KR100422456B1 - An apparatus and method for a stress-strain diagram of the underground - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사면을 포함하는 지반의 지중 응력을 지중내에서 직접적으로 측정함에 따라 지반상태와 상응되도록 지반보강을 적정하게 할 수 있는 이동말뚝의 경계면 응력 측정방법 및 장치에 관한 것으로서, 지반에서 지중으로 측정홀을 천공하는 단계와, 상기 측정홀의 내부에 마찰응력 및 수직응력을 측정할 수 있도록 외측면인 경계면에 위치와 방향을 서로 달리하는 다수의 응력 측정센서가 장착되어 있는 이동말뚝을 설치하는 단계와, 상기 응력 측정센서들에서 얻어지는 전기적 신호를 제어부에서 실시간마다 검출하여 데이터화하는 단계로 이루어진 방법을 특징으로 한다. 또한, 지중과 사면을 보강하는 통상의 이동말뚝에 있어서, 상기 이동말뚝의 외측면인 경계면에는 지중의 한 부분 이상을 여러 위치와 방향에서 실시간으로 마찰응력과 수직응력을 측정할 수 있도록 각각의 위치와 방향을 서로 달리하는 다수의 응력 측정센서가 장착되고, 상기 응력 측정센서들은 외부의 제어부와 연결된 장치를 특징으로 한다.The present invention relates to a method and apparatus for measuring the interface stress of a moving pile which can appropriately reinforce the ground to correspond to the ground state by directly measuring the ground stress of the ground including the slope. Puncturing the measuring hole and installing a moving pile having a plurality of stress measuring sensors mounted at different positions and directions on the outer boundary of the measuring hole so as to measure the frictional stress and the vertical stress inside the measuring hole. And detecting and realizing the electrical signals obtained from the stress measuring sensors at real time in the control unit. In addition, in a conventional moving pile that reinforces the ground and the slope, each position at the boundary surface, which is the outer surface of the moving pile, so that at least one portion of the ground can be measured in real time in various positions and directions in real time. A plurality of stress measuring sensors different from each other in the direction of and are mounted, and the stress measuring sensors are characterized by a device connected to an external control unit.
Description
본 발명은 이동말뚝의 경계면 응력 측정방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사면을 포함하는 지반의 지중 응력을 지중내에서 직접적으로 측정함에 따라 지반상태와 상응되도록 지반보강을 적정하게 할 수 있는 이동말뚝의 경계면 응력 측정방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for measuring the interface stress of a moving pile, and more particularly, it is possible to appropriately reinforce the ground to correspond to the ground state by directly measuring the ground stress of the ground including the slope in the ground. It relates to a method and a device for measuring the interface stress of the moving pile.
일반적으로 지반의 응력이라 함은 지반의 변형력을 말하는 것으로서, 지반의 응력 정도에 따라 지반의 상태를 파악 할 수 있다. 만약의 경우 연약지반이라고 판단될 경우에는 연약지반을 보강할 수 있도록 이동말뚝(말뚝, 네일(nail), 마이크로 파일 등)을 박거나 콘크리트등으로 지반개량공사를 하여야 한다.In general, the stress of the ground refers to the deformation force of the ground, and it is possible to grasp the state of the ground according to the stress level of the ground. If it is judged to be soft ground, it is necessary to put a moving pile (pile, nail, micro pile, etc.) or ground improvement work with concrete to reinforce the soft ground.
이에 상기 방법 중 이동말뚝을 통한 개량공사를 수행하기에 앞서 진행되는 설계를 위한 통상적인 측정시험은 크게 3가지 종류인 인발과 재하 및 항타의 방법으로 나누어지는데, 이하, 상기 종래의 방법들을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Therefore, the conventional measurement test for the design that is carried out before the improvement work through the moving pile of the method is divided into three types of methods of drawing, loading and driving, hereinafter, the conventional methods The explanation is as follows.
먼저, 상기 인발의 방법은, 이동말뚝을 연약지반에 박은 상태에서 지면에서 돌출되어 있는 이동말뚝의 끝단을 잡아당겨 그 때에 얻어진 데이터를 기초로 하여 연약지반의 상태를 측정하는 것이다.First, the drawing method is to pull the end of the moving pile protruding from the ground in the state in which the moving pile is embedded in the soft ground and to measure the state of the soft ground based on the data obtained at that time.
그리고, 상기 재하의 방법은, 이동말뚝을 지반 속으로 밀어 넣어 그때에 얻은 데이터를 기초로 하여 지반의 상태를 측정하는 것이다.The loading method is to push the moving pile into the ground and measure the state of the ground based on the data obtained at that time.
