KR101121974B1 - Reusable and Versatile Pile Measuring Sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 토목 및 건축분야의 말뚝에 대한 축하중 및 수평하중재하시험시에 말뚝의 축하중 및 수평변위를 측정할 수 있는 재사용이 가능한 다목적 말뚝계측센서에 관한 것으로, 지반에 시공된 말뚝 내에 삽입되며, 상기 말뚝의 하부 선단에 배치되어 고정되고 통상(筒狀)의 형상을 가지는 선단고정부; 상기 말뚝의 중간 부분에 배치되어 배치되고 통상(筒狀)의 형상을 가지는 하나 이상의 중간고정부; 상기 중간고정부에 일체로 고정되는 축하중과 경사를 측정하는 센싱부; 및 상기 선단고정부 또는 상기 중간고정부와, 상기 센싱부에 사이에 설치되는 연결로드를 포함한다.The present invention relates to a reusable multi-purpose pile measuring sensor capable of measuring the axial load and horizontal displacement of the pile during the axial load and horizontal load test of the civil engineering and construction fields, inserted into the pile installed on the ground A tip fixing part disposed at the lower end of the pile and being fixed and having a normal shape; One or more intermediate fixing parts disposed and disposed in the middle portion of the pile and having a normal shape; Sensing unit for measuring the celebration of the middle and inclination fixed to the middle fixing part integrally; And a connecting rod installed between the tip fixing part or the middle fixing part and the sensing unit.
말뚝계측센서, 축하중측정센서, 경사계, 말뚝재하시험 Pile measuring sensor, celebration measuring sensor, inclinometer, pile loading test
Description
본 발명은 재사용이 가능한 다목적 말뚝계측센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토목 및 건축분야의 말뚝에 대한 축하중 및 수평하중재하시험시에 말뚝의 축하중 및 수평변위를 측정할 수 있는 재사용이 가능한 다목적 말뚝계측센서에 관한 것이다.The present invention relates to a reusable multi-purpose pile measuring sensor, and more particularly, reusable to measure the pile's celebration and horizontal displacement during the celebration and horizontal load test of piles in civil engineering and construction fields A multipurpose pile measuring sensor.
말뚝의 하중전이해석을 위한 말뚝재하시험을 수행하기 위해서는 말뚝에 부과되는 축하중을 측정할 수 있는 장비가 필요하다.In order to perform pile load tests for load transfer analysis of piles, equipment is needed to measure the axial load imposed on the piles.
종래기술에 따른 말뚝 축하중 계측센서는, 축하중 계측센서 설치에 따른 시간과 경비가 소요되고, 지반에 설치된 축하중 계측센서는 콘크리트에 매립되어 재사용이 불가능하다.The pile celebration measuring sensor according to the prior art takes time and expense according to the installation of the measurement sensor during celebration, the celebration measurement sensor installed on the ground is embedded in the concrete is not reusable.
또, 종래기술에 따른 말뚝 축하중 계측 센서의 경우, 말뚝의 국부 단면에 설치되어서 부착 상태에 따른 측정 오차가 발생할 가능성이 많으므로, 말뚝의 측정영 역을 확대하여 측정 결과에 대한 신뢰성을 높일 필요성이 있다.In addition, in the case of the pile shaft measuring sensor according to the prior art, it is installed on the local end of the pile, so there is a high possibility of measurement error due to the attachment state, it is necessary to increase the measurement area of the pile to increase the reliability of the measurement results There is this.
그리고, 종래기술에 따른 말뚝 축하중 계측 센서는 말뚝의 시공 전에 설치되어 말뚝의 시공조건이나 지반상태에 따라서 말뚝 설치위치가 변경되서, 원래 축하중 계측위치와 차이가 날수 있다. 따라서, 지반의 하중전이특성을 파악할 수 있도록 말뚝 시공 후에 사용할 수 있는 계측센서의 개발이 요구된다.In addition, the measuring sensor during the pile shaft according to the prior art is installed before the construction of the pile is changed according to the construction conditions or ground conditions of the pile, the original position may be different from the measuring position during the celebration. Therefore, the development of a measuring sensor that can be used after the construction of the pile to grasp the load transfer characteristics of the ground is required.
