KR101462566B1 - 석션파일의 지반 관입을 이용한 수중파일의 수평하중 재하장치, 및 이를 이용한 수중파일의 수평저항력 측정방법 - Google Patents

석션파일의 지반 관입을 이용한 수중파일의 수평하중 재하장치, 및 이를 이용한 수중파일의 수평저항력 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수중지반에 세워져 관입 설치된 수중파일의 수평저항력을 측정하기 위하여 수중파일에 수평하중을 재하하는 장치 및 이를 이용하여 수중파일의 수평저항력을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 석션파일을 수중지반에 관입시켜서 발생하는 관입력을 방향 전환시켜서 수중파일의 수평저항력을 측정하기 위한 수평하중으로 수중파일에 작용하게 만드는 수평하중 재하장치와, 이러한 수평하중 재하장치를 이용하여 수중파일의 수평저항력을 측정하는 방법에 관한 것이다.

Description

석션파일의 지반 관입을 이용한 수중파일의 수평하중 재하장치, 및 이를 이용한 수중파일의 수평저항력 측정방법{Apparatus and Method for Measuring Horizontal Resistance of Pile}
본 발명은 수중지반에 세워져 관입 설치된 수중파일의 수평저항력을 측정하기 위하여 수중파일에 수평하중을 재하하는 장치 및 이를 이용하여 수중파일의 수평저항력을 측정하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 석션파일을 수중지반에 관입시켜서 발생하는 관입력을 방향 전환시켜서 수중파일의 수평저항력을 측정하기 위한 수평하중으로 수중파일에 작용하게 만드는 수평하중 재하장치와, 이러한 수평하중 재하장치를 이용하여 수중파일의 수평저항력을 측정하는 방법에 관한 것이다.
지반에 세워져 설치된 파일의 성능을 평가함에 있어서, 수직한 방향의 하중(수직하중)이 작용할 때 파일이 견딜 수 있는 능력을 정확하게 측정하여 파악하는 것도 중요하지만, 수평한 방향의 하중(수평하중)이 작용할 때 파일이 견딜 수 있는 능력 즉, 파일의 수평저항력을 정확하게 측정하여 파악하는 것도 매우 중요하다. 대한민국 공개특허공보 제10-2007-101638호에는 말뚝의 선단지지력을 측정하는 종래기술의 일예가 개시되어 있다.
육상에서 지반에 관입 설치된 파일의 경우에는 다양한 방법을 이용하여 파일의 수평저항력을 측정할 수 있지만, 수중지반에 설치되는 파일 즉, 수중파일의 경우에는 상단부가 수중에 위치하고 있기 때문에, 단순히 육상에서 적용하던 수평저항력 측정방법을 그대로 적용하기 어렵게 된다.
특히, 수중파일의 경우, 조류나 파도 등의 흐름 속에 놓여 있으므로, 이러한 물 흐름의 영향을 고려하여야 하며, 수심도 중요한 고려 대상이 된다. 따라서 이러한 수중에 파일이 설치되어 있기 때문에 고려하여야 하는 특수한 상황에서도 안정적으로 그리고 정확하게 수중파일의 수평저항력을 측정할 수 있는 기술의 개발이 절실히 필요한 상황이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2007-101638호(2007. 10. 17. 공개) 참조.
본 발명은 위와 같은 필요성에 부응하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로 본 발명의 목적은, 수중지반에 세워져 설치된 수중파일의 수평저항력을 측정하되, 수중에 설치되어 있다는 특수한 상황에서도 안정적으로 그리고 정확하게 수중파일의 수평저항력을 측정할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 수중파일의 수평저항력 측정을 위하여 수중파일에 수평하중을 가하는 장치로서, 측정대상 수중파일에 연결되어 있는 인장 와이어와; 석션에 의해 지반에 관입되면서 상기 인장 와이어를 당기게 되는 석션파일과; 상기 인장 와이어를 당기는 인장력의 방향을 수평하게 변환시키는 방향전환부재와; 상기 방향전환부재가 설치되어 있는 지지체와; 상기 인장 와이어에 작용하는 인장력을 측정하는 인장력측정기를 포함하여 구성되어; 상기 석션파일의 지반 관입에 의해 인장 와이어에 대해 하향으로 작용하는 인장력의 작용방향이 상기 방향전환부재에 의해 변환되어 수중파일에 대해서 수평하중으로 작용하도록 만드는 것을 특징으로 하는 수중파일의 수평저항력 측정을 위한 수평하중 재하장치가 제공된다.