또한, 상기 항타의 방법은, 상기 재하의 방법과는 달리 이동말뚝의 상부를 항타기를 통해 가격할 때 발생되는 압축파 속도를 이용하여 지반의 상태를 측정하는 것이다.In addition, the method of driving, unlike the loading method is to measure the state of the ground by using the compression wave speed generated when hitting the upper portion of the moving pile through the driving.
그러나, 상기와 같은 방법들을 통해 지중의 응력을 측정할 경우에는, 외부에서 임의의 힘으로 인발하거나 재하 하는 방법, 또는 항타에 의한 압축파를 이용하는 방법을 사용함으로서, 지반의 외부에서 간접적인 방법으로 지중의 응력을 측정함에 따라 지중상태의 정확한 데이터를 얻기가 불가능한 문제점을 가지고 있었다.However, in the case of measuring the stress of the ground through the above methods, by using a method of drawing or loading with an arbitrary force from the outside, or using a compressed wave by driving, indirectly from the outside of the ground As the ground stress was measured, it was impossible to obtain accurate data of the ground state.
따라서 종래에는 설계시 상기와 같이 측정된 데이터를 신뢰하지 않고, 안전을 도모하고자 지반의 침하시험의 데이터에 의존한 설계를 함으로서, 과도한 안전율의 적용에 따른 비경제적 설계인 보강재의 낭비를 초래하게 되는 문제점도 가지고 있었다.Therefore, the conventional design does not rely on the measured data as described above, and designs based on the data of the settlement test of the ground in order to promote safety, resulting in waste of reinforcement, which is an uneconomical design due to the application of excessive safety factor. I had a problem.
특히, 지반 중 사면을 측정할 경우에는 인발방법이 사용되는데, 이와 같은 방법을 통해 사면을 측정할 경우에는 외부에서 이동말뚝을 잡아당기는 힘으로 인하여 지중의 실제 응력상태가 제대로 나타나지 않는 비등분포 변형상태 및 비등분포 응력상태를 유발함으로서, 측정데이터를 신뢰할 수 없는 문제점도 가지고 있었다.In particular, when measuring slopes in the ground, a drawing method is used. In the case of measuring slopes through such a method, the state of boiling distribution deformation in which the actual stress state of the ground does not appear properly due to the pulling force of the moving pile from the outside And by causing the boiling distribution stress state, there was also a problem that the measurement data is unreliable.
한편, 보강재 중 말뚝(수직파일)을 사용하여 지반을 보강할 경우에 상술한 바와 같은 측정방법들을 적용할 경우에는, 말뚝의 선단부를 지지층까지 근접시켜야 한다는 전제를 가지고 지반을 측정함으로서, 이동말뚝의 길이 및 개수의 낭비를 초래하는 문제점도 가지고 있었다.On the other hand, when reinforcing the ground using a pile (vertical pile) of the reinforcement when applying the above-described measurement method, by measuring the ground on the premise that the front end of the pile to the support layer, There was also a problem that caused waste of length and number.
이에, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 이동말뚝의 외측면인 경계면에 서로의 위치와 방향을 달리하는 다수의 응력측정센서를 장착하여 지중의 응력을 지중내에서 직접적으로 측정함으로서, 지중상태의 정확한 데이터를 얻을 수 있는 이동말뚝의 경계면 응력 측정방법 및 장지를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, by mounting a plurality of stress measuring sensors that are different from each other in the position and direction on the boundary surface that is the outer surface of the moving pile to directly measure the stress in the ground It is an object of the present invention to provide a method and a method for measuring the interface stress of a moving pile, which can obtain accurate data of the ground state.
또한, 사면을 측정할 경우에도 다수의 응력 측정센서가 장착되어 있는 이동말뚝을 수평으로 장착함에 따라서, 종래의 인발로 인한 비등분포 응력상태를 방지하여 정밀한 사면의 지중 데이터를 얻고자 하는 다른 목적도 있다.In addition, even when measuring the slope, as the horizontal mounting of the moving pile is equipped with a plurality of stress measuring sensors, other objectives to obtain accurate slope data by preventing the boiling distribution stress state caused by the conventional drawing have.
