KR102161923B1 - 회수형 양방향 재하시험장치 및 이를 이용한 재하시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중에서 재하시험 후 지중에 매립되지 않고 회수되어 재사용이 가능한 양방향 재하시험장치와 이의 장치를 이용한 재하시험방법에 관한 것이다.

Description

회수형 양방향 재하시험장치 및 이를 이용한 재하시험방법{Withdrawal type bi-directional load test equipment and method}

본 발명은 지중에서 재하시험 후 지중에 매립되지 않고 회수되어 재사용이 가능한 양방향 재하시험장치와 이의 장치를 이용한 재하시험방법에 관한 것이다.

건물, 빌딩, 교량, 구조물 등의 지지를 위하여 이들 하부에는 기초가 설치된다. 이러한 기초의 지지력을 산정하기 위해서는 재하시험(load test)을 실시한다. 재하시험에는 정재하시험, 동재하시험 등이 있다. 여기서 정재하시험에는 기초의 상부에 중량물의 하중을 가하는 압축재하시험과, 기초의 상부에 실물하중을 가하는 실물재하시험과, 기초에 거치된 앵카의 인발력을 이용하는 인발재하시험과, 오스터버그 재하시험(Osterberg Load Celll Test) 및 로드셀을 이용한 양방향재하시험 등 다양한 시험방법이 사용되고 있다.

상기 오스터버그재하시험 또는 로드셀을 이용한 양방향재하시험은 지중을 굴착하고, 굴착부에 가압과 침하량 측정이 가능한 이중 파이프가 달린 로드셀이 구비된 철근을 삽입하고, 이에 콘크리트를 타설하고 양생한 다음, 로드셀에 압력을 가해 로드셀의 하향 변위와 기초의 상향 변위를 측정하여, 기초의 선단지지력 및 주면마찰력을 계산하는 정재하시험방법이다.

상기와 같은 양방향재하시험에 관련된 기술에는 국내 특허등록 제0480297호, 제056770호, 제0744019호, 제0725510호, 제0791306호, 제101101054호, 제 101010665호, 제101494220호, 제100791306호 등이 있다.

그러나, 기존의 양방향재하시험장치는 철근 등의 하부에 장착되어 지중의 굴착부에 삽입된 후 콘크리트가 타설되고 양생한 다음 재하시험을 실시한다. 따라서 고가의 시험장치가 지중에 매립되어 회수가 불가능한 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 지중에서 재하시험 후 지중에 매립되지 않고 회수되어 재하시험 장치의 재사용이 가능한 양방향 재하시험장치와 상기 양방향 재하시험장치를 이용한 재하시험방법을 재공함에 있다.

