KR200142328Y1

KR200142328Y1 - 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치

Info

Publication number: KR200142328Y1
Application number: KR2019960034005U
Authority: KR
Inventors: 엄진석; 안영훈
Original assignee: 공용조; 코오롱건설주식회사
Priority date: 1996-10-16
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR19980020759U

Abstract

토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치에 있어서, 본 고안에서는 대형건물 및 도로, 교량의 시공시에 지반의 강도를 보강하기 위하여 지반에 심는 대구경 말뚝의 지지력 측정을 간단하고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 시험장치를 제공하여, 건물의 안전한 건축과 부실공사를 방지할 수 있는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치를 제공할 목적으로, 일정한 하중을 가지며 지반에 심어진 말뚝에 충격을 가할 수 있도록 된 타격수단과, 이 타격수단이 정확한 위치에 낙하할 수 있도록 안내하는 가이드 수단과, 이 가이드 수단에 의해 안내되며 낙하하는 타격수단에 의해 말뚝이 타격을 받아 방출하는 충격파를 감지하고 연산하여 말뚝의 지지력을 측정할 수 있도록 하는 측정수단을 포함하는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치를 제공함으로서, 상기한 타격수단을 소정의 낙하수단(예를 들면:기중기)을 사용하여 일정한 높이에서 측정하고자 하는 말뚝을향해 낙하시켜 말뚝으로부터 방출되는 충격파를 측정장치에서 감지하고 연산하여 말뚝의 지지력을 측정할 수 있어, 대형건물 및 도로, 교량등과 같은 대형 건축물에 사용되는 말뚝을 간단하고 정확하게 시험할 수 있으며, 토목, 건출물 공사시에 지반의 강도에 대한 충분한 자료를 얻을 수 있기 때문에, 건축물을 안전하게 시공할 수 있어 부실공사를 사전에 방지할 수 있도록 하였다.

Description

토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치

본 고안은 토목, 건축용 대구경 말뚝 시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고층건물, 도로, 교량 등 대형 건축물의 축조시에 지반의 강도를 높일 수 있도록 지반에 심는 말뚝의 지지력을 측정할 수 있도록 하는 토목, 건축용 대구경 말뚝 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 토목, 건축용 대구경 말뚝은 상기한 바와 같이 대형 건축물의 축조시에 지반의 강도를 보강하여 지반이 건축물을 충분히 지탱할 수 있도록 하여 지반에 심는 보강수단이다.

이러한 보강수단은 구조물의 하중과 말뚝의 지름에 따라 분류되며, 크게 소구경 말뚝과 대구경 말뚝이 있다.

상기에서 소구경 말뚝은 주로 소규모 구조물을 공사할 때에 사용되는 것으로 금속재의 관 또는 지름이 작으며 철심은 심은 콘크리이트관 등이 있다.

그리고, 대구경 말뚝은 대형건물 및 도로, 교량등 대형 구조물을 공사할 때에 사용되는 보강수단으로 주로 지름이 700mm 이상의 대형 콘크리이트 말뚝이 사용되고 있다.

상기와 같은 건설용 말뚝들은 건물의 공사시 지반이 약한 곳에 심어지며, 심어진 말뚝들은 건물의 안전을 위하여 여러 가지 시험을 하여 안전성 여부를 판단해야만 한다.

그 중에서도 특히 중요한 시험으로 말뚝의 동재하시험(일면:PDA 시험)이 있으며, 이것은 말뚝이 건물의 일정한 하중을 지탱할 수 있는지와 말뚝 재료 자체의 결함 여부에 대한 중요한 판단 기준이 된다.

상기와 같은 동재하 시험은 지반에 심어진 말뚝에 일정한 하중을 가지는 해머(hammer)를 낙하 항타하여 말뚝에서 방출되는 충격파를 파일항타분석기(PDA)를 통해 연산하여 말뚝의 지지력을 측정하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 말뚝의 항타시험은, 종래에는 소규모의 구조물에 쓰이는 소구경 말뚝에 있어서는 시험할 수 있는 장치가 있으나, 대규모의 구조물에서 사용되는 대구경 말뚝에 있어서는 시험할 수 있는 장치가 없는 문제점이 있다.

이것은 소구경 말뚝의 경우 말뚝의 직경이 작기 때문에, 사용되는 해머나 해머를 낙하시키는 기구들이 간단하고 작기 때문에 가능한 거시고, 대구경 말뚝의 경우에는 말뚝의 직경이 크고 시험해야만 하는 지지력이 크기 때문에 사용되는 해머나 낙하시키는 기구들의 제작되고 사용되는데 어려움이 많고 그 정확한 측정치들을 얻을 수 없기 때문이다.

