KR100779486B1 - Apparatus and method for dynamic pile load test - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 의하여 일반적으로 사용되는 드롭해머를 이용한 말뚝 동재하 시험 장치를 도시한 도면,1 is a view showing a pile load test apparatus using a drop hammer generally used by the prior art,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 드롭해머를 구성하는 램의 형상을 도시한 사시도,Figure 2 is a perspective view showing the shape of the ram constituting the drop hammer according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 로드 유압장치를 도시한 사시도,Figure 3 is a perspective view of the rod hydraulic device on both sides according to an embodiment of the present invention,
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취한 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 일측 로드 유압장치를 도시한 사시도,5 is a perspective view showing a rod hydraulic pressure device according to another embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명에 따른 유압장치를 구비한 말뚝 동재하 시험 장치를 도시한 사시도,6 is a perspective view showing a pile load test apparatus having a hydraulic apparatus according to the present invention,
도 7은 본 발명에 따라 측정게이지가 지표면 아래 소정 깊이의 말뚝 내부에 매입된 상태를 간략하게 도시한 도면이다.7 is a view briefly showing a state in which the measuring gauge is embedded in the pile of a predetermined depth below the ground surface in accordance with the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 말뚝 20: 가이드파이프10: pile 20: guide pipe
30: 드롭해머 40: 크레인30: drop hammer 40: crane
50: 측정게이지 60: 측정게이지50: measuring gauge 60: measuring gauge
100: 드롭해머 112: 램100: drop hammer 112: ram
113: 가이드홈 114: 중심홀113: guide groove 114: center hole
115: 조립홀 116: 조립봉115: assembly hole 116: assembly rod
117: 너트 118: 이동손잡이117: nut 118: moving handle
119: 걸림홀 121: 걸림손잡이119: jam hole 121: jam handle
200: 유압장치 210: 유압실린더200: hydraulic system 210: hydraulic cylinder
211: 로드 212: 로드플레이트211: load 212: road plate
213: 걸림바 214: 슬라이딩플레이트213: jam bar 214: sliding plate
215: 보강앵글 216: 보강플레이트215: reinforcement angle 216: reinforcement plate
217: 관통홀 310: 메인프레임217: through hole 310: mainframe
311: 수평형강 312: 수직형강311: horizontal steel 312: vertical steel
320: 고정대 321: 고정판320: fixed base 321: fixed plate
322: 높이조절봉 323: 고정프레임322: height adjustment rod 323: fixed frame
331: 가이드레일 341: 메인 지지형강331: guide rail 341: main supporting steel
342: 유압장치 지지형강 343: 연결봉 삽입홀342: hydraulic device supporting steel 343: connecting rod insertion hole
344: 연결봉 345: 걸림고리344: connecting rod 345: hook
346: 너트346: nut
본 발명은 말뚝 동재하 시험 장치 및 그 시험방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 적어도 하나 이상의 램이 적층되어 결합된 드롭해머와 상기 드롭해머의 낙하 경로를 가이드하는 가이드레일과 상기 드롭해머를 유압을 이용하여 소정 높이에 고정 및 고정해제하는 유압장치를 포함함으로써, 조립식으로 간편하게 드롭해머의 하중 변경이 가능하고 드롭해머의 정확한 낙하위치 제어가 가능하며 편심이 발생하지 않는 말뚝 동재하 시험 장치에 관한 것이고, 또한 측정게이지를 지표면 아래 소정 깊이의 말뚝 내부에 매입하여 지반 깊이에 따른 특성을 분석할 수 있는 말뚝 동재하 시험 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pile load test apparatus and a test method thereof. More specifically, by including at least one ram is laminated and coupled to the drop hammer, the guide rail for guiding the drop path of the drop hammer and a hydraulic device for fixing and unlocking the drop hammer at a predetermined height by using hydraulic pressure, It is easy to change the load of the drop hammer as a prefabricated type and to control the dropping position of the drop hammer precisely, and it is related to the pile load test device without eccentricity, and it also embeds the measuring gauge inside the pile of the predetermined depth below the ground surface. It relates to a pile load test method that can analyze the characteristics according to.
최근에는 건축 구조물의 대형화 추세와 연약지반의 개발에 따라 깊은 기초 형식으로 말뚝의 사용빈도가 증가하고 있는데, 이러한 말뚝은 건축 구조물의 전체 하중을 받기 때문에 구조물의 안전을 위해 말뚝기초의 허용지지력을 산정하는 방법이 매우 중요하다.In recent years, the use of piles has increased in the form of deep foundations as the size of building structures grows and the development of soft ground. Since the piles are subjected to the total load of building structures, the allowable bearing capacity of pile foundations is calculated for the safety of structures. How to do it is very important.