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본 발명의 이러한 목적은 지하, 굴착공 하부, 지중 기초 하부, 지중 강관 하부, 지중 케이싱 하부 중에서 선택되는 하나에 설치되어 재하시험 후 지상으로 회수되는 회수형 양방향 재하시험장치에 있어서, 상기 회수형 양방향 재하시험장치는, 길이방향으로 복수 개의 통로가 표면에 형성된 원통과, 상기 원통의 하면에 가장자리가 고정되며 중앙부분에 압착용 실린더 피스톤이 형성되며 지상의 콤프레셔및 펌프와 연결되어 압력을 전달하는 제1호스가 연결된 압착용 실린더가 설치되고 일측에 타측이 지상으로 노출되는 제1봉이 연결된 상판과, 상기 압착용 실린더 피스톤에 연결되어 압착용실린더의 동작에 의하여 상하이동 가능한 형태로 형성되며 상협하광 형태의 외측을 갖는 원추와, 상기 원통의 통로에 수평이동 가능한 형태로 연결되며 일측에 상기 원추의 외측과 대항되는 경사면을 갖는 거치부위와 타측이 원통의 외부로 노출되는 압착판이 일체로 형성된 익스팬더와, 상기 상판의 하부에 형성되며 중앙부분에 상기 상판의 하면에 단부가 밀착되는 재하시험용 실린더 피스톤이 형성되며 지상의 콤프레셔 및 펌프와 연결되어 압력을 전달하는 제2호스가 연결된 재하시험용 실린더가 설치되고 일측에 타측이 지상으로 노출되는 제2봉이 연결된 하판을 포함하며, 여기서, 상기 원통이 지하에 위치된 상태에서 압착용 실린더가 동작하여 원추에 의하여 익스팬더를 지하 내면에 가압고정함과 동시에 재하시험용 실린더가 동작하여 하판을 하향 가압하여 제1봉과 제2봉을 통하여 주변 마찰력과 선단 지지력을 산정하고, 재하시험 후에는 압착용 실린더와 재하시험용 실린더를 동작시켜 가압상태를 제거하고 지상으로 이동시켜 제거함을 특징으로 하는 회수형 양방향 재하시험장치치에 의해 달성된다.
상기 지상으로 노출된 제1봉과 제2봉의 단부에 연결되어 상판과 하판의 이동값이 입력되는 제1, 2측정부와, 상기 제1, 2측정부에서 입력된 측정값을 통하여 주변 마찰력과 선단 지지력을 산정하여 전체 지지력을 산정하는 제3측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
지하, 굴착공 하부, 지중 기초 하부, 지중 강관 하부, 지중 케이싱 하부 중에서 선택되는 하나에 설치되어 재하시험 후 지상으로 회수되는 회수형 양방향 재하시험장치를 이용한 재하시험 방법에 있어서, 상기 회수형 양방향 재하시험방법은, 지반, 암반, 지반과 암반 중 하나를 굴착하면서 강관으로 구성된 케이싱을 삽입하는 단계와, 상기 케이싱의 내부로 재하시험장치를 투입하여 바닥에 위치시키는 단계와, 상기 재하시험장치의 압착용 실린더를 동작시켜 선단에 거치된 원추를 상승시킴과 동시에 원추의 외측에 수평 이동 가능한 형태로 설치된 복수 개의 익스팬더가 원추의 외측 방향으로 이동하여 익스팬더에 장착된 압착판이 케이싱의 내면을 압착하여 고정하는 단계와, 상기 상판의 하부에 위치된 하판의 재하시험용 실린더를 동작시켜 하판을 이용하여 바닥면에 재하압력을 발생시키는 단계와, 상기 상판에 작용하는 압력에 의하여 상기 압착판에 압착된 케이싱이 상향 이동하고, 상판에 연결되어 지상으로 돌출된 제1봉의 이동정도를 측정하여 케이싱의 마찰력을 산정하는 단계와, 상기 하판에 작용하는 재하압력에 의하여 상기 하판이 케이싱의 바닥으로부터 하향 이동하고, 하판에 연결되어 지상으로 돌출된 제2봉의 이동정도를 측정하여 선단 지지력을 산정하는 단계와, 상기 산정된 주변 마찰력과 선단 지지력을 이용하여 케이싱의 전체 지지력을 산정하는 단계 및 압착용 실린더와 재하시험용 실린더의 유압을 해제하여 압착판을 케이싱의 내측으로 이동시킨 후 투입된 재하시험장치를 지상으로 이동시켜 회수하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 양방향 재하시험방법에 의해 달성될 수 있다.

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기존의 양방향재하시험기는 지중을 굴착하면서 삽입된 케이싱을 인발한 후에 굴착공에 로드셀 등이 장착된 철근망을 삽입하고 콘크리트를 타설하여 기초를 조성한 후에 재하시험을 하여 재하시험기의 회수가 불가능하다.

본 발명기술은 상기 케이싱을 인발하지 않고 그대로 기초로 사용가능하고, 상기 케이싱의 저부에 줄 등에 달린 재하시험기를 투입하고 재하시험 후에 줄을 당겨 재하시험기를 회수하여 재사용이 가능한 효과가 있다.

이상과 같이 로드셀 등이 구비된 재하시험기는 고가로서, 기존에는 해당 재하시험에 1회만 사용되나, 본 발명에서는 재하시험 후에 회수가 가능하므로 재하시험기의 수명이 다할때까지 다수회 사용이 가능한 효과를 가진다.