또한 본 발명에서는 위와 같은 수평하중 재하장치에 의해 수중파일에 수평하중을 재하하여 그에 따른 수중파일의 수평저항력을 측정하는 방법이 제공된다. 즉, 본 발명에서는 방향전환부재가 설치되어 있는 지지체를 수중 지반 위에 설치하는 단계; 인장 와이어의 타단이 연결되어 있는 석션파일이 수중 지반으로 관입될 수 있도록, 상기 석션파일을 수중 지반에 위치시키는 단계; 및 상기 인장 와이어의 일단이 측정대상 수중파일에 연결되어 있는 상태에서 상기 석션파일을 석션에 의해 지반에 관입시켜서 상기 인장 와이어를 당기는 단계;를 포함하되, 상기 인장 와이어가 상기 방향전환부재에 의해 지지된 상태에서 상기 인장 와이어가 당겨지도록 함으로써, 상기 석션파일의 지반 관입에 의해 인장 와이어에 하향으로 작용하는 인장력의 작용방향이 상기 방향전환부재에 의해 변환되어 수중파일에 대해서 수평하중으로 작용하도록 만들고, 인장력측정기에 의해 인장 와이어에 작용하는 인장력을 측정함으로써 수중파일의 수평저항력을 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 수중파일의 수평저항력 측정방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명에 따른 장치 및 방법에 있어서, 상기 방향전환부재는 도르래로 제작되어 상기 지지체의 상면에 설치될 수 있고, 상기 지지체에는 상,하방향으로 관통되는 관통공이 형성되어 있어서, 상기 석션파일이 상기 관통공에 끼워져서 가이드되면서 지반에 관입되는 구성을 가질 수도 있으며, 더 나아가, 상기 인장 와이어를 감을 수 있는 윈치장치가 상기 석션파일에 더 구비될 수도 있다.
본 발명에서는 석션파일을 수중지반에 관입시켜서 발생하는 관입력을 방향 전환시켜서 수중파일의 수평저항력을 측정하기 위한 수평하중으로 수중파일에 작용하게 만들게 되고, 이와 같이 수중파일에 재하되는 수평하중을 측정함으로써 수중파일의 수평저항력을 측정하게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 수중파일의 수평저항력 측정을 위하여 수중파일에 가해지는 수평하중이, 석션파일의 지반 관입에 의해 발생하게 되므로, 물의 흐름으로부터의 영향을 받지 않게 되며, 따라서 조류나 파도, 풍랑 등의 영향을 배제한 상태에서 수중파일에 균질한 수평하중을 가할 수 있고, 그에 따라 수중파일의 수평저항력을 신뢰성있게 측정할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
또한 본 발명에서는 수중파일에 수평하중을 가함에 있어서 수심은 큰 영향을 주지 않으므로, 수심이 얕은 곳에서도 쉽게 이용할 수 있다는 범용 사용성의 잇점도 가지고 있다.
더 나아가, 석션파일은 지반에 관입되는 속도 및 관입력을 펌프(모터)를 이용하여 정밀하게 조절할 수 있으므로, 본 발명에 의하면 수중파일에 가해지는 수평하중 역시 정밀하게 조절할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
특히 본 발명에서 방향변환부재는 도르래로 구성될 수 있고, 도르래의 배치를 조절함으로써 석션파일의 관입에 의해 인장 와이어에 작용하는 인장력을 증폭시킬 수 있게 되는 장점이 있다.
또한 본 발명에서는 방향전환부재가, 콘크리트 등과 같이 무게가 많이 나가는 중량물로 제작되어 수중 지반 위에 놓이는 지지체에 설치되므로, 지반의 상태에 구애받지 않고 방향전환부재를 필요한 위치에 용이하게 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 그 설치위치를 안정적으로 고수할 수 있게 되는 장점이 있다. 즉, 본 발명에서는 방향전환부재를 필요한 위치에 안정적으로 배치할 수 있게 되는 효과가 발휘되는 것이다.