말뚝기초의 허용지지력을 산정하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 일반적으로 가장 신뢰성이 높은 방법으로 말뚝 재하시험 방법이 이용되고 있다. 말뚝 재하시험 방법이란 말뚝을 타설하고 난 후 하중을 가하여 말뚝의 극한 하중이나 허용 침하량 이내에서 지지할 수 있는 하중의 크기를 구하는 시험으로서 크게 정재하시험과 동재하 시험으로 나눌 수 있다.There are many ways to calculate the allowable bearing capacity of pile foundations, but the pile loading test method is generally used as the most reliable method. The pile loading test method is a test to find the magnitude of load that can be supported within the pile's ultimate load or allowable settlement by applying a load after placing the pile. It can be divided into static load test and dynamic load test.
정재하시험은 말뚝 머리에 재하장치를 설치하고 재하장치 위에 설계하중의 2배 내지 3배 하중을 가하고 하중과 침하량 등을 계측하여 극한하중과 지지력을 산 출하는 것으로 시험 비용과 시간이 많이 든다. 이에 반해 동재하 시험은 말뚝 머리를 항타하여 발생하는 응력파를 말뚝항타분석기를 통해 측정 분석하여 말뚝의 지지력을 측정하는 방법으로 시험 비용과 시간이 적게 들고 다양한 분석자료를 얻을 수 있다.Static load test is expensive and time-consuming by installing the loading device on the pile head, applying 2 ~ 3 times the design load on the loading device, and calculating the ultimate load and bearing capacity by measuring the load and settlement. On the contrary, the dynamic load test measures the bearing capacity of the pile by measuring and analyzing the stress wave generated by hitting the pile head through the pile steering analyzer, which can save various test data and time.
이러한 동재하 시험의 간편성 때문에 최근에는 동재하 시험 방법이 주로 이용되고 있는데, 동재하 시험 방법의 절차를 살펴보면, 먼저 항타시 충격을 고르게 받도록 말뚝의 머리를 매끄럽게 정리하는 두부정리 작업을 한 후 측정게이지를 말뚝에 부착하고 항타분석기 등의 장비를 설치한다. 이후 해머를 항타 장비에 거치하고 해머를 이용해 말뚝에 타격을 가함으로써 얻어지는 자료를 분석하여 시험을 완료한다.Due to the simplicity of the load test, recently, the test load method is mainly used. In the procedure of the test load method, first, after arranging the head to smoothly arrange the head of the pile so as to be evenly impacted during the driving, the measuring gauge is applied to the pile. And install equipment such as a driving analyzer. The test is then completed by analyzing the data obtained by placing the hammer in the driving equipment and hitting the pile with the hammer.
동재하 시험 과정 중에 사용되는 해머의 종류에는 디젤해머, 유압해머, 스팀해머 등이 있으며, 일반적으로 간편한 드롭해머가 주로 사용되는데, 드롭해머를 크레인 등을 이용해 말뚝 머리 상부로 끌어올린 후 일정 높이에서 떨어뜨림으로써 말뚝에 타격을 가하는 원리이다. 이 경우 말뚝의 직경이 작은 경우에는 해머나 해머를 낙하시키는 장비가 간단하고 작았으나, 최근에는 건축 구조물의 대형화 추세에 따라 말뚝의 직경이 커지고 드롭해머와 항타 장비 등도 대형화 되기 때문에 정확하고 효율적인 항타 방법을 위한 개발이 많이 이루어지는 추세이다.Types of hammers used during the dynamic load test are diesel hammers, hydraulic hammers, and steam hammers. In general, easy drop hammers are generally used. It is the principle of hitting the pile by lowering it. In this case, when the diameter of the pile is small, the equipment for dropping the hammer or the hammer was simple and small. However, in recent years, the diameter of the pile is increased and the size of the drop hammer and the driving equipment are increased according to the trend of increasing the size of the building structure. There is a lot of development for them.
도 1은 종래 기술에 의하여 일반적으로 사용되는 드롭해머를 이용한 말뚝 동재하 시험 장치를 도시한 도면이다.1 is a view showing a pile load test apparatus using a drop hammer generally used by the prior art.
