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 시험이 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 방법으로, 말뚝두부에 직접 시험하중을 재하하는 방식으로 가압 및 반력 시 스템에 따라 ⓐ고정하중 이용방식, ⓑ반력말뚝 이용방식, ⓒ반력앵커 방식으로 분류할 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 응력파를 말뚝항타분석기(PDA, Pile Driving Analyzer)로 측정하여 CAPWAP(Case Pile Wave Analysis Program) 프로그램으로 해석하고, 그 결과로부터 말뚝의 지지력, 말뚝에 전달되는 응력분포, 말뚝 에 발생하는 압축력과 인장력, 응력파의 전달속도 등의 자료를 얻으 며 타격관입 중에 말뚝에 발생하는 이상을 검출해 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 

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

 

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• 건축물 용도변경(허가, 신고 등) 및 용도변경 시 점검사항 관련 건축법 해설
• 건축물의 사용승인 신청 절차, 기간 및 사용승인ㆍ준공검사 필요서류(도서) 등 주요 확인 사항
• 건축허가 및 착공신고에 필요한 설계도서(서류 등)
• 건축물 설계 시 건축사 없이 허가 받을 수 있는 경우와 건축사가 필요한 경우(법적 근거) 내용 정리
• 건축물 지하층의 구조 및 설비의 법적 설치 기준(비상탈출구 설치 기준)
• 건축물의 계단, 복도(난간포함) 및 출입구의 설치 기준(건축법 해설)
• 내화구조 적용 대상/제외대상 건축물의 법적 근거 및 내화구조 인정 기준 등
• 건축물관리법에 따른 건축물 해체 신고 대상 건축물 및 해체, 멸실 신고 절차 등

 

 

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* 건설공사 기획업무

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*조달청 시방서 가이드라인

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