KR102309104B1 - A method of using loading devices and existing structures to verify the support of existing foundation piles when remodeling existing apartments - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아파트 건축물 리모델링시 기존에 시공된 기초말뚝 지지력을 확인하고 기존 구조물을 재하물 반력체로 이용하는 정재하 시험방법에 관한 것으로, 특히 아파트 건축물 리모델링시 추가 수직 및 수평 증축분에 대한 건축물 하중 지지시 추가 말뚝기초를 시공하게 되는데 이때 기존 말뚝과 신설 말뚝이 부담하는 하중 분담을 설계하기 위하여 기존 말뚝기초에 하중재하를 가하여 지지력 평가할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 아파트 건축물 리모델링시 기존에 시공된 기초말뚝 지지력을 확인하고 기존 구조물(기초판 및 내력벽체)을 재하물 반력체로 이용하는 정재하 시험방법에 관한 것이다.The present invention relates to a static load test method using an existing structure as a load reaction force to check the bearing capacity of a foundation pile built in the past when remodeling an apartment building. The pile foundation is to be constructed. At this time, in order to design the load sharing borne by the existing piles and the new piles, load loads are applied to the existing pile foundation so that the bearing capacity can be evaluated. And it relates to the static load test method using the existing structure (base plate and load-bearing wall) as the load reaction force.
일반적으로 아파트 리모델링과 같이 기존의 구조물의 규모를 확대(증축) 할 필요가 있는 경우 기존의 구조물 일부를 철거 후 기존 말뚝을 노출시킨 다음 기존 말뚝에 하중재하를 하는 것이 일반적인 방법이었다. 이와 같이 일반적인 방법으로 할 경우 많은 비용과 시간이 소요되는 사항을 보완한 방법으로 상세하게 설명하자면 기존 시험장치는 반력 재하물을 인위적으로 만들어서 하중재하하는 방식이 널리 쓰였다.In general, when there is a need to enlarge (extension) the size of an existing structure, such as an apartment remodeling, it was a common method to remove a part of the existing structure, expose the existing pile, and then load the existing pile. To explain in detail as a method that compensates for the cost and time consuming in the case of such a general method, the conventional test apparatus has widely used the method of artificially creating a reaction load and loading it.
즉, 일반적으로 아파트 리모델링과 같이 기존의 구조물의 규모를 확대(증축) 할 필요가 있는 경우와, 기존의 구조물에 침하가 발생한 경우 및 기존의 말뚝의 보수 및 보강이 필요한 경우, 기존의 구조물의 하부에 지하구조를 증축하고자 하는 경우, 기존의 기초 저판에 관통공을 형성하고, 이에 대하여 추가로 말뚝을 시공하는 공법이 적용되고 있는 것이다.That is, in general, when it is necessary to enlarge (extension) the size of an existing structure, such as apartment remodeling, when a subsidence occurs in an existing structure, and when repair and reinforcement of existing piles are required, the lower part of the existing structure If you want to extend the underground structure in the basement, the construction method of forming a through hole in the existing base plate and constructing additional piles is applied.
한편, 대한민국등록특허공보에 개시된 등록 제10-1494260호(공고일자:20150217)는 말뚝의 선행하중 재하장치및 이를 이용한 선행하중 재하방법에 관한 것이다. 여기서는 반력대(footing)를 이용하는 선재하장치에 관한 것으로서, 즉 선행하중이 가해져 말뚝에 재하된 하중을 유지시키는 별도의 장치를 갖지 않기 때문에 수십 톤 이상의 큰 지지하중을 인가할 수 없다는 문제점이 있다.On the other hand, Registration No. 10-1494260 (published date: 20150217) disclosed in the Republic of Korea Patent Publication relates to a pre-load loading device for piles and a pre-load loading method using the same. Here, as it relates to a wire loading device using a footing, that is, there is a problem that a large supporting load of several tens of tons or more cannot be applied because it does not have a separate device that maintains the load loaded on the pile by applying a preceding load.