종래 기술에 의한 말뚝 동재하 시험 장치는 지반에 타설되어 두부 정리된 말 뚝(10)으로부터 소정 높이의 상부에 드롭해머(30)가 위치되도록 크레인 등의 중장비(40)에 의해 고리로 연결되어 있으며, 항타를 위한 드롭해머(30)의 낙하시 말뚝에 정확한 타격을 줄 수 있도록 드롭해머(30)를 가이드하는 가이드 파이프(20)가 드롭해머(30)의 외주면을 감싸며 말뚝(10)의 상부에 마련된다.The pile load test apparatus according to the prior art is connected to the ring by the
또한, 지표면으로부터 소정 높이 지점의 말뚝 일측 외주면에 측정게이지(50)가 부착되며, 측정게이지(50)는 일반적으로 변형률게이지와 가속도게이지가 한 쌍으로 사용된다.In addition, the
드롭해머(30)는 원통 형상의 일체형으로 제작된 것으로서 동재하 시험의 필요에 따라 다양한 크기 및 무게를 가진다. 따라서, 말뚝(10)의 규모와 하중의 정도에 따라 드롭해머(30)의 규격을 선정하여 항타 작업이 행해지는데, 크레인 등의 중장비(40)에 의해 드롭해머(30)를 고리에 연결하여 소정 높이에 위치시키고 중장비(40)의 조작을 통해 드롭해머(30)를 자유낙하시킴으로써 말뚝 머리의 중앙부에 타격을 주는 방식으로 항타 작업이 진행된다. 이때 드롭해머(30)는 가이드 파이프(20) 내부를 통과하며 말뚝 머리의 중앙부에 낙하되어 말뚝(10)에 타격을 가하게 된다.The
이러한 방식에 의해 말뚝에 전달된 충격파를 말뚝에 부착된 게이지를 통해 측정하여 말뚝 및 지반의 허용지지력을 항타분석기를 통해 분석, 계산하게 된다. 항타분석기를 통한 항타 해석 방법을 간략하게 살펴보면, 동적 지지력 공식에 의한 해석 방법이 전통적으로 사용되는 방식이었으며, 최근에는 말뚝과 말뚝 주변의 지반 상태 등을 상세하게 모델링하여 더욱 정확한 데이터를 얻을 수 있는 파동방정식 에 의한 항타 해석법 및 Case 방법 등이 사용되고 있다. 따라서, 동재하 시험 전에 항타분석기에 게이지 부착위치 및 말뚝의 관입 깊이 등과 같은 초기 자료를 입력한 후 이에 따라 항타 해석 작업을 수행한다.In this way, the shock wave transmitted to the pile is measured through a gauge attached to the pile, and the allowable bearing capacity of the pile and the ground is analyzed and calculated by a drive analyzer. In brief, the method of analysis of the analysis using the rudder analyzer is the traditional method of the analysis based on the dynamic bearing capacity, and recently, the wave that can obtain more accurate data by modeling the ground condition around the pile and the pile in detail Driven analysis and case methods based on equations are used. Therefore, input the initial data such as the gauge attachment position and the penetration depth of the pile into the drive analyzer before the load test, and perform the drive analysis accordingly.
항타 해석 결과는 말뚝 머리로부터 발생한 항타응력의 전달에 따른 압축 변형의 속도와 말뚝 선단으로부터의 반사 속도, 즉 충격파의 속도 등에 따라 변화하게 된다. 충격파의 속도는 말뚝에 대한 지반의 마찰력에 의해 영향을 받기도 하는데, 말뚝이 관입된 지반은 일반적으로 깊이에 따라 지반의 특성이 다양하게 분포되어 있다.The result of the driving analysis changes according to the speed of compression deformation according to the propagation of the driving stress generated from the pile head and the reflection speed from the tip of the pile, that is, the speed of the shock wave. The velocity of the shock wave is also affected by the frictional force of the ground against the pile, and the ground into which the pile is infiltrated is generally distributed with varying ground characteristics.
종래 기술에 따른 동재하 시험 방법은 게이지(50)의 부착 위치가 지표면으로부터 소정 높이 윗부분에만 부착되기 때문에 충격파의 속도 및 그에 따른 데이터에 대해서 말뚝 선단까지의 평균값에 대한 데이터밖에 얻을 수 없었다. 따라서, 말뚝이 관입된 지반의 깊이에 따른 특성을 알 수가 없었고, 이에 따라 시험을 행한 지반과 일부 동일한 형태의 지반에 대해서도 지반에 따른 말뚝의 허용지지력을 예측하기 어려운 문제점이 있었다.In the conventional load test method according to the prior art, since the attachment position of the
한편, 위와 같은 동재하 시험은 시험의 목적에 따라 항타 작업 및 분석 작업을 2 내지 3회 반복하거나 드롭해머의 하중을 변화시켜가며 반복 시험을 행하기도 하는데, 종래 기술에 의한 말뚝 동재하 시험 장치는 드롭해머가 일체형으로 제작되어 있기 때문에 위와 같은 반복 시험의 경우에 드롭해머를 매번 교체해야 하고, 말뚝의 동재하 시험을 하는 현장마다 수 톤에 이르는 다양한 규격의 드롭해머를 구비해야 하는 불편함이 있었다.On the other hand, the load test as described above may be repeated two or three times the driving operation and analysis work or by changing the load of the drop hammer, depending on the purpose of the test, the repeated load test device according to the prior art is the pile hammer test device In the case of the repeat test as described above, the drop hammer had to be replaced every time, and there were inconveniences of having to provide drop hammers of various sizes up to several tons for each pile loading test.