또한 본 발명에서는 지지체로 하여금 석션파일의 관입을 가이드하는 역할을 가지도록 할 수 있으며, 이 경우 석션파일을 안정적이고 용이하게 지반에 연직 방향으로 관입시킬 수 있게 되는 효과도 발휘된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수평하중 재하장치를 이용하여 수중파일에 수평하중을 가하여, 수중파일의 수평저항력을 측정하는 상태를 보여주는 개략적인 측면도이다.
도 2는 석션파일의 관입을 가이드하는 기능을 가지도록 구성된 지지체의 일예에 대한 개략적인 반단면 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 각각 본 발명에 따른 수중파일의 수평저항력을 측정하는 방법의 각 단계를 순차적으로 보여주는 도 1에 대응되는 개략적인 측면도이다.
도 6 내지 도 8은 각각 윈치장치가 구비된 본 발명의 또다른 실시예에 대한 개략적인 측면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 수평하중 재하장치를 이용하여 수중파일에 수평하중을 가하여, 수중파일의 수평저항력을 측정하는 상태를 보여주는 개략적인 측면도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 수평하중 재하장치(1)는, 측정대상 수중파일(100)에 연결되어 있는 인장 와이어(wire)(12)와, 석션(suction)에 의해 지반에 관입되면서 상기 인장 와이어(12)를 당기게 되는 석션파일(11)과, 상기 석션파일(11)에 의해 인장 와이어(12)를 당기는 인장력의 방향을 수평하게 변환시키는 방향전환부재(13)와, 상기 방향전환부재(13)가 설치되어 있는 지지체(14)와, 상기 인장 와이어(12)에 작용하는 인장력을 측정하는 인장력측정기(15)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 인장 와이어(12)의 일단은, 수평저항력을 측정하고자 하는 대상이 되는 수중파일(100)에 결합되어 있다. 즉, 수중파일(100)이 수중지반(200)에 연직하게 설치된 상태에서, 수중지반 위로 돌출되어 있는 수중파일(100)의 상부에 인장 와이어(12)의 일단이 연결되어 있는 것이다. 상기 인장 와이어(12)의 타단은 석션파일(11)에 결합되어 있다.
상기 인장력측정기(15)는 인장 와이어(12)에 작용하는 인장력을 측정할 수 있는 것으로서, 예를 들면 로드셀(load cell) 등을 이용할 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 종류와 구성의 것을 이용할 수 있다. 또한 상기 인장력측정기(15)는 도면에 도시된 것처럼 인장 와이어(12) 자체에 결합되어 구비될 수 있으며, 그 위치는 인장 와이어(12)가 당겨지는데 방해가 되지 않는다면 특별히 한정되지는 않는다.
석션파일(11)은 하단은 개방되어 있고 상단은 막혀 있어서 내부에 중공이 형성되어 있는 파이프형태의 부재로 이루어지며, 상단에는 배수관(19)이 연결되어 있다. 이러한 석션파일(11)은 하단이 지반에 닿은 상태에서 상기 배수관(19)을 통해서 석션파일(11)의 중공 내부에 채워져 있던 물(공기도 존재하는 경우에는 물과 공기)을 배수하게 되면, 즉 석션파일(11)의 중공 내부를 석션하게 되면 석션파일(11)의 중공 내부에는 음압(陰壓)이 형성되고, 그에 따라 수압에 의한 하향 관입력이 발생하여 석션파일(11)이 수중 지반에 관입된다.
상기 인장 와이어(12)의 타단은 상기 석션파일(11)에 연결되어 있다. 따라서 석션파일(11)이 수중 지반에 관입됨에 따라 인장 와이어(12)가 당겨지게 되고 그에 따라 인장 와이어(12)에는 인장력이 작용하게 되며, 이러한 인장력은 인장력측정기(15)에 의해 측정된다. 도면에서는 인장 와이어(12)의 타단이 석션파일(11)의 상단에 결합되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 인장 와이어(12)의 타단이 석션파일(11)에 결합되는 위치는 이에 한정되지 않는다.
