KR101855016B1 - Load measuring device in piles - Google Patents

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KR101855016B1
KR101855016B1 KR1020160183359A KR20160183359A KR101855016B1 KR 101855016 B1 KR101855016 B1 KR 101855016B1 KR 1020160183359 A KR1020160183359 A KR 1020160183359A KR 20160183359 A KR20160183359 A KR 20160183359A KR 101855016 B1 KR101855016 B1 KR 101855016B1
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load
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KR1020160183359A
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Korean (ko)
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이종섭
서미정
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고려대학교 산학협력단
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes

Abstract

The present invention relates to a device for measuring a load in a pile, and more particularly, to a device for measuring a load in a pile, which is connected in series to a predetermined position of the pile inserted into the ground at a certain depth to measure the load applied thereto regardless of a ground condition or a construction process. A measuring reference tube having a predetermined sectional area and a predetermined elastic modulus is placed in an inner space protected by inner and outer cases and upper and lower plates, and a strain gage is provided in the measuring reference tube, so that the load on an installation position of the strain gauge can be precisely measured based on the strain value measured by the strain gauge. The strain gauge may be rarely damaged during the construction process of the pile and the load in the pile can be monitored for a long period of time. The device for measuring the load in the pile according to the present invention includes: a hollow tube-shaped outer case having a diameter corresponding to an outer diameter of the pile, the outer case being connected in series to a predetermined position of the pile inserted into the ground at a predetermined depth and measuring a load acting on the pile; a hollow tube-shaped inner case inserted into the outer case while being spaced apart from the outer case by a predetermined distance; an upper plate and a lower plate respectively covering an upper portion and a lower portion between the outer case and the inner case; a hollow tube-shaped measuring reference tube which is made of a material having a predetermined elastic modulus and is disposed in an internal space between the outer case and the inner case and has both ends that support the upper plate and the lower plate, respectively; and a strain gauge provided on an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of the measuring reference tube to measure a strain value at a point where the strain gauge is installed.

Description

말뚝 내 하중 측정 장치{LOAD MEASURING DEVICE IN PILES}{LOAD MEASURING DEVICE IN PILES}

본 발명은 말뚝 내 하중 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지반에 일정 깊이로 삽입되는 말뚝의 임의 위치에 직렬로 연결되어 지반조건 또는 시공과정 등과 관계없이 그 위치에 작용하는 하중을 측정하는 것이 가능하고, 내외부케이스 및 상하부판으로 보호되는 내부공간에 정해진 단면적과 일정한 탄성계수를 갖는 측정기준관을 배치하고 그 측정기준관에 변형률계를 설치함으로써 변형률계에 측정된 변형률 값으로부터 설치 지점의 정확한 하중 산출이 가능하며, 말뚝의 시공 과정 중 변형률계의 손상 가능성이 적고, 말뚝 내 하중의 장기 모니터링이 가능한 말뚝 내 하중 측정 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a device for measuring a load acting on a pile placed at a certain depth in a pile at a given position in series, regardless of a ground condition or a construction process A measurement reference pipe having a predetermined cross-sectional area and a predetermined elastic modulus is disposed in an inner space protected by inner and outer cases and upper and lower plates, and a strain meter is provided in the measurement reference pipe, The present invention relates to a pile load measuring apparatus capable of calculating a load and capable of monitoring a load in a pile for a long time while reducing the possibility of damaging the strain meter during the pile construction process.

일반적으로, 건물이나 구조물을 세우는 경우 지반의 조건이나 건물 또는 구조물의 하중에 따라 상부 구조물을 지지하기 위하여 지반을 보강하는 기초 공사를 하고 있다.Generally, when a building or structure is built, the foundation is reinforced to support the upper structure according to the condition of the ground or the load of the building or structure.

이에 따라, 구조물의 하중이나 지반의 조건 등 여러 조건에 따라 얕은 기초나 깊은 기초가 행해지는데, 근입폭비가 1 이하의 경우를 얕은 기초라 하고, 근입폭비가 1 이상인 경우를 깊은 기초로 정의하고 있다. Accordingly, a shallow foundation or deep foundation is performed depending on various conditions such as the load of the structure and the conditions of the ground. A case where the ratio of the width to the width of the ground is 1 or less is defined as a shallow foundation, and a case where the width of the width is 1 or more is defined as the deep base .

