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안녕하세요^^ 잉어입니다!
월요일이 잘 마무리 되었네요! 정말 수고 많으셨습니다!
시작이 반입니다. 월요일을 잘 마쳤다는 것으로 이번 주의 반을 성공적으로 이루어 낸 것이고 또 잉어티비와 함께 122회 필기를 향해 공부를 시작하셨다면 그 것만으로도 대단한 한 걸음이라고 할 수 있다고 말씀드리고 싶습니다!
그 도전이 헛되지 않도록 저도 더욱 분발하겠습니다!
그럼 내일 또 뵙겠습니다!^^

말뚝 재하 시험 주제에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하세요.

말뚝재하시험 종류 및 방법 – KH 건설

1. 개요 말뚝재하시험은 크게 압축재하시험, 수평재하시험, 인발재하시험 등으로 구분되며, 압축재하시험은 재하방법에 따라 정적재하시험, 동적재하 …

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Source: khent.co.kr

Date Published: 11/13/2021

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말뚝재하시험(정재하/동재하시험) 시험빈도 및 말뚝시공 수직도 …

정재하시험은 말뚝의 지지력을 결정함에 있어서 말뚝의 거동을 파 악하는 가장 확실한 방법으로, 말뚝두부에 직접 시험하중을 재하하는 방식으로 가압 및 …

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Source: why-not-now.tistory.com

Date Published: 9/9/2022

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말뚝의 정재하시험(반력말뚝방식) – 건축시공·재료 지식 저장소

재하대는 시험하중의 110%를 견딜 수 있고 파괴나 전도되지 않는 안전한 구조를 갖추어야 합니다. 재하대는 시험하는 동안 편심이 발생하지 않도록 시험 …

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Source: archi-material.tistory.com

Date Published: 12/22/2021

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말뚝재하시험!! 동재하시험 및 정재하시험에 대해!! – 벨루가 40도

건설 현장에서 땅의 지지력 및 지내력을 확인하기 위해 하는 시험으로 말뚝을 설계한 깊이까지 설치한 후 하중을 가하여 생기는 말뚝의 침하량으로부터 …

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Source: hofu.tistory.com

Date Published: 2/19/2021

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정재하 시험 – 특징, 방법, 장비

정재하시험은 말뚝의 허용지지려을 측정하는것으로 이를 이용해 최적의 설계 및 시공이 이루어질수 있도록 합니다. 이는 말뚝의 안전성 및 경제성을 …

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Source: a.eeliassi.com

Date Published: 11/22/2022

View: 1702

동 재 하 시 험

말뚝지지력을 확인할 수 있어야 한다. 그러나 동일말뚝에 대하여 연속적으로 시간과. 비용이 소요되는 정재하시험을 실시하는 것은 용이치 않으며, 재하과정에서 항복 …

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Source: www.pre-cast.co.kr

Date Published: 1/11/2021

View: 9842

말뚝재하시험 – 건축 시공과 구조

(2) 말뚝재하시험은 KDS 41 10 10(10)에 따르고, 말뚝의 재하시험에서 최대하중은 원칙적으로 말뚝의 극한지지력 또는 예상되는 설계하중의 3배로 …

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Source: construction-structure.tistory.com

Date Published: 1/4/2022

View: 8709

[필답형] 정재하시험 (& 동재하시험)

정재하란 말뚝에 실제 하중을 가하여 지지력을 측정하는 시험이고 동재하는 항타시 말뚝의 응력과 가속도 를 측정하는 시험을 말합니다.

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Source: dreaming-pig.tistory.com

Date Published: 4/29/2021

View: 1282

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[토목시공기술사] 말뚝의 재하시험
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주제에 대한 기사 평가 말뚝 재하 시험

  • Author: 잉어 TV
  • Views: 조회수 6,059회
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  • Date Published: 2020. 5. 11.
  • Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=aKfv2Qy1bK4

말뚝재하시험(정재하/동재하시험) 시험빈도 및 말뚝시공 수직도 오차 등 품질관리 사항

말뚝재하시험(정재하 및 동재하)

말뚝재하시험의 종류인 정재하시험과 동재하시험의 시험절차에 대한 포스팅은 많기 때문에 이번 포스팅에서는 말뚝재하시험의 빈도와 수직도에 대한 내용, 그리고 각 말뚝재하시험에 대해 정리하였습니다.

1. 말뚝재하시험의 목적

말뚝기초의 설계, 시공과정을 보면 먼저 설계단계에서는 상부구조물에 대한 구조해석을 통해 말뚝머리에 작용하는 외력을 산정한 후, 말뚝의 예상 허용지지력이 작용 외력보다 크도록 말뚝의 길이, 직경 시공법 등을 결정합니다.

설계시 산정된 지지력과 실제 말뚝의 지지력 사이에는 불가피하게 지반조건 및 시공품질에 따른 편차가 발생하게 되는데 시공과정에서 실제 말뚝을 대상으로 재하시험을 실시하여 설계 시 산정된 예상 지지력을 만족하는지 확인하여야 합니다.

<말뚝재하시험의 종류>

2. 말뚝의 시공관리 기준(수직도, 말뚝위치)

① 국내외 각종 시방서에서는 아래 그림과 같이 말뚝의 위치와 수직도에 관해 오차 한계를 제시

다만 말뚝 길이에 대한 오차는 제시되지 않는데, 그 이유는 설계 시 결정된 바에 따라 정확한 길이로 시공했어도 말뚝의 실제 지지력이 설계 지지력과 정확히 일치하지 않으므로, 시방서 상에 말뚝길이에 대한 허용오차 기준은 제시되어 있지 않은 것입니다.

