말뚝 재하 시험 pile loading test 2600874 김연삼 2600838 신용근 200800994 홍준석

목차 1.말뚝 재하 시험 2. 동재하시험 3. 정재하시험 4. 이론 7. Q&A 6. 참고문헌 5. 현장방문

말뚝 재하 시험 지내력=지지력+마찰력-부력

1 말뚝재하시험 1. 말뚝재하시험(pile loading test) 말뚝을 설계 깊이까지 설치한 후 일련의 하중을 가하여 생기는 말뚝의 침하량을 측정하여 말뚝의 극한하중이나 허용 침하량 이내에서 지지할 수 있는 하중의 크기를 구하는 시험

1 말뚝재하시험 2. 말뚝 재하시험의 분류 말뚝재하시험 동재하시험 정재하시험

1 말뚝재하시험 동재하시험 정재하시험 3. 순서

1 말뚝재하시험 4. 유의사항 • 현장을 대표할 수 있는 위치에서 실시 • 말뚝 250개 당 1회 이상 또는 건축물별로 1회 이상 실시 • 지반이 불규칙하거나 말뚝의 종류가 바뀔 경우에는 추가로 실시 • 시험말뚝의 길이, 직경, 설치방법 등은 실제로 시공될 말뚝과 같아야함 • 동일한 지반에서도 말뚝의 압축지지력이 말뚝 시공 후 시간의 경과에 따라 변화하기도 하므로, 시공 직후 및 일정한 시간이 경과한 후에 두 차례 재하시험을 실시

2 동재하시험 1. 동재하시험(Dynamic pile load test) 말뚝머리 부근에 변형률계(strain transducer)와 가속도계(accelerometer)를 부착하고 말뚝항타분석기(Pile Driving Analyzer : PDA)를 이용하여 항타 중에 말뚝 머리에 발생하는 응력과 변형 및 가속도를 측정하여 지지력을 추정하는 방법

2 동재하시험 3. 공사과정 1.시험말뚝선정 2.말뚝 두부정리 3.게이지 부착 4.장비 및 프로그램 설치 5.DATA 입력 6.게이지 보정 7.항타실시 및 Data 저장 8.CASE 분석 9.CAPWAP 분석

2 동재하시험 3. 공사과정 1.시험말뚝선정 2.말뚝 두부정리 3.게이지 부착 4.장비 및 프로그램 설치 5.DATA 입력 6.게이지 보정 7.항타실시 및 Data 저장 8.CASE 분석 9.CAPWAP 분석 CASE 분석 동적재하시험에 의한 지지력 예측법 중 간편 계산법. 측정치를 가지고 지지력을 예측할 수 있는 공식에 대입하여 구하는 방법.

2 동재하시험 3. 공사과정 1.시험말뚝선정 2.말뚝 두부정리 3.게이지 부착 4.장비 및 프로그램 설치 5.DATA 입력 6.게이지 보정 7.항타실시 및 Data 저장 8.CASE 분석 9.CAPWAP 분석 CAPWAP 분석 (CAse Pile Wave Analysis Program) 측정치를 정량화하여 시행착오법을 사용하여 말뚝의 지지력, 지반 저항력의 분포 등을 결정하는 방법

2 동재하시험 4. 장점 5. 단점 시간과 비용이 적게든다, 2) 시간경과에 따른 지지력의 변화를 알 수 있다. 2) 시간경과에 따른 지지력의 변화를 알 수 있다. 3) 깊이 별 저항력 분포를 알수 있다. 5. 단점 기술자의 자질에 따라 시험결과가 크게 달라 질 수 있다. → 정확성이 떨어짐 동재하 시험과 정재하 시험을 실시하고 결과를 비교검증할 필요가 있음

2 동재하시험 6. 동재하시험과 정재하시험 위 내용에서 기술자의 실력에 따라 결과가 크게 달라질 수 있다고 했는데 , 그 이유는 예를들어 빙판의 단단함을 알기 위해서 빙판을 두드리는 과정을 거칠 때, 빙판이 깨지지 않을 정도로 어느정도 세게 두드려보기 마련이다. 이러한 과정에서 조금 더 세게 쳐 보고 거의 한계점 까지 두드려보고 올라갈텐데, 동재하 시험도 마찬가지 이다. 확실한 지내력을 모르는 상태에서, 항타하는 힘을 조정하면서 지내력을 예상하는 것이기 때문에 계속 항타하는 힘을 증가시키면서 또한 말뚝을 파손시키지 않는 내에서 기술자의 능력여부에 따라 판단하에 항타하는 힘을 정하게 된다. 때문에 많은 경험이 있는 기술자 일 수록 많은 땅에 시험을 해봤을 것이고, 좀더 정확한 측정을 기대 할 수 있게 된다.