상기 얕은 기초의 경우에는 말뚝을 사용하지 않고 구조물을 지반에 직접 지지시키고, 구조물 아래의 지반이 상부 구조물의 하중을 지지할 수 없을 경우에 말뚝(pile)을 사용하여 지지력을 보강하고 있다.In the case of the shallow foundation, the structure is directly supported on the ground without using a pile, and when the ground below the structure can not support the load of the upper structure, a pile is used to reinforce the supporting force.

말뚝 기초란 구조물이 시공될 위치의 지반이 연약하여 얕은 기초의 지지층으로 부적절할 때 구조물의 하중을 상대적으로 깊은 깊이의 지지층까지 전달하기 위한 수단으로 사용되는 깊은 기초의 일종이다. A pile foundation is a type of deep foundation used as a means to transfer the load of a structure to a relatively deep depth layer when the foundation at the site where the structure is to be constructed is weak and is unsuitable as a support layer on a shallow foundation.

말뚝 기초의 종류는 시공 공법에 따라 항타말뚝, 매입말뚝, 현장타설 말뚝으로 구분할 수 있다. The type of pile foundation can be classified into pile driving, pile driving, and casting pile according to the construction method.

이 중 말뚝을 지반에 직접 타격하여 관입하는 방법인 타입공법은 항타시 발생하는 소음과 진동 등의 문제로 국내에서는 매우 제한적으로 사용되고 있으며, 상대적으로 저소음·저진동 공법인 매입말뚝공법과 현장타설말뚝 공법이 주로 사용되고 있다.Among them, the type method, which is a method to directly penetrate the pile by penetrating the ground, is very limited in Korea due to noise and vibration generated during hammering, and relatively low noise, low noise pile method, It is mainly used.

말뚝의 설계와 안정성 확인을 위하여 시공된 말뚝에 재하시험을 실시한다. A load test is carried out on the piles constructed to confirm the design and stability of the pile.

재하시험은 하중 재하 시간에 따라 정적 재하시험, 동적 재하시험으로 나누어지며 정적 재하시험은 실제 시공된 말뚝에 하중을 가하여 지지력을 구하기 때문에 신뢰성이 높다. The load test is divided into static load test and dynamic load test according to load time. Static load test is reliable because load is applied to actual pile to obtain bearing capacity.

일반적으로 재하시험 시 말뚝의 내부에 변형률계를 설치하여 설치된 지점의 하중을 측정하여 말뚝에 전달되는 하중의 전이를 파악한다. Generally, a strain meter is installed inside the pile during load test, and the load at the installed point is measured to understand the transfer of the load transferred to the pile.

하지만, 설치된 변형률계의 변형률 값으로부터 하중으로 환산할 때 탄성계수, 말뚝의 단면적 등이 요구되는데, 말뚝 내 측정 지점의 탄성계수와 단면적을 정확히 알 수 없다는 문제점이 있다.However, the elastic modulus and the cross-sectional area of the pile are required when calculating the load from the strain value of the installed strainmeter. However, there is a problem that the elastic modulus and the cross-sectional area of the measurement point in the pile can not be accurately known.

한편, 현장타설 말뚝의 경우 말뚝 내부에 설치된 변형률계는 철근망 관입, 말뚝 관입, 콘크리트 타설 등 시공과정 중에 손상될 수 있으며 말뚝의 탄성계수와 단면적 또한 정확한 값을 알 수 없다는 단점이 있고, 그로 인해 말뚝 재하시험 시 기존의 방법을 이용하여 측정된 하중은 실제로 말뚝에 작용하는 하중과 오차가 있을 가능성이 크다. On the other hand, in the case of drilled piles in the field, the strain meter installed inside the pile can be damaged during the construction process such as penetration of reinforcing net, penetration of pile, and casting of concrete, and there is a disadvantage in that the elastic modulus and cross- In the pile load test, the load measured by the conventional method is likely to be a load and an error actually acting on the pile.

또한, 기성 말뚝을 사용하는 경우 양생 시 케이블이 손상될 수 있으며, 기성 말뚝 생산 시 변형률계 설치를 위하여 별도의 공정을 추가해야 하는 등의 문제점이 있다.Also, when using an existing pile, the cable may be damaged during curing, and there is a problem that a separate process must be added in order to install a strain gauge in the production of an existing pile.