또한, 대한민국등록특허공보에 개시된 등록 제10-1631219호(공고일자:20150217)는,말뚝의 선행하중 재하장치및 이를 이용한 선행하중 재하방법에 관한 것이다. 여기서는 상기 등록 제10-1494260호와는 달리 선재하 하중장치를 포함하여 말뚝에 재하된 잠제적인 하중을 유지시키기 위한 기초부분(footing) 내에서 별도의 장치를 선행하중 고정지지유닛과 나사산에 의한 선행하중 가압유닛으로 구성되어 있다. 그러나 이 두 유닛은 영구 매장 형태이며, 가격이 고가로 경제성에서 불리하며, 시공 또한 복잡한 공정을 거치기 때문에 현실적으로 사용하기 어려운 문제점이 있다.In addition, Registration No. 10-1631219 (published date: 20150217) disclosed in the Republic of Korea Patent Publication, relates to a pre-load loading device for piles and a pre-load loading method using the same. Here, unlike Registration No. 10-1494260, a separate device is installed in the footing to maintain the potential load loaded on the pile, including the preload load device, by the preceding load fixing support unit and the screw thread. It is composed of a load pressurization unit. However, these two units are in the form of permanent storage, and they are expensive and disadvantageous in terms of economics, and they are difficult to use in reality because construction also undergoes a complicated process.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기존의 구조물의 규모를 확대(증축) 할 필요가 있는 경우 기존 구조물 일부 철거 및 재하물 반력대를 설치 하지 않아도 안정적으로 기초구조물을 하중재하를 할 수 있도록 하는 말뚝의 하중재하장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the object of the present invention was devised to solve the above problems, and when there is a need to enlarge (extension) the scale of an existing structure, it is necessary to stably build a foundation structure without removing some of the existing structure and installing a load reaction arm. The purpose of the present invention is to provide a load-bearing device for piles that can carry a load.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,As a means for achieving the above object,
본 발명은 기초 바닥재의 지반에 관입된 강관파일이 존재하는 영역의 일정너비를 흙제거하여 작업공간을 형성하는 작업공간 형성단계와; 상기 작업공간을 이용하여 강관파일을 일정높이 절개하여 하부파일과 상부파일로 분할하는 파일 분할단계와; 상기 강관파일중에서 하부파일의 상부에 완충용 에폭시를 설치하는 에폭시 설치단계와; 상기 에폭시의 상부에 유압부재를 설치하는 유압부재 설치단계와; 상기 유압부재의 상부에 지지용 플레이트를 설치하는 플레이트 설치단계와; 상기 지지용 플레이트와 강관파일중에서 상부파일 사이에 로드셀을 설치하는 로드셀 설치단계와; 상기 강관파일중에서 하부파일 일측에 하부파일의 이동높이를 측정하기위한 계측부재를 설치하는 계측부재 설치단계와; 상기 유압부재를 작동시켜 재하 시험을 진행하는 시험진행 단계와; 상기 계측부재를 이용하여 하부파일의 하강 정도를 측정하는 하부파일 측정단계로 이루어짐이 특징이다.The present invention provides a work space forming step of forming a work space by removing a predetermined width of an area in which a steel pipe pile penetrated into the ground of a foundation flooring material exists; a pile dividing step of cutting a steel pipe pile at a certain height using the work space and dividing it into a lower pile and an upper pile; an epoxy installation step of installing a buffering epoxy on the upper part of the lower pile among the steel pipe piles; a hydraulic member installation step of installing a hydraulic member on the upper part of the epoxy; a plate installation step of installing a support plate on an upper portion of the hydraulic member; a load cell installation step of installing a load cell between the upper pile of the supporting plate and the steel pipe pile; a measuring member installation step of installing a measuring member for measuring the moving height of the lower pile on one side of the lower pile among the steel pipe piles; a test proceeding step of operating the hydraulic member to perform a load test; It is characterized in that it consists of a lower pile measuring step of measuring the degree of descent of the lower pile using the measuring member.
또한, 하부파일과 배경 영역을 촬영하는 촬영단계와; 하부파일 및 배경 영역을 추출하여 설정하는 관심영역 추출단계와; 영상에서 픽셀 값들이 유사한 명암도를 가진 픽셀들로 PCM 알고리즘을 적용하여 군집화 하고, 군집화 된 클러스터들에서 추출한 라인의 형태학적 특징이 포함된 클러스터 그룹을 탐색하여 관심영역에서 하부파일 영역을 정확하게 추출하는 하부파일 영역 추출단계를 갖는 하부파일 변위 측정단계를 더 포함하여 이루어지되; 상기 관심영역 추출단계는, (a1) 파일을 제외한 배경영상은 상대적으로 낮은 명암도를 가지고 있다는 특징을 이용하기 위해서 평균 이진화를 적용하는 단계와; (a2) 평균 이진화가 적용된 영상에서 영상의 상단 부분에서 검은 픽셀에 대한 수평 히스토그램을 분석하는 단계와; (a3) 파일의 하단 부분에서는 다시 명암도가 밝아 진다는 특징을 이용하기 위하여 히스토그램에서의 최대 값을 기준으로 히스토그램상 처음으로 나타나는 배경을 설정하는 단계와; (a4) 배경과 파일 영역을 분리하기 위해서 회색조인 영상에서 최적의 임계치를 찾아내기 위해 히스토그램이 쌍봉의 형태를 가지는 특성을 이용하는 Otus’s 이진화 기법을 적용하는 단계와; (a5) Otus’s 이진화 기법이 적용된 영상에서 영상 외곽에서 중앙으로 픽셀을 탐색하여 처음으로 만난 픽셀을 파일의 윤곽선으로 설정하는 단계와; (a6) 파일의 윤곽선이 추출된 영상에서 영상의 X축 중앙을 기준으로 가장 가까운 픽셀이 탐색된 곳을 파일로 설정하는 단계와; (a7) 파일의 양측면에 존재하는 배경 영역의 윤곽선을 추출하기 위하여 Canny Edge Detection을 원 영상에 적용하여 영상의 윤곽선을 추출하는 단계와; (a8) 윤곽선이 추출된 영상에서 파일 영역을 기준으로 양측면에 위치하는 윤곽선들 중에서 원 영상에서 가장 밝은 부분을 배경 영역으로 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.In addition, a photographing step of photographing the lower file and the background area; a region of interest extraction step of extracting and setting a lower file and a background region; In the image, pixel values with similar intensity are clustered by applying the PCM algorithm, and the sub-file region is accurately extracted from the region of interest by searching the cluster group containing the morphological features of the lines extracted from the clustered clusters. Doedoe further comprising a lower pile displacement measuring step having a pile area extraction step; The extraction of the region of interest includes: (a1) applying average binarization in order to take advantage of the fact that the background image except for the file has a relatively low contrast; (a2) analyzing a horizontal histogram for a black pixel in an upper part of the image in the image to which the average binarization is applied; (a3) setting a background first appearing on the histogram based on the maximum value in the