<말뚝시공 오차 한계>

② 말뚝위치에서 벗어난 경우

설계위치에서 벗어난 거리가 150㎜를 초과한 경우에는 구조검토 를 하여 추가 항타 및 기초를 보강해야 합니다. 독립기초, 줄기초, 매트 기 초의 외곽말뚝이 외측으로 75∼150㎜ 벗어난 경우에는 말뚝 중심 선에서 벗어난 만큼 기초를 확대하고 철근을 1.5배 보강하여 배근 하며, 내측으로 벗어난 경우에는 철근만 1.5배 보강하여 배근해야 합니다.

③ 수직으로 시공되지 않은 경우

항타 완료 후 각도기 등으로 계측하여 수직에 대한 기울기가 말뚝 길이의 1/50 이상일 경우에는 보강말뚝을 시공해야 합니다.

3. 말뚝재하시험의 수행빈도 기준(시험 횟수)

압축정재하시험은 지반조건에 큰 변화가 없는 경우 건축구조물의 기초 또는 토목구조물의 기초말뚝에 대하여 전체 말뚝개수(공수) 의 1% 이상 또는 구조물별로 1회 이상의 시험 이 필요합니다.(말뚝이 100개 미만인 경우도 구조물별로 최소 1개 이상 수행)

<말뚝재하시험 최소 수행 빈도>

4. 정재하시험 개요

정재하시험은 말뚝의 지지력을 결정함에 있어서 말뚝의 거동을 파 악하는 가장 확실한 방법 으로, 말뚝두부에 직접 시험하중을 재하하는 방식으로 가압 및 반력 시 스템에 따라 ⓐ고정하중 이용방식, ⓑ반력말뚝 이용방식, ⓒ반력앵커 방식으로 분류 할 수 있습니다.

<정재하시험의 종류>

5. 양방향 재하시험 개요

말뚝정재하시험의 경우 시험하중만큼의 고정하중이나 반력말뚝, 반력앵커 등의 반력이 필요하고, 이런 반력하중이 확보되지 않으면 말뚝정재하시험을 할 수 없습니다.

그러나 양방향말뚝재하시험에서는 특수하게 제작된 유압식 잭(Jack)이나 셀(Cell)을 일반적으로 말 뚝선단 부근에 설치하여 선단지지력과 주면마찰력에 의해 하중재 하에 필요한 반력을 상호간에 마련해주므로 하중재하를 위한 별도의 대형장치가 필요없고, 좁은 시험공간이나 경사진 곳에서도 적용이 가능합니다.

<정재하시험과 양방향재하시험 비교>

6. 동재하시험

말뚝에 변형과 충격파 전달속도를 측정할 수 있는 장치를 한 후에 말뚝이 타격관입되는 과정에서 측정되는 변형과 응력파 를 말뚝항타분석기(PDA, Pile Driving Analyzer)로 측정하여 CAPWAP(Case Pile Wave Analysis Program) 프로그램으로 해석 하고, 그 결과로부터 말뚝의 지지력, 말뚝에 전달되는 응력분포, 말뚝 에 발생하는 압축력과 인장력, 응력파의 전달속도 등의 자료를 얻으 며 타격관입 중에 말뚝에 발생하는 이상을 검출 해 낼 수 있습니다.

* 동재하시험의 장점 • 시험 소요시간이 매우 짧다 • 비용이 비교적 적게 든다 • 말뚝관입 도중의 어느 시점에서도 지지력 확인이 가능하다 • 말뚝과 해머의 성능을 동시에 측정할 수 있으므로 합리적 시공 관리가 가능하다 • 말뚝타격 시에 발생하는 말뚝의 파괴 여부와 위치를 알 수 있다 • 깊이별 저항력 분포를 알 수 있다 • 항타 시와 일정시간이 경과한 후 시간경과에 따른 말뚝지지력 변 화를 알 수 있다

<센서부착 / 동재하시험>

참고자료 : KSF 2445 / KSF 2591 / KCS 11 50 40 / 쌍용건설기술 말뚝시험의 종류 및 기준

말뚝재하시험의 종류와 시공관리기준(수직도 허용오차), 말뚝재하시험 시험횟수/빈도. 정재하시험과 양방향재하시험, 동재하시험에 대해 간략히 알아보았습니다. 위 내용 확인하시어 말뚝시험 등에 참고하시기 바랍니다.

건축법과 관련한 아래 자료 참고하시기 바랍니다.

↓ 관련업무 자료 링크 ↓

* 건설공사 기획업무

* 건설공사 계약방법

*건설공사 원가계산 작성요령

* 건설공사 착공시 업무

* 건설공사 준공정산 요령

* 내진성능평가 및 내진성능보강 업무

* 시특법 시설물 관련

* 시설물 유지관리(하자검수 등)

* 건축업무 관련 최신 법령

* 기타 건축업무

* 유형별˙공종별 안전점검 체크리스트

* 최신 설계자료(노임,제경비,단가 등)

*KCS 표준시방서, 품질시험 방법

*조달청 시방서 가이드라인

*건축시공기술사 서브노트

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말뚝의 정재하시험(반력말뚝방식)

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현장에서 말뚝을 시공한 후에는 설계 시 가정한 성능을 충분히 확보하고 있는지 확인해야 합니다. 말뚝 재하시험에는 정재하시험과 동재하시험으로 구분하는데, 정재하시험이 신뢰도가 높습니다. 그 중에서도 실재하 방식(철근 등을 이용해서 최대 시험하중의 110% 이상을 준비해서 재하)이 가장 신뢰도가 높지만 시험시간이 많이 걸리기 때문에 현장에서는 반력말뚝을 이용한 재하시험을 많이 합니다.

여기서는 PHC 말뚝에 실시한 반력말뚝방식의 정재하시험에 대해 살펴보겠습니다.

■ PHC 말뚝 – 프리텐션 방식 원심력 고강도 콘크리트 말뚝

■ 원심력 콘크리트 말뚝(PHC말뚝)의 시공

시험말뚝내용

위 사진에서 시험한 시험말뚝의 사양은 다음과 같습니다.

