KR102283609B1 - 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력을 산정하는 방법에 관한 것으로서, 측정을 위한 무상기초로부터 일정거리 이내의 지반에 수신공을 천공하고, 탄성파 수신 센서를 설치하는 제1 단계; 상기 무상기초를 중심으로 상기 수신공과 반대되는 위치에 중형콘관입시험기를 위치시키는 제2 단계; 상기 중형콘관입시험기를 항타하여 지반에 관입하면서 탄성파 신호를 발생시키는 제3 단계; 및 상기 제3 단계에 의하여 생성되는 탄성파 신호를 상기 탄성파 수신 센서가 수신하며, 수신된 신호를 해석하여 상기 무상기초의 근입깊이를 산정하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법에 관한 것이다.

Description

교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법 {METHOD FOR EVALUATING THE EMBEDMENT DEPTH AND GROUND BEARING CAPACITY OF UNKNOWN BRIDGE FOUNDATION}

본 발명은 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력을 산정하는 기술에 관한 것이다.

교량 기초에는 얕은기초와 깊은 기초가 있다. 얕은기초는 상부구조물의 하중을 기초저면을 통하여 지반에 직접 전달하는 기초형식으로 독립기초, 연속기초, 복합기초, 전면기초 등이 있다. 깊은기초는 상부구조물의 하중을 기초의 선단과 주면을 통하여 지반 속에 전달하는 기초형식으로 말뚝기초, 케이슨기초 등이 있다.

교량 기초구조물의 설계지반면은 오랫동안에 걸쳐서 안정된 지층으로 지지력을 기대할 수 있어야 한다. 또한 압밀침하, 동결융해, 세굴에 대한 저항성을 확보해야 하며 이를 위해서는 기초지반에 발생하는 응력은 지반의 전단 파괴응력에 비하여 충분히 작아야 한다.

교량기초의 유효근입깊이는 연직지지력을 산정하는 데 중요한 인자이며, 유효근입깊이를 구하는 경우의 지반은 일반적으로 상시상태의 설계 지반면을 취할 수 있다.

현재 철도교량 하부구조 상태는 기초부의 파손, 말뚝의 손상 및 결함과 기초의 근입 깊이, 측방유동, 세굴 등에 의한 기초의 부등침하 등을 통하여 종합적인 평가가 이루어지고 있다.

공용수명이 오래된 철도교량 무상기초 (Unknown foundation: 설계자료 부재에 의해 기초 제원 등을 파악하기 어려운 기초 구조물)의 상태 평가는 최근에 빈번히 이루어지고 있는 장대레일화를 시행하는데 있어서, 반드시 선행되어야 한다.

이러한 공용수명이 오래된 철도교량 무상기초의 상태를 평가하기 위하여 시공된 주변 지반을 굴착하여 육안조사 및 다양한 현장시험법을 통해 철도교량 기초의 근입 깊이나 형식, 지반 조건 등을 평가하는 방법이 사용될 수 있으나 이러한 방법은 복잡하고 비경제적이며, 철도교량 기초부의 손상과 같은 문제를 유발할 수 있다.

이에, 본 발명의 발명자는 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및지반의 지지력을 산정하기 위한 방법을 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 공압으로 타격하는 중형콘관입시험기를 활용하여 타격에너지를 일정하게 유지함으로써 측정치에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있는 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법을 제공하고자 한다.

수신된 탄성파의 위상속도변화를 추정하여 무상기초의 근입깊이를 산정할 수 있는 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법을 제공하고자 한다.