histogram in order to take advantage of the feature that the contrast becomes brighter again in the lower part of the file; (a4) applying Otus's binarization technique using the characteristic that the histogram has a bimodal shape to find the optimal threshold value in the grayscale image to separate the background and the file area; (a5) searching for pixels from the edge of the image to the center in the image to which Otus's binarization is applied, and setting the first pixel as the outline of the file; (a6) setting, as a file, a location in which the closest pixel is found based on the center of the X-axis of the image in the image from which the outline of the file is extracted; (a7) extracting the outline of the image by applying Canny Edge Detection to the original image in order to extract the outline of the background area existing on both sides of the file; (a8) setting the brightest part of the original image as the background area among the outlines located on both sides based on the file area in the image from which the outline is extracted.
이상과 같은 본 발명은 반력 재하물을 인위적으로 만들지 않고 기존 구조물 기초판과 내력벽을 반력으로 이용하는 하중재하장치로 비용,시간 많이 절감하는 효과가 있다.The present invention as described above is a load-bearing device that uses the existing structure base plate and bearing-bearing wall as a reaction force without artificially creating a reaction load, which is effective in reducing cost and time.
도 1은 본 발명에 따른 선행하중 재하장치 구성도.
도 2는 보 발명의 재하장치 작업 순서도.1 is a configuration diagram of a preload loading device according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart of the load device of the invention of the beam.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the principle of operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and description. However, the drawings shown below and the following description are for preferred implementation methods among various methods for effectively explaining the features of the present invention, and the present invention is not limited only to the following drawings and description.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. And the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, the definition should be made based on the content throughout the present invention.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.In addition, preferred embodiments of the present invention implemented below are already provided in each system functional configuration in order to efficiently describe the technical components constituting the present invention, or system functions normally provided in the technical field to which the present invention pertains. The configuration is omitted as much as possible, and the functional configuration to be additionally provided for the present invention will be mainly described.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.If a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, will be able to easily understand the functions of the components already used in the prior art among the functional configurations omitted without being shown below, and the configuration omitted as described above Relationships between elements and components added for purposes of the present invention will also be clearly understood.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.In addition, the following examples will be used with appropriate modifications to terms so that those of ordinary skill in the art can clearly understand the present invention in order to effectively describe the key technical features of the present invention. It is never limited.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.As a result, the technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are one means for efficiently explaining the technical spirit of the present invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. it's just
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Moreover, it is to be understood that all detailed description reciting the principles, aspects, and embodiments of the present invention, as well as specific embodiments, are intended to cover structural and functional equivalents of such matters. It is also to be understood that such equivalents include not only currently known equivalents, but also equivalents developed in the future, i.e., all devices invented to perform the same function, regardless of structure.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.Thus, for example, the block diagrams herein are to be understood as representing conceptual views of illustrative circuitry embodying the principles of the present invention. Similarly, all flowcharts, state transition diagrams, pseudo code, etc. may be tangibly embodied on computer-readable media and be understood to represent various processes performed by a computer or processor, whether or not a computer or processor is explicitly shown. should be
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.The functions of the various elements shown in the figures including a processor or functional blocks represented by similar concepts may be provided by the use of dedicated hardware as well as hardware having the ability to execute software in association with appropriate software. When provided by a processor, the functionality may be provided by a single dedicated processor, a single shared processor, or a plurality of separate processors, some of which may be shared.
