말뚝 지지력 평가방법

정의

말뚝 지지력은 말뚝이 파괴되기 직전까지 견디는 최대 하중이다.

이는 선단지지력과 주면마찰저항력의 합으로 구한다.

선단은 지반의 지압으로, 측면은 흙과의 전단 저항으로 하중을 버틴다.

주면마찰력

주면마찰력은 흙의 종류에 따라 식이 달라진다.

사질토는 유효 상재압에, 점성토는 비배수 전단강도에 비례한다.

사질토에서는 말뚝 직경의 20배 깊이를 한계깊이로 본다.

평가방법 비교

평가방법은 정역학적, 동역학적, 원위치시험, 재하시험 방법으로 나뉜다.

정역학적 방법은 점성토에, 동역학적 방법은 사질토에 주로 쓴다.

재하시험은 실제 말뚝에 하중을 가하므로 신뢰도가 가장 높다.

재하시험 절차

재하시험은 시험말뚝을 본 말뚝과 같은 조건으로 시공하는 데서 시작한다.

정하중을 단계별로 재하하고 말뚝머리 침하량을 측정한다.

하중과 침하 곡선에서 극한지지력을 판정하고, 본 말뚝의 설계 지지력으로 환산한다.

계산 예제

직경 0.6m, 길이 20m인 강관말뚝을 가정해 극한지지력을 구한다.

선단 면적 0.283m²에 단위 선단지지력 3000kPa를 곱하면 849kN이다.

주면적 37.7m²에 평균 주면마찰력 40kPa을 곱하면 1508kN이다.

두 값을 더한 2357kN이 극한지지력이고, 안전율 2.5로 나누면 943kN이다.

헷갈리는 점과 정리

헷갈리기 쉬운 점은 시험 방법과 적용 조건을 섞는 것이다.

정재하시험은 하중-침하 관계로, 원위치시험은 지반 강도 정수로 지지력을 구한다.

최종 판정은 재하시험 결과를 우선한다. 직접 구해 보자.