한편, 지중내의 상태를 정확히 측정함에 따라 이동말뚝의 지지층까지 접근시키지 않더라도 지반을 보강할 수 있도록 함으로서, 이동말뚝의 길이와 개수의 낭비를 막을 수 있는 또 다른 목적도 있다.On the other hand, by accurately measuring the state in the ground to be able to reinforce the ground without approaching the support layer of the moving pile, there is another object that can prevent the waste of length and number of the moving pile.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지반에서 지중으로 측정홀을 천공하는 단계와, 상기 측정홀의 내부에 마찰응력 및 수직응력을 측정할 수 있도록외측면인 경계면에 위치와 방향을 서로 달리하는 다수의 응력 측정센서가 장착되어 있는 이동말뚝을 설치하는 단계와, 상기 응력 측정센서들에서 얻어지는 전기적 신호를 제어부에서 실시간마다 검출하여 데이터화하는 단계로 이루어진 방법을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the step of drilling the measurement hole from the ground to the ground, the position and direction different from each other on the boundary surface of the outer surface so as to measure the frictional stress and vertical stress in the interior of the measurement hole The method comprises the steps of installing a moving pile is equipped with a plurality of stress measuring sensor, and the step of detecting the electrical signals obtained from the stress measuring sensors in real time by the control unit for data.
또한, 지중과 사면을 보강하는 통상의 이동말뚝에 있어서, 상기 이동말뚝의 외측면인 경계면에는 지중의 한 부분 이상을 여러 위치와 방향에서 실시간으로 마찰응력과 수직응력을 측정할 수 있도록 각각의 위치와 방향을 서로 달리하는 다수의 응력 측정센서가 장착되고, 상기 응력 측정센서들은 외부의 제어부와 연결된 장치를 특징으로 한다.In addition, in a conventional moving pile that reinforces the ground and the slope, each position at the boundary surface, which is the outer surface of the moving pile, so that at least one portion of the ground can be measured in real time in various positions and directions in real time. A plurality of stress measuring sensors different from each other in the direction of and are mounted, and the stress measuring sensors are characterized by a device connected to an external control unit.
도 1은 본 발명의 응력 측정장치를 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a stress measuring apparatus of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 응력 측정장치가 사면을 포함하는 지면에 장착된 상 태를 나타낸 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing a state in which the stress measuring device according to the invention mounted on the ground including the slope.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4는 도 3의 B부 확대도.4 is an enlarged view of a portion B of FIG. 3;
도 5는 본 발명에 따른 이동말뚝의 다른 실시예를 나타낸 사시도.5 is a perspective view showing another embodiment of a moving pile according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 이동말뚝1: moving pile
11 : 중공부11: hollow part
12 : 센서 장착홀12: Sensor mounting hole
13 : 센서 높이조정부13 sensor height adjustment unit
131 : 나선부131: spiral
2 : 응력 측정센서2: stress measuring sensor
21 : 베이스판21: base plate
211 : 쇄기211: wedge
22 : 측정 플레이트22: measuring plate
23 : 감지선23: detection line
24 : 실리콘24: silicone
3 : 제어부3: control unit
31 : 변환부31: converter
32 : 디스플레이부32: display unit
10 : 측정홀10: measuring hole
이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 응력 측정장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 응력 측정장치가 사면을 포함하는 지면에 장착된 상태를 나타낸 것으로서, 먼저 그 구성을 설명하면 다음과 같다.1 is a perspective view showing a stress measuring apparatus of the present invention, Figure 2 shows a state in which the stress measuring apparatus according to the present invention is mounted on the ground including the slope, first described the configuration as follows.
지면과 사면을 보강하는 통상의 이동말뚝(1)에 있어서, 상기 이동말뚝(1)의 외측면인 경계면에는 지중의 한 부분 이상을 여러 위치와 방향에서 실시간으로 마찰응력과 수직응력을 측정할 수 있도록 각각의 위치와 방향을 서로 달리하는 다수의 응력 측정센서(2)가 장착되어 있고, 상기 응력 측정센서(2)들은 외부의 제어부(3)와 연결되어 구성됨을 특징으로 하는 것이다.In the conventional moving pile 1 for reinforcing the ground and the slope, the friction surface and the vertical stress can be measured in real time at various positions and directions of at least one portion of the ground at the boundary surface, which is the outer surface of the moving pile 1. A plurality of stress measuring sensors (2) are mounted so that each position and direction are different from each other, and the stress measuring sensors (2) are connected to an external control unit (3).
특히 상기 응력 측정센서(2)는 일정한 간격마다 2개소가 서로 마주보게 한쌍으로 이루어 서로가 직각의 교호로 장착됨으로서, 지중을 전체적으로 측정할 수 있는 것이다.In particular, the stress measuring sensor (2) is a pair of two places facing each other at regular intervals by being mounted in alternating right angles, it is possible to measure the ground as a whole.
