확인

(1) 공법에 맞는 장비제원 여부 확인

- 파일 지지층 예상깊이까지의 천공 및 항타 가능 여부

- 리더 및 오거길이 확인

- 필요로 하는 항타 에너지의 Hammer 확인

- 장비 자체에 수직시공 Check 기구 부착여부 확인

(2) 민원 발생 방지 여부 확인

- 저소음 장비 확인

- Cushion재의 위치 및 방음장치 확인

3.2.4 Pile 제조업체 및 하도급업체 선정 확인

(1) Pile 공장 점검

- 제조과정의 품질관리 상태

- 양생 및 적재시의 품질관리

- 각종 시험(압축강도, 균열강도, 휨강도, 잔골재의 염분시험 등)

- 1일 생산능력, 운반거리, AC 또는 NAC방식 확인

(2) 자재승인 요청서 검토

- KS 규격확인 : KS F4306 고강도 콘크리트 말뚝 규정 확인

- KS 표시 허가증 확인

- 공장 등록증 및 각종 시험성적서 확인

- PHC Pile 구조도 확인

- Shoe, 두부, 이음부의 강판두께 현장특성 반영 할 것을 조건부로 승인함

(3) 하도급업체 선정 확인

- 면허보유 여부 확인(업체명, 업종, 면허번호)

- 계약사항 확인

- 업체별 시공범위 확인

3.2.5 시항타 횟수 및 재하시험 계획 확인

(1) 시항타 횟수 검토

- 시방서 등 시항타 관련시항 확인

- 시공계획서의 시험횟수 확인

- 시항타 횟수 검토 결과 회신

(2) 시항타 파일에 대한 재하시험 계획 확인

- 공사시방서 및 관련 시방서 기준 확인

- 재하시험 계획 확인

- 재하시험에 관한 각종 규정 확인

3.2.6 기록관리 계획

(1) 시험천공 기록관리 계획

- 천공 깊이, 굴착시간, 전류치 등의 기록양식 확인

- 굴착토질의 종류 지질주상도와 비교 검토 자료 확인

(2) 시험시공 기록관리 계획

- 파일 항타 일지 공법별 구분 작성 되도록 양식 구분 요구

- 시험시공은 각 파일별 1장식 기록되도록 지시

- 말뚝길이, 이음방법 및 용접소요시간, 자중에 의한 근입 깊이, 최종 낙하고, 항타에 의한 근입 깊이, 근입 후 선단 고저차등이 기록지에 포함 확인

3.2.7 예상 문제점 및 대책방안 검토항목 확인

(1) 예상되는 문제점 항목

- 솟아오름 현상

- 사면 Sliding에 의한 침하 붕괴

- 부동침하(Uneven Settlement)

- 항타 관입성

- 부마찰력

- 용접부 강성 및 내구성 확보

(2) 문제점 발생시의 보완사례 항목

- Pile 자재의 균열 또는 유해한 흠

- 이음 파일의 이음부 축선 직각 불량

- 파일 두부파손

- 시공 후 파일 위치 편차

- 용접봉 관리 불량

- 이음부 용접 불량

- 이음부 상하말뚝의 중심축의 빗나감

- 파일 중파

- Rebound Check 측정 불함리

- 연약지반에서의 항타기의 전도

- 타설 순서에 의한 말뚝의 관입곤란

- 중간층에서의 관통 곤란

- 지중 장애물에 의한 말뚝의 휨

- 연약지반의 측방 유동에 의한 말뚝의 수평변위

- 과대 해머에 의한 말뚝머리의 파손

- 지반개량 부분에서의 말뚝의 휨

- 과 타격력에 의한 말뚝머리의 파손

- 말뚝의 항타로 인한 종균열, 횡균열

- 현장에 반입할 수 없는 항타기

3.3 시항타 단계

3.3.1 시험천공

(1) 시험천공 위치 및 E.L 확인

- 시항타 계획서 위치와 실시공 위치 확인

- 좌표값에 따른 위치잡기(광파기 사용)

