ㅁ 기본 개요
1) 자재정의 : 토목 및 건축공사에서 구조물의 상부 하중을 깊은 지반으로 안전하게 전달하기 위해 지중에 박는 H자모양의 철강 기초 말뚝
2) 제조방식 : 고로 또는 전기로에서 생산된 반제품을 고온(1,200℃)으로 가열한 후 여려단계의 롤러 (케리버)를 거치는 열간압연 공정으로 제조
3) 주요 제조사 : 국내에는 현대제철, 동국제강이 있으며 수입의 경우 일본산, 중국산, 베트남산, 바레인산 등이 수입되어 유통되고 있음
4) 모양 및 구조 : 두개의 평행한 날개부분인 플랜지와 이를 연결하는 중심판인 웹으로 구성되어 단면이 알파벳 "H"형태임
ㅁ 주요 용도
1) 사용 목적 : 기초 지반이 연약할 때 상부 구조물의 하중을 견고한 암반층까지 지지해 주거나 흙이 무너지지 않도록 벽체를 형성할때 사용됨
2) 산업별 사용내역 : ⓐ 토목공사 - 지하철 및 터널 굴착시 측면 토압을 지지하는 흙막이 가시설 (엄지말뚝, 버팀보), 교량 교각의 기초파일
ⓑ 건축공사 - 고층건물 및 대형플랜트 구조물의 기초 지지파일 (Pile항타공사)
ⓒ 기타 가설 - 공사기간중 임시로 사용하는 가설교량 (복공판 지지대) 및 크레인 주행로 거더
ㅁ 종류 및 분류
1) 재질별 : 일반탄소강 기반의 구조용 강재와 내진 서능 및 용접성을 강화한 특수 구조용 강재로 구분 (SHP275, SHP335 등)
2) 형태별 : 플랜지 너비와 웹 높이가 거의 일정한 정방형(기둥재용) 제품이 말뚝용으로 주로 사용됨
3) 규격별 : 호칭치수 기준으로 Min. 200 x 200 규격부터 Max. 400 x 400 규격까지 말뚝용 범위로 분류됨
ㅁ KS 규정
1) KS 표준번호 : KS F 4603 (H형강 말뚝) 표준에 따름
2) 적용범위 : 토목, 건축 등 구조물의 기초, 토류벽, 벽체의 보강재 및 그밖의 구조물에 사용하는 열연압연H형강 말뚝에 대해 모양, 치수, 무게, 화학성분, 기계적성질 등의 규정
ㅁ 화학성분
| 강종 | C | Si | Mn | P | S | Cu |
| SHP275 | - | - | - | 0.050 ↓ | 0.050 ↓ | 0.20 ~ 0.50 |
| SHP275W | 0.23 ↓ | - | 2.5 x C ↑ | 0.040 ↓ | 0.040 ↓ | 0.20 ~ 0.50 |
| SHP355W | 0.20 ↓ | 0.55 ↓ | 1.50 ↓ | 0.040 ↓ | 0.040 ↓ | 0.20 ~ 0.50 |
| SHP450W | 0.22 ↓ | 0.55 ↓ | 1.60 ↓ | 0.040 ↓ | 0.040 ↓ | 0.20 ~ 0.50 |
ㅁ 기계적 성질
| 강종 | 두께(mm) |
항복점 또는 항복강도 (N/㎟) |
인장강도 (N/㎟) |
연신율 (%) <1A 시험편> |
| SHP275 | 16 mm ↓ | 275 ↑ | 410 ~ 550 | 17 ↑ |
| 16mm ↑ | 265 ↑ | 410 ~ 550 | 21 ↑ | |
| SHP275W | 16mm ↓ | 275 ↑ | 410 ~ 550 | 18 ↑ |
| 16mm ↑ | 265 ↑ | 410 ~ 550 | 22 ↑ | |
| SHP355W | 16mm ↓ | 355 ↑ | 490 ~ 630 | 17 ↑ |
| 16mm ↑ | 345 ↑ | 490 ~ 630 | 21 ↑ | |
| SHP450W | 16mm ↓ | 450 ↑ | 550 ~ 700 | 17 ↑ |
| 16mm ↑ | 440 ↑ | 550 ~ 700 | 17 ↑ |