관련된 종래기술로 한국공개특허 제10-2013-0114588호(2013.10.17.)에는 "하중 지지력 시험 방법 및 장치"가 제안된 바 있고, 한국등록특허 제10-0742117호(2007.07.25.)에는 "지반에 타설된 콘크리트 말뚝의 지지하중 측정방법 및 그장치"가 제안된 바 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0114588 (Oct. 17, 2013) has proposed a " load bearing capacity test method and apparatus ", and Korean Patent No. 10-0742117 "Method and apparatus for supporting load of concrete piles placed in the ground" have been proposed.

하지만, 상기의 종래기술은 말뚝 내 하중의 측정에 유압 또는 수압을 사용하는 등 구조가 복잡한 문제점이 있고, 변형률계를 사용하여 심플하면서도 측정값에 신뢰를 가질 수 있는 새로운 형태의 하중 측정 장치의 개발이 필요한 실정이다.However, the above-mentioned conventional technique has a complicated structure such as the use of hydraulic pressure or hydraulic pressure for the measurement of load-in-pile load, and development of a new type load measuring device which can be simple and reliable in measurement values using a strain gauge .

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 말뚝에 별도의 추가 공정 없이 말뚝의 임의 위치에서의 하중 측정이 가능하고, 설치 지점의 정확한 하중 산출이 가능하며, 말뚝의 시공 과정 중 손상 가능성이 적고, 말뚝 내 하중의 장기 모니터링이 가능한 말뚝 내 하중 측정 장치를 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to provide a pile load measuring device capable of measuring a load at any position of a pile without any additional process, The present invention also provides a load measuring device for a pile load which is less susceptible to damage during the construction process of the pile and is capable of monitoring the load in the pile for a long time.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치는 지반에 일정 깊이로 삽입되는 말뚝의 임의 위치에 직렬로 연결되어 그 위치에 작용하는 하중을 측정하되, 상기 말뚝의 외경에 대응되는 직경을 갖는 중공관 형태의 외측케이스와; 상기 외측케이스의 내부로 일정 간격 이격되게 삽입되는 중공관 형태의 내측케이스와; 상기 외측케이스와 상기 내측케이스 사이의 상부 및 하부를 각각 덮는 상부판 및 하부판과; 일정한 탄성계수를 갖는 재질로 이루어지고, 상기 외측케이스와 상기 내측케이스 사이의 내부공간에 배치되며, 양단부가 각각 상기 상부판 및 상기 하부판을 지지하는 중공관 형태의 측정기준관과; 상기 측정기준관의 내주면 또는 외주면에 설치되어 설치된 지점의 변형률 값을 측정하는 변형률계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus for measuring load-on-pile load according to the present invention is connected in series to any position of a pile inserted into a ground at a certain depth, and measures the load acting on the pile. An outer case in the form of a hollow tube having a predetermined diameter; An inner case in the form of a hollow tube to be inserted into the outer case at a predetermined interval; An upper plate and a lower plate respectively covering upper and lower portions between the outer case and the inner case; A measurement tube in the form of a hollow tube which is made of a material having a constant elastic modulus and is disposed in an internal space between the outer case and the inner case and has opposite ends each supporting the upper plate and the lower plate; A strain gage for measuring a strain value at a point provided on an inner circumferential surface or an outer circumferential surface of the measurement reference tube; .

여기서, 상기 상부판은 상기 외측케이스 또는 상기 내측케이스의 상단부에 고정되고, 상기 하부판은 상기 상부판이 고정되지 않은 상기 외측케이스 또는 상기 내측케이스의 하단부에 고정되며, 상기 상부판이 고정되지 않은 상기 외측케이스 또는 상기 내측케이스의 상단부와 상기 상부판 사이에 개재되는 일정 탄성을 갖는 제1 탄성링과; 상기 하부판이 고정되지 않은 상기 외측케이스 또는 상기 내측케이스의 하단부와 상기 하부판 사이에 개재되는 일정 탄성을 갖는 제2 탄성링을; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The upper plate is fixed to the outer case or the upper end of the inner case and the lower plate is fixed to the outer case or the lower end of the inner case to which the upper plate is not fixed, A first elastic ring having a predetermined elasticity interposed between an upper end of the inner case and the upper plate; A second elastic ring having a predetermined elasticity and interposed between the lower case and the lower case of the inner case; And further comprising:

또한, 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치는 상기 상부판 또는 상기 하부판의 외측으로 돌출된 말뚝연결돌기를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the apparatus for measuring the load-in-pile load according to the present invention comprises: a pile connecting protrusion protruding outward from the top plate or the bottom plate; And further comprising:

또한, 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치는 상기 변형률계에서 측정된 변형률 값에 상기 측정기준관의 단면적 및 탄성계수를 반영하여 상기 변형률계가 설치된 지점에 작용하는 하중 값을 산정하는 연산부를; 더 포함하되, 상기 연산부는, 상기 말뚝의 시공 전에 시험을 통해 상기 변형률계에서 측정된 변형률 값에 따른 하중 값을 캘리브레이션하는 것을 특징으로 한다.The load measuring device according to the present invention may further include a calculating unit for calculating a load value acting on a point at which the strain gage is installed by reflecting the cross-sectional area and the elastic modulus of the measurement reference pipe to a strain value measured at the strain gage; Wherein the calculation unit calibrates a load value according to a strain value measured in the strain gauge through testing before the pile is installed.

여기서, 상기 변형률계는, 복수개가 상기 측정기준관의 둘레 방향을 따라 일정 간격으로 설치되는 것을 특징으로 한다.Here, a plurality of strain meters are provided at regular intervals along the circumferential direction of the measurement reference pipe.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치는 지반에 일정 깊이로 삽입되는 말뚝의 임의 위치에 직렬로 연결되어 지반조건 또는 시공과정 등과 관계없이 그 위치에 작용하는 하중을 측정하는 것이 가능하고, 말뚝에 별도의 추가 공정없이 말뚝의 임의 위치에서의 하중 측정이 가능한 장점이 있다.According to the construction as described above, the apparatus for measuring the load-in-pile load according to the present invention is characterized in that the load acting on the pile is measured in a connected state at any position of the pile inserted at a certain depth in the ground, regardless of the ground condition or construction process And it is possible to measure the load at any position of the pile without any additional process in the pile.

또한, 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치는 내외부케이스 및 상하부판으로 보호되는 내부공간에 정해진 단면적과 일정한 탄성계수를 갖는 측정기준관을 배치하고 그 측정기준관에 변형률계를 설치함으로써 변형률계에 측정된 변형률 값으로부터 설치 지점의 정확한 하중 산출이 가능한 장점이 있고, 말뚝의 시공 과정 중 변형률계의 손상 가능성이 적고, 시간이 경과되더라도 변형률계가 부식 내지 손상될 가능성이 낮아 말뚝 내 하중의 장기 모니터링이 가능한 장점이 있다.Also, in the apparatus for measuring load-in-pile load according to the present invention, a measurement reference pipe having a predetermined cross-sectional area and a predetermined elastic modulus is disposed in an inner space protected by inner and outer cases and upper and lower plates, It is possible to calculate the exact load of the installation point from the measured strain value, and it is less likely to damage the strainmeter during the construction of the pile, and the long-term monitoring of the load- There are advantages.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 말뚝에의 설치 위치를 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 주요부 분해 사시도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 단면 사시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 주요부 단면 사시도
도 5는 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 다양한 외형을 도시한 사시도FIG. 1 is a conceptual view showing a mounting position of a load measuring device in a pile according to an embodiment of the present invention to a pile
FIG. 2 is an exploded perspective view of a main portion of a device for measuring a load in a pile according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional perspective view of an apparatus for measuring a load in a pile according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional perspective view of a main part of an apparatus for measuring a load in a pile according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing various outlines of an apparatus for measuring load-on-pile load according to the present invention.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an apparatus for measuring a load in a pile according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 말뚝에의 설치 위치를 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 주요부 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 단면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 주요부 단면 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치의 다양한 외형을 도시한 사시도이다.FIG. 1 is a conceptual view showing an installation position of a pile load measuring apparatus according to an embodiment of the present invention on a pile, FIG. 2 is an exploded perspective view of a main portion of a pile load measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, 4 is a perspective view of a main portion of a load measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a sectional view of a pile load measuring device according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view showing various external shapes of the load-bearing measuring device.