- 천공위치 지반정지면의 정확한 E.L 확인

- 동별 기초저면 E.L 확인

(2) 장비 안전도 확인

- 장비의 진입로 및 경사도 확인

- 전도방지위한 지내력 확인(우천 후 또는 필요 시 철판 사용 지시)

- Auger 및 리더 부착 이동시 전선 등에 의한 위험사항 확인

(3) 지반조사 보고서와 비교검토

- BH NO별 지질주상도 확인 (시항타 위치와 제일 근접위치의)

- 파일 예상 지지층 파악 및 일치여부 확인

(4) 지지층 도달 확인 방법

- 장비제원 파악 구동장치 부하량에 따른 전류치(A) 변화로 지반의 강도 측정

- 인발하중계 Gauge값

- 배토되는 Slime 종류, 함수비, 암편, 색상, 형상

- 지질주상도와 비교 천공 깊이가 예상지지층 이상 및 N치 50이상 여부 확인

- 천공된 Hole에 말뚝 동재하시험 실시 설계지지력 만족여부 확인

(5) 수직도, 천공 깊이, 공벽유지

- 천공시 수직도관리는 1/50 이내

- 장비장착 된 Gauge, 트랜싯, 다림추, 수평대 등을 이용 연직도 수시관리

- 연약층의 함몰 방지위해 붕괴예상 하부토층까지 Casing 사용

3.3.2 직항타(구체적인 사항은 본항타 참조)

(1) 공법적용의 적적성 확인

(2) 장비의 적합성 확인

(3) 무리말뚝 시공시 인접말뚝 부상 여부 확인

(4) 지지층 도달 여부 및 지지력 확인

(5) 항타에 따른 검측장비 준비 확인

(6) 시공관리 사항 확인

- 세우기, 수직도, 타격횟수 등

- 램 낙하고, 타격당 관입량, 쿠션재(램쿠션, 하부쿠션, 캡쿠션)교환 시기

- 최종 관입량, 진동 및 소음 측정, 균열, 중파, 편타 등 확인

3.3.3 DRA 공법

(1) 천공

- 시험천공 항목 참조

(2) Soil Cement

- 시멘트 밀크 배합비 확인

- 주입량 관리 확인

- Soil Cement 교반

- Soil Cement 강도

- 장비 시스템 성능 확보

(3) 말뚝 건입

- 수직도 관리

- 지지층 정착

- 이음위치 확인

(4) 말뚝의 타입

- 최종 관입량

- 선단 고저차 확인 : 폐단 Shoe를 그대로 시공시 Cement Milk의 부력으로 천공 깊이까지 안착되지 않는 경우 있어 Shoe에 구멍 뚫음.

- 편타방지

- 연직성

- 인접말뚝 솟아오름(Heaving 현상)