또한, 드롭해머가 가이드 파이프의 내주면을 따라 낙하하게 되므로 가이드 파이프의 내주면과 드롭해머의 마찰이 발생하기 쉽고, 이에 따라 드롭해머가 편심되어 낙하하거나 마찰력에 의한 낙하 속도 저하로 인해 말뚝에 가해지는 충격량이 설정된 양보다 작아짐으로써 충격효율이 낮은 문제점이 있으며, 드롭해머의 편심 낙하에 따른 정확한 데이터 분석이 어렵고, 드롭해머나 말뚝에서 균열 혹은 파손 등이 발생할 수 있는 문제점이 있었다. 그리고 크레인 등의 중장비의 사용자 조작에 의한 낙하 방식은 기계적으로 제어되는 순간적인 동작 방식이 아니기 때문에 사용자의 조작 상태에 따라 충격량이 균일하지 못한 문제점이 있었다.In addition, since the drop hammer falls along the inner circumferential surface of the guide pipe, friction between the inner circumferential surface of the guide pipe and the drop hammer is likely to occur, and accordingly, the drop hammer is eccentric and falls, or the amount of impact applied to the pile due to a drop in the falling speed due to frictional force. The smaller than the set amount has a problem of low impact efficiency, it is difficult to accurately analyze the data according to the eccentric drop of the drop hammer, there was a problem that can be cracked or broken in the drop hammer or pile. In addition, since the drop method by the user operation of heavy equipment such as a crane is not an instantaneous operation method that is mechanically controlled, there is a problem that the impact amount is not uniform according to the user's operation state.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 적어도 하나 이상의 램이 적층되어 결합된 드롭해머와 상기 드롭해머의 낙하 경로를 가이드하는 가이드레일과 상기 드롭해머를 유압을 이용하여 소정 높이에 고정 및 고정해제하는 유압장치를 포함함으로써, 조립식으로 간편하게 드롭해머의 하중 변경이 가능하고 드롭해머의 정확한 낙하위치 제어가 가능하며 편심이 발생하지 않는 말뚝 동재하 시험 장치를 제공한다. 또한, 측정게이지를 지표면 아래 소정 깊이의 말뚝 내부에 매입함으로써, 말뚝이 관입된 지반의 깊이에 따른 특성을 분석할 수 있는 말뚝 동재하 시험 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve such a problem, at least one ram is laminated and coupled to the drop hammer and the guide rail for guiding the drop path of the drop hammer and the drop hammer fixed to a predetermined height using hydraulic pressure And a hydraulic device for releasing the lock, it is possible to easily change the load of the drop hammer in a prefabricated manner, to control the drop position of the drop hammer accurately, and to provide a pile load test device that does not cause eccentricity. In addition, by embedding the measurement gauge in the pile of a predetermined depth below the ground surface, it is an object of the present invention to provide a pile loading test method that can analyze the characteristics according to the depth of the ground into which the pile is inserted.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 드롭해머를 사용하는 말뚝 동재하 시험 장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 램으로 구성된 드롭해머를 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝 동재하 시험 장치를 제공한다. 또한, 상기 드롭해머의 낙하 경로를 가이드하는 가이드레일과, 유압을 이용하여 상기 드롭해머를 말뚝 머리로부터 소정 높이 연직 상부에 고정 및 고정 해제하는 유압장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝 동재하 시험 장치를 제공한다.In order to achieve this object, the present invention provides a pile loading test apparatus, characterized in that in the pile loading test apparatus using a drop hammer, comprising a drop hammer consisting of at least one ram. In addition, the guide rail for guiding the drop path of the drop hammer, and a pile load test device, characterized in that it further comprises a hydraulic device for fixing and releasing the drop hammer from the pile head to the upper vertical height by using a hydraulic pressure To provide.
상기 드롭해머는 사각 평판형으로 각 측면 중앙부에 가이드홈이 형성된 램이 적층되어 결합된 형태로 하는 것이 바람직하며, 상기 가이드레일은 상기 드롭해머의 전후좌우에 위치되는 것이 바람직하다.The drop hammer is preferably in the form of a rectangular flat plate ram is formed by laminating a guide groove formed in each side center portion, the guide rail is located in front, rear, left and right of the drop hammer.
또한, 상기 가이드레일이 부착되는 메인프레임을 더 포함하고, 상기 유압장치는 상기 메인프레임에 의해 소정 높이에 고정된다. 상기 유압장치는 양측으로 로드가 각각 왕복운동하는 유압실린더; 상기 로드 끝단에 부착된 로드플레이트; 및 상기 로드플레이트에 부착된 걸림바를 포함하고, 상기 드롭해머는 상부에 걸림손잡이가 구비되며, 유압에 의해 상기 걸림바가 상기 걸림손잡이에 삽입 및 삽입 해제됨으로써 상기 드롭해머가 상기 유압장치에 결합 및 결합 해제되도록 하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a main frame to which the guide rail is attached, and the hydraulic device is fixed at a predetermined height by the main frame. The hydraulic device includes a hydraulic cylinder in which the rod reciprocates to both sides; A rod plate attached to the rod end; And a locking bar attached to the rod plate, wherein the drop hammer is provided with a locking handle at an upper portion thereof, and the drop hammer is coupled to and coupled to the hydraulic device by inserting and removing the locking bar into the locking handle by hydraulic pressure. It is desirable to be released.