그래서, 현실적으로 대구경 말뚝의 동재하 시험은 현재 수행하지 않고 있는 실정이며, 주로 이론적인 데이터를 계산하여 말뚝의 지지력을 계산하여 구조물의 건축이 이용되고 있다.

따라서, 말뚝의 정확한 지지력의 측정이 불가능하여 구조물의 안전한 공사가 제대로 이루어지지 못하고 있어, 부실공사의 주원인이 되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 고안된 것으로 본 고안의 목적은, 대형 건물 및 도로 및 교량의 시공시에 지반의 강도를 보강하기 위하여 지반에 심은 대구경 말뚝의 지지력의 측정을 간단하고 정확하게 측정할 수 있도록 하는 시험장치를 제공하여 건물의 안전한 시공과 부실공사를 방지할 수 있는 토목, 건축용 대구경 말뚝 시험장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 토목, 건축용 대구경 말뚝 시험장치는 일정한 하중을 가지며 지반에 심어진 말뚝에 충격을 가할 수 있도록 된 타격수단과, 이 타격수단이 정확한 위치에 낙하할 수 있도록 가이드하는 가이드 수단과, 이 가이드 수단에 의해 가이드되며 낙하하는 타격수단에 의해 말뚝이 타격을 받아 방출하는 충격파를 감지하고 연산하여 말뚝의 지지력을 측정할 수 있도록 하는 측정수단을 포함하고 있다.

이러한 토목, 건축용 대구경 동재하 말뚝 시험장치는 상기한 타격수단을 소정의 낙하수단(예를 들면:기중기)을 사용하여 일정한 높이에서 측정하고자 하는 말뚝을 향해 떨어뜨려 말뚝으로부터 방출되는 충격파를 측정장치에서 연산하여 말뚝의 지지력을 얻을 수 있어, 대형건물 및 도로, 교량등과 같은 대형 건축물에 사용되는 말뚝을 간단하고 정확하게 시험할 수 있다.

따라서, 구조물 공사시에 말뚝의 지지력 및 지반의 강도에 대한 충분한 자료를 얻을 수 있어, 구조물을 안전하게 시공할 수 있어 부실공사를 사전에 방지할 수 있다.

제1도는 본 고안에 의한 실시예에 따른 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치를 보인 사시도.

제2도는 본 고안에 의한 실시예에 따른 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치를 보인 사용 상태 단면도이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도 및 제2도는 본 고안에 의한 실시예에 따른 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치를 도시한 것으로, 본 실시예의 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치는 지반에 심어진 말뚝(2)에 충격을 주어 말뚝(2)에서 충격파를 발생시킬 수 있도록 하는 타격수단(4)을 가지고 있다.

또한, 본 실시예의 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치는 상기 타격수단(4)을 가이드하여 말뚝(2)에 정확한 충격을 줄 수 있도록 하는 가이드 수단(6)과, 충격이 가해진 말뚝(2)에서 방출되는 충격파를 감지하여 연산함으로써 말뚝의 지지력을 측정할 수 있도록 하는 측정수단(8)을 포함하고 있다.

상기에서 타격수단(4)은 말뚝(2)에 일정한 충격을 줄 수 있도록, 일정한 하중을 가지고 있으며 일정한 높이에서 기중기 등과 같은 소정의 낙하수단에 의해 낙하될 수 있도록 상면에 와이어(10)가 연결되는 고리(12)가 마련된 추(14)로 이루어져 있다.

상기한 추(14)는 대구경의 말뚝(2)이 지지해야만 하는 하중의 힘으로 말뚝(2)에 충격을 주어야 하기 때문에 일정한 하중을 가지고 있으며, 상부에는 상기한 기중기에 의해 일정한 높이로 끌어 올려져야 하므로 기중기 등과 같은 낙하수단과 연결된 와이어(10)를 걸 수 있도록 된 고리(12)가 마련되어 있다.

상기한 고리(12)는 추(14)의 무게를 고려하여 중심에서 각각 90°로 이격되며 일정한 위치에 마련되며 걸이구멍(16)을 가지고 있다.

상기와 같이 이루어지는 타격수단(4)을 가이드하여 정확한 위치에 낙하시킬 수 있도록 하는 가이드 수단(6)은 내부에 상기 타격수단(4)의 외주보다 약간 큰 공간부(18)가 마련되며 일정한 길이를 가지는 상부몸체(20)와, 이 상부몸체(20)의 하부에 위치하여 상기한 말뚝(2)의 상부를 수용할 수 있도록 내부에 상기 공간부(18)보다 큰 내경을 가지는 또 다른 공간부(22)가 마련된 하부몸체(24)로 이루어져 있다.