(5) 이음 : 3.5.3 (4)파일이음 참조

- 용접 전 관리기준

- 용접 중 관리기준

- 용접 후 관리기준

3.3.4 시항타 재하시험 관련 검토

(1) 말뚝 규격 및 시험개소 확인

(2) 관련규정 확인

- 건설부 제정 구조물 기초 설계기준

- ASTM

- 캐나다 지반 공학회 제정 기초 공학지침

- KS F 2445

(3) 시험장비

- 동재하 시험

- 정재하 시험

- 인발재하 시험

- 수평재하 시험

(4) 재하시험시 고려사항 확인

- 동재하 시험

- 정재하 시험

- 인발재하 시험

- 수형재하 시험

(5) 재하시험 보고서 내용 검토

- 지지력 특성 검토

- 말뚝의 건전도 검토

- 최종 관입량 관리 및 낙하고 관리기준 확인

(6) 정재하 시험을 통한 정재하 시험의 신뢰도 확인

- 시험 종류별 분석 결과 대비표 작성

- 동재하 시험의 Davisson's Offset Line과 정재하 시험의 Davisson's Offset Line 일치여부 확인

- 동재하 시험의 신뢰성 확인하여 본 항타시 동재하시험 실시

3.4 본 항타 시공계획 검토단계

3.4.1 공정계획

- 파일공사 예정 공정표 확인

- 인원 투입 계획 확인

- 장비 투입 계획

3.4.2 DRA 공법 시공관리 계획

- DRA 공법 시공순서 확인

- DRA 공법 적용범위 확인

- 시공순서별 중점관리사항 확인

- 검사 및 보완조치

3.4.3 유압 직타 공법 시공관리 계획

- 유압 직타 공법 시공순서 확인

- 유압 직타 공법 적용범위 확인

- 시공 순서별 중점관리 사항 확인

- 검사 및 보완 조치 - 4.2.4 항목 참조

3.4.4 DRA 유압 병행공법 시공관리 계획

- 적용범위 확인

- 공법 특징

3.4.5 APT Pile 선시공

- 적용범위

- 적용사유

3.4.6 검사계획

- 자재검사

- 공사진행 중 검사

3.4.7 기록관리 계획

- 재하시험 보고서

- 본항타 기록서

3.4.8 현장관리 계획

- 인원 관리 계획

- 장비 관리 계획

- 자재 관리

3.4.9 안전관리 계획

- 중점방침 확인

- 안전관리자의 선임

- 안전교육

- 장비의 안전관리

3.4.10 환경관리 계획 확인

- 중점관리 항목

- 분리수거 및 폐기물 처리

- 민원 발생 억제

3.5 본 항타 설계

3.5.1 시공 전 확인

(1) 공법확인

(2) 시공장비

- 신규장비 반입 전 장비제원 제출받아 적합여부 판단

- 동재하 시험 통해 설계지지력 만족하는 타격에너지의 Hammer 결정

- Hammer의 효율 확인

- 시공 중 증차된 장비에 대한 성능 확인 후 투입

- 현장 지질 조건에 적합한 천공장비 선정 확인

- 최대 천공 깊이, 공벽 보호기능, 시공속도, 안전성, 천공지름 등 확인

(3) Pile 심보기 확인

- 터파기 후 지반다짐 상태

- 규준틀 설치

- 단지 내 동배치

- 구조중심선 확인

- 말뚝의 배열 및 위치(상판에 리본을 부착한 각재 또는 철근 이용)

(4) 파일공사 관련도면 확인

- 파일번호 기재한 기초평면도 확인

- 파일간 이격거리, 기초연단거리, 집수정, 공동구 위치 확인

- 두부정리 level 및 기초저면 Level 확인

(5) 항타에 따른 검측장비 준비 확인

- 수직 확인용 장비(수평대, 다림추, 트렌싯)

- 중파 확인용 장비(거울, 손전등)

- Rebound Check Sheet

- 안전관리 및 신호용 장비(호각, 신호 깃발)

- 기타(나일론줄, 줄자 등)

(6) 문제점 발생 예상 항목에 대한 검토

- 인발말뚝의 설계인발하중 만족 확인

- 부 마찰력 검토 보고서 확인

- 이음부분의 강재 부식에 따른 내구성 확보 검토

- 기타 3.2.7 (2)문제점 발생시의 보완사례 중 현장적용 사항 검토

3.5.2 자재 관리 및 검사

(1) 자재공급원 공장 검사

- 제조과정의 품질관리 상태

- 양생 및 적재시의 품질관리

- 각종 시험(압축강도, 균열강도, 휨강도, 잔골재의 염분시험 등)

- 1일 생산능력, 운반거리, AC 또는 NAC 방식 확인

(2) 자재반입시 검수

(2.1) 육안검사(균열, 유해한 흠, 살두께, 철판두께 등)