상기 방향전환부재(13)는 석션파일(11)이 인장 와이어(12)를 당김에 따라 발생하는 인장력이 수중파일(100)에 대해 수평하중으로 작용할 수 있도록, 석션파일(11)에 의한 인장력의 방향을 수평하게 변환시키는 부재이다. 이러한 방향전환부재(13)는 예를 들어 도르래로 구성되어 지지체(14)의 상면에 설치될 수 있고, 필요에 따라 하나 또는 복수개로 구비될 수 있다.
상기 지지체(14)는 콘크리트 등과 같이 무게가 많이 나가는 중량물로 제작되어 수중 지반 위에 놓이게 되며, 방향전환부재(13)는 상기 지지체(14)에 설치된다. 따라서 상기 방향전환부재(13)는 수중파일(100)과 석션파일(11) 사이에서 위치변동 없이 견고하게 제 위치를 유지할 수 있게 된다. 특히, 도면에 도시된 실시예의 경우, 상기 지지체(14)는 석션파일(11)이 연직한 상태로 수중 지반(200)에 용이하게 관입될 수 있도록 하는 가이드하는 기능을 추가적으로 가지고 있다. 도 2에는 석션파일(11)의 관입을 가이드하는 기능을 가지도록 구성된 지지체(14)의 일예에 대한 개략적인 반단면 사시도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 지지체(14)는 연직한 관통공(140)이 형성되어 있는 블록 형태로 제작될 수 있으며, 상기 석션파일(11)은 상기 관통공(140)을 연직하게 관통한 상태로 수중 지반에 관입될 수 있다. 즉, 석션파일(11)이 수중지반에 관입 설치될 때, 지지체(14)의 관통공(140)을 통과하게 된다. 따라서 지지체(14)가 수평을 이루고 있는 경우, 지지체(14)의 두께 방향으로 연직하게 관통 형성된 관통공(140)에 의해서 석션파일(11)이 가이드되면서, 석션파일(11)은 요동없이 자동적으로 연직한 상태를 유지하면서 수중 지반에 관입 설치된다. 그러므로 본 발명의 위와 같은 실시예에 의하면, 매우 용이하게 석션파일(11)을 수중 지반에 연직하게 관입설치할 수 있게 된다. 참고로 도 1에서 도면부호 300은 작업용 선박(300)이고 도면부호 301은 지지체(14), 석션파일(11) 등을 거치하거나 결속하는데 이용되는 크레인 등의 인양장비(301)이다.
도 3 내지 도 5에는 각각 도 1에 대응되는 개략적인 측면도가 도시되어 있는데, 다음에서는 이를 참조하여 본 발명에 따른 수중파일의 수평저항력을 측정하는 방법의 각 단계를 순차적으로 설명한다.
우선 도 3에 도시된 것처럼, 측정대상이 되는 수중파일(100)이 관입 설치된 장소의 주변에서, 인양장비(301)를 이용하여 지지체(14)를 수중지반 위에 놓게 된다. 후속하여 도 4에 도시된 것처럼, 인장 와이어(12)의 타단이 결합되어 있는 석션파일(11)을 수중 지반에 놓아서 관입되도록 한다. 앞서 설명한 것처럼, 지지체(14)에 관통공(140)이 형성되어서 가이드 역할을 하는 경우, 상기 석션파일(11)은 상기 지지체(14)의 관통공(140)을 관통하여 그 하단이 수중 지반에 닿게 된다.
앞서 설명한 것처럼 인장 와이어(12)의 타단은 상기 석션파일(11)에 연결되어 있지만, 인장 와이어(12)의 일단은 수중파일(100)에 연결된다. 그러나 도 4에 도시된 것처럼, 아직 석션파일(11)이 수중지반에 관입되기 전의 상태에서는 아직 인장 와이어(12)에 인장력이 작용하지 않은 상태가 된다. 인장 와이어(12)의 일단이 수중파일(100)에 연결되도록 함에 있어서, 그 위치는 방향전환부재(13)의 상단 위치와 동일한 높이에 있는 것이 바람직하다. 즉, 지지체(14)가 수중지반에 놓인 상태에서, 인장 와이어(12)의 일단이 수중파일(100)에 연결되어 있는 위치와 방향전환부재(13)의 상단 위치는 동일한 수평선 상에 있는 것이 바람직한 것이다.