도 1 내지 도 5를 살펴보면 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치(1)는 외측케이스(10)와, 내측케이스(20)와, 상부판(30)과, 하부판(40)과, 측정기준관(50)과, 변형률계(60)와, 제1 탄성링(70)과, 제2 탄성링(80)과, 말뚝연결돌기(90)와, 연산부(100)를 포함하여 구성된다.1 to 5, an apparatus 1 for measuring load-in-pile load according to the present invention includes an outer case 10, an inner case 20, an upper plate 30, a lower plate 40, A first elastic ring 70, a second elastic ring 80, a pile connecting projection 90, and a calculation unit 100. The first elastic ring 70, the second elastic ring 80,

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치(1)는 지반에 일정 깊이로 삽입되는 말뚝(A)의 임의 위치에 직렬로 연결되어 그 위치에 작용하는 하중을 측정하기 위한 장치이다.As shown in FIG. 1, an apparatus 1 for measuring load-in-pile load according to an embodiment of the present invention is connected in series to an arbitrary position of a pile A inserted at a predetermined depth in a ground, .

말뚝(A)의 지지력은 주면마찰력(F)과 선단지지력(Q)으로 나눌 수 있는데, 보통 시공된 말뚝의 경우 선단부 상태를 정확히 알 수 없기 때문에 선단부의 하중(P)을 측정하는데에 어려움이 있다.The bearing capacity of the pile A can be divided into the main surface friction force F and the end bearing force Q. It is difficult to measure the load P at the tip portion since the tip end condition of the pile is not known accurately .

본 발명의 일실시예에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치(1)는 말뚝(A)의 선단에 위치시켜 선단지지력(Q)을 보다 정확하게 측정하는 것이 가능하고, 측정을 원하는 지점에 위치시켜 해당 지점의 말뚝(A) 내 하중을 측정하여 말뚝(A)의 하중전이 특성을 산정할 수도 있게 된다.The apparatus 1 for measuring load in the pile according to an embodiment of the present invention can measure the end bearing force Q more precisely by positioning it at the tip of the pile A, It is possible to estimate the load transfer characteristics of the pile A by measuring the load in the pile A.

상기 외측케이스(10)는 상기 말뚝(A)의 외경에 대응되는 직경을 갖고, 중공관 형태로 형성되는 구성이다.The outer case 10 has a diameter corresponding to the outer diameter of the pile A and is formed in the shape of a hollow tube.

상기 외측케이스(10)의 높이는 필요에 따라 조정할 수 있고, 상기 외측케이스(10)의 형상은 본 발명의 일실시예에서는 원기둥 형상을 예시하였으나, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 말뚝(A)에 직렬 연결이 용이하도록 상기 말뚝(A)의 형상에 따라 원기둥 형상(a)이 될 수도 있고, 사각기둥 형상(b)이 될 수도 있다할 것이다.The height of the outer case 10 can be adjusted as needed. The shape of the outer case 10 is a cylindrical shape in the embodiment of the present invention. However, as shown in FIG. 5, A columnar shape (a) or a square columnar shape (b) according to the shape of the pile (A) to facilitate series connection.

상기 내측케이스(20)는 상기 외측케이스(20)의 내부로 일정 간격 이격되게 삽입되고, 상기 외측케이스(10)와 마찬가지로 중공관 형태로 형성되는 구성이다.The inner case 20 is inserted into the outer case 20 at a predetermined distance and is formed in the shape of a hollow tube like the outer case 10.

상기 상부판(30) 및 하부판(40)은 상기 외측케이스(10)와 상기 내측케이스(20) 사이의 상부 및 하부를 각각 덮는 구성이다.The upper plate 30 and the lower plate 40 are configured to cover upper and lower portions between the outer case 10 and the inner case 20, respectively.

본 발명의 일실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 상부판(30)은 상기 외측케이스(10)의 상단부에 고정되고, 상기 하부판(40)은 상기 내측케이스(20)의 하단부에 고정되도록 구성하였다.2, the upper plate 30 is fixed to the upper end of the outer case 10, and the lower plate 40 is fixed to the lower end of the inner case 20. As shown in FIG. Respectively.

