KR20180001529U - 역 낙하산 형태의 중앙 집중식 와이어로프를 이용한 말뚝시험 장치 - Google Patents

Abstract

역 낙하산 형태의 중앙집중식 와이어로프와 유압잭(Jack) 및 주변말뚝을 이용한 말뚝시험 장치에 관한 것이다.

Description

역 낙하산 형태의 중앙 집중식 와이어로프를 이용한 말뚝시험 장치{Apparatus for pile load test}

본 고안은 말뚝 정재하 시험 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 역 낙하산 형태의 중앙집중식 와이어로프와 유압잭(Jack) 및 주변말뚝을 이용한 말뚝시험 장치에 관한 것이다.

일반적으로 토목 및 건축 구조물 등이 시공될 지반은 구조물 하중에 대해서 지반은 충분히 이를 지탱되어야 한다.

그러나 상대적으로 구조물하중의 크기에 비해서 지탱한 지반의 지지력이 약할 경우에는 지반보강공법으로 통상적으로 말뚝을 지중에 설치하여 상부의 구조물하중을 말뚝을 통해서 암반과 같은 단단한 지층에 전달하거나 말뚝을 둘러싸고 있는 인접지반에 하중을 전달토록 설계 및 시공을 한다.

즉, 지반조사를 통해서 지층의 구조 및 각 층별 샘플을 채취하여 실내시험을 통해 지반의 물리적 또는 역학적 설계 변수를 측정하여 그 자료를 이용해서 정역학적 지지력공식 또는 경험식 등을 이용하여 시공될 말뚝의 극한지지력을 계산한다.

정재하 시험은 기 시공된 말뚝기초에 대한 압축(연직)재하시험을 실시, 지지력을 구하여 설계하중과 비교함으로써 말뚝기초 시공의 안전성을 검토하는데 그 목적이 있다.

정재하 시험은 말뚝을 설치 후에 설계하중의 2~3배 크기의 하중을 말뚝머리에 재하하는 것으로서 재하방법은 말뚝머리에 재하장치를 설치하고 콘크리트블럭, 강괴, 레일, 철근 등을 재하장치위에 실어 하중을 가하고 하중과 침하량의 관계, 허용침하량 등을 계측, 수치해석으로 극한하중과 지지력을 산출하는 것으로서, 하중의 재하 및 제거방법 등의 시험요령에 따라 표준재하(완속,하중지속),급속재하,등속,반복재하시험등이 있으며 하중의 재하장치, 하중의 재하, 제거등의 비용과 시간이 많이 소요된다.

대표적 재하 시험으로는 정재하 시험과 동재하 시험이 있다.

정재하 시험은 말뚝에 유압잭을 설치해서 유압잭위에 재하장치를 하여 하중을 가하면서 침하량을 측정하는 것이고, 동재하 시험은 말뚝에 게이지를 설치 햄머로 말뚝을 치면 그 반발력을 컴퓨터로 통해 측정하는 것이다.

정재하 시험의 장점은 비교적 정확한 시험이 가능하나, 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.

또한 정재하 시험틀의 구조는 연결하여 설치하기가 불편하고 취약하며, 그 실험의 결과치가 순수 시험말뚝의 지지력으로 보기 어려운 문제점이 있다. 즉, 반력 말뚝법의 정재하 시험틀은 시험말뚝을 중심으로 동일 거리에 위치한 4~6개의 반력말뚝을 각각 두개씩 짝을 이루어 연결용 들보로써 연결하고, 들보의 하부에 재하용 들보로 가로질러 상기 재하용 들보의 하부와 시험말뚝의 상단면에 유압잭과 로드셀을 설치하며, 유압잭의 신장에 의한 하중은 재하용 들보에 지지되면 시험말뚝으로 하중이 전달되어 유압잭은 정하중을 시험말뚝에 부가하게 되는 구조를 가진다. 상기의 실험에서는 연결용 들보와 반력말뚝의 연결이 견고하여야 하는데, 종래는 하나 또는 두개의 환봉으로 연결되고 그 길이도 길어서 환봉의 인장변형이 생길 우려가 있어 정확한 지지력의 판정이 어려운 문제점이 있다.

또한 상기한 정재하 시험 장치는 그 크기가 대형이고 이에 따른 무게가 무거워 운반 및 보관이 용이하지 못한 단점과 설치 시 중장비 등 대형 크레인이 필요한 단점이 있는 것이다.

등록실용신안 20-286390호

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 도출한 것으로서, 본 고안의 목적은, 정재하 시험장치 구성하는 부품간의 결합 구조를 간단하고 견고하게 할 수 있는 구조로 구성하고, 하중 작용시의 기타 부품에 의한 변형을 최소화하여 결과치에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 정재하 시험장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 말뚝시험 방법 및 그 장치는 역 낙하산 형태로 구성된 견인장치에 와이어 고정구가 방사상으로 배치되어 강연선이 결합된 와이어로프(강선)를 연결하고, 와이어를 여러 개의 말뚝에 체결 후 시험말뚝에 유압잭을 이용하여 말뚝 허용지지력을 파악하는 시험방식 및 그 장치로 구성된 것이다.