작업선박 등에 설치된 펌프(P)가 작동되어 배수관(19)을 통해서 석션파일(11)의 중공 내부에 채워져 있던 물을 배수하게 되면, 석션파일(11)의 중공 내부에는 음압(陰壓)이 형성되고, 그에 따라 수압에 의한 하향 관입력이 발생하여 석션파일(11)이 수중지반에 관입된다. 도 5에는 석션파일(11)이 관입되고 있는 상태가 도시되어 있다. 이러한 석션파일(11)의 관입력에 의해 인장 와이어(12)가 당겨지고 인장 와이어(12)에는 인장력이 작용하게 된다.
앞서 살펴본 도 1은 사실상 도 5에 도시된 상태에 후속하여 인장 와이어(12)가 당겨지는 상태를 도시한 것인데, 도 1에 도시된 것처럼 석션파일(11)이 수중지반에 관입되는 과정에서 인장 와이어(12)는 석션파일(11)이 관입되는 방향 즉, 하향으로 당겨지게 된다. 그런데 석션파일(11)과 수중파일(100) 사이에 방향전환부재(13)가 위치하고 있고 방향전환부재(13)가 인장 와이어(12)를 지지하고 있으므로, 인장 와이어(12)는 방향전환부재(13)에 의해 지지되어 그 연장 방향이 바뀐다. 특히, 방향전환부재(13)가 인장 와이어(12)를 지지하고 있는 지점 즉, 방향전환부재(13) 상단의 지지점이, 수중파일(100)에서 인장 와이어(12)의 일단이 결속된 위치와 동일한 수평선상에 위치하는 경우, 방향전환부재(13)를 지나서부터는 인장 와이어(12)가 수중파일(100)을 향해서 수평한 상태가 된다. 따라서 석션파일(11)의 관입에 의해 인장 와이어(12)의 타단에 대해 하향으로 작용하는 인장력은 방향전환부재(13)에 의해 그 작용방향이 변환되어 수중파일(100)에 대해서는 수평하게 작용한다. 즉, 인장 와이어(12)에 발생하는 인장력은 수중파일(100)에 대해 수평하중으로 가해지는 것이다.
이와 같이 수중파일(100)에 대해 작용하는 수평하중을 인장력측정기(15)에 의해 측정하게 되며, 도면에는 도시되지 아니하였지만 이러한 수평하중에 의해 수중파일(100)에 발생하는 수평방향의 변위 또는 수중파일(100)의 기울어지는 정도를 변위계나 경사계 등을 통해서 측정하게 된다.
위에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 석션파일(11)이 수중지반에 관입되는 과정에서 발생하는 관입력에 의해 인장 와이어(12)가 당겨져서 인장 와이어(12)에는 인장력이 발생하게 되고, 이러한 인장력은 방향전환부재(13)에 의해 수평하게 변환되어 수중파일(100)에 대해 수평하중으로 작용하게 되며, 이러한 수평하중을 인장력측정기(15)에 의해 측정함으로써 수중파일(100)이 가지는 수평저항력을 파악할 수 있게 된다. 예를 들어, 수중파일(100)의 수평방향 변위 또는 수중파일(100)의 기울어지는 정도가 사전에 설정된 값에 이를 때까지 수중파일(100)에 작용한 수평하중을 측정함으로써, 이를 수중파일(100)의 수평저항력으로 삼는 등의 방법을 통해서 수중파일(100)이 가지는 수평저항력을 측정할 수 있는 것이다.
