말뚝재하시험

말뚝재하시험이란

말뚝재하시험은 시공된 말뚝에 하중을 가해 지지력과 변위를 확인하는 시험이다.

말뚝은 지반 조건의 불확실성 때문에 설계값을 현장에서 검증해야 한다.

설계식이나 지반조사 값은 추정치이므로 실제 말뚝으로 확인해야 한다.

종류와 목적

말뚝재하시험은 가하는 하중의 방식과 목적에 따라 세 가지로 나뉜다.

정재하시험은 지지력을 가장 직접적으로 확인하는 방법이다.

동재하시험은 시공 중 여러 말뚝을 빠르게 검사하는 데 쓰인다.

양방향 재하시험은 주면마찰력과 선단지지력을 나누어 얻는다.

세 방식은 같은 지지력을 구하지만 장비, 시험 시간, 얻는 정보가 다르다.

압축정재하 구성

정재하시험은 잭과 반력체로 말뚝 두부에 정적 하중을 가하는 방식이다.

재하보는 잭의 반력을 반력말뚝 또는 재하중으로 전달한다.

침하는 말뚝 두부에 설치한 기준보와 변위계로 측정한다.

잭은 편심이 없도록 두부 중심에 두고, 반력체와 시험말뚝의 간격을 확보한다.

압축정재하 절차

압축정재하시험의 일반 절차는 여섯 단계로 나뉜다.

먼저 시험말뚝과 주변 지반의 안정을 확인한다.

재하장치를 설치하고 계측기 영점을 맞춘 뒤 초기 정착하중을 재하한다.

계획된 단계별로 하중을 재하하고 하중, 시간, 침하를 계측한다.

최대하중 또는 파괴·허용 침하 기준에 도달하면 재하를 종료한다.

마지막으로 단계적으로 제하하고 잔류침하를 측정한다.

판정과 허용지지력

재하시험 결과는 하중-침하 곡선으로 판정한다.

명확한 파괴점이 없으면 Davisson 방법이나 Chin 방법으로 극한하중을 외삽한다.

허용지지력은 극한지지력을 안전율로 나눈 값과 허용침하량 기준 지지력 중 작은 값이다.

허용침하량은 구조물 종류에 따라 다르며, 1~2cm 기준을 두는 경우가 많다.

직접 구해 보자. 극한지지력과 안전율이 주어졌을 때의 허용지지력을 구한다.

정리와 흔한 실수

정답은 1,500kN이다. 극한지지력 3,000kN을 안전율 2.0으로 나눈 값이다.

정재하시험은 하중-침하 곡선으로 극한 상태를 판정한다.

동재하시험은 동적 지지력을 추정하고 시공 품질을 확인하는 데 쓰인다.

허용지지력은 두 조건 중 작은 값으로 정한다.

흔한 실수는 시험말뚝과 실제 말뚝의 조건 차이를 무시하는 것이다.