도 1은 기초의 재하시험방법을 나타낸 모식도
도 2는 기존의 양방향재하시험방법을 나타낸 모식도
도 3은 본 발명의 양방향재하시험방법을 나타낸 모식도
도 4는 본 발명의 양방향재하시험장치을 나타낸 모식도
도 5는 본 발명의 양방향재하시험장치을 나타낸 모식도
도 6은 본 발명의 양방향재하시험장치을 나타낸 모식도
도 7은 본 발명의 익스팬더를 나타낸 모식도
도 8은 본 발명의 익스팬더를 나타낸 모식도
도 9는 본 발명의 양방향재하시험방법을 나타낸 모식도

본 발명은 원추(2)와, 상기 원추(2)의 상승으로 수평 확장되는 익스팬더(4)와, 상기 익스팬더(4)에 장착되어 기초(40), 케이싱(41)의 내벽에 압착되는 압착판(9)과, 상기 익스팬더(4)가 통과되는 통로를 형성하며 상판(12)에 장착되는 원통(7)과, 상기 원추(2)를 상승시키는 압착용 실린더(10)와, 상기 압착용 실린더(10)에 장착된 압착용 실린더 피스톤(11)과, 상기 압착용 실린더(10)에 압력을 전달하는 제1호스(14)와, 상기 제1호스(14)에 압력을 가하는 제1펌프(20)와, 상기 압축용 실린더(10)의 하부에 장착된 상판(12)과, 상기 상판(12)에 거치된 제1봉(13)과, 기초(40)의 하부에서 양방향 압력을 가하는 재하시험용 실린더(15)와, 상기 재하시험용 실린더(15)에 구비된 재하시험용 실린더 피스톤(16)과, 상기 재하시험용 실린더(15)에 압력을 전달하는 제2호스(19)와, 상기 제2호스(19)에 압력을 가하는 제2펌프(20)와, 상기 재하시험용 실린더(15)의 하부에 장착된 하판(17)과, 상기 하판(17)에 거치된 제2봉(18)을 포함하여 구성된 양방향재하시험장치(1)와 이의 장치를 이용한 기초의 재하시험방법에 관한 것으로, 여기서 양방향재하시험장치(1)는 지중(30, 31)에서 기초(40), 케이싱(41) 등에 대한 재하시험 후에 지중, 지반(30), 암반(31) 등에 매립되지 않고 회수가 되어 재사용이 가능한 특징을 가진다.

기존의 기초두부 재하시험방법(도 1의 a)은 기초의 두부에 사하중, 실하중, 반력말뚝, 반력앵커 등의 재하수단(50)이 필요하다. 이때 기초두부에 작용하는 하중 P는 주변마찰력 F와 선단지지력 Q에 의해 지지되고, 이 두 지지력을 분리하기 위해서는 기초의 하중전이 측정이 수행되어야 한다. 기존의 양방향재하시험방법(도 1의 b)은 지상에서 유압 등으로 지중의 로드셀 등(51)에 압력을 가하여 하향으로 기초의 선단지지력 Q를 발생시키고, 동일한 압력으로 상향으로 기초의 주면마찰력 F를 발생시킨다. 여기서 선단지지력 Q와 주면마찰력 F는 상호 반력으로 작용하게 된다. 본 발명의 양방향재하시험방법(도 1의 c)은 상기에 언급된 기존의 양방향재하시험방법과 일정 부문 동일하나 양방향재하시험기(1)의 회수, 기초를 상향으로 가하는 압착수단(9)과, 상기 압착수단(9)을 가압하는 실린더(10)를 포함하여 차별화된 특징이 있다.
즉, 본 발명에 따른 재하시험장치(1)는 지반(30) 또는 암반(31) 또는 지반에 암반이 혼합된 지반에 관입되는 강관으로 구성된 케이싱(41)의 하부에 설치되어 상기 케이싱(41)을 대상으로 재하시험 또는 양방향 재하시험 후 지상으로 회수할 수 있도록 구성됨에 특징이 있다.

상기 재하시험장치(1)는 지반(30)과 암반(31) 등에 설치된 기초(40), 강관으로 구성된 케이싱(41)의 내부, 하부, 저부, 바닥, 하부의 내부 중에서 선택되는 하나의 위치에 거치되면서, 양방향으로 또는 상하로 작용되는 잭, 유압잭, 압착용 실린더(10), 로드셀, 압착용 실린더 피스톤(11), 재하시험용 실린더(15)에 구비된 재하시험용 피스톤(16)의 압력에 의하여 양방향으로 또는 상하로 상기 기초(40), 강관으로 구성된 케이싱 등을 재하시험하는 것이다.