도 2의 상태에서 상기 외측케이스(10)와 상기 내측케이스(20)를 상호 포개지며 결합하는 경우 상기 외측케이스(10), 내측케이스(20), 상부판(30) 및 하부판(40)에 의해 외부와는 차단된 내부공간이 형성되게 된다.The inner case 20, the upper plate 30 and the lower plate 40 when the outer case 10 and the inner case 20 are superposed and joined together in the state of FIG. 2 An inner space which is blocked from the outside is formed.

상기 측정기준관(50)은 일정한 탄성계수를 갖는 재질로 이루어지고, 상기 외측케이스(10)와 상기 내측케이스(20) 사이의 내부공간에 배치되며, 양단부가 각각 상기 상부판(30) 및 상기 하부판(40)을 지지하는 중공관 형태의 형성되는 구성이다.The measurement reference tube 50 is made of a material having a certain elastic modulus and is disposed in an inner space between the outer case 10 and the inner case 20 and has both ends connected to the upper plate 30 and the inner case 20, And is formed in the shape of a hollow tube for supporting the lower plate 40.

상기 측정기준관(50)은 상하방향으로 작용하는 하중을 지지할 수 있으면서도 일정한 탄성계수를 갖도록 일정 두께 이상을 갖는 철강으로 제작되는 것이 바람직하다.The measurement reference pipe 50 is preferably made of steel having a predetermined thickness or more so as to have a constant elastic modulus while supporting a load acting in a vertical direction.

상기와 같은 구성을 갖는 측정기준관(50)은 정해진 단면적과 일정한 탄성계수를 가지므로 후술할 변형률계(60)를 통해 상기 측정기준관(50)의 변형률 값을 측정한다면 이를 통해 정확한 하중 값의 산출이 가능하게 되는 것이다.Since the measurement reference pipe 50 having the above-described structure has a predetermined cross-sectional area and a certain elastic modulus, if the strain value of the measurement reference pipe 50 is measured through a strain meter 60 to be described later, It becomes possible to calculate.

상기 변형률계(60)는 상기 측정기준관(50)의 내주면 또는 외주면에 설치되어 설치된 지점의 변형률 값을 측정하는 구성으로, 본 발명의 일실시예에서는 복수개가 상기 측정기준관(50)의 외주면에 둘레 방향을 따라 일정 간격으로 설치된다.The strain gauge 60 is configured to measure a strain value of a point provided on an inner circumferential surface or an outer circumferential surface of the measurement reference tube 50. In an embodiment of the present invention, At regular intervals along the circumferential direction.

상기 측정기준관(50)이 상기 외측케이스(10), 내측케이스(20), 상부판(30) 및 하부판(40)에 의해 외부와는 차단된 내부공간에 위치되고, 상기 변형률계(60)가 상기 측정기준관(50)에 설치됨으로써 말뚝의 시공 과정 중 상기 변형률계(60)의 손상 가능성이 적고, 시간이 경과되더라도 상기 변형률계(60)가 부식 내지 손상될 가능성이 낮아 상기 말뚝(A) 내 하중의 장기 모니터링이 가능하게 된다.The measurement reference tube 50 is located in an inner space blocked from the outside by the outer case 10, the inner case 20, the upper plate 30 and the lower plate 40, The possibility of damage to the strain gauges 60 during the construction of the pile is small and the possibility of corrosion or damage of the strain gauges 60 is low even after a lapse of time, ) Long-term monitoring of the load is possible.

상기 제1 탄성링(70) 및 상기 제2 탄성링(80)은 일정 탄성을 갖는 재질로 이루어져 상기 외측케이스(10) 및 상기 내측케이스(20)가 상기 상부판(30) 및 상기 하부판(40) 사이에서 상호 탄성 지지되도록 하는 구성이다.The first elastic ring 70 and the second elastic ring 80 are made of a material having a certain elasticity so that the outer case 10 and the inner case 20 are connected to the upper plate 30 and the lower plate 40 So that they are mutually resiliently supported.

상기 제1 탄성링(70) 및 상기 제2 탄성링(80)은 일정 탄성을 갖는 고무링 또는 실리콘 등으로 구성될 수 있다.The first elastic ring 70 and the second elastic ring 80 may be composed of a rubber ring or silicon having a certain elasticity.