아울러, 본 발명은 측정게이지를 통한 데이터를 항타분석기로 분석하는 말뚝 동재하 시험 방법에 있어서, 상기 측정게이지를 지표면 아래 소정 깊이의 말뚝 내부에 매입하고 상기 말뚝 동재하 시험 장치를 이용하여 동재하 시험하는 것을 특징으로 하는 말뚝 동재하 시험 방법을 제공한다.In addition, the present invention in the pile load test method for analyzing the data through the measurement gauge with a steering analyzer, the measurement gauge is embedded in the pile of a predetermined depth below the ground surface and characterized in that the load test using the pile load test device It provides a pile load test method.
이때, 상기 측정게이지가 소정 깊이에 위치된 상태로 말뚝이 양생되고, 상기 측정게이지가 다수개 매입되고 각각 매입 깊이가 상호 다르게 매입되도록 하며, 상기 측정게이지는 방수 기능을 갖는 것이 바람직하다.At this time, the pile is cured in a state where the measuring gauge is located at a predetermined depth, a plurality of measuring gauges are embedded and each of the embedding depths are embedded differently, and the measuring gauge preferably has a waterproof function.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 말뚝 동재하 시험 장치를 구성하는 램의 형상을 도시한 사시도이다.Figure 2 is a perspective view showing the shape of the ram constituting the pile loading test apparatus according to an embodiment of the present invention.
말뚝 머리의 중앙부에 항타하게 될 드롭해머(100)는 일체로 형성되지 않고 동일 형상의 램(112)이 적어도 하나 이상 조립되어 구성되며, 각각의 램(112)은 사각 플레이트 형상으로 각 측면의 중앙부에 각각 가이드 홈(113)이 형성된다. 램(112)의 중심에는 중심홀(114)이 형성되고 중심으로부터 소정 거리 양측에는 대칭되는 2개의 조립홀(115)이 형성되는데, 조립홀(115)은 2개 이상 다양하게 형성될 수도 있을 것이다.The
2개의 조립홀(115)에는 나사산이 형성된 조립봉(116)이 삽입되고 조립봉(116)의 양단에 너트(117)를 체결함으로써 적층된 다수개의 램(112)이 결합될 수 있는데, 조립봉(116)의 상단에는 다수개의 결합된 램(112)을 크레인의 고리에 연결 하여 이동시킬 수 있도록 하는 이동손잡이(118)가 체결되는 것이 바람직하다. 이동손잡이(118)는 하부가 원통 형상으로 형성되고 상부는 중앙에 걸림홀(119)이 형성된 평판 형상이 되도록 중단부가 경사지게 형성되고, 하부면에는 내주면에 암나사산이 형성된 홈이 형성되어 조립봉(116)과 결합되는 구조이다.Two assembly holes 115 are inserted into the
램(112)의 중심에 형성된 중심홀(114)에도 조립봉(116)이 삽입되고 조립봉(116)의 하단에는 너트(117), 상단에는 걸림손잡이(121)가 체결되는데, 걸림손잡이(121)는 상기 이동손잡이(118)와 동일한 형상으로 형성되되, 이동손잡이(118)보다 더 길도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 걸림손잡이(121)의 상부에도 걸림홀(119)이 형성되는데 이 걸림홀(119)을 통해 도 3 및 도 4에서 설명하게 될 유압장치의 걸림바가 삽입 또는 삽입 해제된다.The
이동손잡이(118)와 걸림손잡이(121)의 형상을 상부가 평판 형상인 것으로 하였으나, 하부와 동일하게 원통형으로 형성할 수도 있을 것이다. 또한, 램(112)의 형상은 사각플레이트 이외에도 삼각플레이트, 원판형 등 다양하게 형성할 수 있으며, 가이드 홈(113)의 수량 및 위치 또한 램(112)의 형상에 따라 다양하게 변경할 수 있을 것이다.The shape of the moving
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양측 로드 유압장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A선을 따라 취한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 일측 로드 유압장치를 도시한 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing a two-side rod hydraulic apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of Figure 3, Figure 5 is a side rod according to another embodiment of the present invention A perspective view of a hydraulic device.