(2.2) 운반 및 취급은 KS F 7001에 따르되 말뚝에 손상을 주지 않도록

(2.3) 공장제작 후 필요 양생기간 경과 일수 확인

- NAC 방식 : 3일

- AC 방식 : 당일 출하 가능

(2.4) KS F 4306에 의한 치수허용차 벗어나거나 균열 발생 등의 부적절한 제품 반출

(2.5) 적재시 받침대의 위치 및 유의 사항

- 12M 이하인 경우 : 말뚝길이의 1/5지점 양쪽에 설치

- 13M 이상인 경우 : 말뚝길이의 1/5지점 양쪽에 중앙부에 설치

- 2단 이하 적재하며 2단 적재시 동일 연직선상에 설치 유동방지 쐐기박음

3.5.3 직항타 공법

(1) 세우기

- 말뚝 끝과 지반면 사이 10cm 이하로 들어올려 착지

- 기 시공된 말뚝에 충격 방지

- 수직 확인

- 항타기의 캡에 끼울시 휨 응력 작용 않도록 주의하여 시공토록 지시

(2) 캡, 쿠션재, 야토크 등

- 캡이 사용하는 말뚝에 적합한 규격인지 여부 확인(규격 안맞을때 편타 원인)

- 말뚝과 캡 중심 일치 여부 및 캡 안쪽코너 직각여부

- 유압 햄머 내부의 Ram Cushion 및 하부 Cushion의 상태 확인

- 본 항타 전 동재하 시험을 통해 편타, Hammer의 효율, 타격 에너지 확인

- 캡쿠션의 교환 시기 확인

- 야토크 사용시의 타격효율 저감 및 편타에 대한 대책확인

(3) 파일 항타

- 수직도 관리기준 확인(관리기준 1/100, 보강타 판정 1/50)

- 트랜싯, 수평대, 다림추(양방향), 기존 구조물 이용 수직도 확인

- 상하 말뚝 이음전 수직도 재확인

- 동재하 시험에 의한 항타 관리기준 준수여부 확인

- 편타, 과격 항타, 중파 등의 문제점 발생방지 유의하여 지속적인 관리

- 안전관리자 상주 안전관리 확인 지도

(4) 파일 이음

(4.1) 용접 전 관리사항 확인

- 이음부 강판 두께 및 Groove 깊이의 적합여부

- 이음부 편심량(2mm이하) 및 Root 허용 간격 (4mm이하)

- 기후 및 기온의 용접 부적합 또는 바람막이 등의 보양 여부 확인

- 용접 기능공의 자격 확인

- 용접용 장비 준비 확인(이음부 철물, 용접봉 건조로, Wire Brush, 정)

(4.2) 용접봉 관리

- KS D 7004중 E4301(알루미나이트계) 또는 E4316(저소수계) 동등이상 제품

- 용접봉 건조로 내의 보관사용

- 용접봉 지름은 1층째는 4mm이하 2층 이후에는 4-6mm 사용여부

(4.3) 용접중 관리

- Groove 깊이에 따른 용접 Pass 확인

- 매회 완료 후 Slag를 완전히 떨어내고 다음 Pass 용접

- 비드는 한번에 과도한 두께가 되지 않도록 운봉

- 매회 용착금속의 형상이 균일하도록 지도 용접결함방지

(4.4) 용접후 관리

- 육안검사를 통해 용접결함 확인 재시공 지시

- 시방서 등의 규정에 의한 빈도의 용접부 비파괴 검사 실시 확인

(5) 지지층 정착 및 최종 관입량 관리

(5.1) 지질주상도, 시항타 및 재하시험 결과, 최종 관입량 등을 종합 판단

(5.2) 최종 관입량은 자립식 측정대 또는 항타 검측기를 사용 정밀하게 측정

(5.3) 동재하 시험에 의한 항타 관리기준 설정시의 동일조건 시공 확인

- 낙하고, 최종 관입량, 쿠션재의 매수 및 교환 시기

(6) 항타후 검사

(6.1) 거울, 다림추, 손전등 등으로 매본 중파 여부 확인

(6.2) 위치 오차 확인

- 위치 허용오차 : 150mm 이하

- 기초보강 없는 허용한계 오차 : 75mm 이하

(6.3) 수직도 확인(허용오차 : 1/50)