상기에서 상부몸체(20)와 하부몸체(24)의 외주에는 상부몸체(20)의 상부에서 작업을 수행할 수 있도록, 작업자가 상부로 올라갈 수 있도록 하는 복수의 받침부재(26)가 마련되어 있으며, 하부몸체(24)의 일측부에는 상기 공간부(22)를 출입할 수 있도록 일정한 폭을 가지는 출입구(28)가 마련되어 있다.

또한, 하부몸체(24)의 하단에는, 이 하부몸체(24)의 하중을 보강하여 가이드 수단(6)이 안정되게 지면에 설치될 수 있도록 내측으로 연장된 보강돌편(30)이 형성되어 있다.

또한, 하부몸체(24)의 내주에는 상기 공간부(18)의 내경 범위까지 돌출된 복수의 가이드 돌편(32)이 마련되어 있어, 상기 상부몸체(20)의 공간부(18)에 의해 가이드되어 낙하되는 타격수단(4)을 연하여 가이드할 수 있도록 되어 있다.

이러한 가이드 돌편(32)은 상기 보강돌편(30)과 함께 하중을 보강하여, 가이드 수단(6)이 더욱 안정되게 지면에 설치할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기한 상부몸체(20)의 외주면에는, 상기 타격수단(4)이 공간부(18)를 타고 가이드될 때에, 공간부(18)에 존재하는 공기들이 타격수단(4)의 낙하를 방해하지 않도록 하기 위하여, 공기들이 외부로 빠져나갈 수 있도록 하는 복수의 통공(34)들이 상부에서 하부로 순차적으로 마련되어 있다.

이러한 통공(34)들은 공기의 유통뿐만 아니라, 타격수단(4)의 위치를 외부에서 인식할 수 있도록 되어 있어, 타격수단(4)의 정확한 위치를 파악하는데 이용되기도 한다.

상기한 가이드 수단(6)을 기중기 등과 같은 운반수단에 의해 측정하고자 하는 위치에 설치하기 위하여, 상기한 상부몸체(20)의 상단에는 운반수단과 연결된 운반용 와이어를 걸 수 있도록 구멍(36)이 구비되며 외부로 돌출된 걸이부재(38)가 마련되어 있다.

또한, 상기한 걸이부재(38)에는 상기 구멍(36)의 하부로 또 다른 구멍(40)을 마련하여 상기 가이드 수단(6)이 유동되지 않고, 지면에 고정할 수 있도록 지면에 심는 핀부재(42)와 연결된 지지용 와이어(44)를 걸 수 있도록 되어 있다.

상기에서 핀부재(42)는 상기 지지용 와이어(44)와 연결된 가이드 수단(6)을 사방에서 지지할 수 있도록 된 지지용 와이어(44)를 고정할 수 있도록 된 구멍(46)이 관통이 있으며, 하부에는 지면에 심기 용이하도록 단부가 뾰족하게 형성되어 있다.

상기에서 걸이부재(38)는 상부몸체(20)의 상단에 하나 이상 마련되며, 본 실시예에서는 안정된 운반과 지지를 위하여 공간부(18) 중앙을 중심으로 서로 90° 간격으로 위치할 수 있도록 상부몸체(20)의 상단에 4개의 걸이부재(38)를 마련하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기한 바와 같이 본 실시예에서는 상기한 타격수단(4)에 의해 타격을 받아 충격을 받는 말뚝(2)에서 방출되는 충격파를 감지하여 연산함으로서, 상기 말뚝(2)의 지지력을 측정할 수 있도록 하는 측정수단(8)을 포함하고 있는데, 이러한 측정수단(8)은 상기 말뚝(2)의 두부에 위치하여 말뚝(2)에서 방출되는 충격파를 감지할 수 있도록 하는 감지부재(48)를 가지고 있다.

또한, 상기한 측정수단(8)은 상기 감지부재(48)에서 감지된 충격파를 입력받아 입력된 데이터를 분석하고, 연산하여 말뚝(2)의 지지력에 대한 측정치를 얻을 수 있도록 하는 제어부(50)를 포함하고 있다.