또, 수평재하시험시에 각 하중단계별로 경사를 측정하여 한다. 종래기술에서는 한 개의 경사계를 사용하여 하중단계별로 경사를 측정하므로 많은 측정시간이 소요된다. 이를 극복하기 위하여 개발된 다층 경사계는 측정시간을 줄일 수 있지만, 다층 경사계의 설치에 들어가는 비용이 과다하게 된다.In the horizontal load test, the inclination is measured at each load level. In the prior art, a single inclinometer is used to measure the inclination for each load step, which takes a lot of measurement time. The multilayer inclinometer developed to overcome this can reduce the measurement time, but the cost of installing the multilayer inclinometer becomes excessive.
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 토목 및 건축분야의 말뚝에 대한 축하중 및 수평하중재하시험시에 말뚝의 축하중 및 수평변위를 측정할 수 있는 재사용이 가능한 다목적 말뚝계측센서를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention devised to solve the above problems, multi-purpose pile measurement that can measure the axial load and horizontal displacement of the pile during the axial load and horizontal load test of civil engineering and construction field To provide a sensor.
본 발명의 또 다른 목적은,말뚝의 제작 및 시공에 따른 축하중 계측의 손상이 빈번히 발생하고 이에 따른 센서의 재설치가 불가하므로, 말뚝의 시공 후에 설치가 가능한 다목적 말뚝계측센서를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-purpose pile measuring sensor that can be installed after the construction of the pile because the damage of the measurement during the celebration of the pile production and construction occurs frequently and the reinstallation of the sensor is impossible. .
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지반에 시공된 말뚝 내에 삽입되는 말뚝계측센서에 있어서, 상기 말뚝의 하부 선단에 배치되어 고정되고 통상(筒狀)의 형상을 가지는 선단고정부; 상기 말뚝의 중간 부분에 배치되어 배치되고 통상(筒狀)의 형상을 가지는 하나 이상의 중간고정부; 상기 중간고정부에 일체로 고정되는 축하중과 경사를 측정하는 센싱부; 및 상기 선단고정부 또는 상기 중간고정부와, 상기 센싱부에 사이에 설치되는 연결로드를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the pile measuring sensor is inserted into the pile installed on the ground, the tip fixing portion disposed in the lower end of the pile fixed and having a normal shape; One or more intermediate fixing parts disposed and disposed in the middle portion of the pile and having a normal shape; Sensing unit for measuring the celebration of the middle and inclination fixed to the middle fixing part integrally; And a connecting rod installed between the tip fixing part or the middle fixing part and the sensing unit.
상기 선단고정부 또는 상기 중간고정부의 외주면에는 상기 말뚝의 내벽에 맞닿아 고정되는 고정핀이 형성되는 것을 특징으로 한다.The outer circumferential surface of the tip fixing part or the middle fixing part is characterized in that the fixing pin which is fixed to the inner wall of the pile is fixed.
또, 상기 고정핀은 외부의 유체압공급원으로부터 공급되는 유체의 유체압에 의해 작동되는 것을 특징으로 한다.In addition, the fixing pin is characterized in that it is operated by the fluid pressure of the fluid supplied from an external fluid pressure supply source.
또, 상기 중간고정부의 외주면에는 하나 이상의 요홈이 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the outer peripheral surface of the middle fixing part is characterized in that at least one groove is formed in the longitudinal direction.
또, 상기 센싱부의 외주면에는 하나 이상의 요홈이 길이방향으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the outer peripheral surface of the sensing unit is characterized in that at least one groove is formed in the longitudinal direction.
또, 상기 센싱부는, 상기 센싱부의 기울기를 측정하도록 내장된 경사계와, 상기 연결로드와 연결되는 하중전달축으로부터 축하중을 측정하는 축하중측정센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensing unit may include an inclinometer having a built-in inclinometer for measuring the inclination of the sensing unit, and an in-axis measuring sensor configured to measure an in-between load from a load transfer shaft connected to the connection rod.
또, 상기 연결로드는 길이가 변경가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the connecting rod is characterized in that the length is changeable.
본 발명을 통하여, 상대적으로 고가인 진동현식 센서를 대체한 전기저항식 센서를 사용한 말뚝계측센서를 제공할 수 있어서, 비용 절감 효과를 높일 수 있다. 더욱이, 본 발명의 말뚝계측센서는 재사용이 가능하므로 계측비용을 절감할 수 있다.Through the present invention, it is possible to provide a pile measuring sensor using an electrical resistance sensor in place of the relatively expensive vibration expression sensor, it is possible to increase the cost savings. Moreover, the pile measuring sensor of the present invention can be reused, thereby reducing the measurement cost.