말뚝종류 직경

(mm) 말뚝관입심도

(m) 시공방법 설계하중

(ton/본) 최대시험하중

(ton/본) PHC 500×80 22.5 D.R.A 120.0 250.0

시험장비의 제원은 다음과 같습니다.

유압잭 및 펌프(1조) : 600ton

재하프레임(1set) : 총 Beam 무게는 약 6톤

다이알게이지(Digital guage)(2개) 1/1000mm Division, 50mm Strock

마그네틱 홀더(Magnetic holder)(2개)

시험장비의 설치

1) 두부 정리 : 시험을 실시할 파일과 주변 파일의 두부를 정리합니다. 말뚝 배치가 맞지 않으면 시험을 하지 못하기 때문에 시험할 파일위치를 사전에 결정해야 합니다.

원래는 파일머리를 절단한 다음 상부표면을 연마기를 평탄하게 정리하고 에폭시 수지 등으로 말뚝 두부를 보강해야 합니다.

2) 재하프레임 및 재하장치 설치

재하판 설치 ▶ 유압잭 설치 ▶ 레퍼런스 빔 설치 ▶ 재하대 설치 ▶ 하중재하

재하대는 시험하중의 110%를 견딜 수 있고 파괴나 전도되지 않는 안전한 구조를 갖추어야 합니다. 재하대는 시험하는 동안 편심이 발생하지 않도록 시험말뚝과 재하하중의 무게 중심이 일치하도록 해야 합니다.

3) 측정장치 설치

다이알 게이지는 시험말뚝 본체 양 옆에 부착합니다.

시험방법의 종류

가장 표준적인 ASTM – 1143에 규정된 재하방법은 다음과 같습니다.

시험 하중을 8단계 즉, 설계하중의 25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175% 및 200%로 나누어 재하한다.

각 하중단계에서 말뚝 머리의 침하율(rate of settlement)이 시간당 0.01inch(0.25mm) 이하가 될 때까지(단, 최대 2시간) 재하하중을 유지한다.

설계 하중의 200% 즉, 총 시험하중 재하단계에서 하중을 유지하되 1시간동안의 침하량이 0.01inch(=0.25mm) 이하일 경우 12시간, 그렇지 않을 경우 24시간동안 유지시킨다.

총 시험하중의 25%씩 각 단계별로 1시간씩 간격을 두어 제하한다.

만약 시험도중 말뚝의 파괴가 발생할 경우, 총 침하량이 말뚝머리의 직경 또는 대각선 길이의 15%에 도달할 때까지 재하를 계속한다.

표준적인 재하방법은 시간이 많이 걸리기 때문에 급속재하방법을 사용할 수 있는데 이 방법은 2∼5 시간 정도 소요됩니다.

급속재하 시험방법은

재하하중단계를 설계하중의 10% 내지 15%로 정하고 각 하중단계의 재하간격을 2.5분 내지 15분으로 하여 재하한다. (주) ASTM에서는 재하간격을 2.5분으로 규정하고 있으나 그 시간동안 2 ~ 4 차례에 걸쳐 Gauge 혹은 Scale등을 읽고 기록하기에는 충분치 못한 것으로 판단되며 대체로 5분 간격으로 하는 것이 보다 실제적인 것으로 보인다.

각 하중단계마다 2 ~ 4 차례 (예 : 재하간격 5분일 경우 0, 2.5, 4.0 및 5분 경과시) 침하량을 읽어 기록한다.

시험은 재하하중을 계속 증가시켜 말뚝의 극한하중에 이를 때까지 또는 재하장치의 재하용량이 허용하는 범위까지 재하한 후, 최종단계에서 2.5분 내지 15분간 하중을 유지시킨 후 제하한다.

(주) 일반적으로 총 시험 하중을 표준재하방법에서와 마찬가지로 설계하중의 200% 혹은 300%까지로 제한하는 것이 권장되고 있다. (Fellenius, Prakash)

이외에 반복 하중 재하방법(ASTM D 1143-81(Optional)에 의한 이 시험방법)은 다음과 같습니다.

재하하중의 하중단계는 표준재하 방법에서와 같이 정한다.

재하하중 단계가 설계하중의 50%, 100% 및 150%에 도달하였을 때 재하하중을 각각 1시간동안 유지시킨 후 표준재하방법의 제하시와 같은 단계를 거쳐 단계별로 20분 간격을 두면서 제하한다.

하중을 완전히 제하한 후 설계하중의 50%씩 단계적으로 다시 재하하고 표준시험방법에 따라 다음 단계로 재하한다.

재하하중이 총 시험하중에 도달하게 되면 12시간 또는 24시간 동안 하중을 유지시킨 후 제하하되 그 절차는 표준재하방법과 같다.

한국지반공학회 재하방법

앞에서 제시한 방법들은 다소 시간이 걸리기 때문에 보통은 한국지반공학회에서 제시한 수정된 방법을 많이 사용합니다.

재하방법

분류 내용 최대재하하중 설계하중의 200%(즉 2배) 재하하중단계 재하하중은 설계하중의 25%를 단위로 재하한다. 제하과정 제하하중은 설계하중의 50%씩 제하한다. 하중유지시간 침하율이 시간당 0.25mm 이하 또는 최대 2시간까지 하중을 유지한다.

측정방법

구분 범위 및 규정 최대재하하중 설계하중의 200%(즉 2배) 재하하중단계 9단계 싸이클수 1 Cycle 재하단계별 하중지속시간 침하율이 시간당 0.25mm 이하 또는 최대 2시간까지 하중을 유지한다. 제하단계별 하중지속시간 각 제하단계별 10분 간격 하중단계별 하중지속시간 재하와 제하(%)

0-25-50-75-100-125-150-175-200-207-0 침하량 기록시간 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20분 · · · (이후 10분 간격)

(시험결과) 하중-침하량 곡선을 이용한 지지력 산정

P-S분석법은 하중 – 침하량 곡선에서 하중의 증가에 따라 침하량이 급하게 변하고 있는 하중에 접선을 그려 항복 하중을 산정하는 방법입니다.