또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.In addition, clear use of terms presented as processor, control, or similar concepts should not be construed as exclusively referring to hardware having the ability to execute software, and without limitation, digital signal processor (DSP) hardware, ROM for storing software. It should be understood to implicitly include (ROM), RAM (RAM) and non-volatile memory. Other common hardware may also be included.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.In the claims of the present specification, a component expressed as a means for performing the function described in the detailed description includes, for example, a combination of circuit elements that perform the function or software in any form including firmware/microcode, etc. It is intended to include all methods of performing the functions of the device, coupled with suitable circuitry for executing the software to perform the functions. Since the present invention defined by these claims is combined with the functions provided by the various enumerated means and combined in a manner required by the claims, any means capable of providing the functions are equivalent to those contemplated from the present specification. should be understood as
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The above-described objects, features and advantages will become more apparent through the following detailed description in relation to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.Before describing various embodiments of the present invention in detail, it is to be understood that the application is not limited to the details of the construction and arrangement of components described in the following detailed description or shown in the drawings. The invention is capable of being embodied and practiced in other embodiments and of being carried out in various ways. Also, device or element orientation (eg "front", "back", "up", "down", "top", "bottom") The expressions and predicates used herein with respect to terms such as ", "left", "right", "lateral", etc. are used merely to simplify the description of the invention, and the associated apparatus Or it will be appreciated that it does not simply indicate or imply that an element must have a particular orientation.
도 1은 본 발명에 따른 선행하중 재하장치 구성도.1 is a configuration diagram of a preceding load loading apparatus according to the present invention.
도 2는 보 발명의 재하장치 작업 순서도로서,Figure 2 is a flow chart of the load device of the invention of the beam,
먼저, 본 발명을 설치하기 전에 기초 바닥재와 바닥슬래브와 내력벽체가 순차적으로 형성되어 있으며, 상기 기초 바닥재의 하부에 기초말뚝(강관파일)이 관입된 상태이다.First, before installing the present invention, a foundation flooring material, a floor slab, and a load-bearing wall are sequentially formed, and a foundation pile (steel pipe pile) is penetrated under the foundation flooring material.
본 발명은 상기 기초 바닥재의 하부에 위치하는 강관파일을 일정길이 절재하고, 상기 강관파일과 기초 바닥재 사이에 재하 시험장치를 설치하여 재하시험이 이루어질 수 있도록하며, 상기와 같이 강관파일과 기초 바닥재 사이에 재하 시험장치를 설치하게 되면 별도로 반력을 일으키기 위한 구조물의 설치가 필요없게 된다.The present invention cuts a steel pipe pile located under the foundation flooring to a certain length, installs a load test device between the steel pipe pile and the foundation flooring, so that a load test can be performed, as described above, between the steel pipe pile and the foundation flooring If the load test device is installed on the pole, there is no need to separately install a structure to generate a reaction force.
즉, 본 발명은 기초 바닥재와 바닥슬래브 및 내력벽체가 반력장치를 대신하기 때문에 반력장치를 설치하기 위한 작업공수가 생략되며, 이로인하여 반력장치 자재비가 전력되고 반력장치를 설치하는데 필요한 시간을 절약할 수 있게 된다.That is, in the present invention, since the base flooring material, the floor slab, and the load-bearing wall replace the reaction force device, the work man-hour for installing the reaction force device is omitted. there will be
구체적으로, 본 발명의 재하 시험장치 설치 개념을 살펴보면, 먼저 강관파일이 위치하는 지점의 주변을 성토하고, 이후, 강관파일과 기초 바닥재 사이의 공간부를 확보하기 위해서 강관파일을 일정길이 절단하며, 상기 절단된 강관파일과 기초 바닥재 사이에 재하 시험장치를 설치하여 기존의 강관파일이 갖는 재하능력을 테스트하게 된다.Specifically, looking at the load testing device installation concept of the present invention, first, the periphery of the point where the steel pipe pile is located is filled, and then, the steel pipe pile is cut to a certain length to secure a space between the steel pipe pile and the foundation flooring, A load test device is installed between the cut steel pipe pile and the foundation flooring to test the load capacity of the existing steel pipe pile.
