말뚝 지지력 평가

말뚝 지지력 평가란

말뚝 지지력 평가는 말뚝이 하중을 지반에 전달하는 능력을 산정하는 과정이다.

하중은 주면마찰력과 선단지지력, 두 경로로 지반에 전달된다.

답안에서는 극한 지지력, 허용 지지력, 안전율 같은 핵심 키워드를 함께 쓴다.

극한 지지력

극한 지지력은 지반이 파괴되기 직전까지 말뚝이 견디는 최대 하중이다.

선단지지력은 말뚝 끝면 아래 지반의 저항이고, 주면마찰력은 말뚝 둘레의 전단저항이다.

따라서 극한 지지력은 두 항을 더해 구한다.

허용 지지력과 안전율

허용 지지력은 극한 지지력을 안전율로 나눈 값이다.

안전율은 하중과 지반 정수의 불확실성을 반영하며 설계기준이 정한 값을 쓴다.

설계하중이 허용 지지력 이내인지 확인하는 것이 평가의 마지막 단계다.

발현 변위의 차이

주면마찰력과 선단지지력은 발휘되는 변위가 서로 다르다.

주면마찰력은 약 1cm 내외에서 먼저 발휘되고, 선단지지력은 직경의 10% 정도 변위가 필요하다.

이 차이 때문에 말뚝 두부의 침하량과 지지력을 함께 봐야 한다.

부마찰력의 발생

성토 하중으로 점토층이 압밀되면 지반이 말뚝보다 더 많이 가라앉는다.

그러면 중립면 위에서 흙이 말뚝을 아래로 끌어내리는 부마찰력이 생긴다.

중립면 아래에서는 말뚝이 지반보다 더 내려가 상향 정주면마찰력이 작용한다.

중립면과 최대 축력

최대 축력은 대략 말뚝두부 하중 P에 부마찰력 Qn을 더해 구한다.

이 값은 말뚝 재료의 허용 축력과 비교하고, 지반은 중립면 아래 저항으로 검토한다.

부마찰력은 지지력을 직접 깎는 항이 아니라 말뚝에 더해지는 하중이다.

정답은 중립면 위다. 중립면 위에서 흙이 말뚝을 아래로 끌어내린다.

지지력 평가 방법

지지력 평가 방법은 크게 네 가지로 나뉜다.

정재하시험과 동재하시험, 정역학적 공식, 현장시험 이용 방법이 있다.

설계 단계에서 공식과 현장시험으로 가정하고, 재하시험으로 검증하는 흐름이 일반적이다.