특히, 본 발명에서는 수중파일(100)의 수평저항력 측정을 위하여 수중파일(100)에 가해지는 수평하중은 석션파일(11)의 지반 관입에 의해 발생하게 되므로, 물의 흐름으로부터의 영향을 받지 않게 된다. 즉, 조류가 발생하거나 풍랑 등이 존재하더라도 수중파일(100)에 수평하중을 가하는데는 아무런 영향을 주지 않게 되는 것이다. 따라서 본 발명에 의하면 조류나 파도, 풍랑 등의 영향을 배제한 상태에서 수중파일(100)에 균질한 수평하중을 가할 수 있고, 그에 따라 수중파일(100)의 수평저항력을 신뢰성있게 측정할 수 있게 되는 장점이 있다.
또한 본 발명에서는 수중파일(100)에 수평하중을 가함에 있어서 수심은 큰 영향을 주지 않으므로, 수심이 얕은 곳에서도 쉽게 이용할 수 있다는 범용 사용성의 잇점도 가지고 있다.
더 나아가, 석션파일(11)은 지반에 관입되는 속도 및 관입력을 펌프(P)를 이용하여 정밀하게 조절할 수 있으므로, 수중파일(100)에 가해지는 수평하중 역시 정밀하게 조절할 수 있게 되는 장점도 가지고 있다.
특히 방향변환부재(13)는 도르래로 구성될 수 있고, 도르래의 배치를 조절함으로써 석션파일(11)의 관입에 의해 인장 와이어(12)에 작용하는 인장력을 증폭시킬 수 있게 되는 장점이 있다.
한편, 앞서 살펴본 것처럼 본 발명에서는 방향전환부재(13)가, 콘크리트 등과 같이 무게가 많이 나가는 중량물로 제작되어 수중 지반 위에 놓이는 지지체(14)에 설치된다. 따라서 지반의 상태에 구애받지 않고 방향전환부재(13)를 필요한 위치에 용이하게 설치할 수 있을 뿐만 아니라, 그 설치위치를 안정적으로 고수할 수 있게 되는 장점이 있다. 즉, 방향전환부재(13)를 필요한 위치에 안정적으로 배치할 수 있게 되는 효과가 발휘되는 것이다.
또한 지지체(14)에 상,하 방향의 관통공(140)을 형성하고 이러한 관통공(140)에 석션파일(11)이 관통되어 지반에 관입되도록 하는 경우, 지지체(14)는 석션파일(11)의 관입을 가이드하는 역할을 하게 되어, 석션파일(11)을 안정적이고 용이하게 지반에 연직 방향으로 관입시킬 수 있게 되는 효과도 발휘된다.
위와 같은 구성과 효과를 가지는 본 발명에 있어서, 필요에 따라서는 인장 와이어(12)를 감는 윈치(winch)장치(16)가 더 구비될 수도 있다.
도 6 내지 도 8은 각각 윈치장치가 구비된 본 발명의 또다른 실시예에 대한 도면인데, 도 6은 도 4에 대응되는 것이고, 도 7은 도 5에 대응되는 것이며, 도 8은 도 1에 대응되는 것이다.
도 6 내지 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명에서는 인장 와이어(12)를 감는 윈치(winch)장치(16)가 필요에 따라 더 구비될 수도 있는데, 도 6 내지 도 8의 경우 윈치장치(16)는 석션파일(11)의 상단에 설치되어 있다. 그러나 그 설치 위치는 이에 한정되지 않는다. 이와 같이 윈치장치(16)가 설치되어 있는 경우, 도 6에 도시된 것처럼, 아직 석션파일(11)이 지반에 관입되지 않은 상태에서도 윈치장치(16)로 인장 와이어(12)를 감아서 인장 와이어(12)가 늘어지지 않고 방향전환부재(13)에 의해 지지되도록 할 수 있게 되어, 인장 와이어(12)가 늘어짐에 따른 작업상의 불편함 등을 해소할 수 있게 되는 장점이 있다. 또한 석션파일(11)의 지반 관입이 원활하지 않거나 충분하지 아니하여 인장 와이어(12)를 당기는 인장력이 부족한 경우에도 윈치장치(16)로 인장 와이어(12)를 감아서 추가적인 인장력을 더 부가할 수 있으므로, 수중파일(100)의 수평저항력 측정작업을 아무런 지장없이 수행할 수 있게 되는 장점이 있다.
