029. 부마찰력 (Nagative Friction)
*시공71회1교시-5. 부마찰력 (Nagative Friction)
*시공77회1교시-10. 부마찰력(Negative-Friction)
*시공85회1교시-12. 부 마찰력(Negative Friction)
*91회1교시-10. 말뚝기초의 부마찰력(Negative Friction)
*94회1교시-1. 말뚝(Pile)의 정마찰력과 부마찰력
[해설]
1. 개요
(1)지지말뚝은 일반적으로 선단지지력과 주면마찰력에 의해 상부하중을 지지시키는데 반해, 지반의 연약지반일 때는 주면마찰력이 하향으로 작용하는데, 이때의 마찰력을 부마찰력 또는 부주면마찰력이라 한다.
(2)부마찰력은 마찰말뚝에서 발생하지 않고 지지말뚝에서만 발생하며, 부마찰력을 최소화하기 위해서는 토질의 성질분석과 지하수위를 저하시켜 흙의 전단력을 증대시켜야 한다.
(3)부마찰력(Negative Friction)은 지반이 연약하여 주면 마찰력이 하향으로 작용할 때 발생하는 마찰력
(4)연약지반으로 관통하여 설치된 지지말뚝 및 연약지반 중에 설치핚 마찰말뚝에서 지반 침하가 생기지 않는 동안에는 상부의 연약토층이 말뚝머리하중에 대하여 정마찰력으로 작용하며, 말뚝주위의 지반이 침하를 일으키면 말뚝주면마찰력은 하향의 힘으로 되어 말뚝에 대해서 하중으로서 작용하게 된다.
(5)부마찰력 발생은 말뚝에 작용하는 최대축력의 크기와 작용위치의 변화로 말뚝의 침하 증가 문제이다.
2. 도해
[부마찰력 메커니즘]
[축력분포도]
[지반-말뚝 상대침하]
2. 국내 설계기준인 "도로교설계기준해설"에서 아래과 같이 제시하고 있다.
-다음과 같은 현장 조건을 가지는 경우 부주면 마찰력을 고려하지 않아도 될 수 있으나, 그 외 경우 부주면 마찰력의 발생가능성에 대하여 정밀하게 검토하여야 핚다.
(1)압밀침하 대상토층의 두께가 15m 이하인 경우
(2)지반 침하가 정지된 경우
(3)지반토층 분포양상이 비교적 균일하며 지반침하량이 계속적으로 감소하더라도 침하속도가 2cm/년 이하인 경우
(4)향후 지하수 양수작업 등을 하더라도 지반 침하를 고려하지 않아도 될 경우
3. 부마찰력 영향
①지반침하
②구조물균열
③말뚝의 지지력감소
④건축물 누수 등의 피해발생
4. 부마찰력 발생원인
①지반중에 연약지반이 있을때
②되메우기를 했거나 치환상태 불량지역에 항타시
③파일간격을 조밀하게 항타했을 때
④진동으로 인한 압밀침하
⑤함수율이 큰 지반일수록 부마찰력 발생증대
⑥피압수의 영향이 큰 지반일수록 부마찰력 발생증대
⑦지표면에 과적재물 장기적재시
⑧말뚝이음부의 단면적이 기존 말뚝의 단면적보다 클때
5. 부마찰력 방지대책
①항타이전에 연약지반을 개량하여 지지력 확보
②치환공법, 재하공법, 혼합공법 등 사용
③파일표면적을 적게하여 마찰력을 감소시킨다.
④말뚝에 진동을 주지 말 것
⑤지하수위를 저하시켜 수압변화 방지
⑥중력배수공법, 강제배수공법, 전기침투공법 등 사용
⑦내외관을 분리한 Sliding방식의 이중관말뚝 시공
⑧지표면에 하중금지로 압밀침하 억제
⑨말뚝이음부의 단면적을 기존말뚝의 단면적과 동일하게 시공하여 마찰력 감소
6. SL Compound 공법(SL공법)이란
말뚝표면에 점탄성 재료(SL Compound)를 도포하여, 말뚝에 작용하는 부마찰력의크기를 절감하는 방법으로 제조 후 도포층은 탄성적 거동을 하나, 시공 후 점성체가되어 전단저항을 감소시킨다.
(1) Primer : 말뚝의 표면과 홗동층의 접착성 향성
(2) Slip Layer(유동층) : SL Compound 역청재를 4~10mm 두께로 도포하여 점탄성에 의해 부마찰력 저감
(3) Surface(표층) : White Wash 및 Vinylon Cloth를 사용 장기보관 시 미끄럼층의 유동변형 방지
[SL 파일]
[SL 공법 시공순서]
1. 파일표면처리->프라이머코팅->콤파운트용융 및 코팅
2. 화이트워시코팅후 파일이송
3. 파일시공 및 용접이음
*장기간 측정한 결과 SL도포에 따른 부마찰력 감소량율은 최대 82%.
[SL출처 : SL Compound Pile Method 동서에코소일주식회사 자료]
http://blog.naver.com/inernet/60182466310