이 현장에서는 최대재하하중 재하 시에도 급하게 변하는 하중단계가 나타나지 않고, 일직선에 가까운 형태로 분석되어 항복 및 극한하중은 나타나지 않았습니다. 그러므로 최대재하하중을 최소항복하중으로 말뚝의 허용지지력을 산출하였습니다.

log P – log S 곡선법은 하중 및 침하량을 모두 log 용지에 출력하여 허용지지력을 산정 하는 방법으로, P – S 분석법과

마찬가지로 최종하중을 재하 시 거의 일직선 형태로 분석이 되므로 이 현장의 경우는 항복 및 극한하중은 나타나지 않았습니다. 그러므로 최대재하하중을 최소항복하중으로 말뚝의 허용지지력을 산출하였습니다.

S – log (t) 분석법은 하중이 증가함에 따라 직선상에 상향으로 나타나는 하중(즉, 침하량이 급격히 증가하는 하중단계)을 항복 하중으로 나타내는 방법으로 이때 분석표를 보면 상향으로 나타나는 하중단계가 없이 하중선과 평행하게 분석되므로 본 현장의 경우 항복 및 극한하중은 나타나지 않았습니다. 그러므로 최대재하하중을 최소항복하중으로 말뚝의 허용지지력을 산출하였습니다.

P – △S/△log(t) 분석법은 하중의 증가에 따른 침하량의 변화를 측정한 후 하중(P)의 변화에 따른 일정 시간의 경과에 따른 침하량의 변화(△S/△log(t))를 일반 산술눈금 용지에 출력한 후 일정한 변화를 보이는 지점을 직선으로 연결하여 두 직선이 만나는 지점을 항복점으로 판단하는 방법으로 이때 분석표를 보면 상향으로 나타나는 하중단계가 없이 하중선과 평행하게 분석이 되므로 이 현장의 경우는 항복 및 극한하중은 나타나지 않았다. 그러므로 최대재하하중을 최소항복하중으로 말뚝의 허용지지력을 산출하였습니다.

Davisson’s method : Davisson은 파괴기준에 말뚝의 길이를 고려하는 방법으로 말뚝머리의 변위가 그 말뚝의 탄성압

축량을 초과하는 상태에서의 하중을 파괴하중으로 계산합니다. 즉, 탄성압축량 Δ =PL/AE 을 0.15 + D/120(in) 만큼 평행이동시킨 선과 침하곡선과의 교점에서 하중을 파괴하중으로 가정하는 방법입니다. 분석결과 본 현장의 경우는 말뚝의 전침하량이 이론적인 말뚝재료의 탄성압축량과 유사한 값으로 나타나고 있으며, 탄성압축량을 0.15 +D/120 (in) 만큼 평행이동 시킨 Davisson’sOffset Line과는 교차하지 않으므로 항복점은 발생되지 않았습니다. 그러므로 최대시험하중을 최소항복하중으로 가정하여 분석하였습니다. Davisson에 의한 변위계산 결과는 다음 표와 같습니다.

최종 분석 결과는 다음과 같습니다.

시험결과 최대시험하중 재하 시 측정된 시험말뚝의 전침하량은 17.545mm, 잔류침하량 11.455mm로 나타났습니다. 따라서 기준치(전침하량 : 25.40mm, 잔류침하량 12.70mm) 이하로 나타났습니다.

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말뚝재하시험!! 동재하시험 및 정재하시험에 대해!!

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안녕하세요 !!! 오늘은 건설현장에서 많이 이용하는 동재하시험 및 정재하시험에 대해서 말씀드리고자 합니다!! 동재하 시험 및 정재하 시험은 모두 말뚝재하시험 (Pile loading test)라고 불라는데요!! 그럼 우선 말뚝재하시험에 대해 알아보겠습니다. 말뚝재하시험은 지내력을 확인하기 위한 시험입니다!!

말뚝재하시험이란 ??

건설 현장에서 땅의 지지력 및 지내력을 확인하기 위해 하는 시험으로 말뚝을 설계한 깊이까지 설치한 후 하중을 가하여 생기는 말뚝의 침하량으로부터 말뚝의 극한하중이나 허용침하량 이내에서 지지할 수 있는 하중의 크기를 구하는 시험입니다!!

말뚝재하시험을 할 때 주의해야하는 사항은

1. 지반이 규칙적이지 않은 경우에 추가로 실시

2. 말뚝의 길이, 직경, 설치방법 등은 실제 시공될 말뚝과 똑같아야함.

3. 시간에 따라 말뚝의 지지력이 변화하기 때문에 시간이 경과한 후 재하시험을 추가로 실시

말뚝재하시험을 구분하면 하기와 같이 동재하시험 // 정재하시험으로 나눌수 있습니다!!

일반적으로 모든 현장에서 두 가지 방법을 사용하는데 순서는 동재하시험을 한 후 정재하시험을 하는 순서로 진행합니다@@

먼저 동재하시험에 대해서 설명하겠습니다!! 동재하시험은 이름 그대로 움직일 동을 써서 움직이는 하중을 가하는 것입니다.

동재하시험이란??

말뚝의 머리 쪽에 변형률계와 가속도계 (Strain transducer 및 Accelerometer)을 부착하고 말뚝항타분석기 ( PDA : Pile Driving Analyzer)을 이용해 말뚝의 항타 시에 발생하는 응력 // 변형 // 가속도를 측정하며 지반의 지지력을 확인하는 시험입니다!!

동재하시험의 순서 는 다음과 같아요!!