그리고 상기 제어부(3)에는, 상기 응력 측정센서(2)에서 실시간으로 검출되는 데이터를 그래프 데이터로 변환하는 변환부(31)와, 상기 변환된 그래프 데이터를 디스플레이 할 수 있도록 디스플레이부(32)가 포함되는 것이다.In addition, the controller 3 includes a converter 31 for converting data detected in real time by the stress measuring sensor 2 into graph data, and a display 32 for displaying the converted graph data. It is included.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도로서, 상기 이동말뚝(1)의 내부에는 중공부(11)가 형성되어 있으며, 그 외측면에는 상기 다수의 응력 측정센서(2)가 장착될 수 있도록 상기 중공부(11)와 관통되는 다수의 센서 장착홀(12)이 형성되는 것이다.3 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 1, the hollow portion 11 is formed inside the moving pile 1, the hollow so that the plurality of stress measuring sensors 2 can be mounted on the outer surface A plurality of sensor mounting holes 12 penetrating the portion 11 is formed.
도 4는 도 3의 B부 확대도로서, 상기 중공부(11)의 내부에는 외부에서 나선축(도시않됨)을 통해 회전시켜 상기 응력 측정센서(2)의 돌출높이를 조정할 수 있도록 내경에 나선부(131)를 가지며 외측면은 쇄기형상을 가지는 센서 높이조정부(13)가 장착되어 있는 것이다. 즉, 상기 센서 높이조정부(13)의 외측면에는 쇄기형상을 가짐에 따라 나선축의 회전에 따라서 상,하 또는 전후로 이동을 하게 됨으로서, 위치가 변화되는 쇄기의 표면을 통해 상기 응력 측정센서(2)의 돌출 높이를 조정할 수 있게 되는 것이다. 따라서 지중에 천공된 측정홀(10)의 내측면과 전체적으로 밀착되게 함에 따라 측정의 정밀도를 높일 수 있는 것이다.FIG. 4 is an enlarged view of a portion B of FIG. 3, wherein the inside of the hollow part 11 is rotated through a spiral shaft (not shown) from the outside so that the protrusion height of the stress measuring sensor 2 can be adjusted. The sensor height adjusting part 13, which has a portion 131 and has a wedge shape, is mounted. That is, by having a wedge shape on the outer surface of the sensor height adjusting part 13, the stress measuring sensor 2 is moved up, down, or forward and backward according to the rotation of the spiral shaft, through the surface of the wedge whose position is changed. Will be able to adjust the height of the protrusion. Therefore, it is possible to increase the accuracy of the measurement by being in close contact with the inner surface of the measurement hole 10 perforated in the ground.
한편, 상기 응력 측정센서(2)는, 상기 이동말뚝(1)에 형성된 센서 장착홀(12)에 장착되며 하부에는 상기 센서 높이조정부(13)와 상응되는 쇄기(211)가 연결되어 있는 베이스판(21)과, 이 본체(21)의 외측에 장착되어 수직응력과 마찰응력을 측정하는 측정 플레이트(22), 및 상기 측정 플레이트(22)로부터 인출되는 감지선(23)으로 구성되는 것이다.On the other hand, the stress measuring sensor 2 is mounted to the sensor mounting hole 12 formed in the moving pile 1, the lower base plate is connected to the wedge 211 corresponding to the sensor height adjustment unit 13 And a measuring plate 22 mounted outside the main body 21 to measure vertical and frictional stresses, and a sensing line 23 drawn out from the measuring plate 22.
그리고, 상기 측정 플레이트(22)의 외측표면이 상기 이동말뚝(1)의 외측면과 동일한 면으로 장착되게 되는 것이다.And, the outer surface of the measuring plate 22 is to be mounted on the same surface as the outer surface of the moving pile (1).
또한, 상기 측정 플레이트(22)와 상기 센서 장착홀(12)의 사이에는 방수는 물론 측정 플레이트(22)를 유동시키기 위한 실리콘(24)이 충진되어 있는 것이다.In addition, between the measurement plate 22 and the sensor mounting hole 12 is filled with silicon 24 for flowing the measurement plate 22 as well as waterproof.
도 5는 본 발명에 따른 이동말뚝의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 이동말뚝(1)의 외측면인 경계면에는 응력 측정센서(2)가 일정한 간격마다 사방으로 장착됨으로서, 지중의 응력을 전체적으로 측정할 수 있는 것이다.5 shows another embodiment of the moving pile according to the present invention, the stress measuring sensor (2) is mounted on all sides at regular intervals on the boundary surface which is the outer surface of the moving pile (1), it is possible to measure the stress of the ground as a whole It can be.