본 발명의 재하시험장치(1)는 원추 또는 내부가 중공된 원추(2)와, 상기 원추(2)의 외측(3)에 방사형으로 거치되고, 상기 원추(2) 외측의 경사와 동일한 경사각을 가지며 상기 원추(2)의 상승 또는 이동에 의하여 수평 또는 방사형으로 이동되는 복수 개의 익스팬더(4)와, 상기 익스팬더(4)에 장착되는 것으로, 상기 거치 부위(5)의 반대 부위(6)에 2개 이상 돌출되도록 장착되면서, 상기 익스팬더(4)의 이동에 의하여 재하시험 대상인 기초(40) 또는 강관으로 구성된 케이싱(41) 중 하나의 내벽에 압착되는 압착판(9)과, 상기 익스팬더(4)가 이동되는 통로(8)가 형성되면서 상기 상판(12)에 연결된 원통(7)과, 상기 원추(2)를 상승 또는 이동시키는 압착용 실린더(10)에 구비된 압착용 실린더 피스톤(11)과, 상기 압착용 실린더 피스톤(11)에 압력 또는 유압을 가하는 제1호스(14)와, 상기 제1호스(14)에 연계된 제1펌프(20)와, 상기 제1펌프(20)에 연결된 콤프레셔(21)와, 상기 압착용 실린더(10)가 상부에 형성된 상판(12)과, 상기 상판(12)의 일측에 연결되며 단부가 지상으로 돌출되는 제1봉(13)과, 상기 상기 상판(12)의 하부에 위치된 재하시험용 실린더(15)와, 상기 재하시험용 실린더(15)에 구비된 재하시험 실린더 피스톤(16)과, 상기 재하시험용 실린더(15)에 압력 또는 유압을 가하는 제2호스(19)와, 상기 제2호스(19)에 연결된 제2펌프(20)와, 상기 제2펌프(20)에 연결된 콤프레셔(21)와, 상기 재하시험용 실린더(15)가 상부에 형성된 하판(17)과, 상기 하판(17)의 일측에 연결되며 단부가 지상으로 돌출되는 제2봉(18)을 포함하여 구성된다.
상기에서 케이싱(41)은 재하시험장치가 설치되어 재하시험의 대상이 되는 것으로, 기초, 강관, 케이싱등이 포함되며, 기초, 강관, 케이싱의 내부 또는 하부 또는 저부 또는 바닥 또는 하부의 내부등에 설치됨을 포함한다.
즉, 본 발명의 재하시험장치(1)는 재하시험 대상인 케이싱의 하부에 수평방향으로 압착되는 압착판이 구비되어, 재하시험 중 상기 압착판(9)을 통하여 상기 케이싱에 상향 압력이 작용하고, 상기 압착판(9)에 압착된 케이싱과 접촉되는 지반(32) 또는 굴착면(32)과의 마찰력을 반력으로 상기 케이싱의 굴착 바닥에 하향 압력이 작용하여 상기 상향 압력에 의하여 상기 케이싱과 굴착면(32)과의 주변 마찰력을 산정하고, 상기 하향압력에 의하여 상기 케이싱의 선단 지지력을 산정하는것이다.
또한, 상기 재하시험장치(1)는 원추(2)의 상승에 의하여 수평 방향 또는 상기 원추의 외부 방향으로 벌어지는 익스팬더(4)에 장착된 압착판(9)이 재하시험 대상인 케이싱(41)의 하부에 압착되고, 상기 압착 후 압착용 실린더(10)의 압력에 의하여 상기 압착판(9)에 압착된 상기 케이싱에 상향력이 작용하여 상기 케이싱의 하부 바닥 또는 굴착 바닥에 하향력이 작용하고, 상기 상향력에 의하여 상기 케이싱 과 접촉되는 굴착면과의 사이에 주변 마찰력 산정되고, 상기 하향력에 의하여 상기 케이싱의 선단 지지력이 산정되는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 재하시험장치(1)는 압착용 실린더(10)가 콤프레셔(21) 및 펌프(20)와 호스(14)를 통하여 유압이 전달되고, 유압에 의해 압착용 실린더 피스톤(11)의 인출에 의하여 상향으로 상승하는 원추(2)와, 상기 원추(2)의 상협하광 형태를 갖는 외측(3)에 방사형으로 거치되면서 상기 원추(2)의 상승에 의하여 수평 이동 또는 상기 원추의 외부 방향으로 이동하는 복수 개의 익스팬더(4)와, 상기 익스팬더(4)에 형성되어 상기 이동에 의하여 재하시험 대상인 케이싱의 내벽에 압착되는 압착판(9)으로 이루어진다.