한편, 본 발명의 일실시예에서 상기 제1 탄성링(70)은 상기 내측케이스(20)의 상단부와 상기 상부판(30) 사이에 개재되고, 상기 제2 탄성링(80)은 상기 외측케이스(10)의 하단부와 상기 하부판(40) 사이에 개재된다.The first elastic ring 70 is interposed between the upper end of the inner case 20 and the upper plate 30 and the second elastic ring 80 is interposed between the upper case 30 and the outer case 30. In this embodiment, (10) and the lower plate (40).

상기 제1 탄성링(70) 및 상기 제2 탄성링(80)의 구성에 의하여 상기 외측케이스(10) 및 내측케이스(20)는 상기 상부판(30) 및 하부판(40) 사이에서 길이 방향으로 일정 정도 유격을 가질 수 있게 되고, 그에 따라 주면마찰력과 각 위치에서의 하중이 분리됨으로써 상기 측정기준관(50)의 변형률 값을 보다 정확하게 측정할 수 있게 되는 것이다. The first elastic ring 70 and the second elastic ring 80 constitute the outer case 10 and the inner case 20 in the longitudinal direction between the upper plate 30 and the lower plate 40 The strain value of the measurement reference pipe 50 can be more accurately measured by separating the frictional force and the load at each position from the reference surface.

상기 말뚝연결돌기(90)는 상기 상부판(30) 또는 상기 하부판(40)의 외측으로 돌출되는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 본 발명에 따른 말뚝 내 하중 측정 장치(1)가 말뚝(A)의 선단부에 설치되는 것을 예시로 하여 상기 상부판(30)에만 구비된 모습을 도시하였다.The peg connecting protrusion 90 is protruded outward from the top plate 30 or the bottom plate 40. In an embodiment of the present invention, In which only the upper plate 30 is provided.

상기 말뚝연결돌기(90)는 현장타설 말뚝의 경우에는 철근망에, 매입말뚝의 경우에는 말뚝 선단철판에 용접 또는 조립되며 상기 말뚝(A)과 용이하게 직렬 연결될 수 있게 된다.The peg connecting protrusions 90 are welded or assembled to a reinforcing net in the case of a cast-in-place pile or to a steel plate at the end of a pile in the case of a buried pile, so that they can be easily connected in series with the pile A.

상기 연산부(100)는 상기 변형률계(60)에서 측정된 변형률 값에 상기 측정기준관(50)의 단면적 및 탄성계수를 반영하여 상기 변형률계(60)가 설치된 지점에 작용하는 하중 값을 산정하는 구성이다.The calculation unit 100 calculates the load value acting on the point where the strain gauge 60 is installed by reflecting the cross-sectional area and the elastic modulus of the measurement reference pipe 50 to the strain value measured by the strain gauge 60 .

본 발명의 일실시예에서는 상기 연산부(100)는 상기 말뚝(A)의 시공 전에 시험을 통해 상기 변형률계(60)에서 측정된 변형률 값에 따른 하중 값을 캘리브레이션함으로써 보다 정확하게 말뚝 내 하중 측정이 가능하다 할 것이다.In one embodiment of the present invention, the calculation unit 100 can more accurately measure a load in a pile by calibrating a load value according to a strain value measured in the strain gauge 60 through testing before the pile A is installed I will do it.

앞에서 설명되고 도면에서 도시된 말뚝 내 하중 측정 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.The apparatus for measuring a load in a pile described above and shown in the drawings is only one embodiment for carrying out the present invention and should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is defined only by the matters set forth in the following claims, and the embodiments improved and changed without departing from the gist of the present invention are obvious to those having ordinary skill in the art to which the present invention belongs It will be understood that the invention is not limited thereto.

