KR20100031167A - Apparatus for pile load test - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A static load test device for a pile is provided to improve test accuracy, reduce testing time, and streamline testing processes by not needing to use a heavy weight. CONSTITUTION: A static load test device for a pile comprises a test pile(26), one or more reinforcement plates, a hydraulic jack(16), a head plate, a steel wire(14), a ground anchor(22), and a circular steel pipe(29). The test pile is be stuck into the ground(10). The reinforcement plate is mounted on the top of the test pile. The hydraulic jack is placed on the top of the reinforcement plate. The head plate is curved and is connected to a piston(46) by a connecting bolt(17). The steel wire passes through the top of the head plate. The ground anchor is fixed to the ground.

Description

말뚝 정재하 시험장치{APPARATUS FOR PILE LOAD TEST}Pile static load test device {APPARATUS FOR PILE LOAD TEST}

본 발명은 말뚝 정재하 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 유압잭 및 그라운드 앵커를 이용한 말뚝 정재하 시험장치에 관한 것이다.The present invention relates to a pile static load testing apparatus, and more particularly, to a pile static load testing apparatus using a hydraulic jack and a ground anchor.

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. 계산된 극한지지력은 안전율 3.0으로 나누어 허용지지력을 산정 후 시공될 말뚝의 수량 및 배치 간격 등을 결정하는 말뚝설계를 수행한다. 그러나 이 같은 과정에서 계산된 말뚝의 지지력은 실재 시공 중 실시되는 말뚝재하시험을 통해 확인된 지지력과는 상단한 차이가 발생한다. 이 같은 설계시 계산된 지지력과 시공 중 확인된 지지력의 차이가 크게 발생하는 이유는 다음과 같다.In general, the ground where civil and building structures, etc. will be constructed, must be sufficiently supported by the ground against the structural load. However, when the bearing capacity of the supported ground is weak compared to the size of the structure load, the pile reinforcement method is usually used to install piles in the ground to transfer the upper structure loads through the piles to the solid layers such as rocks or surround the piles. Design and construct to transfer load to adjacent ground. In other words, the soil structure and samples of each layer are collected through the ground survey, and the physical or mechanical design parameters of the ground are measured through the indoor test, and the limit of the pile to be constructed by using the static bearing formula or empirical formula using the data. Calculate the bearing capacity. The calculated ultimate bearing capacity is divided by the safety factor of 3.0 to calculate the allowable bearing capacity, and then the pile design to determine the number of piles and the spacing of the piles to be constructed. However, the bearing capacity of piles calculated in this process differs from the bearing capacity confirmed through pile loading tests conducted during actual construction. The reason for the large difference between the calculated bearing capacity and the confirmed bearing capacity during construction is as follows.

①지반조사기술의 한계 ②실제 지반에서 거동하는 말뚝의 복잡한 움직임을 모두 표현 가능한 정역학적 지지력이론의 한계 ③말뚝거동특성과 일치하는 전용지반조사법의 부재 등의 원인에 따라 통상 확인된 지지력은 설계시 제시된 지지력보다는 크게 측정되며, 총 시공된 말뚝의 약 22%는 시공불량등에 따라 설계시 예측된 지지력보다 작게 측정되어 말뚝지지력의 예측설계는 과다 또는 과소설계라는 양극화를 초래하고 있는 실정이다. 따라서 이 같은 문제로 인해서 국가적으로 말뚝시공비가 과다하게 지불되고 있는 실정이며, 일부 말뚝은 오히려 시공불량에 따른 향후 구조물의 안정성 등에 문제를 발행하고 있다. 따라서 말뚝설계시 지지력예측의 부정확성으로 인해서 반드시 시공 중에는 말뚝재하시험을 통해서 시공된 말뚝에 대한 지지력을 확인하는 시험을 반드시 수행토록 법률적으로 제도화된 실정이다. 이러한 정재하시험은 설계하중이 2.0~3.0배의 하중을 말뚝머리부에 재하하여 하중을 증가시킴에 따라 말뚝의 침하량을 측정하여 말뚝의 항복 및 극한지지력을 측정하는 시험이다. 따라서 말뚝정재하시험에서는 필연적으로 말뚝머리부에 유압잭을 통해서 시험말뚝을 침하시키기 위해서는 반드시 반력장치 등이 필요하다.① Limits of ground survey technology ② Limits of the static bearing capacity theory that can express all the complex movements of piles in actual ground ③ Supported loads usually confirmed by design due to lack of special ground survey method consistent with pile behavior characteristics It is measured larger than the suggested bearing capacity, and about 22% of the piles constructed are measured smaller than the predicted bearing capacity in design due to poor construction, resulting in the polarization of overdesign or underdesign. Therefore, due to this problem, the pile construction cost is excessively paid nationally, and some piles rather issue problems on the stability of future structures due to poor construction. Therefore, due to the inaccuracy of bearing capacity prediction in pile design, it is legally instituted to conduct a test to confirm the bearing capacity for piles constructed by pile loading test during construction. This static load test is a test to measure the yield and ultimate bearing capacity of piles by measuring the settlement of piles as the design load loads 2.0 ~ 3.0 times the load on pile head and increases the load. Therefore, in the pile static load test, in order to sink the test pile through the hydraulic jack inevitably, a reaction force device is required.