이하, 상기와 같이 구성된 장치를 통한 본 발명의 측정방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the measuring method of the present invention through the device configured as described above is as follows.
도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 지반에서 지중으로 측정홀(10)을 천공하는 단계(100)와, 상기 측정홀(10)의 내부에 마찰응력 및 수직응력을 측정할 수 있도록 외측면인 경계면에 위치와 방향을 서로 달리하는 다수의 응력 측정센서(2)가 장착되어 있는 이동말뚝(1)을 설치하는 단계(101)와, 상기 응력 측정센서(2)들에서 얻어지는 전기적 신호를 제어부(3)에서 실시간마다 검출하여 데이터화하는 단계(102)로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.As shown in Figure 1 and 6, the step 100 for drilling the measurement hole 10 from the ground to the ground, and the outer surface to measure the frictional stress and the vertical stress in the interior of the measurement hole 10 Control step (101) for installing a moving pile (1) equipped with a plurality of stress measuring sensors (2) in different positions and directions on the phosphorus interface, and controls the electrical signals obtained from the stress measuring sensors (2) In step (3), it is characterized in that the step 102 of detecting and realizing data in real time.
그리고, 상기 제어부에서 검출된 데이터를 변환부(31)로 보내어 그래픽 데이터로 변환한 다음, 이를 디스플레이부(32)에서 실시간 마다 디스플레이하는 단계(103)가 추가된다.In addition, a step 103 of sending the data detected by the control unit to the conversion unit 31 and converting the graphic data into the graphic data and then displaying it in real time on the display unit 32 is added.
또한, 상기 이동말뚝을 설치하는 단계(101)에서는 측정홀의 내측 표면과 이동말뚝에 장착된 응력 측정센서의 외표면이 밀착될 수 있도록 이동말뚝의 내부에 장착되어 있는 센서 높이조정부(13)를 나선축(도시않됨)을 통해 조정하여 응력 측정센서(2)의 돌출높이를 조정할 수 있는 것이다.In addition, in the step 101 of installing the moving pile, the sensor height adjusting unit 13 is mounted inside the moving pile so that the inner surface of the measuring hole and the outer surface of the stress measuring sensor mounted on the moving pile are in close contact with each other. It is possible to adjust the height of the protrusion of the stress measuring sensor (2) by adjusting through an axis (not shown).
따라서, 상기한 응력 측정센서(2)의 측정 플레이트(22)의 표면과 측정홀(10) 내측면의 지면이 항상 밀착되게 됨으로서, 지중의 마찰응력과 수직응력의 정밀한 측정이 가능한 것이다.Therefore, the surface of the measuring plate 22 of the stress measuring sensor 2 and the surface of the inner surface of the measuring hole 10 are always in close contact with each other, so that the frictional stress and the vertical stress of the ground can be accurately measured.
상술한 바와 같이 본 발명은, 사면을 포함하는 지반의 지중 응력을 지중내에서 직접적으로 측정함에 따라 지반상태와 상응되도록 지반보강을 적정하게 설계함으로서, 이동말뚝의 낭비를 막을 수 있는 효과를 가지는 것이다.As described above, the present invention has an effect of preventing waste of moving piles by appropriately designing the ground reinforcement to correspond to the ground state by directly measuring the ground stress of the ground including the slope. .
또한, 사면을 측정할 경우에도 다수의 응력 측정센서가 장착되어 있는 이동말뚝을 수평으로 장착함에 따라 정밀한 사면의 지중 데이터를 얻음으로서, 사면에서도 이동말뚝의 낭비를 막을 수 있는 효과를 가지는 것이다.In addition, even when measuring the slope, by obtaining the ground data of the accurate slope according to the horizontal mounting of the moving pile is equipped with a plurality of stress measuring sensors, it is possible to prevent the waste of the moving pile in the slope.
한편, 지중내의 상태를 정확히 측정함에 따라 이동말뚝의 지지층까지 접근시키지 않더라도 지반을 보강할 수 있도록 함에 따라 이동말뚝의 길이와 개수의 낭비를 막음으로서, 지반의 보강비용을 절감할 수 있는 효과도 가지는 것이다.On the other hand, by accurately measuring the state of the ground, it is possible to reduce the length and number of moving piles by reinforcing the ground even without approaching the support layer of the moving pile, thereby reducing the reinforcement cost of the ground. will be.
본 발명은 도면에 도시된 일실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible.
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2001
- 2001-08-27 KR KR10-2001-0051857A patent/KR100422456B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030018249A (en) | 2003-03-06 |
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