ㅁ 규격
| 호칭치수 | H X B (mm) | t1 (mm) | t2 (mm) | r | 단면적 (㎠) | 단위중량 (kg/m) | 현대제철 | 동국제강 |
| 200 x 200 | 200 x 200 | 8 | 12 | 13 | 63.53 | 49.9 | ○ | ○ |
| 200 x 204 | 12 | 12 | 13 | 71.53 | 56.2 | ○ | ○ | |
| 208 x 202 | 10 | 12 | 13 | 83.69 | 65.7 | ○ | ○ | |
| 250 x 250 | 250 x 250 | 9 | 14 | 16 | 92.18 | 72.4 | ○ | ○ |
| 244 x 252 | 11 | 11 | 16 | 82.06 | 64.4 | ○ | ○ | |
| 248 x 249 | 8 | 13 | 16 | 84.70 | 66.5 | ○ | ○ | |
| 250 x 255 | 14 | 14 | 16 | 104.70 | 82.2 | ○ | ○ | |
| 300 x 200 | 294 x 200 | 8 | 12 | 18 | 72.38 | 56.8 | ○ | ○ |
| 298 x 201 | 9 | 14 | 18 | 83.36 | 65.4 | ○ | ○ | |
| 300 x 300 | 294 x 302 | 12 | 12 | 18 | 107.70 | 84.5 | ○ | ○ |
| 298 x 299 | 9 | 14 | 18 | 110.80 | 87.0 | ○ | ○ | |
| 300 x 300 | 10 | 15 | 18 | 119.80 | 94.0 | ○ | ○ | |
| 300 x 305 | 15 | 15 | 18 | 134.80 | 106.0 | ○ | ○ | |
| 304 x 301 | 11 | 17 | 18 | 134.80 | 106.0 | ○ | ○ | |
| 310 x 305 | 15 | 20 | 18 | 165.30 | 130.0 | ○ | ○ | |
| 310 x 310 | 20 | 20 | 18 | 180.80 | 142.0 | ○ | ○ | |
| 350 x 350 | 338 x 351 | 13 | 13 | 20 | 135.30 | 106.0 | ○ | X |
| 344 x 348 | 10 | 16 | 20 | 146.00 | 115.0 | ○ | ○ | |
| 344 x 354 | 16 | 16 | 20 | 166.60 | 131.0 | ○ | ○ | |
| 350 x 350 | 12 | 19 | 20 | 173.90 | 137.0 | ○ | ○ | |
| 350 x 357 | 19 | 19 | 20 | 198.40 | 156.0 | ○ | ○ | |
| 400 x 400 | 388 x 402 | 15 | 15 | 22 | 178.50 | 140.0 | ○ | X |
| 394 x 398 | 11 | 18 | 22 | 186.80 | 147.0 | ○ | ○ | |
| 394 x 405 | 18 | 18 | 22 | 214.40 | 168.0 | ○ | X | |
| 400 x 400 | 13 | 21 | 22 | 218.70 | 172.0 | ○ | ○ | |
| 400 x 408 | 21 | 21 | 22 | 250.70 | 197.0 | ○ | X | |
| 406 x 403 | 16 | 24 | 22 | 254.90 | 200.0 | ○ | ○ | |
| 414 x 405 | 18 | 28 | 22 | 295.40 | 232.0 | ○ | X | |