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또한, 상기 재하시험장치(1)는 길이방향으로 복수 개의 통로(8)가 표면에 형성된 원통(7)과, 상기 원통(7)의 하면에 가장자리가 고정되며 중앙부분에 압착용 실린더 피스톤(11)이 형성되며 지상의 콤프레셔(21)및 펌프(20)와 연결되어 압력을 전달하는 제1호스(14)가 연결된 압착용 실린더(10)가 설치되고 일측에 타측이 지상으로 노출되는 제1봉(13)이 연결된 상판(12)과, 상기 압착용 실린더 피스톤(11)에 연결되어 압착용실린더(10)의 동작에 의하여 상하이동 가능한 형태로 형성되며 상협하광 형태의 외측(3)을 갖는 원추(2)와, 상기 원통(7)의 통로(8)에 수평이동 가능한 형태로 연결되며 일측에 상기 원추(2)의 외측(3)과 대항되는 경사면을 갖는 거치부위(5)와 타측이 원통(7)의 외부로 노출되는 압착판(9)이 일체로 형성된 익스팬더(4)와, 상기 상판(12)의 하부에 형성되며 중앙부분에 상기 상판(12)의 하면에 단부가 밀착되는 재하시험용 실린더 피스톤(16)이 형성되며 지상의 콤프레셔(21)및 펌프(20)와 연결되어 압력을 전달하는 제2호스(19)가 연결된 재하시험용 실린더(15)가 설치되고 일측에 타측이 지상으로 노출되는 제2봉(18)이 연결된 하판(17)을 포함하며, 여기서, 상기 원통(7)이 지하에 위치된 상태에서 압착용 실린더(10)가 동작하여 원추(2)에 의하여 익스팬더(4)를 지하 내면에 가압고정함과 동시에 재하시험용 실린더(15)가 동작하여 하판(17)을 하향 가압하여 제1봉(13)과 제2봉(18)을 통하여 주변 마찰력과 선단 지지력을 산정하고, 재하시험 후에는 압착용 실린더(10)와 재하시험용 실린더(15)를 동작시켜 가압상태를 제거하고 지상으로 이동시켜 제거함을 특징으로 한다.
상기 원추(2)는 내부 중공 또는 충진되고 상협하광 형태의 원추이고, 상기 익스팬더(4)는 원통(7)의 통로(8)에 중앙부분이 끼움되어 이동가능한 형태로 연결되고, 일단(5)은 경사지고, 타단(6)은 직선이면서 상기 일단(5)에 비하여 면적이 크고, 상기 일단(5)의 경사 각도는 상기 원추(2)의 외측(3) 경사 각도와 동일하고, 상기 익스팬더는 2개 이상 구비되고, 상기 압착판(9)은 상기 타단(6)에 돌출되게 형성되고, 상기 압착용 실린더(10)는 유압에 의하여 상기 압착용 실린더 피스톤(11)을 인출시키고, 상기 압착용 실린더 피스톤(11)의 인출에 의하여 상기 원추(2)는 상향으로 상승되고, 상기 제1호스(14)는 상기 압착용 실린더(10)에 유압을 공급하는 것이고, 상기 제1펌프(20)는 상기 제1호스(14)에 유압을 제공하는 것이고, 상기 원추(2)의 상승에 의하여 상기 익스팬더(4)가 수평방향 또는 원심방향으로 이동하고, 상기 원통(7)은 내부 중공형 원통으로서, 상기 익스팬더가 이동되는 통로 또는 통로(8)가 형성되고, 상기 익스팬더(4)의 이동에 의하여 상기 압착판(9)이 상기 케이싱의 내부에 압착되고, 상기 상판(12)은 상기 압착용 실린더(10)의 하부에 거치되고, 상기 재하시험용 실린더(15)는 유압에 의하여 상기 재하시험용 실린더 피스톤(16)을 인출시키고, 상기 제2호스(19)는 상기 재하시험용 실린더(15)에 유압을 공급하는 것이고, 상기 제2펌프(20)는 제2호스(19)에 유압을 제공하는 것이고, 상기 하판(17)은 상기 재하시험용 실린더 피스톤(16)의 하부에 거치되면서 상기 케이싱의 바닥에 안착되고, 상기 재하시험용 실린더 피스톤(16)의 인출에 의하여 상기 상판(2)과 하판(17)에 재하압력이 작용되고, 상기 상판(12)에 작용하는 압력에 의하여 상기 압착판에 압착된 상기 케이싱을 고정 또는 상향 이동시키고, 상기 하판(17)에 작용하는 압력에 의하여 상기 하판(17)은 상기 바닥에 고정 또는 하향으로 이동하고, 상기 제1봉(13)은 상기 상판(2)으로부터 지상으로 돌출되어 상기 상판(2)의 고정 또는 이동하는 정도를 측정하고, 상기 제2봉(18)은 상기 하판(17)으로부터 지상으로 돌출되어 상기 하판(17)의 고정 또는 이동하는 정도를 측정하고, 상기 측정과 동시에 상기 압력이 기록되고, 상기 압착용 실린더(10)의 측정 압력 중 하나 이상의 측정값을 이용하여 케이싱의 주변 마찰력을 산정하고, 상기 재하시험용 실린더(15)의 측정압력 중 하나의 측정값을 이용하여 상기 케이싱의 선단 지지력을 산정하고, 상기 산정된 주변 마찰력 및 선단 지지력이 이용되어 상기 케이싱의 전체 지지력을 산정하는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 재하시험 장치를 이용한 재하시험방법을 설명하면 다음과 같다.
