시공기술사/기초공사

기성콘크리트말뚝의 지지력 산정방법

기구미 2013. 3. 13. 22:43

기출문제

- 103회 4교시 2번 : 기성콘크리트 말뚝의 지지력 예측방법의 종류 및 특성을 설명하시오.

- 93회 4교시 2번 : 기성콘크리트말뚝의 지지력 판단방법의 종류 및 유의사항에 대하여 설명하시오

- 83회 1교시 11번 : Rebound Check

- 70회 1교시 1번 : Rebound check

- 69회 1교시 7번 : Pile dynamic Analysis

- 65회 4교시 3번 : 파일 공사의 동재하시험시 유의사항을 기술하시오.




개요

말뚝의 지지력은 말뚝선단지반의 지지력과 주변지반의 마찰력에 의한다.

말뚝의 허용지지력을 구하는 방법에는 여러가지가 있으나 토질, 말뚝의 종류, 경제성에 비추어 적절한 것을 선택하는 것이 필요하며,

기성콘크리트말뚝, 강재말뚝과 같은 관입형 말뚝의 경우 재하시험에 의해 구하는 것이 가장 신뢰성이 크다.

 

말뚝의 지지력

말뚝의 지지력 = 말뚝선단지지력(Rp) + 주면마찰력(Rf)

말뚝의 허용지지력(Ra) = 극한지지력(Ru) / 안전율(Fs) 


말뚝의 지지력 판단방법

말뚝박기 시험(Pile driving test, Rebound check)

말뚝재하시험(정재하시험, 동재하시험)

표준관입시험

지반이 허용응력도에 의한 방법

토질시험에 의한 방법

 

말뚝박기 시험(Pile driving test, Rebound check)

1) 정의

말뚝을 타격식으로 시험하는 방식으로 시험방법이 간단하고, 시공 도중에도 지지력 점검이 가능하다.

정적내력을 동적인 관입저항으로 추정하는데 무리가 있으며, 말뚝재하시험과 병행하여 시험한다.

 

2) 시험방법

기록지(모눈종이) 말뚝에 부착

가이드 설치

말뚝 1 타격마다 연필을 가로로 이동

 

3) 측정

최종관입량 리바운드량을 측정

최종 10 이상의 타격에 희한 평균값으로 동적지지력 산출


 

재하시험의 분류

1) 정재하시험

수직재하시험

- 고정하중 재하시험

- 인장(반력)말뚝 재하시험

- 지중 Anchor 재하시험

수평재하시험

- 쌍둥이 말뚝 수평재하시험

- 외말뚝 수평재하시험

2) 동재하시험

 

정재하시험

1) 정의

말뚝재하시험에는 하중-침하 관계로부터 지지력을 평가하는 정재하시험과 항타시 말뚝의 거동으로부터 지저력을 평가하는 동재하시험이 있다.

정재하시험방법은 크게 고정하중에 의한 방법과 인장(반력)말뚝에 의한 방법으로 구분한다.

 

2) 시험방법(완속재하시험방법)

하중단계 : 8단계(설계하중의 25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 175%, 200%)

재하하중유지 : 최소 30 유지 침하량이 0.25mm/h 이하될때 까지(최대 2시간)

재하종료 : 설계하중의 200%에서 침하량이 0.25mm/h 이하 12시간 유지(이상인 경우 24시간 유지)

제하하중 : 시험하중의 25% 단계별로 1시간 간격으로 제하

 

3) 측정

시간

하중

침하량(변위량)

 

4) 분석

하중(P)-시간(t)-침하(S) 등의 관계곡선을 도시화

P-S 곡선분석

log P - log S 곡선분석

S - log t 곡선분석



동재하시험(Dynamic pile load test, Pile dynamic analysis)

1) 정의

동재하 시험은 말뚝에 변형율계와 가속도계를 부착하고 말뚝머리에 타격을 가함으로써 발생하는 응력파(Stress wave) 분석하여 지지력을 측정하는 방법을 말한다.

비용과 소요시간 절감 작업관리가 용이한 장점이 있다.

 

2) 특징

비용 소요시간 절감

말뚝관입 중간시점의 말뚝 지지력 측정가능

말뚝의 파괴 위치, 깊이별저항력 분포 측정가능

항타장비 적합성, 말뚝의 건전도 측정가능

대구경 현장타설 말뚝이 재하시험 용이

 

3) 시험방법

시험말뚝 두부정리 : 지상부분의 길이가 3D(D:말뚝지름) 정도

게이지 부착 구멍 천공 : 말뚝 두부에서 1.5~2D 이하 지점

게이지 부착 : 고강도 볼트 사용하여 변형율계, 가속도계 부착

초기값 입력 : 항타분석기에 말뚝길이, 단면적, 탄성계쑤 초기값 입력

보정계수 입력 : 가속도계와 변형율계의 보정계수 입력

해머거치 : 말뚝타격 해머를 말뚝에 거치

게이지 점검 : 게이지 점검 테스트 실시, 이상유무 확인

측정 : 항타시 가속도계와 변형율계에 의한 힘과 속도를 측정

 

4) 분석

항타분석기에 저장된 자료를 분석 프로그램을 이용하여 정밀 분석

측정된 파와 분석 재현된 파가 근접할 때까지 반복 계산, 매칭(matching)이라고

매칭의 정도는 가능하면 3 내외

매칭 정도가 수치상 표현이 가능하면 안전율 2.5, 불가하면 3.0

극한지지력, 하중 침하량 곡선

 

5) 유의사항

측정을 위한 항타 편타가 발생하지 않도록 축선일치

게이지 설치시 볼트는 고강도 볼트 사용

게이지 부착구멍의 크기, 말뚝표면과의 연직성 등은 시험결과에 영향 미치므로 주의

동재하시험은 당해 동에서 제일 불리한 조건의 말뚝에 시행

시험용 해머는 진동해머를 제외한 유압해머, 드롭해머 등이 사용 가능

시험용 해머는 시험하중의 1% 이상의 램중량을 가져야 한다.

 

시험빈도




연관문제

기성콘크리트말뚝 - 파일의 시간경과효과 - 양방향 말뚝 재하시험

 

참고문헌(출처)

1) 건설공사 전문시방서 2007 : 토공 기초공사 27410 시험말뚝 시험과 말뚝재하 시험

2) KSF2445 말뚝의 압축 정재하시험 방법

3) KSF2591 말뚝의 동적재하 시험방법

4) 공동주택 PHC파일 공사괸리 시스템 구축 / 유재욱

5) 건축시공기술 핸드북 / 나균석, 박광호