1. 시험할 말뚝의 선정 및 말뚝의 머리부근 정리

2. 변형률계 및 가속도계(게이지 측정장치)를 부착

3. 장비 및 프로그램과 연결

4. 기초 Data입력

5. 2번에서 한 게이지를 보정

6. 시험시작 및 Data 저장

7. 분석

동재하시험의 장점과 단점

동재하시험의 장점은

1. 시간과 비용이 적게듭니다.

2. 지지력의 변화를 시간의 흐름에 따라 알 수 있습니다.

3. 땅의 깊이에 따른 저항력을 알 수 있습니다.

동재하시험의 단점은

1. 기술자의 자질이 굉장히 중요하다.

2. 기술자의 자질에 따라 시험의 결과가 크게 달라질 수 있다. (정확성이 떨어진다)

정재하시험이란

정재하시험은 정이라는 단어에서 하중이 움직이지 않고 고정적이라는 의미를 내포합니다!! 정재하시험은 물뚝에 하중을가해 말뚝이 침하하는 정도, 인발, 수평변위의 양상을 통해 말뚝의 허용지지력을 도출하는 시험이에요!! 이 시험을 할 때 필요한 장비는 하중을 주는 재하대, 가압장치, 변위량을 측정하는 계측장치로 나눠요!! 정재하시험은 고정하중을 이용한 시험과 반력을 이용한 시험이 있는데 일반적으로는 반력을 이용한 시험방법이 더 많이 사용됩니다!!!

정재하시험의 장점은

1. 허용 지지력을 도출하는데 있어서 신뢰성이 훨씬 높습니다!! 동재하시험에 비해 정확성이 매우 높다는 것이 장점이에요!!

2. 말뚝의 경제성 및 안전성이 좋다!!

정재하시험의 단점은

1. 동재하시험에 비해 상당한 시간과 비용이 사용됩니다…

2. 동재하시험과 달리 시간변화에 따른 지지력의 변화를 확인하기 어려워서 추후 몇 번 더 실시해야합니다.

이상으로 말뚝재하시험에 대해 그리고 동재하시험 및 정재하시험에 대해 간단하게 알아봤습니다!! 건설현장을 가시면 필수적으로 볼 그림이니 알아두시면 좋을 것 같네요!!

이상으로 포스팅 마치겠습니다.

감사합니다.

특징, 방법, 장비

파일은 구조물의 기초를 지지해주는 다리 역학을 하는데요. 구조물 기초의 지지력이 충분한지 검토 하기위해서 현장에서는 지지력을 검증하는 재하시험을 하게 됩니다. 재하 시험에는 정재하 시험과 동재하 시험이 있으며 오늘은 정재하 시험에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

1. 정재하 시험

정재하시험은 말뚝의 허용지지려을 측정하는것으로 이를 이용해 최적의 설계 및 시공이 이루어질수 있도록 합니다. 이는 말뚝의 안전성 및 경제성을 제공하며 실제 사용되는 상태 또는 그것에 까가운 상태에서 지지력을 확인하여 시공관리를 할수 있습니다.

2. 정재하 시험 분류 – 각 방법 특징, 적용성

1) 주변말뚝의 반력을 이용한 방법 : 주변 말뚝 반력을 이용하기 위해서 말뚝 재하시 요구되는 하중을 인접 주변말뚝을 이용합니다. 이를 위해서 주변말뚝 마찰력을 검토하고 시험가능조건의 반력말뚝 노출 및 말뚝간의 간격을 검토합니다. 그리고 시험 말뚝 주변 6m x 6m 이상의 공간을 확보해야 합니다. 이 방식의 경우 재하대 설치 시간은 약 1~2시간이며 수행단가가 저렴하고 작업공정이 간단하며 안전하여 아파트 현장에서 많이 이용합니다. 단점으로는 시험 말뚝 선정에 다소 제한이 있으며 주변말뚝 마찰력이 부족할시에는 인발되어 실패할수도 있습니다. 그렇기에 이 방식은 말뚝 마찰력이 충분할때나 주변 말둑 배치가 좌우 대칭일때 적용합니다.

2) 실하중 재하하는 방법 : 말뚝재하시 요구되는 하중을 철근또는 콘크리트 등으로 재하하는 방법입니다. 이는 설

계지지력의 2.5배 이상의 중량물이 필요하며 사하중적재시 지반검토가 필요하며 시험말뚝 주변 10m x 10m 이상의 공간이 확보되어야 합니다. 재하대 설치시간은 약 6~8시간이며 중량물을 현장에서 구하기 쉬우면 경제성이 있습니다. 그리고 재하시험중 중량물의 전도 및 지반 침하가 일어날수 있는 위험성이 있습니다. 이 방식의 경우 가장 정확한 재하방식이지만 중량물이 시험중 전도 되거나 하중 적재시 지반 침하될수 있기에 지반 보강이 필요 합니다. 그렇기에 외말뚝에 적용되고 주변 말뚝 배치와는 상관없으며 재하물 쉽게 구할수 있는 경우에만 적용합니다.

3) 반력 Anchor(앵커)를 이용한 방법 : 말뚝재하시 요구되는 하중을 어스앵커를 이용한 방법입니다. 앙카반력 검토(설계지지력의 3배이상 주변마찰력이 필요함)하고 앙카시공에 따른 시공경비 및 충분한 양생기간이 소요되며 시험말뚝 주변 5m x 5m 이상의 공간을 확보합니다. 이 방식의 재하대 설치시간은 1~2시간이며 주변 말뚝을 이용하는 방식의 2배정도 금액이 요구됩니다. 작업공정이 간단하고 안전하지만 비용이 고가이고 앵커 양생 소요기간이 10일 정도 소요되어 후속 공정에 영향을 주고 앵커 시공이 확실하지 않으면 실패할 수도 있습니다. 그렇기에 연약지반 등 주면마찰력이 적은 경우에 적용하며 외말뚝인 경우 적용합니다.