| 428 x 407 | 20 | 35 | 22 | 360.70 | 283.0 | ○ | X |
ㅁ 단가 정보
1) 산정방식 : 철강 유통시장에서는 본당 가격보다는 톤(Ton)당 단가 또는 kg당 단가를 기준으로 거래됨
2) 변동요인 : ⓐ 철스크랩(고철) 가격, 제조사(현대제철 및 동국제강)의 원단위 또는 분기단위 마감정책, 수입품 (중국산/일본산 등) 유입량에 따라 매월 시황단가가 변동됨
ⓑ 계절적인 요인으로는 공사가 활발히 진행되는 3~6월간, 9~11월간 단가가 상승되는 경향이 있으며 7~8월간 및 12~2월간은 가격이 다소 낮아지는 경향이 있음
3) 특이사항 : 토목 가시설용 H형강 말뚝은 자재를 직접 구매하기도 하지만 공사가 완료된후 회수하는 바이백(Buy-Back)방식이나 임대(Rental)방식 거래비중이 매우 높음
ㅁ 사용시 유의사항
1) 방향성 고려 : 강관말뚝(원형파이프)과 달리 H형강말뚝은 단면이 강축 (Strong Axis)과 약축 (Week Axis)이 명확하므로 토압이나 주하중이 작용하는 방향을 고려하여 시공 각도를 일치시켜야 함
2) 두께별 강도 저하 : 강재의 두께가 두꺼울수록 제조 공정상 항복점이 낮아질 수 있으므로 설계 기준 두께별 허용 하중을 정확히 계산하여야 함
ㅁ 시공, 절단, 용접, 보관시 주의사항
1) 시공 (항타) : 말뚝을 땅에 박을 때 상부 (두부)가 타격으로 인해 찌그러질수 있으므로 반드시 두부보강 캡이나 완충재를 사용해야 함
2) 절단 및 용접 : 현장 연결 용접시 이물질을 완전히 제거해야 하며 두께가 두꺼운 경우 저수소계 용접봉늘 사용하거나 적절한 예열 처리를 하여 용접 균열을 방지해야 함
3) 보관 : 현장 야적시 지면과 직접 닿지 않도록 박침목을 설치하고 배수가 잘 되는 곳에 수평으로 적재하여 강재의 변형 (휨)과 녹 발생을 예방해야 함
ㅁ 용도별 적합성여부
1) 적합 : 연약지반의 마찰 지지력이 아닌 단단한 암반층까지 도달시켜 하중을 지지하는 선단지지 말뚝으로 매우 적합하며 가시설 철거시 인발 및 재사용이 가능함
2) 부적합 : 수평 방향의 모든 면에서 동일한 축방향 하중을 굔뎌야 하는 구조물에는 방향성이 있는 H형강말뚝보다 원형 강관말뚝이 더 적합함
ㅁ 발주전 체크리스트
1) 정확한 강종 확인 : 도면상 요구 사항이 일반 강종 (SHP275)인지 고강도/내진용 강종 (SHP355)인지 확인했는가?
2) 길이(본) 배수 세팅 : 현장 항타 깊이에 맞춘 최적의 길이(10m 혹은 12m)를 선택하여 현장 용접 연결을 최소화 했는가?
3) 인증 여부 : 단순 정품 신재 구매인지 중고 빔 임대(렌트)인지 바이백 조건인지 확정했는가?
ㅁ 자주 묻는 질문 (FAQ)
Q1. 일반 H형강 (건축구조용)을 말뚝용으로 그냥 사용해도 되는가?
A1. 사이즈는 동일하지만 H형강말뚝은 KS규정상 KS F 4603으로 명확히 정의되어 있어 지중에 박히는 강한 충격과 토양 내 부식을 견디도록 화학성분과 플랜지/웹의 두께 밸런스가 다르게 설계되어 있으므로 용도에 맞는 규격을 사용해야 안전합니다
Q2. 가시설에 쓰인 H형강말뚝은 정말로 여러번 재사용할수 있나요?
A2. 네 토목공사가 끝난 후 인발하여 회수한 뒤 현장점검, 교정 및 보수 (재용접 등) 공정을 거치면 수차례 재임대 및 재사용이 가능하여 경제성이 뛰어난 자재입니다
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