(7) 두부정리

- 항타 완료 말뚝은 Cutting선, 버림 콘크리트 상단면, 지반조성면의 높이 표시

- Cutting 선을 전면에 둥글게 표시 1cm 이상 깊이로 Cutting실시

- 유압식 파쇄기 사용은 Cutting선 상단 30cm 상부까지, 그 이하는 인력 파쇄

- 콘크리트 파쇄 후 강선지름의 35배 이상의 여장길이 확보 강선 절단

- 두부정리 후 강선을 바로 세울시 말뚝의 균열 발생 조심

- 수직균열 발생 방지용 강재 Band는 밀착을 위해 안쪽에 고무판 부착

- 두부정리는 바닥면과 수평지게하고 파손된 콘크리트가 붙어 있거나 오염방지

- 두부파손 및 세로균열 발생의 경우 균열부 하단까지 재절단 내림시공

- 항두막이를 견고하게 설치하고 버림 콘크리트 타설시 틈새 없이 메꿈

- 항두막이 탈락 또는 틈새 발생시는 기초 콘크리트의 재료분리 등의 품질저하

(8) 버림 콘크리트 타설전

(8.1) 기초 저면 F.L 확인

(8.2) 말뚝위치 확인

(8.3) 말뚝의 균열(종, 횡) 여부 확인

(8.4) 두부정리 상태 및 강선 여장길이 확인

(8.5) 항두막이 접시 설치 상태 및 고정상태 확인

(8.6) 보강타 및 보완상태 확인

- 설계위치에서 벗어난 경우

- 말뚝머리가 낮은 경우

- 기울기 초과

- 중파된 경우

3.5.4 DRA 공법

(1) 천공

- 지지층 도달 확인 : 3.3.1 (4) 지지층 도달 확인방법 참조

- 지지층 건입 깊이 : 지질주상도, 천공시 배토되는 시료 확인

- 천공 깊이 및 사용 Pile길이와 이음 Pile의 조합관계 확인

- 수직도 관리 : 1/50

- 공벽유지 : 붕괴예상 하부 토층 까지

(2) Soil Cement

- 시멘트 밀크 배합비 확인

- 주입량 관리 확인

- Soil Cement 교반 : 천공내 선단부 Slime의 Cement Milk와 교반 확인

- 장비 System의 성능 확보 수시 확인

(3) 말뚝의 건입

- 수직도 및 용접이음시 상ㆍ하향의 일치여부 확인

- 지지층 정착

- 이음 위치는 양질의 지층에서 이루어지도록 지도

(4) 말뚝의 타입

- 동재하 시험에 의한 관리기준의 낙하고 및 최종 관입량 관리 확인

- 선단 고저차 확인 : 천공 깊이 이하 정착여부 확인

- 편타 방지 : 유압 Hammer의 Cushion재 상태확인

- 연직성 : Casing 인발시 주의 지도

(5) 파일 이음 : 직항타 3.5.3 (4)파일 이음 항목 적용

(6) 지지층 정착 및 최종 관입량 확인 : 직항타 공법 관련 항목 적용

(7) 항타 후 검사 : 직항타 공법 관련 항목 적용

(8) 두부정리 : 직항타 공법 관련 항목 적용

(9) 버림 콘크리트 타설 전 : 직항타 공법 관련 항목 적용

3.5.5 재하시험

(1) 일반사항

- 장비의 성능 파악 및 시공기준 수립

- 시험횟수는 구조물 기초 설계기준의 해당 규정 적용원칙

- 각종 재하시험시는 담당 감리원 반드시 입회 및 보고서 신속히 접수 확인

- 말뚝지지력이 설계기준 만족여부 확인

- 지지력이 취약하다고 판단되는 곳과 기준 되는 곳 시험

(2) 지지력 확인

(2.1) 항타시 말뚝 지지력 확인(E.O.I.D : End of Initial Driving)

- 시공종료 직후 시험 또는 말뚝 시공중 항타 응력, 타격에너지, 말뚝의 건전도, 말뚝의 선단지지력 등을 측정하여 항타시공 관입성 분석(Driveability Analysis)을 함으로서 말뚝의 시공관리 목적으로 시행하는 시험

(2.2) 재항타 시험에 의한 말뚝 지지력 확인 (B.O.R : Beginning of Restrike)