표준관입시험과의 상관관계를 이용하여 지반의 지지력을 산정할 수 있는 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법을 제공하고자 한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

본 발명의 실시예에 따라서 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력을 산정하는 방법에 관한 것으로서,

측정을 위한 무상기초로부터 일정거리 이내의 지반에 수신공을 천공하고, 탄성파 수신 센서를 설치하는 제1 단계;

상기 무상기초를 중심으로 상기 수신공과 반대되는 위치에 중형콘관입시험기를 위치시키는 제2 단계;

상기 중형콘관입시험기를 항타하여 지반에 관입하면서 탄성파 신호를 발생시키는 제3 단계;

상기 제3 단계에 의하여 생성되는 탄성파 신호를 상기 탄성파 수신 센서가 수신하며, 수신된 신호를 해석하여 상기 무상기초의 근입깊이를 산정하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,

교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 단계는,

천공 후, 공벽의 붕괴를 막기위해 관을 삽입하고 상기 관에 상기 탄성파 수신센서를 설치하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 단계는,

상기 수신공과 상기 중형콘관입시험기의 거리는 10m 이내로 설정되는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제3 단계는,

공압으로 항타하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제3 단계는,

무게 30kgf 해머로 자유낙하고 500mm에서 외경 32mm, 길이 1000mm의 분리형 로드(Rod)를 타격하여 상기 분리형 로드가 관입됨에 따라 지반의 탄성파 신호를 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제3 단계는,

상기 분리형 로드를 100mm 관입하는데 소요되는 타격횟수(N'값)을 측정하고, 표준관입시험과의 상관관계를 토대로 상기 무상기초의 지반지지력을 산정하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제4 단계는,

수신된 탄성파 신호의 깊이별 위상속도 변화를 추정하여 상기 무상기초의 근입깊이를 산정하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법을 이용하면 수신된 탄성파 측정치에 대한 신뢰도가 향상될 수 있다.

또한, 본 발명을 이용하면 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 등을 용이하게 산정할 수 있게 된다.

한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.

도 1은 본 발명에 따른 중형콘관입시험기를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 중형콘관입시험기를 이용하여 탄성파신호를 발생시키고 이를 수신공에 설치된 지오폰 센서가 수신하고, 수신된 신호를 분석 및 표시하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따라 중형콘관입시험기를 연장시켜 지반에 관입하면서 탄성파 신호를 발생시키고, 관입된 중형콘관입시험기에 대응하여 지오폰 센서의 위치가 변경되는 것을 나타낸 도면이다.
도 6(a) 탄성파 신호 발생기와 지오폰 센서 사이에 기초말뚝이 있는 경우에 있어서 주파수에 따른 위상속도값의 변화를 나타내고, 도 6(b)는 탄성파 신호 발생기와 지오폰 센서 사이에 기초말뚝이 없는 경우에 있어서 주파수에 따른 위상속도값의 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법을 나타낸 공정의 순서도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명에 따른 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

다짐토의 상태평가를 위한 동적콘관입시험이 있지만, 이는 시공완료된 상부노반에 대한 적용에 적합한 것으로서, 철도 교량 하부 기초를 구성하는 지반과 같이 매우 불규칙하고 자갈이나 쇄석 같은 재료들이 혼입된 지반에서는 신뢰성 있는 측정치를 산출하기 어렵다.

또한, 지반지지력 등을 산정하가 위한 표준관입시험이 있지만, 규격이 크고 인력 및 시간이 많이 소요되며 공용중인 철도 교량의 현장조건에 적합하지 않다.

이에 본 발명은 중형콘관입시험기를 이용하여 무상기초의 관입깊이 및 지반의 지지력 등을 산정하는 것이다.

도 7은 본 발명에 따른 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법을 나타낸 공정의 순서도이다.

도 1은 본 발명에 따른 중형콘관입시험기를 나타낸 도면이다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 중형콘관입시험기(10)를 탄성파를 발생시키는 것으로서, 본 발명에 따른 중형콘관입시험기(10)는 공압모터(M), 분리형 로드(11), 삽입콘(12), 및 해머(13)를 포함할 수 있다.