시공된 말뚝에 대한 지지력 확인시험법 중 가장 정확한 정재하시험은 시험하중에 대치하는 지상 반력장치를 구성해야 한다. 이러한 지상 반력장치의 주요구성 인자는 인접말뚝의 시공 유무, 반력앵커의 시공, 콘크리트 블럭 또는 강재와 같은 중량물, 중량의 반력빔 등이 필요로 한다. 그러나 모든 정재하시험은 기본적으로 설계하중의 2.0~3.0배의 반력하중을 만들어서 시험을 하기 때문에 반력하중의 크기는 현장지반 조건 등의 영향으로 인하여 충분한 인발저항력을 확보하기가 현실적으로 곤란한 경우가 종종 발생하며, 인발저항력이 발현되더라도 반력장치들을 현장에서 구성하는데 시간과 경비가 상당히 많이 소요된다. 또한 이 같은 여러 어려움에도 불구하고 시험의 목적이 시험말뚝에서 발현 가능한 항복 및 극한지지력을 확인코자 할 때는 설계하중의 2.0~3.0배보다 더 큰 하중을 재하토록할 경우 반력 부족으로 인해서 항복 또는 극한에 필요로 하는 충분한 반력을 추가로 증가시키기가 현실적으로 불가능하다. 따라서 지금까지 정재하시험에서 수행되고 있는 반력장치들은 현장에서 측정된 시험결과에 따라 시험하중의 크기를 증가시킬 수 없기 때문에 말뚝에서 발현되는 실재의 참 지지력을 확인하기는 어러운 실정이다.The most accurate static load test of bearing capacity test for constructed piles should constitute a ground reaction device against the test load. The main constituent factors of the above ground reaction apparatus are the presence or absence of construction of adjacent piles, construction of reaction force anchors, heavy materials such as concrete blocks or steel, and heavy reaction force beams. However, since all static load tests are made with a reaction load of 2.0 ~ 3.0 times the design load, it is often difficult to secure sufficient pullout resistance due to the effects of site and ground conditions. However, even if the pullout resistance is manifested, it takes considerable time and expense to construct the reaction devices on site. In spite of these difficulties, the purpose of the test is to determine the yield and ultimate bearing capacity that can be expressed in the test piles.If the load is reloaded more than 2.0 ~ 3.0 times the design load, It is practically impossible to further increase sufficient reaction force as needed. Therefore, it is difficult to confirm the true bearing capacity of the actual piles because the reaction force devices that have been performed in the static load test can not increase the size of the test load according to the test results measured in the field.