본 고안에 따른 재하 시험 장치는 견인장치에 방사상으로 배치된 와이어로프를 말뚝에 체결한 후 유압잭을 이용하여 말뚝 허용지지력을 시험하므로 시험장치의 간소화는 물론 견인장치를 현장에서 조립하여 사용하는 조립식으로 구성하므로 운반 및 보관이 용이한 장점이 있는 것이다.

또한 본 고안은 와이어로프를 이용하여 주변말뚝에 고정하여 허용지지력을 파악하므로 기존에 시공된 말뚝 배치에 전혀 간섭받지 않는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 재하시험장치의 전체적인 개략도.
도 2는 본 고안에 따른 파일에 강관이 삽입된 상태의 개략도.
도 3은 본 고안에 따른 원판형 견인장치의 승강부를 나타낸 개략도.
도 4는 견인장치에 결합되는 와이어로프를 나타낸 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하도록 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한 하기에서 본 고안을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또한 구성에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 재하시험장치의 전체적인 개략도, 도 2는 본 고안에 따른 파일에 강관이 삽입된 상태의 개략도, 도 3은 본 고안에 따른 원판형 견인장치의 승강부를 나타낸 개략도, 도 4는 견인장치에 결합되는 와이어로프를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 본 고안에 따른 와이어로프를 이용한 말뚝시험 방법 및 그 장치는 역 낙하산 형태로 구성된 견인장치(2)에 와이어 고정구(4)가 방사상으로 배치되어 강연선이 결합된 와이어로프(강선)(6)를 연결하고, 상기 와이어로프(6)를 여러 개의 말뚝(100)에 체결 후 시험말뚝(102)에 유압잭(104)을 이용하여 말뚝 허용지지력을 파악하도록 한 것이다.

상기한 원판형 견인장치(2)의 하단에 설치된 원형의 승강부(8)는 원형관의 단부의 직경이 작아지도록 구성하여 큰 관이 작은 관에 결합되면서 단계로 승강 가능하게 구성하여 길이를 가변할 수 있도록 함으로서 구축된 말뚝의 거리에 따라 대응 가능하게 하고, 여러 개의 주변말뚝을 이용 가능하도록 구성한다.

상기한 말뚝과 견인장치(2)에 체결되는 와이어로프(6)는 강연선을 이용하여 강연선의 양단에 암수 한 쌍의 서로 조립 체결이 가능하도록 한쪽은 바 타입으로 구성하고 타측단은 凹자형으로 구성하며 바 타입의 일단이 타단으로 끼워진 후 고정핀을 이용하여 양측을 결합함으로서 조립 및 해체가 가능하도록 하여 운반 및 보관이 용이하도록 하는 한편, 부피 및 무게가 상대적으로 작아 운반 및 보관 등이 용이한 것이다.

견인장치의 하단에 형성되는 와이어 고정구(4)는 원판형 견인장치의 하단에 방사상으로 승강부와 견인장치를 지지하면서 용접으로 일체로 구성하고 관통된 고정홈을 천공하여 와이어로프가 체결될 수 있도록 한다.

본 고안은 주변말뚝의 인발에 따른 횡 변위를 최대한 줄이기 위하여 파일에 강관(12)을 삽입하여 횡 변위를 최대한 억제하도록 구성하였으며, 기존에 시공된 말뚝 파일 이외에 그라운드 앵커를 이용하여 견인이 가능한 것이다.

본 고안의 말뚝시험 방법 및 그 장치의 작동 관계를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선 본 고안은 견인장치와 승강부는 분해된 상태로 보관 및 운반되어지고 시험장소에 운반 후 원판형 견인장치의 하단에 원통형 승강부를 결합한다.

원통형 승강부는 구축된 말뚝의 거리에 따라 최적의 상태로 높이를 가변할 수 있으며 시험파일에 유압잭을 올려놓은 후 유압잭 위에 승강부를 올려놓으면 견인장치의 1차적인 준비는 완료된다.

승강부의 설치와 동시에 견인장치의 하단에 형성된 와이어 고정구에 천공된 고정홈에 와이어로프의 일단을 고정하고 와이어로프의 타단은 주변 말뚝에 고정하면 시험 준비가 완료되는 것이다.

이 상태에서 유압잭을 작동하면 유압잭의 신장에 의한 하중은 주변말뚝에 지지되어 시험말뚝으로 하중이 전달되어 유압잭은 정하중을 시험말뚝에 부가하여 시험을 실시할 수 있는 것이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 고안의 와이어로프를 이용한 말뚝시험 방법 및 그 장치를 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 고안의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

2: 견인장치 4: 와이어 고정구
6: 와이어로프

Claims (1)

1. 견인장치에 방사상으로 와이어로프(6)를 고정하여 상기 와이어로프를 여러 개의 말뚝(100)에 체결 후 시험말뚝(102)에 유압잭(104)을 이용하여 말뚝 허용지지력을 파악하도록 한 중앙 집중식 와이어로프를 이용한 말뚝시험 장치에 있어서, 상기한 견인장치(2)는 원판형으로 구성되고 견인장치의 하단에는 와이어 고정구(4)가 방사상으로 배치되어 와이어로프(6)를 역 낙하산 형태로 고정하고, 주변말뚝의 인발에 따른 횡 변위를 최대한 줄이기 위하여 파일에 강관(12)을 삽입하여 횡 변위를 억제하도록 구성한 것을 특징으로 하는 역 낙하산 형태의 중앙 집중식 와이어로프를 이용한 말뚝시험 장치.

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