평판재하시험

평판재하시험이란

평판재하시험은 지반에 원형 재하판을 놓고 하중을 단계적으로 가하는 현장 시험이다.

하중과 침하의 관계로부터 지지력과 변형 특성을 직접 구한다.

기초를 만들기 전에 실제 지반에서 확인하는 방법이다.

구성과 원리

구성은 재하판, 재하장치, 반력장치, 침하측정장치의 네 부분이다.

하중-침하 곡선에서 꺾이는 점이 항복하중, 수평에 가까워지는 점이 극한하중이다.

곡선의 기울기로 지반의 변형 특성도 평가한다.

지반반력계수는 압력을 침하로 나눈 값이다.

시험 수행 절차

시험은 기초 저면까지 굴착한 뒤 재하판을 수평으로 설치하며 시작한다.

재하장치와 반력장치를 조립하고 침하측정장치를 대칭으로 설치한다.

하중은 단계별로 올리고, 각 단계 침하를 등시간격으로 최소 6회 잰다.

파괴하중에 도달하거나 재하판 직경의 10% 또는 침하 25mm에 이르면 시험을 끝낸다.

크기 효과 보정

재하판 시험값을 실제 기초에 쓰려면 크기 효과를 보정해야 한다.

사질토에서는 기초 폭 B와 재하판 폭 b의 비로 극한지지력을 환산한다.

예를 들어 재하판 지지력 300kN/m²는 B=3.0m 기초에서 90.75kN/m²가 된다.

소형 재하판 결과를 그대로 쓰면 실제 기초 침하가 과소평가된다.

허용지지력과 직접 풀기

평판재하시험 결과로 허용지지력을 정할 때는 세 기준을 함께 본다.

항복하중의 1/2, 극한하중의 1/3, 25mm 침하 하중의 1/1.5 중 작은 값을 쓴다.

허용침하량 기준도 함께 만족해야 한다.

직접 풀어 보자. 극한하중 300, 항복하중 120, 25mm 침하 하중 200kN/m²이다.

정답은 60kN/m²다. 항복하중의 1/2이 가장 작은 값이기 때문이다.

헷갈리는 점과 정리

헷갈리는 점은 크기 효과다. 소형 재하판은 압력 구근이 얕아 침하를 작게 평가할 위험이 있다.

시험 깊이는 재하판 지름의 약 1.5~2배 범위에 그쳐 깊은 연약층은 확인하기 어렵다.

그래서 대형 재하판을 병행하고 시추와 사운딩으로 연약층을 먼저 확인한다.

정리하면 허용지지력은 세 기준의 최소값이고, 실제 기초 침하는 크기 보정으로 구한다.