106. 타입말뚝과 굴착말뚝의 지지성상

 타입말뚝(driven pile)은 지반을 측방과 하향으로다지면서 타입하여 설치하는 말뚝으로서 그 대표적인 예가 해머로 타입한 기성말뚝이며, 굴착말뚝(bored pile)은 지반을 굴착, 지반이 느슨한 상태에서 말뚝을 설치하는 말뚝으로서 현장타설말뚝(cast-in-place pile)이 그 대표적인 예이다.

최근에는 굴착공에 설치하는 기성말뚝을 매입말뚝이라 부르는 말뚝도 있다. 지반을 다짐하는 타입말뚝과 역으로 지반을 느슨하게 하는 굴착말뚝은 각각 지지력이 다르며, 최근 현장시험에 의하면 이 차이가 커서 무시할 수 없는 것으로 밝혀졌다.

이 차이는 굴착말뚝에서 많이 볼 수 있는 굴착공 저면의 슬라임과 말뚝선단지반의 보일링 등에 의하여 말뚝선단지반이 원지반보다 아주 느슨하게 하는 시공불량에 의한 것이 아니고 시공을 양호하게 해도 피할 수 없는 근본적인 차이다.

그림 106-1은 같은 모래층(중간층 N=10, 선단층 N=30)에 타입한 RC 말뚝과 오거로 굴착하고 모르터를 충진한 굴착말뚝의 압입시험결과인데 이것은 타입말뚝과 굴착말뚝의 침하성상 차이를 나타내는 전형적인 예이다.

즉, 타입말뚝은 극한하중 부근까지는 침하가 적은데 굴착말뚝의 침하는 초기부터 타입말뚝의 2∼3배 이상 크다. 그림 106-2는 중간 정도의 모래(N≒25)와 다져진 자갈층(N>50)에서 타입말뚝과 굴착말뚝(매입말뚝)의 선단침하량 말뚝 지름비와 선단하중비를 현장시험으로 구한 예인데 그 결과에 의하면 전술한 차이는 변동이 많음을 나타내고 있다.

타입말뚝과 굴착말뚝의 지지성상 차이는 그림 106-1, 그림 106-2와 같이 말뚝선단이 모래 또는 사력층에 설치될 경우 즉, 일반적으로 지지말뚝의 경우에 현저하다.

한편 그림 106-1에 나타낸 말뚝부근에서 실시한 타입 및 굴착말뚝의 인발시험 결과는 그림 106-3과 같이 거의 같은 성상을 나타내고 있다. 중간층은 N=5∼10의 모래층, 말뚝선단에서 약 0.7m 까지는 N=5의 느슨한 모래층, 그 이하 심도는 N≒0의 점성토지반에 설치된 마찰력에 의하여 지지되는 타입말뚝(RC 말뚝)과 굴착말뚝(현장타설말뚝)의 압입시험에도 그림 106-4와 같이 말뚝의 성상은 그림 106-1과 같은 현저한 차이는 보이지 않는다.

이 결과를 보면 모래층에 설치된 타입말뚝과 굴착말뚝(현장타설말뚝)의 전주면저항은 큰 차이를 보이지 않으나 이로부터 양 말뚝의 주면마찰성상까지 차이가 없다고 판단하는 것은 경솔한 생각이다.

이것은 굴착말뚝의 실주면장이라든가, 그 표면상태 등의 영향으로주면저항이 같아진 것으로 생각하는 편이 좋을 지도 모르며, 이러한 면에서 앞으로 연구가 필요하다.

모래층에 설치된 타입말뚝과 굴착말뚝의 지지성상, 특히 말뚝선단부의 지지성상에서는 전술한 현장시험 결과에서도 알 수 있는 바와 같이 무시할 수 없을 중요한 차이가 있다.

지금까지 사용한 굴착말뚝을 보면 장기에 걸친 타입말뚝의 실적과 시공의 간편성에서 오는 일종의 안심감과 더불어 말뚝만능주의가 그대로 굴착말뚝에 계승도어 굴착말뚝의 설계와 시공을 안이하게 하는 예가 없지는 않다.

타입말뚝을 토대로 한 이론과 경험을 그대로 굴착말뚝에 적용하는 것은 전술한 바와 같이 타입말뚝과 굴착말뚝의 피할 수 없는 본질적인 지지성상의 차이를 무시하는 것이며, 이 양 말뚝의 지지성상의 차이에 대해서는 설계자, 시공자 모두 주의 깊게 인식하여야 한다.