지하, 굴착공 하부, 지중 기초 하부, 지중 강관 하부, 지중 케이싱 하부 중에서 선택되는 하나에 설치되어 재하시험 후 지상으로 회수되는 회수형 양방향 재하시험장치를 이용한 재하시험 방법에 있어서, 상기 회수형 양방향 재하시험방법은, 지반, 암반, 지반과 암반 중 하나를 굴착하면서 강관으로 구성된 케이싱을 삽입하는 단계와, 상기 케이싱의 내부로 재하시험장치(1)를 투입하여 바닥에 위치시키는 단계와, 상기 재하시험장치(1)의 압착용 실린더(10)를 동작시켜 선단에 거치된 원추(2)를 상승시킴과 동시에 원추(2)의 외측에 수평 이동 가능한 형태로 설치된 복수 개의 익스팬더(4)가 원추(2)의 외측 방향으로 이동하여 익스팬더(4)에 장착된 압착판(9)이 케이싱의 내면을 압착하여 고정하는 단계와, 상기 상판(12)의 하부에 위치된 하판(17)의 재하시험용 실린더(15)를 동작시켜 하판(17)을 이용하여 바닥면에 재하압력을 발생시키는 단계와, 상기 상판(12)에 작용하는 압력에 의하여 상기 압착판(9)에 압착된 케이싱이 상향 이동하고, 상판(12)에 연결되어 지상으로 돌출된 제1봉(13)의 이동정도를 측정하여 케이싱의 마찰력을 산정하는 단계와, 상기 하판(17)에 작용하는 재하압력에 의하여 상기 하판(17)이 케이싱의 바닥으로부터 하향 이동하고, 하판(17)에 연결되어 지상으로 돌출된 제2봉(18)의 이동정도를 측정하여 선단 지지력을 산정하는 단계와, 상기 산정된 주변 마찰력과 선단 지지력을 이용하여 케이싱의 전체 지지력을 산정하는 단계와, 압착용 실린더(10)와 재하시험용 실린더(15)의 유압을 해제하여 압착판(9)을 케이싱의 내측으로 이동시킨 후 투입된 재하시험장치를 지상으로 이동시켜 회수하는 단계를 포함하여 이루어진다.
구체적으로 본 발명에 의한 재하시험방법은 도 9에 도시한 바와 같이 지반, 암반, 지반과 암반 중 하나를 굴착하면서 케이싱을 삽입하고, 상기 삽입된 케이싱의 하부에 패커(42)를 거치하고, 상기 패커(42)에 공기를 주입하여 상기 패커가 상기 케이싱의 내부에 압착되고, 상기 패커의 하부에 그라우팅재(43)를 주입하고, 상기 주입된 그라우팅재(42)가 상기 케이싱의 외부와 굴착면 사이에 채움되고, 상기 채움 후 상기 패커의 공기를 배출하여 상기 압착을 탈착하고, 상기 탈착된 패커를 지상으로 회수하고, 상기 삽입된 케이싱의 내부 및 굴착 바닥의 이물질 또는 레이턴스를 물 또는 고압공기를 이용하여 청소하고, 상기 이물질 또는 레이턴스를 지상으로 배출시키고, 상기 케이싱의 내부에 재하시험기(1)를 투입하고, 상기 재하시험기(1)의 압착용 실린더(10)에 연결된 제1호스(14)를 통하여 유압을 가하여 압착용 실린더 피스톤(11)이 인출시켜 선단에 거치된 원추(2)를 상승시키고, 상기 원추(2)의 상승에 의하여 상기 원추(2)의 외측에 거치된 복수 개의 익스팬더(4)가 수평 이동 또는 상기 원추의 외부 방향으로 벌어져 익스팬더(4)에 형성된 압착판(9)이 상기 케이싱의 내부를 압착하고, 상기 압착용 실린더(10)의 하부에 형성된 재하시험용 실린더(15)에 연결된 제2호스(19)를 통하여 유압를 가하여 재하시험용 실린더 피스톤(16)이 인출되며 하부에 장착된 상판(2)과 상기 재하시험용 실린더(15)의 하부에 장착된 하판(17)에 재하압력이 작용되고, 상기 상판(12)에 작용하는 압력에 의하여 상기 압착판(9)에 압착된 상기 케이싱이 고정 또는 상향 이동하고, 상기 하판(17)에 작용하는 압력에 의하여 상기 하판이 상기 케이싱의 바닥에 고정 또는 하향 이동하고, 상기 상판(12)으로부터 지상으로 돌출된 제1봉(13)에 의하여 상기 상판(2)의 고정 또는 이동정도를 측정하고, 상기 하판(17)으로부터 지상으로 돌출된 제2봉(18)에 의하여 상기 하판(17)의 고정 또는 이동정도를 측정하고, 상기 측정과 동시에 상기 압력이 기록되고, 상기 제1호스(14)와 제2호스(19)를 통하여 유압을 해제하여 압착판(9)을 케이싱으로부터 이격시키고, 상기 투입된 재하시험기(1)를 지상으로 꺼내어 회수하고, 상기 회수된 재하시험기를 청소하고, 상기 제1봉(13)의 동작을 통하여 측정된 압력 값 중 하나 이상의 압력값을 이용하여 상기 케이싱 중 하나의 주변 마찰력을 산정하고, 상기 제2봉(18)의 동작을 통하여 측정된 압력값 중 하나 이상을 압력값을 이용하여 상기 케이싱의 선단 지지력을 산정하고, 상기 산정된 주변 마찰력 및 선단 지지력을 이용하여 상기 케이싱의 전체 지지력을 산정하는 것을 특징으로 한다.