중형콘관입시험기(10)는 동적콘관입시험의 단점을 보완하기 위하여 규격을 증가시켜 높은 타격에너지를 확보하고, 분리형 로드(11) 및 삽입콘(12)의 강성이 증가되었으며, 분리형 로드(11)를 서로 결합하여 최대 관입깊이 10m까지 가능하게 된다.

분리형 로드(11)는 외경 32mm, 길이 1000mm로서, 여러 개를 길이방향으로 결합하여 길이를 연장할 수 있다. 분리형 로드(11)의 단부에는 일단이 뾰족하게 형성된 삽입콘(12)이 결합되어 지반에 삽입이 용이해질 수 있다. 삽입콘(12)과 분리형 로드(11)는 서로 분리 및 결합될 수 있다. 이처럼 분리형 로드(11)가 삽입콘(12)과의 결합 및 분리가 자유롭고, 분리형 로드(11)간 결합 및 분리가 용이하여 분리형 로드(11)를 복수로 길게 결합시켜 지반의 깊은 깊이까지 분리형 로드(11)를 관입할 수 있게 된다.

해머(13)는 무게 30kgf 해머(13)로 자유낙하고 500mm에서 자유낙하하여 분리형로드를 타격하게 된다.

이때 해머(13)의 타격은 공압으로 항타하게 된다. 해머(13)를 공압으로 항타함에 따라 타격에너지를 일정하게 유지할 수 있고, 타격에너지가 일정해짐에 따라 타격에너지에 의해 발생된 신호도 일정하여 이로부터 산정되는 여러 측정값에 대한 신뢰도가 증가하게 된다.

공압모터(M)에서 나오는 공압은 중형콘관입시험기(10) 가이드 부분에 있는 밸브로 호스틀 통해 해머(13) 리프트 부분으로 전달되어 해머(13)를 일정한 낙하고까지 올리게 된다. 이후 해머(13)는 자유낙하하여 분리형로드를 타격하게 되는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 중형콘관입시험기(10)를 이용하여 탄성파신호를 발생시키고 이를 수신공(H)에 설치된 지오폰 센서(20)가 수신하고, 수신된 신호를 분석 및 표시하는 것을 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중형콘관입시험기(10)를 이용하여 지반에 탄성파를 발생시키면, 발생된 탄성파가 지반을 타고 수신공(H)의 지오폰 센서(20)에 전달된다.

이때 탄성파가 통과하는 경로상에 무상기초(P)가 있는 경우와 무상기초(P)가 없는 경우에 있어서, 지오폰 센서(20)에서 수신하는 탄성파의 위상속도값이 서로 다르게 산출될 수 있다. 이로부터 무상기초(P)의 근입깊이를 추정할 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

해머(13)가 분리형 로드(11)를 타격하는 순간(트리거)의 신호를 통신으로 전달받고, 지오폰 센서(20)로부터 수신된 탄성파 신호를 전달받아 이에 대한 시간차를 통하여 탄성파 속도를 산출할 수 있다. 탄성파 속도는 거리/시간으로 구할 수 있다.

이렇게 탄성파 속도를 산출하여 지반의 전단계수 등을 산출할 수도 있다.

시간-주파수 분석기(30)는 중형콘관입시험기(10)의 신호부 및 수신공(H)의 지오폰 센서(20)와 서로 통신하며 양측으로부터 전달된 정보를 분석하게 된다. 분석된 정보를 표시기(40)로 전달하면 표시기(40)는 이를 사용자가 확인할 수 있도록 그래프 등으로 표시할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법은 수신공(H)을 천공하고 지오폰 센서(20)를 설치하는 제1 단계, 중형콘관입시험기(10)를 위치하는 제2 단계, 중형콘관입시험기(10)를 항타하여 탄성파 신호를 발생시키는 제3 단계, 지오폰 센서(20)가 탄성파 신호를 수신하고, 무상기초(P)의 근입깊이 및 지반 지지력 등을 산정하는 단계를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 측정을 위한 무상기초(P)로부터 일정거리 이내의 지반에 수신공(H)을 천공하고 탄성파 수신 센서를 설치할 수 있다. 이때 탄성파 수신 센서는 지오폰 센서(20)를 포함한다.

