강관에 콘크리트 충전, 사면 활동하중에 저항하는 공법

▲ (주)스마텍엔지니어링 신기술 말뚝공법의 형상                                    © 매일건설신문

보링·그라우팅 전문기업 (주)스마텍엔지니어링(대표 오성남)이 ‘PHC 말뚝 내부에 강관을 삽입하고 콘크리트를 충전하여 구성한 강관 삽입형 복합말뚝공법’을 개발했다. 이 신기술은 행정안전부 방재신기술(제2022-30호)로 지정돼 2027년 8월까지 5년간의 기술보호를 받는다. 

스마텍엔지니어링에 따르면, 이번 신기술은 PHC말뚝(고강도 콘크리트 말뚝)을 시공한 후 말뚝 전 길이 내부에 강관을 삽입하고 콘크리트를 충전해 사면의 활동하중에 저항하는 복합말뚝(강관 콘크리트 말뚝)공법과 PHC말뚝을 시공한 후 말뚝 상부만 내부에 강관을 삽입하고 콘크리트를 충전하여 교량 등 구조물의 말뚝 상부에 작용하는 수평하중에 저항하는 복합말뚝 공법이다. 복합말뚝이란 콘크리트 말뚝 상부에 강관을 연결해 수평하중에 저항하는 말뚝이다. 

오성남 스마텍엔지니어링 대표는 “PHC말뚝 내부에 강관을 삽입하고 콘크리트를 충전해 구성한 강관 삽입형 복합말뚝을 활동토괴를 관통해 부동지반까지 설치해 사면의 활동하중에 저항하거나 교량 등 구조물의 말뚝기초로 설치, 말뚝의 상부에 작용하는 하중에 저항하도록 하는 말뚝공법이다”고 설명했다. 

오성남 대표는 이어 “PHC말뚝의 중공 내에 강관을 삽입하고 콘크리트를 충전해 PHC말뚝과 일체화시킨 것”이라며 “지반 및 하중 조건에 따라 강관의 삽입 깊이를 조절해 다양한 조건에서 강관말뚝을 경제적으로 대체할 수 있도록 개발된 말뚝이다”고 덧붙였다.

최근 지구온난화로 인한 집중호우 빈발로 산사태 피해가 증가함에 따라 억지말뚝의 필요성이 증가하고 있는 가운데 스마텍엔지니어링의 이번 신기술은 시장 확대가 전망된다. 기존 강관말뚝을 사용한 억지말뚝 대비 경제성이 20~25% 뛰어나며 기존 복합말뚝에 비해 경제적(10~15%)이고 구조적으로 안정된 말뚝이기 때문이다.

교량 및 구조물에 적용하는 기존 복합말뚝은 PHC말뚝 상부에 강관을 연결하므로 이음장치의 재료비 및 시공비가 추가 소요됐지만 이번 신기술은 PHC 말뚝과 강관말뚝의 별도의 이음이 필요하지 않아 재료비 및 시공비를 절감할 수 있다.

오성남 대표는 “이번 신기술은 지지층 심도 변화로 인해 시공관리가 어려운 기존 복합말뚝의 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, PHC말뚝을 일괄 시공한 후, 말뚝 두부를 정리하고 말뚝 중공부에 보강길이에 맞게 강관을 삽입, 콘크리트를 타설해 말뚝공사를 완료한다”고 했다. 

이번 신기술은 기존의 PHC말뚝, 강관말뚝의 시공 장비와 동일한 장비로 시공이 가능하며, 지지층 변화에 대한 현장적용이 우수하다. 한국도로공사 ‘고속국도 제14호선 함양~창녕 간 건설공사(제11공구)’ 등 현재까지 총 8건의 시공 실적을 보유하고 있다.

스마텍엔지니어링은 1997년 설립 후 강관말뚝 합성형 두부보강공법(건설신기술 제307호),  다축식 선행하중공법(유압잭Ⅱ)(건설신기술 제448호), 버팀대 연결 심플조인트공법(건설신기술 제491호), 일체형 PS 버팀공법(건설신기술 제645호) 등 보링·그라우팅 관련 신기술 공법을 개발해왔다. 

오성남 대표는 “지지층의 심도변화로 인해 말뚝이 덜 근입되거나 더 근입되는 경우에도 PHC말뚝만으로 조절이 가능하므로 경제성이 확보되는 등 시장 확대 가능성이 매우 높다”고 강조했다. 이어 “항만 등 해상말뚝을 코팅강관으로 사용하고 있으나, 본 신기술을 적용 시 염해에 의한 부식을 방지할 수 있고, 유지관리 비용이 절감돼 매우 경제적이다”고 말했다. 

/홍제진 기자