상기와 같이 이루어지는 측정수단(8)은 일반 토목, 건축용 말뚝 동재하 시험 장치에서 통상적으로 사용되는 측정수단들이 이용될 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 실시예의 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치는, 먼저 시험하고자 하는 말뚝(2)의 상부에 상기한 가이드 수단(6)을 공간부(22)가 삽입되도록 하여 설치하고, 상기한 걸이부재(38)에 걸려있는 지지용 와이어(44)에 연결된 핀부재(42)를 지면의 적당한 위치에 심어 가이드 수단(6)이 지면에서 유동되지 않고 지탱할 수 있도록 한다.

그런 다음, 상기 말뚝(2)의 상부에 상기한 측정수단(8)의 감지부재(48)를 설치하여 말뚝(2)으로부터 발생되는 충격파를 감지할 수 있도록 한 다음, 상기한 타격수단(4)을 기중기 등과 같은 소정의 낙하수단에 고정한다.

이때에는 상기한 타격수단(4)의 상부에 형성된 고리(12)에 와이어(10)를 연결한 다음 기중기에서 연결된 걸고리(52)에 이 와이어(54)를 연결하여 고정하는데, 이때에는 타격수단(4)에 연결되는 와이어(10)의 개수를 고려하여 별도의 연결부재(56)를 마련하여 기중기에 고정한다.

이러한 연결부재(56)는 직교하는 돌편(58)에 와이어(10)를 고정할 수 있도록 하는 구멍(60)이 형성되어 있으며, 상부에는 기중기에 연결된 와이어(54)를 고정할 수 있도록 된 구멍(62)이 형성되어 있다.

그래서, 상기한 타격수단(4)에 연결된 각각의 와이어(10)를 상기 연결부재(56)의 돌편(58)에 형성된 구멍(60)에 고정하고, 상부에 마련된 구멍(62)에 기중기에 연결된 와이어(54)를 고정하여, 상기 타격수단(4)에 연결된 와이어(10)들이 서로 꼬이지 않고 평형을 유지하면서 타격수단(4)이 기중기에 고정되도록 되어 있다.

상기와 같이 기중깅 타격수단(4)이 고정되면 이 타격수단(4)을 상기한 가이드 수단(6)의 상부 공간부(18)에 삽입하여 말뚝(2)에 타격을 줄 수 있도록 위치시킨다.

상기에서 타격수단(4)이 정확한 위치에 마련될 수 있도록 하기 위해서는 사람의 조작이 필요하며, 이를 위하여 상기 가이드 수단(6)의 상부에 올라가기 위하여, 가이드 수단(6)의 외주면에는 사람이 승강할 수 있도록 하는 받침부재(26)가 마련되어 있다.

상기와 같이 본 실시예의 시험장치가 설치되며 타격수단(4)의 타격으로부터 말뚝(2)의 상부를 보호할 수 있도록 하기 위하여, 이 말뚝(2)의 상부에는 소정의 완충부재(64)를 마련하여 시험을 수행한다.

이러한 시험은 상기한 낙하수단에 고정되어 있는 타격수단(4)을 자유낙하 시키는 것으로 이루어지며, 자유 낙하하는 타격수단(4)은 가이드 수단(6)의 공간부(18)와 가이드 돌편(32)에 의해 안내되어 말뚝(2)의 정확한 위치에 타격을 가할 수 있다.

이때, 상기 공간부(18)에 가득차 있는 공기들은 상기 타격수단(4)이 낙하하면서 하부로 밀리게 되고, 가이드 수단(6)에 형성된 통공(34)을 통하여 외부로 빠져나가게 된다.

상기에서 타격수단(4)의 낙하거리는 말뚝(2)에 가해지는 타격력을 크게 좌우함으로, 상기 통공(34)을 통하여 그 위치를 확인하여 정확한 위치에 타격수단(4)이 위치할 수 있도록 정밀한 위치 조작을 수행해야만 한다.

상기에서와 같이 타격수단(4)이 말뚝(2)에 타격을 가하면, 이 말뚝(2)은 진동하며 내부에서 일정한 충격파를 방출하게 되고, 이 충격파는 말뚝(2)에 장착된 감지부재(48)에 의해 감지되고 제어부(50)를 통하여 연산되어 말뚝(2)의 지지력을 측정할 수 있다.

상기와 같이 본 고안의 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치는, 상기한 타격수단을 소정의 낙하수단(예를 들면:기중기)을 사용하여 일정한 높이에서 측정하고자 하는 말뚝을 향해 떨어뜨려 말뚝으로부터 감지된 충격파를 측정장치에서 연산하여 말뚝의 지지력을 얻을 수 있어, 대형건물 및 도로, 교량등과 같은 대형 구조물에 사용되는 말뚝을 간단하고 정확하게 시험할 수 있어, 토목, 건축물 공사시에 지반의 강도에 대한 충분한 자료를 얻을 수 있기 때문에, 구조물을 안전하게 시공할 수 있어 부실공사를 사전에 방지할 수 있는 것이다.