- 시공종료 후 일정시간 지난 뒤 하는 시험으로 시간경과에 주면마찰력 변화, 시멘트풀의 양생효과에 따른 지지력증가 등을 확인하는 시험

(2.3) 항타시 동재하시험, 재항타시 동재하 시험 및 정재하시험 결과를 종합적으로 고려 설계 지지력 만족 확인

(3) 동재하 시험

- 말뚝 항타 분석기(PDA : Pile Driving Analyzer)를 사용

- 일종의 동적 재하시험이며 말뚝두부의 변형율과 가속도의 계측치를 가지고 추정지지력 공식에 대입하여 구하는 방식임

- 항타 장비의 타격력 및 효율 확인

- 압축 항타 응력의 확인

- 인장 항타 응력의 확인

- 항타 시공 관입성의 확인

- Case방법, CAPWAP방법, DAVISSON'S 분석법 등을 이용

(4) 정재하 시험

(4.1) 일종의 실물시험으로 말뚝의 지지력을 산정

(4.2) 시험대상 파일에 가해지는 하중의 확보 방법, 수단에 따른 종류

- 반력 파일 이용법

- 실 중량물 이용법

(4.3) KS F 2445 기준 재하시험 방법

- 표준 재하 시험(Standard load Test)

- 주기하중 재하방법(Periodic Time-load Test)

- 표준재하에서 초과하중

- 일정비율 관입 - 일정 침하율 재하방법(Constant Rate of Peneration Test)

- 일정시간 간격재하 - 하중증가 평형 방법(Incremental Equilibrium Test)

- 급속재하 시험 방법(Quick Maintained - load Test)

- 침하 조정방법

(5) 인발 재하시험

(5.1) 말뚝기초의 2가지 지지력 성분 중 주면 마찰력에 관한 사항임

(5.2) 국내규정이 없으므로 ASTM D 3689 - 90 적용

(5.3) 표준 재하 방법

- 설계하중의 25%를 단위로 하여 각 하중 단계에서 말뚝의 인발율이 0.25mm/hr미만이 될 때까지, 그러나 각 하중단계는 2시간을 초과하지 못하도록 하는 전제하에서 하중재하를 유지하여 시험하며

- 각 하중 단계에서 인발율 조건 또는 2시간 조건이 만족되면 다음 단계의 하중으로 증가시켜 나가는 방법

- 재하하중이 최대 시험하중에 도달하면 하중을 12시간 또는 24시간 동안 유지시키며

- 말뚝이 인발 파괴되는 경우 총 인발량이 말뚝직경의 15%에 도달할 때까지 시험 계속함

- 제1단계에서 제9단계까지 있음

(6) 수평재하 시험

(6.1) 말뚝의 횡방향 허용지지력 확인 시험

(6.2) 국내규정 없으므로 ASTM D 3966 - 81규정 적용

(6.3) 재하시험 방법

- 시험말뚝 부근에 사하중 또는 중장비 동원 이를 반력으로 하여 유압 JACK으로 가하는 방법

- 2개의 상호 말뚝을 상호 반력말뚝으로 이용 동시에 시험하는 방법

- 수평변위 및 수평력을 측정

4. 건설감리원의 역할에 대해

스티븐코비 박사의 저서 '성공하는 사람들의 7가지 습관'에 원칙중심적인 패러다임을 강조한다. 기술자 특히 감리원은 이 원칙중심적인 패러다임에 의해 현장의 감리 업무를 수행해 나가야 만이 성공적인 공사를 완수할 수 있을 것이다. 현장을 시각적인 감각에서만 아니라, 지각하고, 이해하고, 해석하는 관점에서 원칙중심으로 감리 하기위해서 감리자는 더 많은 시간과 노력을 투자 해야한다.

감리역할의 중요함에 대해 다시 생각하게 하는 경험과, 책자의 한 부분을 인용한다.

