KR100774777B1 - 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 현장타설말뚝 지지 지반에 와이어 또는 환봉으로 제작된 팩-앵커를 설치하여, 상기 말뚝 상부에 인장시험장치를 설치한 후, 현장타설말뚝의 압축재하시험을 통해 말뚝의 반력하중과 재하 후 말뚝상태를 체크하여 지반을 보강하는 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법 및 이를 이용한 보강방법 및 관련장치에 관한 것으로, 현장에 타설되는 대구경 말뚝에 팩-그라우팅(Pack-Grouting)을 이용한 팩-앵커 정재하시험을 실시하고, 이를 바탕으로 말뚝기초의 최적화를 지향하고, 현장타설말뚝의 손상을 몰탈 주입제로 보강·보수하여 별도의 지지력 보강체를 설치하지 않아도 되는 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법 및 이를 이용한 보강방법 및 관련장치에 관한 것이다.

팩-앵커, 재하시험방법, 보강방법, 현장타설말뚝

Description

2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법 및 장치{Simple pile loading tester using double pack-anchor and loading test method thereby}

도 1은 본 발명으로 이루어지는 재하시험방법 및 이를 이용한 보강방법을 도시한 순서도.

도 2는 현장말뚝을 타설하기 위한 대구경 천공을 도시한 측면도.

도 3은 천공된 지반에 팩-앵커를 삽입하기 위해 슬리브 파이프를 설치를 도시한 측면도.

도 4는 슬리브 파이프가 삽입된 대구경 천공홀에 콘크리트를 타설해 현장말뚝의 형성을 도시한 측면도.

삭제

도 5는 슬리브 파이프에 팩이 형성된 와이어의 삽입을 도시한 측면도.

도 6은 팩-앵커를 삽입한 후에 1차 팩 그라우팅을 실시한 측면도.

도 7은 1차 팩-그라우팅이 실시된 후에 슬리브 파이프를 제거하고, 선단에 돌출된 와이어의 두부정리를 도시한 측면도.

도 8은 현장타설말뚝의 재하시험을 위한 재하시험장치의 설치를 도시한 측면 도.

도 9는 재하시험 후 현장타설말뚝에 발생된 크랙을 보강하기 위한 2차 팩-그라우팅을 도시한 측면도.

도 10a는 재하시험을 위한 재하시험장치의 분리사시도.

도 10b는 재하시험장치의 결합사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10. 슬리브파이프 20. 팩-앵커 21a. 1차-팩

21b. 2차-팩 22. 와이어 23. 정착체

31. 앵커플레이트 32. 삽입홈 33. 정착너트

34. 돌출홈 35. 고정홈 36. 앵커너트

41. 하부플레이트 41a. 삽입공 41b. 유입공

41c. 평판 42. 인장기 P. 현장타설말뚝

본 발명은 현장타설말뚝의 정재하시험 장치 및 이를 이용한 재하시험 방법에 관한 것이다. 본 발명은 더욱 상세하게는 현장타설말뚝 지지 지반에 와이어 또는 환봉으로 제작된 팩-앵커를 설치하여, 상기 말뚝 상부에 재하시험장치를 설치한 후, 현장타설말뚝의 압축재하시험을 통해 말뚝의 반력하중과 재하 후 말뚝상태를 체 크하여 지반을 보강하는 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 현장타설말뚝의 정재하 시험은 현장타설말뚝에 연직하중을 가하여 하중과 침하량에 대한 자료를 측정하고, 말뚝의 지지력을 판정하는 시험이다. 이 재하시험을 위해 말뚝에 하중을 가하는 방법에는 사하중을 이용하는 방법과 말뚝으로 사용한 반력하중을 이용하는 방법 등이 있다.

먼저, 사하중을 이용한 방법은 시험말뚝 상부에 유압잭 등을 올려놓고 유압잭이 지지빔을 받치도록 설치한 다음, 그 상면에 사하중을 발생시키는 중량물을 올려놓은 후 시험을 실시하게 된다.

또한 사하중을 말뚝으로 대체한 반력하중을 이용하여 정재하시험을 실시하는 방법이 있다.