수신공(H)을 천공하고 탄성파 수신 센서를 설치하는 단계는 지반을 천공 후 공벽의 붕괴를 막기위해 관을 삽입하고, 삽입된 관에 탄성파 수신 센서를 설치하는 것을 포함한다. 이때 관은 PVC 관으로 형성되어 탄성파의 수신을 방해하지 않을 수 있다.

그리고 무상기초(P)를 중심으로 수신공(H)과 반대되는 위치에 중형콘관입시험기(10)를 위치시킨다. 앞서 설명한 바와 같이 무상기초(P)의 근입깊이를 파악하기 위하여 무상기초(P)를 중심으로 일방에서 타방으로 신호를 보내되, 깊이를 따라 신호를 발생시키고 수신하는 공정을 반복하게 된다.

한편, 중형콘관입시험기(10)와 수신공(H)의 거리는 10m 이내로 형성될 수 있다. 바람직하게는 중형콘관입시험기(10) 및 수신공(H) 모두 무상기초(P)로부터 3m 반경 이내에 위치하는 것이 좋다. 탄성파 신호의 보다 정확한 전달 및 측정을 위함이다.

이때 중형콘관입시험기(10)의 분리형 로드(11) 1m(1000mm)를 연장해가면서 깊은 깊이까지 분리형 로드(11)를 연장하여 관입하고 신호를 발생시킬 수 있다.

한편, 분리형 로드(11)가 관입되는 깊이에 따라서 수신공(H)에 설치되는 지오폰 센서(20)의 위치도 변경된다. 관입되는 깊이가 깊어짐에 따라 지오폰 센서(20)의 위치도 이에 대응하게 깊게 설치되는 것이다.

본 발명에서는 분리형 로드(11)가 1m를 반영하여 하나의 분리형로드에 의하여 1m 관입이 되면 이에 따라 지오폰 센서(20)도 수신공(H)에서 1m씩 깊이에 위치하게 되고, 분리형 로드(11)가 2개가 결합되어 2m 깊이까지 관입될 수 있으면 지오폰 센서(20)의 위치도 수신공(H)에서 2m 깊이에 위치할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명에 따라 중형콘관입시험기(10)를 연장시켜 지반에 관입하면서 탄성파 신호를 발생시키고, 관입된 중형콘관입시험기(10)에 대응하여 지오폰 센서(20)의 위치가 변경되는 것을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면 하나의 분리형 로드 즉 1m의 분리형 로드가 지반에 삽입되면서 탄성파 신호를 계속해서 발생시키고, 수신공(H)의 지오폰 센서(20)는 이에 대한 신호를 수신하게 된다.

도 4를 참조하면 하나의 분리형 로드(11)에 다른 하나의 분리형 로드(11')가 결합되어 2m 깊이까지 관입된 것을 확인할 수 있다. 결합된 분리형 로드(11, 11')의 삽입 깊이에 대응하여 수신공(H)에서의 지오폰 위치도 깊어지게 된다.

도 5를 참조하면 하나의 분리형 로드(11)에 다른 하나의 분리형 로드(11')가 결합되고, 또 다른 하나의 분리형 로드(11”가 다른 하나의 분리형 로드(11')에 결합되어 지반에 삽입된 것을 확인할 수 있다.

결합된 분리형 로드(11, 11', 11”의 삽입 깊이에 대응하여 수신공(H)에서의 지오폰 위치도 깊어지게 된다.

도 3 내지 도 5에서 알 수 있듯이, 수신공(H)에 복수의 지오폰 센서(20)를 설치하는 것이 아니라 분리형 로드의 삽입 깊이에 대응하여 하나의 지오폰 센서(20)의 위치를 변경해가면서 분리형 로드에서 발생된 탄성파를 수신하는 것이다.