Claims

일정한 하중을 가지며 지반에 심어진 말뚝에 충격을 가할 수 있도록 된 타격수단과, 이 타격수단이 정확한 위치에 낙하할 수 있도록 가이드하는 가이드 수단과, 이 가이드 수단에 의해 가이드되며 낙하하는 타격수단에 의해 말뚝이 타격을 받아 방출하는 충격파를 감지하고 연산하여 말뚝의 지지력을 측정할 수 있도록 하는 측정수단을 포함하는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제1항에 있어서, 상기한 가이드 수단을 사방에서 지지할 수 있도록 하는 지지용 와이러를 지면에 고정할 수 있도록 된 복수의 구멍이 관통되어 있으며, 하부에는 지면에 심기 용이하도록 단부가 뾰족하게 형성된 핀부재를 더욱 포함하는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제1항에 있어서, 상기한 타격수단과 소정의 낙하수단(예를 들면:기중기 등)이 와이어로 연결될 수 있도록 하며, 직교하는 돌편의 양측부들에 타격수단에서 연결된 와이어를 고정할 수 있도록 구멍이 형성되고, 상부에 소정의 낙하수단에 연결되는 와이어를 고정할 수 있도록 된 구멍이 형성된 연결부재를 더욱 포함하는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제1항에 있어서, 상기한 타격수단은 말뚝에 일정한 충격을 줄 수 있도록 일정한 하중을 가지고 있으며 일정한 높이에서 기중기등과 같은 소정의 낙하수단에 의해 낙하될 수 있도록 와이어를 고정할 수 있는 고리가 마련된 추로 이루어지는 토목, 건축용 말뚝 동재하 시험장치.
제1항에 있어서, 상기한 가이드 수단은 내부에 상기 타격수단의 외주와 동일한 형태의 공간부가 마련되며 일정한 길이를 가지는 상부몸체와, 이 상부몸체의 하부에 위치하며 상기한 말뚝의 상부를 수용할 수 있도록 내부에 상기 공간부보다 큰 내경을 가지는 또 다른 공간부가 마련된 하부몸체를 포함하는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제5항에 있어서, 상기한 상부몸체와 하부몸체의 외주면에는, 상부몸체의 상부에서 작업을 수행할 수 있도록 작업자가 상부로 올라갈 수 있도록 하는 받침부재가 제공되는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제5항에 있어서, 상기한 상부몸체의 외주면에는, 상기한 타격수단이 공간부를 타고 낙하될 때에 공간주에 존재하는 공기들이 타격수단의 낙하를 방해하지 않도록 외부로 빠져나갈 수 있으며, 상기한 타격수단의 위치를 정확히 인식할 수 있도록 된 통공들이 상부에서 하부로 순차적으로 마련되는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제5항에 있어서, 상기한 상부몸체의 상단에는, 외부로 연장 돌출되며 운반용 와이어를 걸 수 있도록 형성된 구멍과, 이 구멍이 하부로 마련되며 가이드 수단이 유동되지 않고 지면에 고정할 수 있도록 지면에 심는 핀부재와 연결된 지지용 와이어를 걸 수 있도록 된 또 다른 구멍이 형성된 복수의 걸이부재가 제공되는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제5항에 있어서, 상기한 하부몸체에는, 일측부에 상기 공간부를 출입할 수 있도록 일정한 폭을 가지는 출입구가 마련되며, 하단에 이 하부몸체의 하중을 보강하여 안정되게 지면에 설치될 수 있도록 내측으로 연장된 보강돌편이 형성되는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제5항에 있어서, 상기한 하부몸체에는, 상기한 상부몸체의 공간부에 비해 가이드되어 낙하되는 타격수단을 연하여 가이드하며 하중을 보강하여 가이드 수단이 더욱 안정되게 지면에 설치될 수 있도록 하기 위하여, 내주에 상기 상부몸체의 공간부의 내경 범위까지 돌출된 복수의 가이드 돌편이 마련되는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.
제1항에 있어서, 상기한 측정수단은 상기한 타격수단에 의해 타격을 받아 충격을 주는 말뚝에서 방출되는 충격파를 감지할 수 있도록 된 감지부재와, 이 감지부재에서 감지된 충격파를 입력받아 입력된 데이터를 분석하고 연산하여 말뚝의 지지력에 대한 측정치를 나타낼 수 있도록 하는 제어부를 포함하는 토목, 건축용 대구경 말뚝 동재하 시험장치.