본 발명에 따른 유압장치는 각 실린더(210)의 양측으로 2개의 로드(211)가 각각 왕복 운동하는 방식의 더블 유압실린더(210)가 소정 간격 이격되어 평행하게 위치하고, 각 유압실린더(210)는 양측의 로드(211) 끝단에 로드플레이트(212)가 각각 부착되어 연결되는 구조로서, 로드플레이트(212)의 왕복운동은 평행하게 위치한 2개의 유압실린더(210)에 의해 동시에 이루어지게 된다. 또한, 각 로드플레이트(212)의 중앙 내측면에는 걸림바(213)가 각각 부착되고, 걸림바(213) 지지용 관통홀(217)이 형성된 2개의 슬라이딩플레이트(214)가 2개의 실린더(210)와 각각 직각으로 2개의 실린더(210) 사이에 소정 거리 이격되어 평행하게 위치함으로써, 동시에 작용하는 2개의 실린더(210) 유압에 의해 걸림바(213)가 왕복 운동하며 슬라이딩플레이트(214)의 관통홀(217)을 통과하는 구조이다. 즉, 실린더 양측의 로드(211), 로드플레이트(212) 및 걸림바(213)가 평행하게 위치한 2개의 유압실린더(210)에 의해 일체로 왕복 운동하는 구조로서, 로드플레이트(212) 사이의 중심을 기준으로 좌우 대칭 형태를 이룬다.In the hydraulic apparatus according to the present invention, the double
이때, 도 4에 도시된 바와 같이 각각의 걸림바(213)는 도 2에서 설명한 걸림손잡이(121)의 걸림홀(122) 양측으로부터 걸림홀(122) 중심으로 삽입 및 삽입 해제되는데, 따라서 걸림홀(122)이 형성된 걸림손잡이(121)의 상부가 슬라이딩플레이트(214) 사이에 삽입될 수 있도록 슬라이딩플레이트(214) 간의 간격은 걸림손잡이(121) 상부의 두께보다 작지 않도록 위치되어 고정된다. 또한, 슬라이딩플레이트(214)에 형성된 걸림바(213) 지지용 관통홀(217)은 관통홀(217)의 내주면이 걸림바(213)의 외주면과 면접촉에 의한 슬라이딩이 이루어지도록 형성되고, 슬라이딩 중의 마찰을 방지하기 위해 슬라이딩플레이트(214) 내부에 그리스를 주입할 수 있는 구조로 하여 마찰면에 윤활을 하는 것이 바람직하다.In this case, as shown in FIG. 4, each of the engaging
아울러, 위와 같은 구조를 보강하기 위해 실린더(210)의 길이 방향으로 로드플레이트(212)의 양측면이 접촉하는 보강앵글(215)을 더 구비하고, 슬라이딩플레이트(214), 로드플레이트(212) 및 보강앵글(215)의 바닥면에 보강플레이트(216)를 덧대는 구조로 할 수도 있을 것이다.In addition, in order to reinforce the above structure, further provided with a
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예로서 도 5에 도시된 바와 같이 유압실린더(210)의 일측에만 로드(211)가 왕복 운동하는 방식의 유압장치로 구성할 수도 있을 것이다. 이러한 구성인 경우 좌우 대칭형 구조가 아니므로 로드플레이트(212), 슬라이딩플레이트(214) 및 걸림바(213)가 각각 하나씩만 구비되고, 하나의 걸림바(213)가 왕복 운동함으로써 걸림손잡이(121)의 걸림홀(122)에 삽입 및 삽입 해제된다. 유압실리더(210)의 구조와 걸림홀(122)에 삽입되는 구조가 간단하여 제작 및 사용이 용이하나, 유압에 의해 걸림바(213)가 걸림홀(122)로부터 삽입 해제되는 순간 걸림손잡이(121) 및 램(112) 중심에 편심이 발생하여 낙하하게 되므로 도 3에 도시된 바와 같이 양측에서 동시에 삽입 해제되는 구조로 하는 것이 바람직하다.Meanwhile, as another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, only one side of the
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 본 발명에 따른 유압실린더(210)는 공지된 기술에 의해 이용되는 일반적인 유압실린더(210)이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In addition, since the
도 6은 본 발명에 따른 유압장치를 구비한 말뚝 동재하 시험 장치를 도시한 사시도이다.6 is a perspective view showing a pile load test apparatus having a hydraulic apparatus according to the present invention.