3. 말뚝 정재하 시험 장비

정재하 시험 장비의 경우는 잭 Jack (300ton) 및 펌프, 300톤용 재하대, 다이얼 게이지(1/100mm) 50mm 2개, Magnetic Holder. 기타 부대장비 등이 필요합니다.

4. 정재하시험 시험법

1) 표준재하 시험법

– 하중단계 : 총시험하중은 25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175%, 200% 8단계로 나누어서 시험합니다.

– 재하하중 유지 : 재하하중을 말뚝머리 침하율 0.2mm/hr 이하로 최대 2시간 유지합니다.

– 종료하중 : 설계하중의 200%에서 침하율이 0.25mm/hr이하시 12시간, 0.25mm/hr 이상인 경우 24시간을 유지합니다

– 재하하중 : 설계하중의 25%씩 단계별로 1시간씩 간격을 두어서 재하합니다.

2) 급속재하 시험법

– 하중단계 : 각 단계의 하중이 설계하중의 15~25%를 적용합니다.

– 재하하중 유지 : 각 단계별로 2.5~1.5분(보통 5분) 유지하고, 2~4차례 침하량 기록 합니다.

– 종료하중 : 극한하중 또는 허용 범위까지 재하후 2.5~1.5분 유지합니다.

– 재하하중 : 4번정도 나누어서 5분식 유지하면서 재하합니ㅏ다.

3) 반복하중재하 시험법

– 하중단게 : 총시험하중은 25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175%, 200% 8단계로 나누어서 시험합니다.

– 재하하중 유지 : 50, 100, 150% 하중단계에서 1시간씩 하중을 유지시키고 나머지 하중단계에서 20분유지, 하중이 완전히 재하되면 50%씩 단계재하하되 20분씩 유지 합니다.

– 종료하중 : 설계하중의 200%에서 침하율 0.25mm/hr이하시에는 12시간, 0.25mm/hr 이상의 경우 24시간을 유지합니다.

– 재하하중 : 설계하중의 25%씩 단계별로 1시간씩 간격을 두어서 재하합니다.

4) 기타 : 하중증가 평형 시험법, 일정 침하율 시험법, 일정 침하량 시험법이 있습니다.

5. 동재하 시험

동재하 시험은 정하중 시험의 단점 해소의 한 방안으로 개발, 사용되어 왔습니다. 즉 정재하 시험이 시험 소요시간이 길고 장시간 시공을 중단하여야 하기 때문에 비경제적이어서 동재하 시험을 하게 되는데요. 동재하 시험을 통해 정적지지력을 선단지지력과 파일 주면마찰력으로 각각 별도 계산할수 있다는 장점 외에도 말뚝 건전도시험, 드롭해머의 실충격 하중측정, 항타작업 공정 분석을 통해 각 현장 토질별 말뚝 항타작업의 적정성 판단 및 설정 등 전반적인 말뚝 항타작업 관리가 가능합니다.

오늘은 재하시험중 정재하 시험과 동재하 시험에 대해서 알아봤습니다. 포스팅이 유익한 정보가 되셨기를 바랍니다.

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말뚝재하시험

☞ KDS 41 20 00 : 2018 건축물 기초구조 설계기준

■ 용어정리

1. 말뚝

(1) 말뚝의 극한지지력 : 말뚝이 지지할 수 있는 최대의 수직방향 하중

(2) 말뚝의 허용지지력 : 말뚝의 극한지지력을 안전율로 나눈 값

(3) 말뚝의 허용지내력 : 말뚝의 허용지지력 내에서 침하 또는 부등침하가 허용한도 내로 될 수 있게 하는 하중

2. 지반

(1) 지반의 극한지지력 : 구조물을 지지할 수 있는 지반의 최대저항력

(2) 지반의 허용지지력 : 지반의 극한지지력을 안전율로 나눈 값

(3) 지반의 허용지내력 : 지반의 허용지지력 내에서 침하 또는 부등침하가 허용한도 내로 될 수 있게 하는 하중

■ 조사방법

토질시험, 표준관입시험, 샘플링, 원위치시험 및 지하수에 관한 조사는 다음과 같이 한다.

(1) 토질시험, 샘플링의 방법은 한국산업규격(KS)에 따른다.

(2) 평판재하시험의 재하판은 지름 300 mm를 표준으로 하고, 최대 재하하중은 지반의 극한지지력 또는 예상되는 설계하중의 3배로 한다. 재하는 5단계 이상으로 나누어 시행하고 각 하중 단계에 있어서 침하가 정지되었다고 인정된 상태에서 하중을 증가한다.

(2) 말뚝재하시험은 KDS 41 10 10(10)에 따르고, 말뚝의 재하시험에서 최대하중은 원칙적으로 말뚝의 극한지지력 또는 예상되는 설계하중의 3배로 한다.

(3) 말뚝박기시험에 있어서는 말뚝박기기계를 적절히 선택하고 필요한 깊이에서 매회의 관입량과 리바운드량을 측정하는 것을 원칙으로 한다.

(4) 지하수에 관한 조사는 각 지층별로 수위 및 투수계수를 측정한다.

■ 말뚝의 허용지지력

1. 타입말뚝

타입말뚝의 허용지지력은 4.4.2.5에 따른 허용압축응력에 최소단면적을 곱한 값 이하, 재하시험을 할 경우에는 항복하중의 1/2 및 극한하중 이하 값의 1/3 중 작은 값으로 하고, 재하시험을 하지 않는 경우는 지지력산정식에 따라 구해지는 극한지지력의 1/3 중에서 가장 작은 값으로 한다.