시공사 근무시절 민간아파트의 조적 공사중 현장의 관리자로서 벽돌쌓기의 줄눈시공방법에 대해 지적하고 보완을 지시한 적이 있는데 그 기능공의 태도는 '왜 감독도 없는데 꼭 원칙대로 하라고 하느냐?'였다. 파악한 바로는 그때 그 현장이나 주공현장이나 벽돌 시공단가의 차이도 없었다. 단지 감리 감독자도 없는데 원칙대로 할 필요가 있느냐 였다. 그 공종 책임자를 불러 확인해보니 그 기능공은 주공현장에서도 일한다고 했다. 하루 쌓는 벽돌 매수도 여기나 거기나 마찬가지라고 했다. 동일한 기능공이 감리 감독자가 있느냐 없는냐에 따라 품질이 달라지는 것이다. 이후 관급공사 시공 시에도 시공자인 우리가 먼저 Check한 후 감리단을 통해 지적하여 보완시공 해나가는 일이 있었다.

이케하라 마모루의 체험기 '맞아죽을 각오를 하고 쓴 한국, 한국인 비판'에 '그 작은 나사못 하나'라는 코너가 있다. 한국에서 26년간 살아온 그가 우리나라 아파트에 살면서 하자보수 요청에 대한 건설사의 답변을 먼저 소개한다. '아, 그건 우리가 직접 한 일이 아니라 하청을 준 업체에서 잘못한 겁니다. 그쪽으로 연락해 보시죠.' 라고

또한 그가 중간역할을 해서 한국 업체의 방음벽을 일본으로 수출하는 과정 중 일어난 납품 거부건을 언급한다. 방음벽 재료인 알루미늄과 철판 겉면은 도금되어 있다. 두 가지 재질을 접합시키기 위해 드릴로 구멍을 뚫으면 잘려 나온 부스러기가 내부에 붙어있게 된다. 원래 이 부스러기를 공기총으로 불어서 깨끗이 제거 한 다음 리벳을 박아야 하는데, 한국 사람들이 이 공정을 무시하고 그냥 리벳을 박아버린 것이다.

방음벽을 제작할 때 부스러기를 제거하든 하지 않든 겉보기에는 차이가 나지 않는다. 그러나 한번만 비가 오면 그 차이가 여실히 드러난다. 알루미늄이든 철판이든 겉면은 도금되어 있지만 드릴이 들어가면서 잘려 나온 부스러기는 그렇지 않아 비가 오면 대번에 녹이 슬고 녹물이 겉으로 흘러나와 붉은줄이 죽죽 생긴다. 일본사람들은 도로가에 병풍처럼 늘어선 방음벽에서 리벳을 박아놓은 구멍마다 녹물이 흘러나오면 얼마나 보기 싫은지 알기 때문에 처음부터 그런 요구를 한 것이라 했다.

한국건설업체가 외국에서는 그렇게 칭찬을 받으면서도 00대교 00백화점 참사 등 국내에서는 왜 그렇게 튼튼하고 안전한 구조물을 만들지 못하는가 그 이유를 이렇게 언급했다. '외국에서 시공을 할 때는 외국 업체들의 감리를 철저하게 받아야 하기 때문에 사고가 일어나지 않는다. 그러나 한국에서는 시공도 감리도 한국 업체들끼리 하기 때문에 방심하게 되는 것이 아닐까' 라고 아직까지도 감리가 지적해주지 않으면 적당히 넘어가려는 부분이 있을 수 있다. 왜냐하면 지금의 많은 기능공들은 자신들이 견습공시절 철저한 감독이 없으면 원칙이 아닌 적당히 하는 문화에서 일을 배웠을 것이다. 그러나 감리제도의 전면시행으로 억지로라도 원칙이 지켜지고 있으니 이런 원칙만 보고 일을 배운 사람들이 견습공에게 가르치는 그때쯤은 감리의 지적이 없어도 원칙대로 시공되지 않을까? 왜? 이들은 적당히 라는 것이 어떻게 하는 것인지를 모르기 때문에.

