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송전선로용 철탑 기초 형식의 선택과 시공은 안정성과 신뢰성을 보장하기 위해서 매우 중요합니다. 철탑 기초는 철탑의 무게와 송전선의 하중을 지반에 안정적으로 전달하는 역할을 하며, 지형과 지질에 따라 다양한 기초 형식이 사용됩니다. 이 글에서는 송전선로용 철탑 기초의 주요 형식인 직접 기초, 심형 기초, 말뚝 기초, 마이크로 파일 공법에 대해 살펴보고, 각 기초의 특성과 장단점을 분석하겠습니다.
직접 기초(역 T형 콘크리트 기초)
개념
직접 기초는 상판부 등의 구조물을 통해 철탑 하중을 지반에 직접 전달하는 구조물 형식입니다. 일반적으로 지반 상태가 안정적이고 지층이 강한 경우에 사용되며, 역 T형 콘크리트 기초로서 철탑의 안정성을 보장합니다. 이 기초 형식은 주로 일반 지반층에 적용됩니다.
장점
- 시공의 단순성: 시공 방법이 비교적 간단하여 시공 기간이 짧고, 비용이 절감될 수 있습니다.
- 지반 신뢰성: 시공 중 지반 상태와 지층을 육안으로 확인할 수 있어 신뢰성이 높습니다.
- 시공 경험 풍부: 특히 154[kV], 345[kV] 산악지대 철탑 기초에서 널리 사용되어 시공 경험이 풍부합니다.
단점
- 제한된 설계 하중: 상대적으로 작은 설계 하중을 견딜 수 있어 고하중이 요구되는 구간에서는 제한적입니다.
- 산림 훼손: 시공 시 굴착 면적이 넓어 산림 훼손이 클 수 있습니다.
- 과도한 굴착 토량: 기초 시공을 위해 많은 양의 토량이 발생하여 추가 비용이 발생할 수 있습니다.
- 상판 폭 제한: 상판 폭이 7[m] 이상이 되면 시공이 어려워지는 단점이 있습니다.
심형 기초(Pier 기초)
개념
심형 기초는 피어(Pier)와 같은 구조물에 하중을 전달하여 철탑을 지지하는 형식입니다. 이 기초는 연약한 지반층에서 사용되며, 깊이 파고들어 안정적인 지반을 찾아 하중을 분산시킵니다.
장점
- 장비 간소화: 사용되는 장비가 적고, 시공 방법이 비교적 간단하여 다양한 현장에서 적용이 용이합니다.
- 지층 상태 파악 용이: 굴착 과정을 통해 지층 상태를 쉽게 파악할 수 있어 안전하고 신뢰성 있는 시공이 가능합니다.
- 경사지 시공 유리: 산악 경사지와 같은 환경에서 유리하게 사용될 수 있습니다.
- 큰 설계 하중 적합: 고하중을 견디기 위해 설계된 철탑 구조물에 적합한 기초 형식입니다.
- 산림 훼손 최소화: 굴착 면적이 좁아 산림 훼손을 최소화할 수 있습니다.
단점
- 시공 속도 저하: 시공 속도가 상대적으로 느리며, 숙련된 작업자가 필요합니다.
- 안전 관리 필요: 깊이 있는 굴착 작업이 필요한 경우, 작업자의 안전 관리를 철저히 해야 합니다.
- 비용 증가: 암반 지질의 경우 굴착 비용이 크게 증가하며, 이에 따른 장비 개발이 필요할 수 있습니다.
- 환기장치 필요: 굴착 깊이가 큰 경우 작업자를 위한 환기장치가 필수적입니다.
라이너 플레이트(Liner Plate) 사용
라이너 플레이트는 심형 기초에서 굴착 중 토사 유실을 방지하고 안전한 작업 환경을 조성하기 위해 사용됩니다. 이는 굴착 깊이가 깊은 철탑 기초에서 필수적인 요소로, 주체부와 상부 주체부의 형태에 따라 유공형과 무공형이 사용됩니다.
말뚝 기초(Pile 기초)
개념
말뚝 기초는 말뚝을 통해 철탑의 하중을 지반에 전달하는 구조물 형식으로, 특히 지질 경도 50 이상의 암반층에서 효과적으로 사용됩니다. 이 기초는 깊은 지반이나 연약한 지반에서 철탑을 안정적으로 지지하기 위해 설계되었습니다.
장점
- 높은 인발 저항력: 말뚝 기초는 철탑의 인발 저항력이 매우 커서 안정적인 지지력을 제공합니다.
- 빠른 시공 속도: 비교적 빠르게 시공할 수 있어 대규모 프로젝트에 적합합니다.
- 다양한 지반 조건에서 시공 가능: 지반의 종류나 상태에 관계없이 다양한 환경에서 시공이 가능합니다.
- 말뚝 길이 조절 용이: 말뚝의 길이를 상황에 따라 쉽게 조절할 수 있어 유연한 시공이 가능합니다.
단점
- 대형 장비 필요: 말뚝 기초는 대형 장비가 필요하며, 넓은 작업 공간을 확보해야 합니다.
- 품질 관리 필요: 말뚝 시공 시 품질 관리가 필수적이며, 관리 소홀 시 기초의 안정성에 영향을 줄 수 있습니다.
마이크로 파일 공법
정의
마이크로 파일은 말뚝 기초의 일종으로, 지름이 30[mm] 이하의 작은 구경을 가진 강관을 사용하여 하중을 지지합니다. 이 공법은 선단 지지보다는 주변 마찰력을 이용해 하중을 지지하는 특성을 가지고 있습니다.
시공 순서
- 천공 및 케이싱 설치: 지반에 작은 구멍을 뚫고 케이싱을 설치하여 파일의 위치를 정합니다.
- 마이크로 파일 설치: 설치된 케이싱에 마이크로 파일을 삽입합니다.
- 그라우트 주입: 그라우트를 주입하여 파일과 지반 사이의 빈 공간을 채워 고정합니다.
- 지압판 설치: 파일 위에 지압판을 설치하여 상부 구조물의 하중을 균등하게 분산시킵니다.
적용 개소
- 과밀 하중 작용 구간: 높은 타워, 교량, 굴뚝, 송전탑 등의 기초에 적용됩니다.
- 건물 증축 및 개축: 기존 건물의 증축 또는 개축 시 기초 보강용으로 사용됩니다.
- 협소한 장소: 대형 시공 장비가 접근하기 어려운 협소한 장소에서도 적용 가능합니다.
송전선로용 철탑의 기초 형식은 지반의 상태와 환경에 따라 다르게 선택됩니다. 직접 기초는 간단한 시공과 높은 신뢰성으로 널리 사용되지만, 고하중이나 복잡한 지반에서는 심형 기초나 말뚝 기초가 더욱 적합합니다. 또한, 협소한 장소나 특수 환경에서는 마이크로 파일 공법이 유리하게 적용될 수 있습니다. 이러한 다양한 기초 형식의 적절한 선택은 송전선로의 안정성과 지속 가능성을 보장하는 중요한 요소입니다.
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