본 발명의 구성요소를 살펴보면 강관파일 주변의 일정너비를 흙제거하여 형성하는 작업공간(100)과; 상기 작업공간을 이용하여 강관파일을 일정길이 절재하되, 강관파일 중에서 하부에 위치되는 하부파일(110)과; 상기 작업공간을 이용하여 강관파일을 일정길이 절재하되, 강관파일 중에서 상부에 위치되는 상부파일(120)과; 상기 상부파일의 바로 위에 위치되는 기초 바닥재(210)와; 상기 기초 바닥재의 상부에 위치되는 바닥 슬래브(220)와; 상기 바닥 슬래브의 상부에 위치되는 내력벽체(230)와; 상기 하부파일의 상부에 설치하는 충격완화용 에폭시(130)와; 상기 에폭시 상부에 서치되며 강관파일에 재하 압력을 제공하기 위한 유압부재(140)와; 상기 유압부재의 상부에 설치되는 지지용 플레이트(150)와; 상기 지지용 플레이트의 상부에 설치되어 유압을 체크하는 로드셀(160)과; 상기 로드셀의 상부와 절재된 강관파일 중에서 상부파일의 하부에 설치되는 로드셀 지지용 패널(170)과; 상기 하부파일의 일측면에 설치되며 하부파일의 이동높이를 측정하기 위한 계측부재(180)로 이루어진다.Looking at the components of the present invention, the
본 발명에서 상기 유압부재(140)는 유압잭, 유압펌프, 유압실린더 등을 사용할 수 있다.In the present invention, the
특히 상기 계측부재(180)는 재하 시험시 상기 하부파일(110)의 이동위치를 확인하기 위해서 센서, 다이얼게이지 등을 사용할 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 상기 상부파일과 유압부재(140)의 사이에 로드셀(160)을 설치하여 하부파일로 가해지는 압력을 측정할 수 있다.In particular, the measuring
그리고 본 발명 수직증축 리모델링 건축물 재하 시험방법은, 기초 바닥재의 지반에 관입된 강관파일이 존재하는 영역의 일정너비를 흙제거하여 작업공간을 형성하는 단계와;And the present invention vertical extension remodeling building load test method, the steps of forming a work space by removing a certain width of the area in which the steel pipe pile penetrated into the ground of the foundation flooring exists;
상기 작업공간을 이용하여 강관파일을 일정높이 절개하여 하부파일과 상부파일로 분할하는 단계와;dividing the steel pipe pile into a lower pile and an upper pile by cutting the steel pipe pile at a certain height using the work space;
상기 강관파일중에서 하부파일의 상부에 완충용 에폭시를 설치하는 단계와;installing an epoxy for buffering on the upper part of the lower pile among the steel pipe piles;
상기 에폭시의 상부에 유압부재를 설치하는 단계와;installing a hydraulic member on the epoxy;
상기 유압부재의 상부에 지지용 플레이트를 설치하는 단계와;installing a support plate on an upper portion of the hydraulic member;
상기 지지용 플레이트와 강관파일중에서 상부파일 사이에 로드셀을 설치하는 단계와;installing a load cell between the supporting plate and the upper pile among the steel pipe piles;
상기 강관파일중에서 하부파일 일측에 하부파일의 이동높이를 측정하기위한 계측부재를 설치하는 단계와;installing a measuring member for measuring the movement height of the lower pile on one side of the lower pile among the steel pipe piles;
상기 유압부재를 작동시켜 재하 시험을 진행하는 단계로 이루어진다.It consists of a step of operating the hydraulic member to proceed with the load test.
상기와 같은 단계를 통해 재하시험작업을 하게 되면 반력장치를 대신하여 기초 바닥재와 바닥슬래브 및 내력벽체가 지지하게 되며, 상기과 같이 기초 바닥재(210)와 바닥슬래브(220) 및 내력벽체(230)가 반력장치를 대신하기 때문에 반력장치를 설치하기 위한 작업공수가 생략되며, 이로인하여 반력장치 자재비가 전력되고 반력장치를 설치하는데 필요한 시간을 절약할 수 있게 되는 것이다.When the load test operation is performed through the above steps, the foundation flooring material, the floor slab, and the load-bearing wall are supported instead of the reaction force device. Since it replaces the device, the work man-hours for installing the reaction force device are omitted, thereby reducing the material cost of the reaction force device and saving the time required for installing the reaction force device.
한편, 본 발명은 유압부재의 작동으로 인하여 하부파일의 뒤틀림 현상을 파악하기 위한 하부파일 기울기 계측 단계를 더 부가하는바, 기울기가 틀어지는 상태로 계측하게 되면 올바른 계측이 이루어질 수 없기 때문이다.On the other hand, the present invention further adds a lower pile inclination measurement step for understanding the distortion of the lower pile due to the operation of the hydraulic member, because the correct measurement cannot be made when the inclination is measured in a distorted state.
본 발명은 하부파일의 뒤틀림 변형을 파악하기 위해 파일을 촬영하여 테두리 영역을 제외한 상태에서 수직상태를 파악하여 하부파일의 기울어진 정도를 파악토록한다.The present invention captures the file in order to grasp the warping deformation of the lower file, and grasps the vertical state in a state excluding the border area to determine the degree of inclination of the lower file.