복수의 지오폰 센서를 설치하게 되면 분리형 로드에서 발생되는 탄성파가 각각의 지오폰 센서(20)에서 모두 측정되고, 이에 따라 데이타의 양이 폭증할 뿐만 아니라 이러한 수많은 데이터로부터 무상기초(P)의 근입깊이를 산정하기 위한 유효한 데이터를 선별하는 것도 용이하지 않다.

따라서 본 발명은 분리형 로드의 관입깊이에 대응하는 위치에 하나의 지오폰 센서(20)만을 설치하고 하나의 지오폰 센서(20)에서 수신된 탄성파 신호를 분석함으로써 무상기초(P)의 근입깊이를 용이하게 도출할 수 있게 된다.

도 6(a) 탄성파 신호 발생기와 지오폰 센서 사이에 기초말뚝이 있는 경우에 있어서 주파수에 따른 위상속도값의 변화를 나타내고, 도 6(b)는 탄성파 신호 발생기와 지오폰 센서 사이에 기초말뚝이 없는 경우에 있어서 주파수에 따른 위상속도값의 변화를 나타낸 도면이다.

도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 바와 같이 탄성파 신호 발생기와 지오폰 센서 사이에 기초말뚝이 있는 경우와 없는 경우에 있어서, 주파수에 따른 위상속도값의 변화를 확인할 수 있다.

이를 이용하여 본 발명에서도 분리형 로드의 단부에 결합된 삽입콘으로부터 발생되는 탄성파 신호와 수신공에 위치하는 지오폰 센서 사이에 무상기초가 있는 경우와 없는 경우에 있어서의 위상속도값의 변화를 확인할 수 있고, 이에 따라 무상기초의 근입깊이를 추정할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 중형콘관입시험기를 이용하여 지반지지력 등 지반력이나 내부마찰각, 점착력, 변형계수 등을 산정할 수 있다. 본 발명에 따른 분리형 로드를 100mm 관입하는데 소요되는 타격횟수(N'값)을 측정하고, 표준관입시험과의 상관관계를 토대로 무상기초의 지반지지력 등을 산정할 수 있다.

종래 표준관입시험에 따라 측정된 N값을 통하여 지반지지력, 내부마찰각, 점착력, 변형계수 등을 산정하는 여러 식이 제안되어 있다. 이에 본 발명은 중형콘관입시험기를 이용한 시험을 통하여 얻어진 N'값을 표준관입시험에 맞추어 보정하고, 이를 종래 지반지지력, 내부마찰각, 점착력, 변형계수 등을 산정하는 식에 적용하여 이에 대한 값을 산정하게 된다.

표준관입시험과의 상관관계를 고려하기 위하여 관입에너지, 지반의 상재하중, 지하수위 등을 고려하여 측정된 N'값을 보정할 수 있다.

먼저 관입에너지를 이용하여 N'값을 보정하는 방법은 아래와 같다.

표준관입시험과 중형콘관입시험의 해머의 무게, 낙하고, 콘의 단면적, 관입깊이를 고려하여 아래 제안된 이론식에 각각 적용한다.

관입 에너지(Q) =

여기서, M : 타격해머의 무게

H : 낙하고

A : 콘(Cone) 단면적

δ: 관입깊이 이다.

예를 들어, 표준관입시험과 중형콘관입시험의 관입에너지 차이에 타격횟수는 반비례할 수 있다. 따라서 중형콘관입시험에 의하여 측정된 N'값을 표준관입시험과 중형콘관입시험의 관입에너지를 고려하여 보정할 수 있게 되고, 이렇게 보정된 값으로 지반지지력, 내부마찰각, 점착력, 변형계수 등을 구할 수 있게 된다.

다음으로 지하수위를 고려하여 측정된 N'값을 보정할 수도 있다.