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상기 케이싱은 기초, 피어, 말뚝, 파일, 강관, 철관, 케이싱, 강관 기초, 철관 기초, 케이싱 기초, 기초 강관, 기초 케이싱, 강관 파일, 케이싱 기초 또는 지반, 암반, 지반과 암반 등에 관입, 삽입, 매입, 투입, 설치, 거치 등이 된 기초, 강관, 케이싱 등이 해당된다.

상기 유압은 공압, 유압 또는 잭, 유압잭, 실린더, 로드셀, 피스톤, 실린더에 구비된 피스톤, 압착용 실린더, 압착용 실린더 피스톤, 유압호스, 유압펌프, 재하시험용 실린더, 재하시험용 실린더 피스톤에 의한 유압등이 해당된다.

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1 : 본 발명의 양방향재하시험장치 2 : 원추 4 : 익스팬더
7 : 원통 10 : 압착용 실린더 11 : 압착용 실린더 피스톤
12 : 상판 13 : 제1봉 14 : 제1호스
15 : 재하시험용 실린더 16 ; 재하시험용 실린더 피스톤 17 : 하판
18 : 제2봉 19 : 제2호스 20 : 펌프 40 : 기초 41 : 케이싱
50 : 기초 두부의 재하수단 51 : 기존의 양방향재하시험장치

Claims (12)