최근에는 건축물의 기초가 매트기초에서 대구경 말뚝기초를 지중에 설치하는 경우도 많이 증대됨에 따라 타입말뚝의 적용이 크게 퇴조하고, 매입 말뚝공법과 대구경 현장타설말뚝의 적용이 증가 되고 있다.

본 발명은 현장에 타설되는 말뚝 내에 1차 팩-그라우팅(Pack-Grouting)을 이용하여 재하시험용 팩-앵커를 설치함으로써, 별도의 사하중을 설치하지 아니하고, 위치 시험을 실시할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 말뚝재하시험 후, 현장타설말뚝에 발생된 크랙(crack)은 2차 팩-그라우팅으로 주입제를 주 입하여 현장타설말뚝을 보수·보강하여 재하시험으로 인해 훼손된 말뚝의 지지력 보강체를 별도로 설치하지 않는데 목적이 있다.

본 발명은 현장타설말뚝 지지 지반에 와이어 또는 환봉으로 제작된 팩-앵커를 설치하여, 상기 말뚝 상부에 인장시험장치를 설치한 후, 현장타설말뚝의 압축재하시험을 통해 말뚝의 반력하중과 재하 후 말뚝상태를 체크하여 지반을 보강하는 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법 및 이를 이용한 보강방법 및 관련장치에 관한 것이다. 즉, 현장에 타설되는 대구경 말뚝에 팩-그라우팅(Pack-Grouting)을 이용한 팩-앵커 정재하시험을 실시하고, 이를 바탕으로 말뚝기초의 최적화를 지향하고, 현장타설말뚝의 손상을 몰탈 주입제로 보강·보수하여 별도의 지지력 보강체를 설치하지 않아도 되는 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법 및 이를 이용한 보강방법 및 관련장치에 관한 것이다.

전술한 바의 2중 팩-액커를 이용하는 본 발명은 현장타설말뚝의 재하시험을 위하여, 먼저 지반을 천공하고, 천공된 지반내에 슬리브파이프를 삽입하며, 상기 슬리브파이프를 제외한 곳에는 콘크리트를 타설한다. 삽입된 슬리브파이프의 하부지반을 천공하여 정착지반을 형성시키고, 상기 정착지반까지 2중 팩-앵커를 삽입하며, 삽입된 2중 팩-앵커의 1차-팩에 콘크리트 몰탈을 주입하여 정착지반 내부를 채워준다. 상기 주입된 콘크리트 몰탈의 양생이 완료되면, 슬리브파이프를 제거하고, 상기 팩-앵커의 두부를 정리한 후, 재하시험을 위한 인장시험장치를 연결하여 재하시험을 실시하며, 재하시험 후, 공내에 균열을 체크하여 균열(crack) 발생시 이를 이용한 보강방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 "2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법 및 장치"를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명상의 재하시험방법 및 재하시험 후, 균열이 생겼는지의 여부를 체크확인하고 균열발생시 보강방법을 도시한 공정 흐름을 나타낸 것이다.

먼저 현장말뚝을 타설하기 위해 도 2에서와 같이 기초 지반을 대구경으로 천공한다. 다시 말해 도 2는 재하시험 또는 기초말뚝을 형성할 수 있는 깊이로 천공한 것을 나타낸 것이다.

기초 지반 천공 후에는 팩-앵커(Pack-Anchor)를 삽입하기 위해, 슬리브파이프(10)를 우선, 천공된 지반에 삽입설치한다. 도 3은 이를 나타낸 것으로, 먼저 천공된 지반에 콘크리트를 타설하기 전에 실리콘 이형제가 도포된 슬리브파이프(10)를 설치한다.

다음, 현장타설말뚝(P)을 조성하기 위하여 슬리브파이프(10) 이외의 지반 공간에 콘크리트 몰탈을 타설한다.

도 4는 상기 실리콘 이형제가 도포된 슬리브파이프(10)를 설치한 후 천공된 지반에 콘크리트를 타설한 것을 도시한 측단면도로, 슬리브파이프(10) 안으로 시멘트 몰탈이 유입되는 것을 방지하면서 콘크리트를 타설한다.