11: 석션파일
12: 인장 와이어
13: 방향전환부재
14: 지지체

Claims (8)

  1. 수중파일(100)의 수평저항력 측정을 위하여 수중파일(100)에 수평하중을 가하는 장치로서,
    일단이 측정대상 수중파일(100)에 연결되어 있는 인장 와이어(12)와;
    인장 와이어(12)의 타단과 결합되어 있으며, 하단은 개방되어 있고 상단은 막혀 있어서 내부에 중공이 형성되어 있는 파이프형태의 부재로 이루어지며, 상단에는 배수관(19)이 연결되어 있고, 하단이 지반에 닿은 상태에서 배수관(19)을 통해서 석션되어 중공 내부가 배수됨으로써, 중공 내부에는 음압(陰壓)이 만들어지고 그에 따른 수압에 의한 하향 관입력에 의해 지반에 연직하게 관입되면서 인장 와이어(12)를 당기게 되는 석션파일(11)과;
    인장 와이어(12)를 당기는 인장력의 방향을 수평하게 변환시키는 방향전환부재(13)와;
    방향전환부재(13)가 상면에 설치되어 있고, 상,하방향으로 관통되는 관통공(140)이 형성되어 있어서, 석션파일(11)이 관통공(140)에 끼워져서 가이드되면서 지반에 관입되도록 하는 지지체(14)와;
    인장 와이어(12)에 작용하는 인장력을 측정하는 인장력측정기(15)를 포함하여 구성되어;
    석션파일(11)이 지반에 관입되면서 인장 와이어(12)를 당김으로써 인장 와이어(12)에 대해 하향으로 작용하는 인장력의 작용방향이, 방향전환부재(13)에 의해 변환되어 수중파일(100)에 대해서 수평하중으로 작용하도록 만드는 것을 특징으로 하는 수중파일의 수평저항력 측정을 위한 수평하중 재하장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인장 와이어(12)를 감을 수 있는 윈치장치(16)가 상기 석션파일(11)에 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 수중파일의 수평저항력 측정을 위한 수평하중 재하장치.
  5. 인장 와이어(12)에 가해지는 인장력의 방향을 수평하게 변환시키는 방향전환부재(13)가 상면에 설치되어 있고 상,하방향으로 관통되는 관통공(140)이 형성되어 있는 지지체(14)를 수중 지반 위에 설치하는 단계;
    인장 와이어(12)의 타단이 연결되어 있는 석션파일(11)이 수중 지반으로 관입될 수 있도록, 하단은 개방되어 있고 상단은 막혀 있어서 내부에 중공이 형성되어 있는 파이프형태의 부재로 이루어지며 상단에는, 펌프(P)에 연결된 배수관(19)이 연결되어 있는 석션파일(11)을, 수중 지반에 위치시키는 단계; 및
    인장 와이어(12)의 일단이 측정대상 수중파일(100)에 연결되어 있는 상태에서, 펌프(P)가 작동되어 배수관(19)을 통해서 석션파일(11)의 중공 내부를 배수시켜 석션함으로써 석션파일(11)의 중공 내부에 음압(陰壓)을 만들어 그에 따른 수압에 의한 하향 관입력에 의해 석션파일(11)을, 지지체(14)의 관통공(140)을 통과하여 가이드되는 상태로 지반에 연직하게 관입시켜서 인장 와이어(12)를 당기는 단계;를 포함하되,
    인장 와이어(12)가 방향전환부재(13)에 의해 지지된 상태에서 인장 와이어(12)가 당겨지도록 함으로써, 석션파일(11)의 지반 관입에 의해 인장 와이어(12)에 하향으로 작용하는 인장력의 작용방향이 방향전환부재(13)에 의해 변환되어 수중파일(100)에 대해서 수평하중으로 작용하도록 만들고, 인장력측정기(15)에 의해 인장 와이어(12)에 작용하는 인장력을 측정함으로써 수중파일(100)의 수평저항력을 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 수중파일의 수평저항력 측정방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서,
    상기 인장 와이어(12)를 감을 수 있는 윈치장치(16)가 상기 석션파일(11)에 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 수중파일의 수평저항력 측정방법.
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