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2. 지하, 굴착공 하부, 지중 기초 하부, 지중 강관 하부, 지중 케이싱 하부 중에서 선택되는 하나에 설치되어 재하시험 후 지상으로 회수되는 회수형 양방향 재하시험장치에 있어서,
   상기 회수형 양방향 재하시험장치(1)는,
   길이방향으로 복수 개의 통로(8)가 표면에 형성된 원통(7)과,
   상기 원통(7)의 하면에 가장자리가 고정되며 중앙부분에 압착용 실린더 피스톤(11)이 형성되며 지상의 콤프레셔(21)및 펌프(20)와 연결되어 압력을 전달하는 제1호스(14)가 연결된 압착용 실린더(10)가 설치되고 일측에 타측이 지상으로 노출되는 제1봉(13)이 연결된 상판(12)과,
   상기 압착용 실린더 피스톤(11)에 연결되어 압착용실린더(10)의 동작에 의하여 상하이동 가능한 형태로 형성되며 상협하광 형태의 외측(3)을 갖는 원추(2)와,
   상기 원통(7)의 통로(8)에 수평이동 가능한 형태로 연결되며 일측에 상기 원추(2)의 외측(3)과 대항되는 경사면을 갖는 거치부위(5)와 타측이 원통(7)의 외부로 노출되는 압착판(9)이 일체로 형성된 익스팬더(4)와,
   상기 상판(12)의 하부에 형성되며 중앙부분에 상기 상판(12)의 하면에 단부가 밀착되는 재하시험용 실린더 피스톤(16)이 형성되며 지상의 콤프레셔(21)및 펌프(20)와 연결되어 압력을 전달하는 제2호스(19)가 연결된 재하시험용 실린더(15)가 설치되고 일측에 타측이 지상으로 노출되는 제2봉(18)이 연결된 하판(17)을 포함하며,
   여기서, 상기 원통(7)이 지하에 위치된 상태에서 압착용 실린더(10)가 동작하여 원추(2)에 의하여 익스팬더(4)를 지하 내면에 가압고정함과 동시에 재하시험용 실린더(15)가 동작하여 하판(17)을 하향 가압하여 제1봉(13)과 제2봉(18)을 통하여 주변 마찰력과 선단 지지력을 산정하고, 재하시험 후에는 압착용 실린더(10)와 재하시험용 실린더(15)를 동작시켜 가압상태를 제거하고 지상으로 이동시켜 제거함을 특징으로 하는 회수형 양방향 재하시험장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 지상으로 노출된 제1봉(13)과 제2봉(18)의 단부에 연결되어 상판(12)과 하판(17)의 이동값이 입력되는 제1, 2측정부(23)와,
   상기 제1, 2측정부(23)에서 입력된 측정값을 통하여 주변 마찰력과 선단 지지력을 산정하여 전체 지지력을 산정하는 제3측정부(24)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 양방향 재하시험장치.
   
4. 지하, 굴착공 하부, 지중 기초 하부, 지중 강관 하부, 지중 케이싱 하부 중에서 선택되는 하나에 설치되어 재하시험 후 지상으로 회수되는 회수형 양방향 재하시험장치를 이용한 재하시험 방법에 있어서,
   상기 회수형 양방향 재하시험방법은,
   지반, 암반, 지반과 암반 중 하나를 굴착하면서 강관으로 구성된 케이싱을 삽입하는 단계;
   상기 케이싱의 내부로 재하시험장치(1)를 투입하여 바닥에 위치시키는 단계;
   상기 재하시험장치(1)의 압착용 실린더(10)를 동작시켜 선단에 거치된 원추(2)를 상승시킴과 동시에 원추(2)의 외측에 수평 이동 가능한 형태로 설치된 복수 개의 익스팬더(4)가 원추(2)의 외측 방향으로 이동하여 익스팬더(4)에 장착된 압착판(9)이 케이싱의 내면을 압착하여 고정하는 단계;
   상판(12)의 하부에 위치된 하판(17)의 재하시험용 실린더(15)를 동작시켜 하판(17)을 이용하여 바닥면에 재하압력을 발생시키는 단계;
   상기 상판(12)에 작용하는 압력에 의하여 상기 압착판(9)에 압착된 케이싱이 상향 이동하고, 상판(12)에 연결되어 지상으로 돌출된 제1봉(13)의 이동정도를 측정하여 케이싱의 마찰력을 산정하는 단계;
   상기 하판(17)에 작용하는 재하압력에 의하여 상기 하판(17)이 케이싱의 바닥으로부터 하향 이동하고, 하판(17)에 연결되어 지상으로 돌출된 제2봉(18)의 이동정도를 측정하여 선단 지지력을 산정하는 단계;
   상기 산정된 주변 마찰력과 선단 지지력을 이용하여 케이싱의 전체 지지력을 산정하는 단계;
   압착용 실린더(10)와 재하시험용 실린더(15)의 유압을 해제하여 압착판(9)을 케이싱의 내측으로 이동시킨 후 투입된 재하시험장치를 지상으로 이동시켜 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회수형 양방향 재하시험방법.
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