먼저, 파일을 촬영한 영상에서 파일을 제외한 배경은 낮은 명암도를 가지고 있다는 특징이 있다. 그리고, 파일은 명암도가 상대적으로 밝다는 특징을 가지고 있다. First, it is characterized in that the background excluding the file in the image taken from the file has a low contrast. And, the file has a feature that the contrast is relatively bright.
이하에서 파일의 영역 검출 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of detecting a file area will be described.
1. 관심 영역(Region Of Interest) 추출1. Region Of Interest Extraction
파일을 제외한 배경은 상대적으로 낮은 명암도를 가지고 있다는 특징을 이용하기 위해서 평균 이진화를 적용한다. Average binarization is applied to take advantage of the feature that the background except the file has a relatively low contrast.
평균 이진화가 적용된 영상에서 검은 픽셀에 대한 수평 히스토그램을 분석한다. Analyze the horizontal histogram for black pixels in the image to which the average binarization is applied.
그리고, 파일의 하단 부분은 반사빛 때문에 다시 명암도가 밝아 진다는 특징을 이용하기 위하여 히스토그램에서의 최대 값을 기준으로 히스토그램상 처음으로 나타나는 영역을 탐색하고 태양 전지판의 말단부분으로 설정한다. And, in order to use the feature that the lower part of the file becomes brighter again due to reflected light, the area that appears first on the histogram is searched based on the maximum value in the histogram, and it is set as the end part of the solar panel.
파일의 배경과 파일의 영역을 분리하기 위해서 Otus’s 이진화 기법을 적용한다. Otus’s 이진화 기법은 영상에서 최적의 임계치를 찾아내기 위해 히스토그램이 쌍봉의 형태를 가지는 특성을 이용하는 방법이다. In order to separate the background of the file and the area of the file, Otus's binarization technique is applied. Otus’s binarization technique is a method that uses the characteristic that the histogram has a bimodal shape to find the optimal threshold in the image.
Otus’s 이진화 기법이 적용된 영상에서 영상 외곽에서 중앙으로 픽셀을 탐색하여 처음으로 만난 픽셀을 파일의 윤곽선으로 설정한다. In the image to which Otus's binarization is applied, pixels are searched from the outer edge of the image to the center, and the first pixel encountered is set as the outline of the file.
파일의 하단에 존재하는 배경 영역의 윤곽선을 추출하기 위하여 Canny Edge Detection을 원 영상에 적용하여 영상의 윤곽선을 추출한다. To extract the outline of the background area at the bottom of the file, Canny Edge Detection is applied to the original image to extract the outline of the image.
2. 허프 변환 기반 파일 영역 추출2. Hough Transform Based File Region Extraction
허프 변환(Hough Transform)은 영상의 특징을 검출하는 기법으로 영상처리에서 자주 적용되는 기법이다. 허프 변환은 수식으로 표현 할 수 있는 도형들은 검출이 가능하다는 특징이 있다. 본 연구에서는 파일이 수직적으로 평평하다는 형태학적 특징을 이용하기 위하여 허프 변환을 적용한다. 영상에서 직선을 검출하기 위하여 Canny Edge Detector를 이용하여 에지를 추출한 후에 허프 변환 기법을 적용한다. 직선을 검출하기 위하여 추출된 각 에지들의 (x,y)좌표점을 지나는 직선을 식(1)을 이용하여 (θ,r)좌표 평면상의 곡선으로 변환한다. Hough transform is a technique that is frequently applied in image processing as a technique for detecting image features. The Hough transform has a characteristic that it can detect figures that can be expressed by equations. In this study, Hough transform is applied to take advantage of the morphological feature that the file is vertically flat. In order to detect a straight line in the image, the Hough transform technique is applied after extracting the edge using the Canny Edge Detector. In order to detect a straight line, a straight line passing through the (x, y) coordinate point of each edge extracted is converted into a curve on the (θ, r) coordinate plane using Equation (1).
(식 1)(Equation 1)
θ는 각 에지들의 (x, y)좌표 점을 지나는 직선과 수직선이 이루는 각도이고, r은 원점에서 직선까지의 거리이다. x는 x절편이고, y는 y절편이다. θ is the angle between the straight line passing through the (x, y) coordinate point of each edge and the vertical line, and r is the distance from the origin to the straight line. x is the x-intercept and y is the y-intercept.
식(1)을 이용하여 각 에지들을 지나는 직선을 (r, θ)좌표평면상의 곡선으로 나타낸다. Using Equation (1), a straight line passing through each edge is expressed as a curve on the (r, θ) coordinate plane.