상기 콘크리트를 타설하고, 그 양생이 완료되면, 현장타설말뚝(P)하부에 팩-앵커의 정착을 위한 정착지반을 천공해 준다. 정착지반의 천공시 팩-앵커가 충분히 정착되도록 그 직경은 슬리브파이프(10)의 직경보다 크게 형성시켜준다.

상기 현장타설말뚝을 형성시킨 후, 슬리브파이프를 빼내고, 이 형성된 공간에 현장타설말뚝(P) 하부로 팩-앵커(20)의 설치를 위해 정착지반을 천공해 준다. 이때 천공되는 지반은 슬리브파이프(10)의 직경보다 크게 형성시켜 팩-앵커의 그라우팅 시 정착체(23)가 지반에 용이하게 고정될 수 있도록 한다.

정착지반을 천공하여, 정착지반의 천공이 완료되면, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이 와이어 선단에 정착체(23)가 부착되고, 그 위로 콘크리트 몰탈 주입을 위한 1차-팩(Pack)(21a)과 2차-팩(21b)이 부착된 팩-앵커(20)를 슬리브파이프안으로 삽입시켜 준다.

다시 말해 상기 팩-앵커는, 그 하부에 즉, 구체적으로 와이어(22) 선단에 정착체(23)를 부착하고, 이 정착체(23) 상측에 지반정착용 1차-팩(21a)을 구비하며, 또한 이 1차 팩의 상부측에는 슬리브파이프로 인해 형성된 현장타설말뚝(P)의 빈공간을 채우기 위한 2차-팩(21b)이 구비되는 구성으로 되어있다.

도 6은 팩-앵커(20)를 삽입한 후, 천공된 정착지반에 1차-팩(21a)을 이용해 팩-그라우팅 실시를 도시한 측단면도로, 여기에서 정착지반과 정착체(23)가 일체화되도록 완전히 채워진 것이 나타나 있다.

1차-팩(21a)과 2차-팩(21b)의 위치는 정착지반의 구간과 슬리브파이프의 설치 구간에 따라 그 높이를 조절하여 현장조건에 맞추어 정하여 사용한다. 상기 1차-팩(21a)과 2차-팩(21b)에는 별도로 구비된 몰탈 주입관을 통해 콘크리트 몰탈이 주입되는데, 상기 슬리브파이프를 통해 정착제(23)가 정착지반까지 삽입되면, 1차 팩의 몰탈주입관을 통해 몰탈주입으로 정착지반 내부가 채워진다. 이때 콘크리트 몰탈은 도 6에서와 같이 1차 팩 그라우팅 구간에만 주입하여 현장타설말뚝(P) 하부에 팩-앵커를 정착시킨다.

1차 몰탈 주입 후, 양생이 완료되면, 슬리브파이프(10)을 제거하고, 팩-앵커(20) 두부를 인장기(42)와 결합하기 위해 팩-앵커(20)의 두부를 정리한 후, 별도로 구비된 인장시험장치(40)에 연결한 후 재하시험을 실시한다.

도 7은 재하시험을 실시하기 위해 슬리브파이프(10)를 제거 후, 말뚝의 선단으로 돌출된 와이어(22)의 두부를 정리한 측단면도로, 먼저 지면위에 설치되는 앵커플레이트(31)와, 앵커플레이트(31) 안쪽 삽입홈(32)에 끼워지는 삽입홈(32)내에서, 상기 정착너트(33) 내 와이어(22)를 고정하기 위한 앵커너트(36)로 구성되는 것을 나타낸 것이다.

상기 와이어(22)는 앵커너트(36)에 의해 지면으로 와이어(22)가 아래쪽으로 침하되는 것을 방지한다. 이때 와이어(22)는 와이어 가닥을 엮어 강선을 만들거나, 환봉을 이용해 와이어(22)의 강도를 증가시켜 사용 용도에 맞게 설치하도록 한다.

상기 정착너트(33)에는 앵커플레이트(31)의 삽입홈(32)에 끼워는 돌출부(34)가 나사결합가능하게 형성되어 있으며, 이 돌출부(34) 상부 안쪽으로는 앵커너트(36)가 끼워지는 고정홈(35)(도시안됨)이 형성되어 있다.

