말뚝은 재료의 특성과 용도에 따라 강관 말뚝과 콘크리트 말뚝으로 생산되는데, 인장력이나 휨에 취약한 콘크리트의 결점을 보완해서, 경제적이면서 지지력을 안정적으로 확보할 수 있는 ‘프리텐션 방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝(이하 PHC 말뚝)’이 다양한 현장에서 보편적으로 사용되고 있다.
말뚝은 근입 깊이가 15m를 초과하는 경우, 운반과 작업 여건을 고려하여 부득이 이음을 주게 되는데, PHC 말뚝의 이음은 용접과 무용접 공법으로 나뉘어진다.
최근까지 용접 공법이 PHC 말뚝 이음 현장에서 60-70%의 점유율을 확보하고 있었으나, 눈 또는 비가 내리거나 10m/sec 이상의 바람이 불 때 또 기온이 0°C 이하일 경우 작업을 금지하고 있고, 고임금인 용접공의 숙련도에 따라 시공 품질에 영향을 받으며, 용접 후 20개소 마다 1회 이상 비파괴 검사를 해야 한다고 규정하고 있는 특성에 따라 개선이 요구되고 있는 시공 환경의 이음 공법이다.
따라서, 용접 시 발생하는 탄소 배출에 따른 자연 환경 문제와 유지관리, 용접공의 숙련도와 고임금의 문제점을 개선 해결하고, 기후 상황과 무관하게 작업할 수 있을 뿐만 아니라, 항상 일정한 품질 확보가 가능하고 안정적으로 이음 말뚝 고유의 역할을 다할 수 있는 무용접 공법이 개발되었다.
하지만, 기존의 ‘볼트 체결 PHC 말뚝 무용접 이음방식’은, PHC 말뚝에 대한 KS F 4306 규정에서 요구하고 있는, ‘PC 강재의 끝부가 이음 철물에 고정되어야 한다.’는 규정을 배척하고 공장 생산된 단본 말뚝에, 제작 공정 상 큰 힘을 받은 너트를 재사용하여 볼트로 수직 연결하는 문제점을 안고 있는 다공정 조립 방식이지만, 태성정공㈜의 ‘말뚝 일체형 SMART JOINT를 적용한 무용접 이음공법’은 시공 현장에서 이음에 사용되는 PHC 말뚝을 KS F 4306 규정을 준수하여 이음 철물(Union Joint)을 공장 제작 과정에서부터 부착하여 생산 후, UNION PIN을 수평으로 1회 체결하는 단순 공정의 조립 방식이어서 다양한 장점이 부각되는 공법이다.
본 공법을 개발하기 위해 태성정공㈜에서는 용접 이음 대비 경제성, 친환경성을 확보하고, 말뚝의 안정성을 유지하고 시공성까지 획기적으로 개선하기 위하여, PHC 말뚝의 자중과 시공 이음 환경을 고려하여 FEM 해석을 통한 구조 검토 후 적정한 이음 철물(Union Joint) 두께와 이음 핀(Union Pin) 개수를 확정하고, PHC말뚝 이음의 기존 공법과 차별화된 제품을 개발하여, ‘UNION JOINT 일체형 콘크리트 말뚝의 이음 공법’으로 특허를 취득하였으며, 전 자동화 생산 설비까지 도입해서 운용하고 있다.
태성정공㈜은 전 자동화 스마트 시스템을 적용하여, 규격별(Ø500, Ø600, Ø800)로 Union Joint를 1일 300본을 생산할 수 있는 능력을 갖추고 있는 중소기업청이 지정한 뿌리기술전문기업이다.
해당 기술은 2024 스마트 건설 엑스포에서 만나볼 수 있다. 이번 2024 스마트건설 엑스포는 11월 19일까지 사전등록을 완료하면 빠르게 입장할 수 있으며, 개막식을 포함하여 다양한 프로그램이 동시에 개최되는 이번 행사의 내용은 홈페이지를 통해 자세히 확인할 수 있다.
이수환 글로벌에픽 기자 lsh@globalepic.co.kr
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