(r, θ)좌표평면에서는 추출된 에지들의 한 점을 지나는 여러 각도의 직선이 하나의 Sin곡선으로 표현된다. (r, θ)좌표 평면상에 그려진 n개의 Sin곡선이 한점을 지날 때 그 점을 (x, y)좌표 평면으로 변환했을 때 나타나는 직선이 n개의 에지를 지난다는 의미이다. In the (r, θ) coordinate plane, straight lines of various angles passing through one point of the extracted edges are expressed as a single sin curve. It means that when n sin curves drawn on the (r, θ) coordinate plane pass through a point, the straight line that appears when the point is converted to the (x, y) coordinate plane passes through n edges.
3. PCM 양자화 기반 파일 영역 추출3. PCM quantization-based file region extraction
파일 영역은 비슷한 명암도를 가지고 있다는 특징이 있다. 이러한 특징을 분석하여 원 영상에서 픽셀 값들이 유사한 명암도를 가진 픽셀들로 PCM 알고리즘을 적용하여 군집화 한다. 그리고 군집화 된 클러스터들에서 직선의 형태학적 특징이 포함된 클러스터 그룹을 탐색하여 파일 영역을 추출한다. PCM 알고리즘은 클러스터의 개수 설정에 민감하지 않게 하기 위해 전형성(typicality)을 사용하는 클러스터링 기법이다. PCM Clustering 기법은 다음과 같다. PCM 알고리즘에서는 각 포인트가 클러스터에 속하는 정도를 표현하기 위해 소속도가 아닌 전형성(typicality)를 사용한다. The file area is characterized by having a similar intensity. By analyzing these characteristics, the pixel values in the original image are clustered by applying the PCM algorithm to pixels with similar intensity. Then, the file area is extracted by searching the cluster group including the morphological features of a straight line in the clustered clusters. The PCM algorithm is a clustering technique that uses typicality to make it insensitive to setting the number of clusters. The PCM Clustering technique is as follows. The PCM algorithm uses typicality, not membership, to express the degree to which each point belongs to a cluster.
PCM 알고리즘을 이용하여 군집화된 영상의 클러스터 중에서 허프 변환을 적용하여 파일의 형태학적 특징을 포함하는 클러스터 그룹을 탐색하고 탐색된 클러스터에 속하는 영역을 추출한다. The cluster group including the morphological features of the file is searched for by applying the Hough transform among the clusters of the clustered image using the PCM algorithm, and a region belonging to the searched cluster is extracted.
추출된 클러스터에 속하는 객체를 탐색하여 배경과 잡음을 제거한 후에 구조물이 흔들리는 변위를 측정하는 구조물 변위 측정한다.After removing the background and noise by searching for objects belonging to the extracted cluster, the displacement of the structure is measured.
100: 작업공간
110: 하부파일
120: 상부파일
130: 에폭시
140: 유압부재
150: 지지용 플레이트
160: 로드셀
170: 로드셀 지지용 패널
180: 계측부재
210: 기초 바닥재
220: 바닥 슬래브
230: 내력벽체100: workspace
110: lower file
120: upper file
130: epoxy
140: hydraulic member
150: support plate
160: load cell
170: load cell support panel
180: measuring member
210: base flooring
220: floor slab
230: load-bearing wall
Claims (2)
상기 작업공간을 이용하여 강관파일을 일정높이 절개하여 공간을 확보하고 하부파일과 상부파일로 분할하는 강관파일 분할단계와;
상기 강관파일중에서 하부파일의 상부에 완충용 에폭시를 설치하는 에폭시 설치단계와;
상기 에폭시의 상부에 유압부재를 설치하는 유압부재 설치단계와;
상기 유압부재의 상부에 지지용 플레이트를 설치하는 플레이트 설치단계와;
상기 지지용 플레이트와 강관파일중에서 상부파일 사이에 로드셀을 설치하는 로드셀 설치단계와;
상기 강관파일중에서 하부파일 일측에 하부파일의 이동높이를 측정하기위한 계측부재를 설치하는 계측부재 설치단계와;
상기 유압부재를 작동시켜 재하 시험을 진행하는 시험진행 단계와;
상기 계측부재를 이용하여 하부파일의 하강 정도를 측정하는 하부파일 측정단계와;
하부파일의 기울기를 측정하는 하부파일 기울기 측정단계로 이루어지고;
상기 하부파일 기울기 측정단계는,
하부파일과 배경 영역을 촬영하는 촬영단계와;
하부파일 및 배경 영역을 추출하여 설정하는 관심영역 추출단계와;
영상에서 픽셀 값들이 유사한 명암도를 가진 픽셀들로 PCM 알고리즘을 적용하여 군집화 하고, 군집화 된 클러스터들에서 추출한 라인의 형태학적 특징이 포함된 클러스터 그룹을 탐색하여 관심영역에서 하부파일 영역을 정확하게 추출하는 하부파일 영역 추출단계를 갖는 하부파일 변위 측정단계를 포함하여 이루어지며;
상기 관심영역 추출단계는,
(a1) 파일을 제외한 배경영상은 상대적으로 낮은 명암도를 가지고 있다는 특징을 이용하기 위해서 평균 이진화를 적용하는 단계와;
(a2) 평균 이진화가 적용된 영상에서 영상의 상단 부분에서 검은 픽셀에 대한 수평 히스토그램을 분석하는 단계와;
(a3) 파일의 하단 부분에서는 다시 명암도가 밝아 진다는 특징을 이용하기 위하여 히스토그램에서의 최대 값을 기준으로 히스토그램상 처음으로 나타나는 배경을 설정하는 단계와;
(a4) 배경과 파일 영역을 분리하기 위해서 회색조인 영상에서 최적의 임계치를 찾아내기 위해 히스토그램이 쌍봉의 형태를 가지는 특성을 이용하는 Otus’s 이진화 기법을 적용하는 단계와;
(a5) Otus’s 이진화 기법이 적용된 영상에서 영상 외곽에서 중앙으로 픽셀을 탐색하여 처음으로 만난 픽셀을 파일의 윤곽선으로 설정하는 단계와;
(a6) 파일의 윤곽선이 추출된 영상에서 영상의 X축 중앙을 기준으로 가장 가까운 픽셀이 탐색된 곳을 파일로 설정하는 단계와;
(a7) 파일의 양측면에 존재하는 배경 영역의 윤곽선을 추출하기 위하여 Canny Edge Detection을 원 영상에 적용하여 영상의 윤곽선을 추출하는 단계와;
(a8) 윤곽선이 추출된 영상에서 파일 영역을 기준으로 양측면에 위치하는 윤곽선들 중에서 원 영상에서 가장 밝은 부분을 배경 영역으로 설정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 아파트 건축물 리모델링시 기존에 시공된 기초말뚝 지지력을 확인하고 기존 구조물(기초판 및 내력벽체)을 재하물 반력체로 이용하는 정재하 시험 방법.A work space forming step of forming a work space by removing a predetermined width of an area in which a steel pipe pile penetrated into the ground of the foundation flooring material exists;