특히 본 발명에 따른 말뚝계측센서는 수평하중 측정장치와 경사계가 설치되어 있어서 말뚝의 축하중 및 수평재하시험에 사용되는 각 센서를 일원화할 수 있고, 기존의 계측센서와 달리 설치가 간단하고 소요시간이 적게 걸려 계측기 설치에 소요되는 공기를 단축할 수 있으므로, 공기 및 공비를 절감할 수 있다.In particular, the pile measuring sensor according to the present invention is equipped with a horizontal load measuring device and an inclinometer to unify each sensor used for the pile load and horizontal load test, unlike the conventional measuring sensors, installation is simple and required time This makes it possible to shorten the air required for the installation of the instrument, thereby reducing the air and cost.
또, 기존의 센서는 말뚝의 시공에 따른 손상이 빈번히 발생하고 이에 따른 재설치가 불가하나, 본 계측기는 말뚝 시공 후에 설치하여 시공에 따른 손상이 적 고 계측기의 이상이 발생하더라도 재설치도 가능하여 계측에 대한 안정성을 확보할 수 있다.In addition, the existing sensor is frequently damaged due to the construction of the pile and can not be reinstalled accordingly.However, this instrument is installed after the construction of the pile so that the damage is small due to construction and can be reinstalled even if an abnormality occurs in the measuring instrument. Stability can be secured.
또한, 기존의 센서의 경우, 말뚝의 국부 단면에 설치되어서 부착 상태에 따른 측정 오차가 발생하나, 본 발명에 따른 말뚝계측센서의 경우는 측정영역을 확대하여 측정 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있다. 즉, 한 개소에 두 개 이상의 축방향 계측 센서가 설치되어 있으므로 계측값의 신뢰성 확보하는 것이 가능하다.In addition, in the case of the conventional sensor, the measurement error according to the attachment state occurs because it is installed on the local cross section of the pile, in the case of the pile measurement sensor according to the present invention can increase the reliability of the measurement results by expanding the measurement area. That is, since two or more axial measuring sensors are provided in one place, it is possible to ensure the reliability of measured values.
본 발명에 따른 말뚝계측센서는 말뚝 시공 후에 설치되므로 원하는 지반의 하중전이특성 및 수평변위를 정확하게 파악할 수 있다.Since the pile measuring sensor according to the present invention is installed after the pile construction, it is possible to accurately grasp the load transfer characteristics and the horizontal displacement of the desired ground.
본 발명의 말뚝계측센서는 말뚝 이외에도 층별 경사계로도 사용 가능하다.The pile measuring sensor of the present invention can be used as an inclinometer for each floor in addition to the pile.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to components of the following drawings, it is determined that the same components have the same reference numerals as much as possible even if displayed on different drawings, and it is determined that they may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Detailed descriptions of well-known functions and configurations will be omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재사용이 가능한 다목적 말뚝계측센서의 분해사시도이고, 도 2는 상기 다목적 말뚝계측센서의 센싱부(22)의 개략적인 정면도이다.1 is an exploded perspective view of a reusable multipurpose pile measuring sensor according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view of a