2. 매입말뚝 및 현장타설콘크리트말뚝

매입말뚝 및 현장타설콘크리트말뚝의 허용지지력은

① 4.4.2.5에 따른 허용압축응력에 최소단면적을 곱한 값 이하,

② 재하시험결과에 따른 항복하중의 1/2 및

③ 극한하중의 1/3

①②③ 중 가장 작은 값으로 한다.

④ 다만, 현장타설콘크리트말뚝에서 재하시험을 하지 않을 경우에는 지지력산정식에 따라 구해지는 극한지지력의 1/3 이하의 값으로 할 수 있다.

3 선단개방말뚝

4.4.2.1에 있어서 선단개방말뚝의 허용지지력을 지지력산정식에 따라 구할 경우에는 선단폐색효과를 고려할 수 있다.

4 마찰말뚝

점성토 중의 마찰말뚝에 대하여는 토질, 말뚝개수, 말뚝간격 및 길이에 따라 무리말뚝으로서 지지력을 검토한다.

5. 말뚝재료의 허용응력

말뚝재료의 허용응력은 표-1에서 정하는 값으로 하고, 이음 및 세장비에 따른 저감은 표-2에 따른다.

표-1 압축을 받는 콘크리트의 허용압축응력 조건 최대허용응력 ① 영구케이싱이 없는 현장타설콘크리트 0.30fck ② 강관 및 이외 영구케이싱 또는 암 내부의 현장타설콘크리트 0.33fck ③ 영구케이싱 내부의 현장타설콘크리트 0.40fck

표-2 세장비에 따른 허용응력 감소의 한계값 말뚝 종류 n 세장비의 상한값1) RC말뚝 70 90 PC말뚝 80 105 PHC말뚝 85 110 강관 말뚝 100 130 현장타설콘크리트말뚝 60 80 주 1) 세장비에 따른 말뚝재료의 허용응력 감소를 감안하더라도 세장비의 상한값 이상의 긴 말뚝은 설계하지 않는 것이 좋다.

이음말뚝으로 세장비가 보다 큰 경우의 허용압축응력에 적용하는 저감률은 위의 각항에 따라 정해진 각 저감률의 합으로 한다.

6. 지반침하의 고려

지반이 침하할 염려가 있는 지층을 관통하고 있는 지지말뚝의 허용지지력에 대해서는 유효한 방법에 따라 부마찰력을 저감하거나 또는 7.에 따라 말뚝에 작용하는 부마찰력을 고려하는 것으로 한다.

7. 말뚝에 작용하는 부마찰력

지반침하가 생기는 지역 및 그 가능성이 있는 지역으로 15 m 이상에 걸쳐 압밀층 및 그 영향을 받는 층을 관통하여 타설된 말뚝 설계에 있어서 일반하중에 대한 검토 외에 말뚝 주면에 하향으로 작용하는 부마찰력에 대해 다음의 각항에 따라 말뚝내력의 안정성을 검토하여야 한다.

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☞ KDS 41 10 10 : 2018 건축구조기준 구조검사 및 실험

■ 말뚝재하시험

▶ 말뚝재하실험에는 압축재하, 인발재하, 횡방향재하실험이 있으며, 다음 사항을 고려하여 계획한다.

▷ 말뚝재하실험 – 압축재하 개념

(1) 말뚝재하실험을 실시하는 방법으로는 정재하실험방법 또는 동재하실험방법을 고려할 수 있으며

설계지지력이 수천 톤에 이르는 현장타설말뚝의 경우에는 양방향 재하실험방법을 고려할 수 있다.

(2) 말뚝재하실험의 목적은 다음과 같다.

① 지지력 확인

② 변위량 추정

③ 건전도 확인

④ 시공방법과 장비의 적합성

⑤ 시간경과에 따른 말뚝지지력 변화

⑥ 부주면 마찰력

⑦ 하중전이 특성

(3) 압축정재하실험의 수량은 지반조건에 큰 변화가 없는 경우

① 전체 말뚝개수의 1% 이상 (말뚝이 100개 미만인 경우에도 최소 1개) 실시하거나

② 구조물별로 1회 실시하도록 한다.

(4) 기성말뚝에 대한 동재하실험을 실시할 때에는 다음 사항에 따라 실험방법과 횟수를 정한다.

① 시공 중 동재하실험(end of initial driving test)은 시공장비의 성능 확인, 장비의 적합성 판정, 지반조건 확인, 말뚝의 건전도 판정, 지지력 확인 등을 목적으로 실시한다. 재하실험 수량은 지반조건에 큰 변화가 없는 경우 전체말뚝 개수의 1% 이상(말뚝이 100개 미만인 경우에도 최소 1개)을 실시하도록 한다.

② 시공 중 동재하실험이 실시된 말뚝에 대한 시간경과효과 확인을 위하여 지반조건에 따라 시공 후 일정한 시간이 경과한 후 재항타동재하실험(restrike test)을 실시한다. 재항타동재하실험의 빈도는 ①에서 정한 수량으로 한다.

③ 시공이 완료되면 본시공 말뚝에 대해서 품질 확인 목적으로 재항타동재하실험을 실시하여야 하며 이의 시험빈도는 ①에서 정한 수량으로 한다.

(5) 지형 및 지반조건, 시공장비, 말뚝종류 등 제반 시공조건이 변경될 때에는 실험횟수를 추가하도록 시방서에 명기한다. 또한 중요 구조물일 때에는 실험횟수를 별도로 정할 수 있으며, 필요시 발주자와 협의하여 재하하중의 규모를 증가시킬 수 있다.

끝.

[필답형] 정재하시험 (& 동재하시험)

정재하란 말뚝에 실제 하중을 가하여 지지력을 측정하는 시험이고 동재하는 항타시 말뚝의 응력과 가속도 를 측정하는 시험을 말합니다..

교량이나 가시설시공시에 거의 필수적으로 하는 시험이죠. 이런 시험문제는 단독으로도 많이 나오고 어떤 공법의 처리후 결과 확인으로도 많이 사용되는 아이템이기에 확실하게 공부하시고 사진 및 동영상도 많이 보시는 것을 추천드립니다.