이와 같이 지금까지 현장에서 실시되는 정재하시험은 반력형성을 위해 중량의 재하물 또는 앵커시공, 인접말뚝에서 시험에 소요되는 충분한 인발 저항력의 확보, 중량의 반력빔 설치로 인해 말뚝재하시험에 소요되는 시간과 재경비등이 많이 소요되어 시험비가 과다한 실정이다. 또한, 반력형성을 위한 사전 전제 조건하에서 시험방법이 선정되어야 하는 제약과 시험 중 기 시공된 말뚝이 설계시 예측된 지지력보다 과다한 지지력발현이 예상될 때 참지지력을 확인에 필요한 추가 반력확보가 현실적으로 곤란하여 반력 하중부족으로 시험을 조기 중단하기도 한다. As such, the static load test conducted in the field so far is time required for pile load test due to the construction of heavy loads or anchors for the formation of reaction force, securing sufficient pullout resistance required for the test at adjacent piles, and the installation of heavy reaction force beams. Excessive expenses such as excessive re-expenses are excessive. In addition, under the preconditions for forming reaction force, it is practically difficult to secure the additional reaction force necessary to confirm the true bearing capacity when the test method is selected during the test, and when the piles built during the test are expected to exhibit excessive bearing capacity than the expected bearing capacity. Lack of reaction loads may cause early discontinuation of the test.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 말뚝정재하시험은 반력시스템을 구성하는데 현장의 지반조건과 시공조건에 영향을 받기 때문에 경우에 따라서는 시간과 경비가 많이 소요되는 실물재하공법 또는 별도의 반력앵커를 시공해서 시험을 해야하는 공법을 선택할 수 밖에 없는 경우가 많이 발생하고, 또한 시험말뚝 주변에 설치된 기 시공된 인접 말뚝 및 앵커 등에서 발현되는 인발 저항력은 지반조건에 따라 달라지기 때문에 시험 전에 정확한 예측이 불가능하여 시험 중 인발저항력 부족으로 계획하중까지 시험 단계를 높이지 못하고 시험이 종료되곤 하는 문제점을 극복하고자, 본 발명은 규격화된 그라운드앵커를 시험말뚝 주변에 시험하중의 크기에 따라 다수 설치하여 반력을 형성하는 인접말뚝, 앵커, 중량의 재하물, 반력빔 등을 완전히 제거하여 기존의 반력시스템 설치에 따른 시간과 경비를 현저히 감소시켰으며, 반력을 만들어내는 그라운드앵커의 인발저항력을 극대화할 수 있도록 소정의 각도로 그라운드앵커의 연직인발 분력을 극소화시켜 결과적으로 그라운드앵커의 인발저항력을 극대화시켜 손쉽게 정재하시험을 수행하면서도 현장에서 인발력 부족시 신속히 추가 그라운드앵커의 설치가 용이하기 때문에 말뚝의 실제지지력을 정확히 측정이 가능토록하는 장치를 제공하는데 있다.The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is that the existing pile load test to construct the reaction system is affected by the ground conditions and construction conditions of the site in some cases time and expense There are many cases in which there is no choice but to select a method that requires a lot of physical loading method or a separate reaction anchor to test, and the pullout resistance developed from adjacent piles and anchors installed around the test pile In order to overcome the problem that the test is not possible to raise the test step until the planned load due to the lack of pullout resistance during the test because it is not possible to accurately predict before the test, the present invention tests a standard ground anchor around the test pile Adjacent piles that form multiple reaction forces depending on the size of the load, By eliminating the heavy loads, heavy loads, and reaction beams, the time and cost of the existing reaction system have been significantly reduced, and the ground anchors at a predetermined angle to maximize the pullout resistance of the ground anchors that generate the reaction force. This device minimizes the vertical drawing force of the component and ultimately maximizes the pull-out resistance of the ground anchors, thus enabling easy static load test, but it is easy to install additional ground anchors quickly in the field, so that the actual bearing capacity of the pile can be accurately measured. To provide.

본 발명에 따른 말뚝 정재하 시험장치의 일예로서,As an example of the pile static load test apparatus according to the present invention,

지면(10)에 박힌 시험말뚝(26)과, A test pile 26 embedded in the ground 10,

상기 시험말뚝(26) 상부에 안착되는 하나 이상의 보강판과,At least one reinforcing plate seated on the test pile 26,

상기 보강판 상부에 안치되는 유압잭(16)과, Hydraulic jack 16 is placed in the upper portion of the reinforcement plate,

상기 유압잭(16)의 피스톤(46)과 연결볼트(17)에 의해서 연결되며 곡면으로 형성된 두부플레이트(15)와, A head plate 15 connected to the piston 46 of the hydraulic jack 16 by a connecting bolt 17 and formed in a curved surface;