상기 다목적 말뚝계측센서는 크게 중간고정부(10)와, 상기 중간고정부(10)에 일체로 고정되는 센싱부(22)와, 말뚝의 선단에 고정되는 선단고정부(46)와, 이들을 연계시켜주는 연결로드(40)를 포함하여 구성된다.The multi-purpose pile measurement sensor is largely the
상기 중간고정부(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 대략 통상(筒狀)의 중간고정부몸체(12)로 형성된다.As shown in Figure 1, the
상기 중간고정부(10)의 외주면에는 고정핀(20)이 복수개 형성된다. 상기 고정핀(20)은 말뚝(62)의 내벽면에 맞닿아서, 상기 중간고정부(10)를 상기 말뚝(62) 내에서 원하는 위치에 고정하도록 한다.A plurality of
따라서, 상기 고정핀(20)은 외측을 향해서 밀어붙이는 힘이 작용하며, 이를 위해 상기 중간고정부(10)에는 압력유체연결부(16)가 형성되고, 상기 압력유체연결부(16)는 도시되지 않는 압력공급원과 연결되는 압력제어부(16)가 압력튜브(60)를 통해 연결된다.Accordingly, the
그러므로, 상기 고정핀(20)은 상기 압력유체연결부(16)를 통해 공급되는 압축공기 또는 유압유와 같은 압력유체에 의해 상기 말뚝(62)의 내면을 압박하게 된다.Therefore, the
상기 압력유체연결부(16)는 설치위치의 제한은 없으나, 상기 압력튜브(60)의 연결의 편이를 위해 상기 중간고정부(10)의 상부에 위치하도록 한다.The pressure
또, 상기 중간고정부(10)의 외주면에는 중간고정부요홈(18)이 형성되어, 상기 압력튜브(60) 또는 하기(下記)하는 케이블(58)이 안착되는 자리로써 기능한다.In addition, an
그리고, 상기 중간고정부(10)의 상부 중심에는 연결로드(40)와 체결될 수 있는 연결로드체결부(14)가 형성된다.And, in the upper center of the
상기 센싱부(22)는 도 1에 도시된 바와 같이, 대략 통상(筒狀)의 센싱부몸체(24)로 형성된다. 상기 센싱부(22)는 상기 중간고정부(10)에 일체로 고정되며, 상기 중간고정부(10)의 중간고정부요홈(18)과 일치하는 센싱부요홈(26)이 형성되서, 상기 압력튜브(60) 또는 상기 케이블(58)이 안착되는 자리로써 기능한다.As illustrated in FIG. 1, the
상기 센싱부(22) 내에는 센싱부(24) 몸체의 기울어짐을 측정할 수 있는 경사계(30)와, 상기 센싱부(22)의 하측으로부터 작용하는 수직하중(36)을 측정할 수 있는 축하중측정센서(32)가 설치된다.In the
특히, 상기 축하중측정센서(32)는 상기 연결로드(40)와 체결되는 연결로드체결부(36)와 일체인 하중전달축(34)과 접촉하여, 수직부하를 받게 된다.In particular, the
상기 선단고정부(46)는 도 1에 도시된 바와 같이, 대략 통상(筒狀)의 선단고정부몸체(48)로 형성되며, 상기 선단고정부(46)는 상기 말뚝(62)의 선단에 고정된다.As shown in FIG. 1, the
상기 선단고정부(46)의 외주면에는 고정핀(52)이 복수개 형성된다. 상기 고정핀(52)은 말뚝(62)의 내벽면에 맞닿아서, 상기 선단고정부(46)를 상기 말뚝(62)의 선단부에 고정하도록 한다.A plurality of
따라서, 상기 고정핀(20)은 외측을 향해서 밀어붙이는 힘이 작용하며, 이를 위해 상기 선단고정부(46)에는 압력유체연결부(47)가 형성되고, 상기 압력유체연결부(47)는 도시되지 않는 압력공급원과 연결되는 압력제어부(16)가 압력튜브(60)를 통해 연결된다.Therefore, the
그러므로, 상기 고정핀(52)은 상기 압력유체연결부(16)를 통해 공급되는 압 축공기 또는 유압유와 같은 압력유체에 의해 상기 말뚝(62)의 내면을 압박하게 된다.Therefore, the
상기 압력유체연결부(47)는 상기 압력튜브(60)의 연결의 편이를 위해 상기 선단고정부(46)의 상부에 위치하도록 한다.The pressure fluid connecting portion 47 is positioned above the
그리고, 상기 선단고정부(46)의 상부 중심에는 연결로드(40)와 체결될 수 있는 연결로드체결부(50)가 형성된다.In addition, a connection
상기 연결로드(40)는 상기 센싱부(22)와 상기 중간고정부(10) 사이 또는 상기 센싱부(22)와 상기 선단고정부(46) 사이에 배치된다.The connecting
이 때, 각 측정위치의 변화를 위하여, 상기 연결로드(40)는 길이 조절이 가능한 것이 바람직하다. 또는 상기 연결로드(40)의 길이를 다양하게 준비하여, 필요에 따라 원하는 길이의 연결로드(40)를 사용하는 것도 가능하다.At this time, for the change of each measurement position, the
본 발명의 실시예에 따른 재사용이 가능한 다목적 말뚝계측센서는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 재사용이 가능한 다목적 말뚝계측센서의 설치방법 및 측정방법에 대해 설명한다.Reusable multipurpose pile measuring sensor according to an embodiment of the present invention is basically configured as described above. Hereinafter, an installation method and a measuring method of the reusable multipurpose pile measurement sensor will be described.
도 3은 상기 다목적 말뚝계측센서를 지반에 설치한 모습의 개략적인 정면도이다.3 is a schematic front view of a state in which the multi-purpose pile measurement sensor is installed on the ground.