A 말뚝
1 말뚝 내 하중 측정 장치
10 외측케이스
20 내측케이스
30 상부판
40 하부판
50 측정기준관
60 변형률계
70 제1 탄성링
80 제2 탄성링
90 말뚝연결돌기
100 연산부A pile
1 Load measuring device in pile
10 outer case
20 inner case
30 Top plate
40 bottom plate
50 Dimension Reference Pipe
60 strain meter
70 First elastic ring
80 Second elastic ring
90 pile connecting projection
100 operation unit

Claims (5)

지반에 일정 깊이로 삽입되는 말뚝의 임의 위치에 직렬로 연결되어 그 위치에 작용하는 하중을 측정하되,
상기 말뚝의 외경에 대응되는 직경을 갖는 중공관 형태의 외측케이스와;
상기 외측케이스의 내부로 일정 간격 이격되게 삽입되는 중공관 형태의 내측케이스와;
상기 외측케이스와 상기 내측케이스 사이의 상부 및 하부를 각각 덮는 상부판 및 하부판과;
일정한 탄성계수를 갖는 재질로 이루어지고, 상기 외측케이스와 상기 내측케이스 사이의 내부공간에 배치되며, 양단부가 각각 상기 상부판 및 상기 하부판을 지지하는 중공관 형태의 측정기준관과;
상기 측정기준관의 내주면 또는 외주면에 설치되어 설치된 지점의 변형률 값을 측정하는 변형률계를 포함하며,
상기 상부판은, 상기 외측케이스 또는 상기 내측케이스의 상단부에 고정되고, 상기 하부판은, 상기 상부판이 고정되지 않은 상기 외측케이스 또는 상기 내측케이스의 하단부에 고정되며, 상기 상부판이 고정되지 않은 상기 외측케이스 또는 상기 내측케이스의 상단부와 상기 상부판 사이에 개재되는 일정 탄성을 갖는 제1 탄성링과; 상기 하부판이 고정되지 않은 상기 외측케이스 또는 상기 내측케이스의 하단부와 상기 하부판 사이에 개재되는 일정 탄성을 갖는 제2 탄성링을; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝 내 하중 측정 장치.The pile is connected in series at any position of the pile inserted at a certain depth in the ground and the load acting on the pile is measured,
An outer case in the form of a hollow tube having a diameter corresponding to an outer diameter of the pile;
An inner case in the form of a hollow tube to be inserted into the outer case at a predetermined interval;
An upper plate and a lower plate respectively covering upper and lower portions between the outer case and the inner case;
A measurement tube in the form of a hollow tube which is made of a material having a constant elastic modulus and is disposed in an internal space between the outer case and the inner case and has opposite ends each supporting the upper plate and the lower plate;
And a strain gauge for measuring a strain value of a point provided on an inner circumferential surface or an outer circumferential surface of the measurement reference tube,
Wherein the upper plate is fixed to the outer case or the upper end of the inner case and the lower plate is fixed to the outer case or the lower end of the inner case to which the upper plate is not fixed, A first elastic ring having a predetermined elasticity interposed between an upper end of the inner case and the upper plate; A second elastic ring having a predetermined elasticity and interposed between the lower case and the lower case of the inner case; Further comprising a load measuring device for measuring the load applied to the pile. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 상부판 또는 상기 하부판의 외측으로 돌출된 말뚝연결돌기를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 말뚝 내 하중 측정 장치.The method according to claim 1,
A peg connecting protrusion protruding outward from the top plate or the bottom plate; Further comprising a load measuring device for measuring the load applied to the pile. 제1항에 있어서,
상기 변형률계에서 측정된 변형률 값에 상기 측정기준관의 단면적 및 탄성계수를 반영하여 상기 변형률계가 설치된 지점에 작용하는 하중 값을 산정하는 연산부를; 더 포함하되,
상기 연산부는, 상기 말뚝의 시공 전에 시험을 통해 상기 변형률계에서 측정된 변형률 값에 따른 하중 값을 캘리브레이션하는 것을 특징으로 하는 말뚝 내 하중 측정 장치.The method according to claim 1,
A calculation unit for calculating a load value acting on a point at which the strain meter is installed by reflecting the cross-sectional area and the elastic modulus of the measurement reference pipe to the strain value measured at the strain meter; Further included,
Wherein the calculation unit calibrates a load value according to a strain value measured in the strain gage through testing before the pile installation. 제1항에 있어서,
상기 변형률계는, 복수개가 상기 측정기준관의 둘레 방향을 따라 일정 간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 말뚝 내 하중 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of strain meters are provided at regular intervals along the circumferential direction of the measurement reference pipe.
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