본 발명에 의한 시험 장치는 동재하 시험 대상이 되는 말뚝 머리 부분을 내부에 수용할 수 있는 수평 단면이 사각형인 메인프레임(310)과, 메인프레임(310)을 지면에 설치할 수 있도록 하부에서 지탱하는 고정대(320)가 구비된다.The test apparatus according to the present invention includes a
메인프레임(310)은 4개의 수직형강(312)과, 인접하는 수직형강(312)에 각각 수평으로 연결되는 다수개의 수평형강(311)으로 구성된 직육면체 형상의 철골 구조이며, 4개의 수직형강(312)의 하부에 각각 고정대(320)가 위치된다. 고정대(320)는 수직형강(312)의 하부와 직접 접촉하는 고정판(321)과, 고정판(321)의 하부에 부착되어 외주면에 높이 조절용 나사산이 형성된 높이조절봉(322)과, 상기 고정판(321)과 높이조절봉(322)을 지탱하는 고정프레임(323)으로 구성되어 각각 독립적으로 높이 조절이 가능한 구조이다. 또한, 고정대(320)의 높이 조절 수단은 나사산이 형성된 높이조절봉(322) 이외의 다양한 방법으로 구성할 수도 있을 것이다.The
한편, 수평형강(311)의 내측 중앙에는 연직 방향으로 4개의 가이드레일(331)이 부착되는데, 가이드레일(331)은 길이 방향 전체를 따라 직선이 유지되는 한 다양한 단면 형상의 형강을 사용할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이 철도레일 형강을 사용하였다. 다만, 가이드레일(331)은 도 2에서 설명한 조립 가능한 램(112)의 측면에 형성된 가이드홈(113)에 삽입되어 램(112)의 낙하 경로를 가이드하는 역할을 하게 되므로 가이드레일(331)의 단면 형상과 램(112)에 형성된 가이드홈(113)의 단면 형상이 상호 대응되어 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상호 대향하는 가이드레일(331) 외측면 간의 거리는 램(112)에 형성된 상호 대향하는 가이드홈(113)의 내측면 간의 거리보다 크거나 같도록 형성된다.On the other hand, four
메인프레임(310) 최상부에 대향하는 수평형강(311) 중앙부위를 횡단하며 메인 지지형강(341)이 안착되며, 메인 지지형강(341)의 양측부에는 연결봉 삽입 홀(343)이 각각 형성된다. 또한, 유압장치(200)의 하부면에는 유압장치(200)가 안착될 수 있는 유압장치 지지형강(342)이 구비되어 유압장치(200)와 부착 고정되고, 유압장치 지지형강(342)의 양측부에도 상기 연결봉 삽입홀(343)이 각각 형성된다. 메인 지지형강(341) 및 유압장치 지지형강(342)에 각각 형성된 연결봉 삽입홀(343)에 각각 나사산이 형성된 연결봉(344)이 삽입되어 너트로 결합됨으로써, 유압장치(200)가 메인 지지형강(341)에 연결 지지된다.The main supporting
좀 더 자세히 살펴보면, 연결봉(344)의 상단부에는 걸림고리(345)가 형성되고 연결봉(344)의 외주면에는 나사산이 전체 길이에 대해서 형성되어 있으며, 연결봉(344)의 상부와 하부에 각각 너트(346)를 체결하여 메인 지지형강(341) 및 유압장치 지지형강(342)을 연결하게 된다. 따라서, 연결봉(344)에 대한 너트(346)의 체결 위치에 따라 유압장치 지지형강(342)의 지면으로부터 높이를 조절할 수 있다. 즉, 너트(346)의 체결 위치를 연결봉(344)의 상부에서 연결봉(344)의 중간부로 변경하면 유압장치 지지형강(342)은 너트 체결 위치의 변화량만큼 지면으로부터 높아지게 된다. 이러한 너트(346) 체결 위치 변경시에 연결봉(344) 상단부에 형성된 걸림고리(345)를 이용하여 중장비로 연결봉(344)을 상승시킨 후 너트 체결 위치를 변경할 수도 있을 것이다.Looking in more detail, the
도 4에 도시된 바와 같이 유압장치(200)에 램(112)이 결합되어 있으므로 위와 같은 연결봉(344)에 의한 유압장치(200)의 높이 조절 구조에 의해 램(112)의 높이가 정밀하게 상승 또는 하강할 수 있으므로, 본 발명에 의한 말뚝 동재하 시험 장치는 램(112)으로 구성된 드롭해머(100)의 항타 위치가 정확하게 제어될 수 있는 구조이다.Since the
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 말뚝 동재하 시험 장치는 그 구조상 각종 프레임과 형강 및 봉 들의 결합에 의해 항타 위치가 견고하게 고정되고 정확한 위치 제어가 가능한 구조이다.As described above, the pile loading test apparatus according to the present invention has a structure in which the driving position is firmly fixed by the combination of various frames, sections, and rods, and precise position control is possible.
아울러 드롭해머(100)의 항타 동작 상태를 살펴보면, 말뚝 머리로부터 소정 높이 상부에 위치하도록 상기 설명한 바와 같이 램(112)의 위치를 고정하고, 유압장치(200)에 결합된 램(112)을 유압장치(200)로부터 결합 해제함으로써 연직방향으로 낙하하게 된다. 이때, 유압장치(200)로부터 램(112)이 결합 해제되는 과정을 살펴보면, 별도의 유압 공급장치(미도시)에 의해 유압실린더에 유압을 공급함으로써 도 3에서 설명한 바와 같이 유압장치(200)의 걸림바가 램(112)의 걸림손잡이 상부의 걸림홀로부터 양측으로 동시에 삽입 해제됨으로써 램(112)이 편심되지 않고 연직 낙하하게 된다. 램(112)이 낙하하는 동안에는 가이드레일(331)에 의해 낙하 경로가 가이드되는데, 램(112)이 편심되지 않고 낙하하기 때문에 가이드레일(331)과의 마찰이 적게 일어나며 또한 4개의 가이드레일(331)에 의해 가이드되기 때문에 종래의 가이드파이프와 비교하여 램(112)과의 접촉면이 감소하게 되므로 이에 따라 마찰이 현저히 감소하게 된다.In addition, look at the driving operation state of the
또한, 램(112)을 포함한 드롭해머(100)의 하중을 변화시키며 반복하여 항타 시험을 행해야 하는 경우 혹은 정확한 데이터를 위해 드롭해머(100)의 하중을 변화시켜야 하는 경우에도 램(112)을 추가하여 조립봉에 의해 용이하게 결합이 가능하고, 드롭해머(100)의 항타 위치를 정확하게 제어할 수 있으므로 다양한 타격 강도 에 의한 시험이 가능하다.In addition, when the load of the
도 7은 본 발명에 따라 측정게이지가 지표면 아래 소정 깊이의 말뚝 내부에 매입된 상태를 간략하게 도시한 도면이다.7 is a view briefly showing a state in which the measuring gauge is embedded in the pile of a predetermined depth below the ground surface in accordance with the present invention.