5. 맺음말

현장초기 동재하 시험 중 항타 장비나 파일, 캡, 모두 수직도에 이상이 없는데도 심한 편타 SIGN이 PDA상에 나타나 원인을 찾던 중 유압 Hammer를 해체하여보니 RAM Cushion재가 심하게 파손되고 내부에서 수평이 맞지 않음을 발견해 교체한 일이 있다. 이후부터는 새로운 장비가 반입시 RAM Cushion과 하부 Cushion을 교체해서 감리원 직접확인 후에야 동재하 시험을 실시할 수 있도록 하여 현재도 시행중에 있다.

또한 지반특성에 따른 지지력, Set Up효과, Cement풀 양생 효과에 따른 주면마찰력 증가 범위 등을 파악 파일 공사관리에 참고 적용하고 있으며, 본 항타 착수 전 동별 재하 시험을 통해 지지력 확인 및 관리기준에 의한 항타 관리로 건축공사 중 가장 중요한 공정인 기초파일공사 감리 업무에 만전을 기하고 있다.

감리단의 사전검토 및 현장점검으로 파일공사 제 과정에 대한 원활한 시공관리와 문제점을 사전발췌 해결방안을 수립 공정에 차질 없이 품질관리를 할 수 있기에 시공사로서도 파일공사 감리업무에 적극 협조적임을 볼 때 감리원으로서의 사명감과 자부심을 느낀다.

금년도 초에 일본의 문화를 직접 체험하고자 배낭을 메고 3일간 후쿠오카 시내를 둘러본 적이 있다. 처음 대하는 일본의 건축물인 여객 터미널을 통과할 때 상상한 대로 그들의 정성이 담긴 건축마감이 눈에 와 닿았다. 오호리 공원 부근의 조그만 현장(약 200평)에서 안전장구를 완전히 착용한 작업자들의 모습과 관리자 00라는 실명 안내간판, 시내 텐진의 청수건설 시공 사무용 건물의 철근 배근 상태와 레미콘 타설 광경은 잊을 수가 없다. 그것은 기술의 차이가 아니었다.

바닷물의 염분농도가 4%이상만 유지되면 그물이 절대 썩지 않는다고 한다. 건설기술자중 우리 감리원이 차지하는 비율이 4%가 넘을진대 우리만이라도 소금의 역할을 제대로 한다면 우리나라 건설업계도 그렇게 되지 않을까?

정말 중요한 것은 기술보다도 의식이다. 의식이 개혁되면 기술력의 효율을 극대화 시킬 수 있다. 이것은 마치 효율이 50%인 7Ton 유압 Hammer보다 효율이 80%인 5TON 그것이 타격에너지가 높은 것과 같다.

기능공의 의식을, 시공사 직원의 의식을 개혁시키기보다는 우리 감리원 개개인 자신이 먼저 의식을 개혁하여 그들에게 영향력을 끼쳐야하지 않을까 생각한다.

※ 파일공사 관련 규정 및 참고자료

- 공사 시방서

- 구조물 기초 설계기준 (지반공학회)

- KS F 4306 (프리텐션 방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝)

- KS F 2445 (축하중에 의한 말뚝 침하 시험방법)

- KS F 7001 (원심력 콘크리트 말뚝의 시공표준)

- 말뚝기초의 설계ㆍ시공 노하우 (탐구문화사)

- 말뚝기초공법의 노하우 (탐구문화사)

- 공사감독 핸드북 (대한주택공사)

- 깊은기초 (지반공학회)

- 건축 신배근요령 (건설도서)

- 건축구조 뿌리에서 새순까지 (기문당)

- 건축기초구조 (세진사)

- 건축공사 감리요람 (기문당)

- 건축기술정보지

- 주택공사 시방서

- 말뚝공사 설계시공 (대한주택공사)

- 동재하시험 (파일테크)

- 지반공학회지 (말뚝기초 강화 특집)

- 건설재해 시리즈 (산업안전공단, 항타ㆍ천공기 사용 작업편)

- 각종 기술검토의견서 및 전문가 보고서

- 파일공사 관련 계획서 및 절차서

- 건설공사 감리 핸드북 (한국건설감리협회)

- 도로교 표준시방서 (대한토목학회)

- 품질 보증 감리 계획서 외 기타 파일공사 관련 자료