세립분 및 실트층에서 중형관입시험을 실시할 경우, 타격시 발생하는 과잉간극수압의 영향으로 과소평가되는 N'값을 아래 식으로 보정할 수 있다.

여기서, N : 보정된 N값

N' : 실측값

이렇게 지하수위 등을 고려하여 보정된 N값을 이용하여 지반지지력, 내부마찰각, 점착력, 변형계수 등을 구할 수 있게 된다.

나아가 상재하중의 보정을 통하여 N'값을 보정할 수도 있다.

상재하중 보정은 심도에 따라 영향을 받으며, 유효연직응력이 100kPa 일 때를 기준으로 일반화된 상수를 이용하여 보정하게 된다.

여기서, CN : 보정된 N값

P : 100 kPa

: 유효연직응력

이처럼 중형콘관입시험을 통하여 측정된 N'값을 표준관입시험과의 상관관계를 고려하여 보정한 다음 지반의 지지력, 내부마찰각, 점착력, 변형계수 등을 구하는 것이다.

지반의 지지력, 내부마찰각, 점착력, 변형계수 등을 구하는 구체적인 방법은 종래 제안된 다양한 방법을 이용할 수 있고 여기서 자세한 설명은 생략한다.

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

10: 중형콘관입시험기
11, 11', 11”: 분리형 로드
12: 삽입콘
13: 해머
M: 공압모터
20: 지오폰 센서
30: 시간-주파수 분석기
40: 표시기
P: 무상기초
H: 수신공

Claims (7)

1. 교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력을 산정하는 방법에 관한 것으로서,
   측정을 위한 무상기초로부터 일정거리 이내의 지반에 수신공을 천공하고, 탄성파 수신 센서를 설치하는 제1 단계;
   상기 무상기초를 중심으로 상기 수신공과 반대되는 위치에 중형콘관입시험기를 위치시키는 제2 단계;
   상기 중형콘관입시험기를 항타하여 지반에 관입하면서 탄성파 신호를 발생시키는 제3 단계; 및
   상기 제3 단계에 의하여 생성되는 탄성파 신호를 상기 탄성파 수신 센서가 수신하며, 수신된 신호를 해석하여 상기 무상기초의 근입깊이를 산정하는 제4 단계를 포함하고,
   상기 제1 단계 내지 상기 제2 단계는,
   상기 중형콘관입시험기의 분리형 로드를 연장해가면서 깊게 관입하고, 상기 중형콘관입시험기의 관입 깊이에 대응하여 상기 탄성파 수신 센서의 위치를 변경시키는 것을 포함하고,
   상기 제3 단계 내지 상기 제4 단계는,
   변경된 상기 중형콘관입시험기의 관입 깊이 및 이에 대응하는 상기 탄성파 수신 센서의 위치에서 탄성파 신호를 발생 및 수신하는 것을 포함하며,
   상기 제4 단계는,
   수신된 탄성파 신호의 깊이별 위상속도 변화를 추정하여 상기 무상기초의 근입깊이를 산정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 단계는,
   천공 후, 공벽의 붕괴를 막기위해 관을 삽입하고 상기 관에 상기 탄성파 수신센서를 설치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 단계는,
   상기 수신공과 상기 중형콘관입시험기의 거리는 10m 이내로 설정되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제3 단계는,
   공압으로 항타하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제3 단계는,
   무게 30kgf 해머로 자유낙하고 500mm에서 외경 32mm, 길이 1000mm의 상기 분리형 로드(Rod)를 타격하여 상기 분리형 로드가 관입됨에 따라 지반의 탄성파 신호를 발생하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제3 단계는,
   상기 분리형 로드를 100mm 관입하는데 소요되는 타격횟수(N'값)을 측정하고, 표준관입시험과의 상관관계를 토대로 상기 무상기초의 지반지지력을 산정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   교량 하부 무상기초의 근입깊이 및 지반지지력 산정방법.
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