말뚝(62)을 지반에 설치한 후에, 상기 말뚝(62)의 길이에 맞도록 복수의 중간고정부(10)와 센싱부(22)를 연결로드(40)로 연결한다. 도 3에서는 3개의 중간고정부(10)와 센싱부(22)를 연결하였다.After the
그리고, 가장 아래부분의 센싱부(22)는 선단고정부(46)와 연결시킨다.And, the bottom of the
그리고, 상기 각 중간고정부(10)와 상기 선단고정부(46)의 압력유체연결부(16,47)에는 압력튜브(60)를 연결하고, 상기 센싱부(22)에는 케이블(58)을 연결하며, 상기 압력튜브(60) 및 상기 케이블(58)은 상기 중간고정부요홈(18) 및 상기 센싱부요홈(26) 내로 정리한다.The
이와 같이 구성된 상기 다목적 말뚝계측센서를 상기 선단고정부(46)가 가장 아래에 위치하도록 하여, 상기 말뚝(62) 내로 하강시켜 상기 선단고정부(46)가 상기 말뚝(62)의 선단에 닿도록 한다.The multipurpose pile measuring sensor configured as described above is positioned so that the
그리고, 상기 압력제어부(56)를 통해서 압력유체를 공급하여, 상기 중간고정부(10) 및 상기 선단고정부(46)의 고정핀(20,52)이 상기 말뚝(62)의 내벽면을 압박하여 상기 다목적 말뚝계측센서가 전체적으로 고정되도록 한다.Then, the pressure fluid is supplied through the
이때, 상기 연결로드(40)의 길이를 다르게 하여, 상기 센싱부(22)에 의한 측정 지점의 조절이 가능하다.At this time, by varying the length of the connecting
상기와 같은 방법으로 설치가 완료된 후, 상기 각 센싱부(22)로부터 계측되는 경사 및 축하중을 상기 케이블(58)을 통해 데이터처리부(54)로 전달한다. 여기서, 각 구성요소의 길이는 이미 알고 있는 값이므로, 경사의 측정으로 인하여, 각 측정위치의 수평변위를 알 수 있다.After the installation is completed in the same manner as described above, the tilt and celebration during the measurement from each sensing
이 때, 상기 말뚝(62)에 하중이 가해졌을 때의 경사 및 축하중을 측정하기 위해서, 상기 말뚝(62)의 상측, 즉 지면 위로 노출된 부분을 축방향 또는 축에 수직방향으로 가압하여 각 측정위치의 축하중 또는 수평변위를 측정할 수 있다.At this time, in order to measure the inclination and eccentricity when the load is applied to the
또는, 상기 말뚝(62)보다 하부에 도시되지 않은 가압장치를 미리 설치하여 상기 말뚝(62)의 선단을 가압함으로써, 각 측정위치의 축하중 또는 수평변위를 측정할 수 있다.Alternatively, by installing a pressing device not shown below the
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, it has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, but those skilled in the art various modifications and changes of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below I can understand that you can.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재사용이 가능한 다목적 말뚝계측센서의 분해사시도이다.1 is an exploded perspective view of a reusable multipurpose pile measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 다목적 말뚝계측센서의 센싱부의 개략적인 정면도이다.FIG. 2 is a schematic front view of a sensing unit of the multipurpose pile measuring sensor of FIG. 1.
도 3은 도 1의 다목적 말뚝계측센서를 지반에 설치한 모습의 개략적인 정면도이다.3 is a schematic front view of a state in which the multi-purpose pile measurement sensor of FIG. 1 is installed on the ground.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설멍><Symbols of symbols for main parts of drawings>
10: 중간고정부 12: 중간고정부몸체10: middle fixation 12: middle fixation body
14,36: 연결로드체결부 16,47: 압력유체연결부14,36: connecting
18: 중간고정부요홈 20: 고정핀18: Middle fixing groove 20: Push pin
22: 센싱부 24: 센싱부몸체22: sensing unit 24: sensing unit body
26: 센싱부요홈 28: 케이블인입구26: sensing groove yo 28: cable entry
30: 경사계 32: 축하중측정센서30: Inclinometer 32: Celebration measuring sensor
34: 하중전달축 40: 연결로드 34: load transfer shaft 40: connecting rod
42: 센싱부체결부 44: 고정부연결부42: sensing part fastening part 44: fixed part connection part
46: 선단고정부 48: 선단고정부몸체46: Tipgogo government 48: Tipgogogo body
50: 연결로드체결부 52: 고정핀50: connecting rod connecting portion 52: fixing pin
54: 데이터처리부 56: 압력제어부54: data processing section 56: pressure control section
58: 케이블 60: 압력튜브58: cable 60: pressure tube
62: 말뚝62: pile
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Publication number | Publication date |
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KR20110013811A (en) | 2011-02-10 |
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