a steel pipe pile dividing step of cutting the steel pipe pile at a certain height using the work space to secure a space and dividing the steel pipe pile into a lower pile and an upper pile;
an epoxy installation step of installing a buffering epoxy on the upper part of the lower pile among the steel pipe piles;
a hydraulic member installation step of installing a hydraulic member on the upper part of the epoxy;
a plate installation step of installing a support plate on an upper portion of the hydraulic member;
a load cell installation step of installing a load cell between the upper pile of the supporting plate and the steel pipe pile;
a measuring member installation step of installing a measuring member for measuring the moving height of the lower pile on one side of the lower pile among the steel pipe piles;
a test proceeding step of operating the hydraulic member to perform a load test;
a lower pile measuring step of measuring the degree of descent of the lower pile using the measuring member;
It consists of a lower pile inclination measuring step of measuring the inclination of the lower pile;
The lower pile slope measuring step is,
a photographing step of photographing the lower file and the background area;
a region of interest extraction step of extracting and setting a lower file and a background region;
In the image, pixel values with similar intensity are clustered by applying the PCM algorithm, and the sub-file region is accurately extracted from the region of interest by searching the cluster group containing the morphological features of the lines extracted from the clustered clusters. and a lower pile displacement measuring step having a pile area extraction step;
The step of extracting the region of interest is
(a1) applying average binarization to take advantage of the feature that the background image except for the file has a relatively low contrast;
(a2) analyzing a horizontal histogram for a black pixel in an upper part of the image in the image to which the average binarization is applied;
(a3) setting a background first appearing on the histogram based on the maximum value in the histogram in order to take advantage of the feature that the contrast becomes brighter again in the lower part of the file;
(a4) applying Otus's binarization technique using the characteristic that the histogram has a bimodal shape in order to find an optimal threshold in the grayscale image to separate the background and the file area;
(a5) searching for pixels from the edge of the image to the center in the image to which Otus's binarization is applied, and setting the first pixel as the outline of the file;
(a6) setting, as a file, a location in which the closest pixel is found based on the center of the X-axis of the image in the image from which the outline of the file is extracted;
(a7) extracting the outline of the image by applying Canny Edge Detection to the original image in order to extract the outline of the background area existing on both sides of the file;
(a8) from the image from which the outline is extracted, setting the brightest part in the original image as the background area among the outlines located on both sides based on the file area as the background area A static load test method that checks the bearing capacity of the foundation pile and uses the existing structures (base plate and load-bearing wall) as the load reaction force.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210061966A KR102309104B1 (en) | 2021-05-13 | 2021-05-13 | A method of using loading devices and existing structures to verify the support of existing foundation piles when remodeling existing apartments |
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| KR (1) | KR102309104B1 (en) |
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