상기 두부 플레이트(15) 상부로 다수개 지나가는 와이어 강선(14)과, Wire steel wire 14 passing through the head plate 15 a plurality,

상기 다수개의 와이어 강선의 단부의 각각은 연결봉(27)의 상단부에 연결되며, 상기 연결봉(27)의 하단부에 그 상단이 피봇식으로 연결되며, 지면에 고정되는 그라운드 앵커(22)와,Each of the ends of the plurality of wire steel wire is connected to the upper end of the connecting rod 27, the upper end is pivotally connected to the lower end of the connecting rod 27, and the ground anchor 22 fixed to the ground,

상기 그라운드 앵커(22)의 인발저항력을 향상시키는 장치로서, 상기 그라운드 앵커(22)의 지면(10)으로부터 돌출된 부분에는 연결핀(32)에 연결되며, 상기 연결핀(32)은 연결 볼트(35)에 의해서 수평반력빔(28)의 후단에 연결되며, 수평반력빔(28) 선단에는 가압판(30)이 장착되어 있으며 이 가압판(30)에 연결되며 시험말뚝(26)과 일정한 간격을 두고 위치한 원형강관(29)으로 구성되며,As a device for improving the pullout resistance of the ground anchor 22, a part protruding from the ground 10 of the ground anchor 22 is connected to the connecting pin 32, the connecting pin 32 is connected to the bolt ( 35) is connected to the rear end of the horizontal reaction beam 28, the pressing plate 30 is mounted at the tip of the horizontal reaction beam 28, and connected to the pressing plate 30, and at regular intervals from the test pile 26 Consists of a circular steel pipe 29,

상기 그라운드 앵커(22)의 좌우 움직임을 측정하기 위하여 그라운드 앵커 변위게이지(34)가 연결봉(23)에 의해서 그라운드 앵커(22)와 연결되며, 그라운드 앵커 변위게이지(34)의 고정을 위하여 마그네틱 홀더(19)가 연결되며,The ground anchor displacement gauge 34 is connected to the ground anchor 22 by the connecting rod 23 to measure the left and right movements of the ground anchor 22, and the magnetic holder for fixing the ground anchor displacement gauge 34. 19) is connected,

시험말뚝(26)의 상하 변위를 판단하기 위해서, 지면(10)에 고정되는 유지봉(43)에 의해서 레퍼런스 빔(18)이 유지되며,또한, 결착구(41)에는 변위게이 지(51)가 연결되며, 변위게이지(51)의 고정을 위해서 마그네틱 홀더(53)가 레퍼런스 빔(18)에 고정된다.In order to determine the vertical displacement of the test pile 26, the reference beam 18 is held by the holding rod 43 fixed to the ground 10, and the displacement gauge 51 is provided at the binding hole 41. Is connected, and the magnetic holder 53 is fixed to the reference beam 18 for fixing the displacement gauge 51.

본 발명에 따른 말뚝 정재하 시험장치는 지면(10)에 박힌 시험말뚝(26) 상에 안치된 유압잭(16)을 작동시키고, 유압잭과 연결된 두부플레이트(15) 상부로 다수개 지나가는 와이어 강선(14)을 압박하고, 상기 다수개의 와이어 강선의 단부의 각각은 지면에 고정되는 그라운드 앵커(22)와 연결되며, 상기 그라운드 앵커(22)의 지면(10)으로부터 돌출된 부분에는 수평반력빔(28) 및 원형강관(29)에 의해서 연결되어 그라운드 앵커의 반발력을 흡수하므로, 정재하 시험을 위하여 무거운 웨이트를 사용하지 않아도 되므로, 시험 시간이 단축되고, 시험 공정이 매우 간단하게 되며, 시험 정확성을 보장할 수 있는 효과가 있다.The pile static load test apparatus according to the present invention operates the hydraulic jack 16 placed on the test pile 26 embedded in the ground 10, and passes a plurality of wire steel wires 14 through the head plate 15 connected to the hydraulic jack. And each of the ends of the plurality of wire steel wires is connected to a ground anchor 22 fixed to the ground, and a horizontal reaction beam 28 and a portion protruding from the ground 10 of the ground anchor 22. Since it is connected by the circular steel pipe 29 to absorb the repulsive force of the ground anchor, it is not necessary to use heavy weight for the static load test, the test time is shortened, the test process is very simple, and can guarantee the test accuracy It works.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 말뚝 정재하 시험장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 본 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out the pile static load testing apparatus according to the present invention, the present invention is not limited to this embodiment, and the subject matter of the present invention as claimed in the following claims Without departing from the technical spirit of the present invention to the extent that any person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains various modifications can be made.