도 8은 현장타설말뚝의 재하시험을 위한 재하시험장치가 설치된 시험직전 상태를 나타낸 측단면도를 나타낸 것이다.

이 재하시험장치는 도 10a 및 도 10b에서 도시되어 있는 바와 같이 하부가 개방되어 와이어(22)와 팩-앵커(20)의 두부가 수납되는 삽입공(41a)과, 그 상면은 평판을 이루는 하부플레이트(41)와, 이 하부 플레이트(41)에는 다수개의 인장기(42)가 부착되는 구성으로 되어 있다.

상기 인장기(42)가 부착되는 평판(41c)에는 지반에 매설된 와이어(20)가 관통할 수 있도록 와이어 유입공(41b)이 형성된다.

상기 인장기(42)의 상부에 상부 플레이트(41)가 부착되면 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험을 위한 재하시험장치(40)가 완성된다.

상기와 같이 재하시험을 위한 팩-앵커의 매설을 위한 그라우팅과 재하시험장치의 설치가 완료되면, 인장기를 통해 말뚝재하시험을 실시하고, 말뚝재하시험에 대한 지반의 소성파괴 및 말뚝의 변위를 확인할 수 있다.

재하시험 후에는 현장타설말뚝(P)에 발생된 균열 발생여부를 체크하기 위한 공내 촬영을 실시한다. 공내 촬영된 자료를 분석하여 현장타설말뚝에 크랙이 발생되면, 균열이 발생된 현장타설물뚝을 보강하기 위해 2차 팩에 콘크리트 몰탈을 주입하여 현장타설말뚝(P)을 보강한다.

즉, 재하 시험 후에는 현장타설말뚝에 설치된 앵커 공내에 카메라 등을 이용하여 말뚝의 크랙여부를 체크하고, 말뚝자체에 2차 팩-그라우팅으로 주입제에 의한 개량체를 형성시키므로써 현장타설말뚝의 보강을 실시하여 본 발명상의 보강공사를 완료하게 되는 것이다.

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본 발명에 의하여 현장에 타설되는 대구경 말뚝에 팩-그라우팅(Pack-Grouting)을 이용한 팩-앵커 정재하시험이 실시되고, 이를 바탕으로 말뚝기초의 최적화가 이루어지며, 현장타설말뚝의 손상을 몰탈 주입제로 보강·보수하여 별도의 지지력 보강체를 설치하지 않아도 되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 현장타설말뚝의 재하시험을 위하여, 현장말뚝을 타설하기 위한 지반을 천공하고, 천공된 지반내에 슬리브파이프(10)를 삽입하고, 상기 슬리브파이프(10)을 제외한 곳에 콘크리트를 타설하여서 되는 지지 지반을 이용한 재하시험방법에 있어서,

   상기 삽입된 슬리브파이프(10)의 하부지반을 천공하여 정착지반을 형성시키고, 상기 정착지반까지 2중 팩-앵커를 삽입하며, 다음 이 2중 팩-앵커의 1차-팩(21a)에 콘크리트 몰탈을 주입하여 정착지반 내부를 채워주고, 상기 콘크리트 몰탈의 양생이 완료되면, 슬리브파이프(10)을 제거하며, 상기 팩-앵커의 두부를 정리한 후, 재하시험장치를 연결하여 재하시험을 실시하고, 재하시험 후, 공내의 균열을 체크하는 것을 특징으로 하는 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 재하시험을 실시한 후 공내의 균열을 체크한 결과, 균열이 발생된 경우에는 균열이 발생된 현장타설말뚝(P)를 보강하기 위해 2차-팩(21b)에 콘크리트 몰탈을 주입하는 것을 특징으로 하는 2중 팩-앵커를 이용한 재하시험방법.
3. 삭제
4. 팩-앵커의 두부가 수납되는 삽입공(41a)과, 그 상면에 평판(41c)을 가지는 하부플레이트(41)와, 상기 하부플레이트 에 와이어가 관통되는 유입공(41b)와, 상기 유입공(41b)의 상부에 부착되는 인장기(42)와, 인장기 상부에 부착되는 상부 플레이트(41)로 구성되는 2중팩 앵커장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 현장타설말뚝의 재하시험용 재하시험장치.

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