구조물 기초공사용 대구경 굴착기계

1. 개요

• 구조물의 기초를 안전하게 시공하기 위해 필요한 지지력을 확보하고, 유해한 침하량을 억제하기 위한 공법에 사용됨.
• 주로 현장타설 말뚝공법(Cast-in-place Pile) 및 케이슨(Caisson) 공법 시 대구경 천공을 위해 운용되는 핵심 장비임.

2. 대구경 굴착기계의 종류 및 특징

구분	주요 특징 및 시공 방법	장점	단점 및 주의사항
어스 드릴 (Earth Drill)	- 굴착용 버킷을 켈리바(Kelly Bar)에 장착 후 회전 굴착 - 벤토나이트 용액으로 공벽 유지	- 굴착 능력이 우수함 - 무소음, 무진동 공법 - 경질 지반 시공 가능	- 자갈·옥석층(20m 이상) 굴착 곤란 - 공벽 붕괴 방지 주의 필요
베네토 (Benoto)	- 케이싱(Casing)을 전회전 또는 요동시키며 압입 후 내부 굴착 - 올케이싱(All Casing) 공법	- 불안정 지반에서도 신뢰성 높음 - 공벽 보호 확실	- 지하수 처리의 어려움 - 케이싱 인발 시 철근 공상(Rising) 주의
R.C.D (Reverse Circulation Drill)	- 역순환 니수 공법 이용 - 정수압(0.2~0.3kg/cm²)으로 공벽 유지	- 수상(해상) 시공 및 대구경 가능 - 좁은 장소 시공 유리 - 비트 교환으로 임의 직경 가능	- 니수 처리 설비 필요 - 정수압 유지 실패 시 공벽 붕괴 위험
로테이터 (Rotator)	- 케이싱을 360도 전회전시켜 관입 - 강력한 토크로 암반 굴착 및 장애물 제거	- 강력한 관입력과 굴착력 - 수직도 정밀도 우수	- 장비가 대형이며 설비비가 고가 - 시공 속도가 상대적으로 느림

3. 기계별 상세 비교 분석

1) 어스 드릴 (Earth Drill)

• 작동 원리: 트럭 또는 무한궤도식 차체에 탑재된 회전 버킷을 켈리바(Kelly bar)와 켈리 요크(Kelly yoke)를 이용해 회전시켜 토사를 배출함.
• 적용성: 도심지 공사 등 소음·진동 규제가 엄격한 곳에 적합함.

2) 베네토 (Benoto) 굴착기

• 작동 원리: 요동 장치를 통해 케이싱을 지중에 압입하고 내부의 토사를 해머 그랩(Hammer grab)으로 굴착함.
• 특징: 케이싱이 공벽을 완전히 보호하므로 느슨한 모래층이나 지하수가 있는 지반에서도 시공 신뢰도가 매우 높음.

3) R.C.D (Reverse Circulation Drill)

• 작동 원리: 드릴 파이프 내부로 굴착토와 혼합된 니수를 빨아올려 지상으로 배출하는 역순환 방식을 채택함.
• 장점: 대규모 교량 기초 등 수상 시공 시 매우 효율적이며, 굴착 깊이에 제한이 적음.

4) 로테이터 (Rotator)

• 작동 원리: 올케이싱 공법의 일종으로, 케이싱 전체를 강력한 유압으로 회전시켜 지반과의 마찰력을 극복하며 관입함.
• 특징: 기존 베네토(요동식)보다 관입력이 강력하여 전석층이나 암반층 굴착 시 주로 사용됨.

4. 시공 시 관리 주안점 (결론)

• 지반 조건 부합성: 지반의 상태(사질토, 점성토, 암반 등)에 따른 적정 기종 선정.
• 공벽 유지 관리: 벤토나이트 안정액 농도 관리(어스 드릴) 및 정수압 유지(RCD).
• 안전 관리: 대형 장비의 전도 방지를 위한 지반 지지력 확보 및 작업 반경 내 출입 통제.
• 정밀도 확보: 굴착 시 수직도 유지 및 슬라임(Slime) 제거 철저.