공부하실때는 시험순서, 시험특징, 한계성, 시험시 주의사항등으로 대제목을 구성하는 것을 추천드리고 시험하는 삽도나 결과 그래프 하나 정도는 같이 암기해주시는 것이 좋습니다.

출처:대한기초엔지니어링

보시다 시피 정재재하시험은 위에 레퍼런스빔 및 기타 중량물이 많아 별도의 카고크레인이 필요한시험으로 시험단가는 높지만 결과에대한 신뢰도가 높습니다. 따라서 정말 중요한 개소위주로 시험수량은 배분하는 경향이 있죠. 다만 점점 시험 및 계측에 대한 필요성이 대두대면서 시험수량도 많아지는 추세이긴 합니다. 교량의 경우 말뚝 100본당 1회, 교대부 말뚝 등에 주로 실시하게 됩니다.

출처: http://blog.daum.net/2020view/2137

그리고 일반적으로 두가지 시험방법이 있는데 사하중을 쌓아서 하중을 재하하는 방법과, 주변의 말뚝에 고정시키고 잭으로 밀어 역방향의 반력으로 하중을 재하하는 방법이 있습니다. 보통은 후자의 방법을 많이 사용하나 현장마다 적용사항이 틀리니 참조하시길 바랍니다.

시험시에는 하중재하시간이 오래걸리고 주기적으로 측정해야하니 시간준수여부나 침하량 변화량을 계속 측정하여 관리하여하니 꼭 알아두시길 바랍니다.

다음으로 동재하시험은 시험시간도 짧고 별도의 측정장치(PDA)가 있긴합니다만 말뚝시공용 항타기가 보통 상주해 있기때문에 별도의 장비를 필요로 하진 않습니다. 그저 시항타 말뚝을 길게 뽑아놓고 동재하시험을 실시하여 반동과 충격등을 측정하여 지지력을 측정 계산하게 되죠.

출처:유투브 Younghwan Lee

영상이 길긴하지만 처음 시항타파일 설치부터 동재하 시험까지 모두 나와있는 영상이어서 그냥 쓰윽 보시면 좋을 것 같네요. 실제 말뚝시공시에 거의 저렇게 시행하니 참조하시기바랍니다. 영상후반부에는 파일이음에 대한 영상도있으니 같이 보시면 좋을듯합니다.

출처:https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=09geotech&logNo=220685835431&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F

위 사진에보면 말뚝에 가속도계와 변형률계를 설치하고 상부에 해머가 경타를 칠수 있도록 한 것이 보입니다. 모든 설치후 해머로 경타를 치면 그 타격에 대한 반동과 변형이 PDA에 기록이 되면서 그래프가 생성되고 그 자료를 이용하여 지지력을 산출하게 됩니다. 이 시험은 시험비도 상대적으로 저렴하고 간편하게 시험이 가능하여 교량기준으로 매 피어마다 1회 이상씩 실시하게 됩니다.

출처: (주)시공 홈페이지

동재하시험시에 주의사항으로는 경타는 10회 이하로 쳐야하고 해머의 낙하고는 2.5m 이내로 설정하셔야합니다. 경타가 10회 이상이면 다짐효과로 정확한 지지력측정이 어렵고 낙하고가 2.5m이상으로 치면 말뚝두부가 훼손되거나 깨지는 경우가 있기때문입니다.

더불어서 동재하시험의 경우 측정당시이후로 시간이지나면 지지력이 변하는 경우가 종종있습니다. 앞서 말씀드린 타임이펙트라는 현상이죠. 그리고 점토질 흙의 딕소트로피도 연관이 있을수 있으니 연계시켜서 공부하셔야합니다.

https://dreaming-pig.tistory.com/170

https://dreaming-pig.tistory.com/165

그리고 마지막으로 하나만 더 언급해보겠습니다. 저도 처음에 좀 헷갈렸던부분이 이론적인 부분과 실무적인 부분으로 분류하는 거였습니다. 이론적으로 정역학적, 동역학적으로 접근해서 공식에 의해 지지력을 유추하는 방법과 실무적으로 정재하, 동재하시험을 통한 측정으로 지지력을 구하는 방법이 서로 분류하는데 조금 헷갈리더라고요 이밖에 지지력을 간접, 직접적으로 측정하는 방법들이 수가지가 있으니 꼭 공부하시길 추천드립니다.

이제 슬슬 여러가지 아이템이 겹치게 되죠? 이래서 기술사가 폭이 넓게 접근하셔야 한다고 합니다. 사실 말이 시공기술사지 품질, 안전, 시공 모든 요소에 대해서 어느정도 공부하고가셔야합니다. 품질은 익숙하지가 않아서 그냥 넘어가시면 반드시 다시 공부하게 되어있습니다. 초반에 다소 시간이 걸리겠지만 품질쪽도 특히 시험 및 테스트쪽은 시간을 할애하여 공부하실필요가 있습니다.

대제목을 한번 연습해볼까요

1. 정재하시험의 정의

2. 정재하시험의 순서, 시험방법, 시험 flow, 필요장비, 설치개요 등

3. 정재하시험의 특징, 동재하시험과의 특징비교, 장단점, 시험의 한계성등

4. 정재하시험 시험시 주의사항, 시험측정시 유의사항, 한계등

시험 및 테스트같은 문제들은 어떤공종이후 결과치를 측정함으로서 개량치를 판단하는 기준이 될수있기때문에 시간이 들어가도 좀 공부해놓으실 필요가 있습니다. 처음 공부하시는 분들은 점 더디더라도 확실히 공부해서 현장에서 시험하는데 검사관으로 입회하였을때 제대로 하는지 확인할수 있을정도까지는 공부해놓으시길 추천드립니다.

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