2 동재하시험 6. 선단 지내력+주면 마찰력-부력=말뚝의 지지력 지내력 (地耐力) 지지력 (支持力) 지내력 (地耐力) 지지력 (支持力) 지내력은 말뚝이 박혀 있을 때 수직하중에 반발하는 힘을 의미한다. 마찰력은 말뚝과 지면의 접촉면에서 말뚝의 움직임에 저항하는 힘을 의미한다. 부력은 지하수나 수분이 많이 포함된 흙에 의해 말뚝을 위로 띄워올리는 힘이다. 따라서 지지력 이라는 것은 말뚝이 지지할 수 있는 총 하중을 의미하므로 지지력=지내력+마찰력-부력이 되는 것이다. 여기서 동재하 시험을 통해 지내력과 마찰력을 따로 도출 해 낼 수가 있는데, 그 이론은 간단하다. 예를들어 마찰력이 작은 지면인 경우 말뚝을 항타했을 때 나타나는 말뚝의 가속도가 빠르게 나타날 것이다. (반사파가 되어 돌아오기 전까지의 속도) 또한 지내력은 클수록 반사파에서 힘이 크게 나타날 것이다.

2 동재하시험 지내력 ↓ 마찰력 ↓ 지내력 ↑ 마찰력 ↓ 지내력 ↑ 마찰력 ↑

3 정재하시험 1. 정재하시험 말뚝에 하중을 가하여 말뚝의 침하 및 인발, 수평변위 양상을 분석함으로써 말뚝의 허용지지력을 도출하는 방법

3 정재하시험 2. 장비 재하대 2) 가압장치 3) 계측장치 변위량 측정장치

3 정재하시험 3. 분류 정재하시험 고정하중을 이용한 재하방법 반력을 이용한 재하방법

3 정재하시험 4. 장점 5. 단점 ∙ 허용 지지력을 도출하는데 있어서 신뢰성이 가장 높다 말뚝 기초의 경제성 및 안정성 좌우 상당한 비용과 시간 소모 2) 시간경과에 따른 지지력의 변화를 확인하기 어렵다 말뚝 시공 후 시간이 경과한 후 두 차례 재하시험 실시

5 이론 4 참고자료 예를들어 사람이 샌드백을 때릴때와 콘크리트를 때릴 때 중에서, 샌드백을 때렸을때, 더 변형이 크다는 것을 느낄 수가 있는데, 이와 같은 원리로 항타기의 힘을 이용하여 지내력을 예상하는것이 동재하 시험이다.

5 이론 Situation 1 – 지면의 말뚝에 손을 이용 충격을 가했을 때, 말뚝의 지내력 예상 절차

5 종파에 의해 말뚝내부 입자들이 진동하여 변위가 생기게 된다. 이론 종파에 의해 말뚝내부 입자들이 진동하여 변위가 생기게 된다. 따라서 말뚝은 변형하게 되고, 이 변형률이 작을 수록 큰 힘에 저항 할 수 있다는 뜻이 된다. 따라서 동재하 시험에서 힘과 변형률이 비례함을 이용하여 설계하중이 작용할 때, 어느정도의 변형이 일어날지 예상할 수 있다.

5 이론 이론 타격하는 항타기에 의해 말뚝내에 종파가 발생하게 되는데, 이때 파동의 속도를 C, 이동거리가 ΔL 일 때, ΔL = C* Δt 가 된다. (1) 이때 말뚝의 변위량이 δ라고 하면 변형률 ε = δ/ ΔL (2) (1)을 (2)에 대입하면 ε = δ/ C* Δt (3) 가 나온다. 이때, Δt동안 변위량이 δ이므로 말뚝의 속도 v = δ/ Δt (4) 이다. (3)을 (4)에 대입하면 ε = v/C (5) 가 되므로 양변에 탄성계수 E 와 단면적 A를 곱하면 F = EA/C *v 가 된다. 이를 토대로 F와 v를 도출해 낸다. 결과로 나온 변형률이 말뚝 임피던스의 1.5~2.0이 되어야 한다.

5 정재하시험– 설계하중 1600N 16개의 말뚝에 의해 지지된다. 하나의 말뚝에 의해 지지되는 하중 = 100N 이론 정재하시험– 설계하중 1600N 16개의 말뚝에 의해 지지된다. 하나의 말뚝에 의해 지지되는 하중 = 100N 안전한 시공을 위해 3200N(200%)의 하중을 재하시킨다. 이때의 말뚝의 압축, 인장, 지지력을 측정한다.

5 이론

6 현장방문 위치도 상부형식 : PF 연속 BEAM교 하부형식 : 역T형 교대 및 기둥식 교각 2. 차도교2 위치도 P.F 연속 BEAM교 상부형식 : PF 연속 BEAM교 하부형식 : 역T형 교대 및 기둥식 교각 교대기초 : 복합말뚝기초(∅500×12mm) 교각기초 : PHC말뚝(∅500) 경관설계 : 강재주탑 및 케이블 조형물

6 현장방문 풍림산업(주)

6 현장방문 두부 정리

6 현장방문 5 론

6 현장방문 5 이론 장비 이동

6 현장방문 5 이론

6 현장방문 유압실린더 & 유압게이지

6 현장방문 측정 & 기록

6 현장방문 위쪽에서 본 모습

6 현장방문 유압펌프 조작

6 현장방문 다시 측정 & 기록

6 현장방문 최종 보고 & 인증사진

7 참고자료 ∙ http://www.cyworld.com/jinstar7725/5096689 ∙ 건축시공학, 이찬식 外 3명 , 한솔 아카데미, 2010 ∙ 말뚝재하시험 방법, 레포트 , 2009 도움을 주신 분들 - 풍림산업 이승호 실장님 - 풍림산업 이만식 차장님

Q & A

Thank you