종래 기술에서 설명한 바와 같이 측정게이지(50)는 매설된 말뚝의 지표면으로부터 소정 높이의 말뚝 외측면에 부착되고, 본 발명에 따른 말뚝 동재하 시험 방법에서는 이에 더하여 지표면으로부터 소정 깊이의 말뚝 내부에 다수개의 측정게이지(60)가 부착된다.As described in the prior art, the measuring
말뚝(10)을 지반에 매설하는 방법은 여러 가지가 있으나, 기성 말뚝을 처박기 공법으로 지반에 매설하는 경우에는 진동 및 소음 공해가 발생하기 때문에, 최근에는 지반에 말뚝 구멍을 굴삭하고 굴삭된 말뚝 구멍에 구조 보강을 위한 철근을 삽입하고 콘크리트를 부어 양생함으로써 말뚝이 매설되는 방법이 사용된다.There are many ways to bury the
이 경우에 측정게이지(60)를 지표면으로부터 소정 깊이의 말뚝 내부에 매입하는 방법은 철근에 측정게이지(60)를 부착하여 말뚝 구멍에 삽입하고 콘크리트를 부어 양생하는 방법으로 행하게 되는데, 이때 철근에 부착되는 위치를 조정함으로써 측정게이지(60)의 매입 깊이를 사용자의 필요에 따라 조정할 수 있을 것이다. 또한, 이때 측정게이지(60)가 방수 기능을 갖도록 함으로써 콘크리트 양생 후에 정상적인 동작이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the method of embedding the measuring
이러한 과정으로 도 7에 도시된 바와 같이 다수개의 측정게이지(60)가 각각 소정 깊이로 다양하게 매입된 경우 각각의 측정게이지(60)로부터 측정된 데이터를 지표면 위에 부착된 측정게이지(50) 데이터를 포함하여 각각 상호 비교한다. 이에 따라 각 측정게이지(60)의 데이터로부터 도 7에 화살표로 도시된 제 1 내지 제 3 구간에서의 지반 특성 및 이에 따른 마찰력 특성을 항타분석기에 의해 해석할 수 있고 또한, 데이터의 상호 비교에 의해 측정게이지(60) 사이의 각 구획별 지반의 특성도 파악할 수 있다. 따라서, 이와 같이 측정게이지(60)를 지표면 아래 소정 깊이의 말뚝 내부에 매입하고 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 말뚝 동재하 시험 장치를 이용하여 말뚝 동재하 시험을 함으로써, 더욱 정확한 시험이 가능하다.In this process, as shown in FIG. 7, when the plurality of measurement gauges 60 are variously embedded at predetermined depths, the data measured from the respective measurement gauges 60 is attached to the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 조립식의 드롭해머와, 드롭해머와의 접촉면적이 작은 별도의 가이드레일과, 유압에 의해 드롭해머를 편심없이 정확히 낙하시키는 유압장치를 포함하는 말뚝 동재하 시험 장치를 제공함으로써, 드롭해머의 하중변경이 용이하고 드롭해머의 낙하시 편심 발생이 감소하며 이에 따라 마찰에 의한 충격량 손실이 방지되어 말뚝의 동재하 시험을 용이하게 수행할 수 있고 정확한 시험데이터를 구할 수 있는 효과가 있다. 또한, 측정게이지를 지표면 아래 소정 깊이의 말뚝 내부에 매입하여 지반 깊이에 따른 다양한 데이터를 측정할 수 있으므로 지반의 특성에 따른 허용지지력 및 마찰력을 평가하여 정확하고 분석적인 말뚝 동재하 시험을 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, a pile load test apparatus including a prefabricated drop hammer, a separate guide rail having a small contact area with the drop hammer, and a hydraulic device for accurately dropping the drop hammer without eccentricity by hydraulic pressure. It is easy to change the load of the drop hammer and reduce the occurrence of eccentricity when the drop hammer falls, thus preventing the loss of the impact amount by friction, so that it is possible to easily carry out the load test of the pile and obtain accurate test data. It works. In addition, it is possible to measure various data according to the depth of the soil by embedding the measuring gauge inside the pile of predetermined depth below the ground surface, so that accurate and analytical pile loading test can be performed by evaluating the allowable bearing capacity and frictional force according to the characteristics of the ground. It works.
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