이하, 본 발명의 실시예를 도 1내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

지면(10)에 박힌 시험말뚝(26)상에 결착구(41)를 착설하고 상기 결착구(41) 상부에 보강판(20, 24)을 안착하고, 상기 보강판(20, 24) 상부에 유압잭(16)을 안치한다. 유압잭(16)의 압력은 압력계(31)로써 확인한다.A binder 41 is installed on the test pile 26 embedded in the ground 10, and the reinforcing plates 20 and 24 are seated on the binder 41 and the upper part of the reinforcing plates 20 and 24 is installed. The hydraulic jack 16 is settled. The pressure of the hydraulic jack 16 is checked by the pressure gauge 31.

상기 유압잭(16)의 피스톤(46)에는 연결볼트(17)의 일단이 고정되고, 연결볼트(17)의 타단은 두부플레이트(15)에 연결된다. One end of the connecting bolt 17 is fixed to the piston 46 of the hydraulic jack 16, and the other end of the connecting bolt 17 is connected to the head plate 15.

상기 두부 플레이트(15)는 곡면이 형성되고 그 상부로는 와이어 강선(14)이 다수개 지나간다.The head plate 15 has a curved surface, and a plurality of wire steel wires 14 pass through the head plate 15.

상기 와이어 강선의 단부는 각각 연결봉(27)의 상단부에 연결되며, 상기 연결봉(27)의 하단부는 그라운드 앵커(22)의 상단에 피봇식으로 연결된다.Ends of the wire steel wires are respectively connected to the upper end of the connecting rod 27, the lower end of the connecting rod 27 is pivotally connected to the upper end of the ground anchor (22).

상기 그라운드 앵커(22)는 지면(10)에 고정되며, 지면(10)으로부터 돌출된 부분에는 연결핀(32)에 연결되며, 상기 연결핀(32)은 연결 볼트(35)에 의해서 수평반력빔(28)의 후단에 연결되며, 수평반력빔(28) 선단에는 가압판(30)이 장착되어 있으며 이 가압판(30)은 시험말뚝(26)을 둘러싼 원형강관(29)에 밀착되도록 설치한다. 상기 원형강판(29)은 시험말뚝(26)과 일정한 간격을 두고 원형으로 위치한다.The ground anchor 22 is fixed to the ground 10, the portion protruding from the ground 10 is connected to the connecting pin 32, the connecting pin 32 is a horizontal reaction beam by the connecting bolt 35 It is connected to the rear end of (28), the pressing plate 30 is mounted on the front of the horizontal reaction beam 28, the pressing plate 30 is installed to be in close contact with the round steel pipe 29 surrounding the test pile (26). The circular steel sheet 29 is located in a circular shape at regular intervals from the test pile 26.

상기 그라운드 앵커(22)의 좌우 움직임을 측정하기 위하여 그라운드 앵커 변위게이지(34)가 연결봉(23)에 의해서 그라운드 앵커(22)와 연결되며, 그라운드 앵커 변위게이지(34)의 고정을 위하여 마그네틱 홀더(19)가 연결된다.The ground anchor displacement gauge 34 is connected to the ground anchor 22 by the connecting rod 23 to measure the left and right movements of the ground anchor 22, and the magnetic holder for fixing the ground anchor displacement gauge 34. 19) is connected.

시험말뚝(26)의 상하 변위를 판단하기 위해서, 지면(10)에 고정되는 유지봉(43)에 의해서 레퍼런스 빔(18)이 유지된다. 또한, 결착구(41)에는 변위게이지(51)가 연결되며, 변위게이지(51)의 고정을 위해서 마그네틱 홀더(53)가 레퍼런 스 빔(18)에 고정된다.In order to determine the vertical displacement of the test pile 26, the reference beam 18 is held by the holding rod 43 fixed to the ground 10. In addition, the displacement gauge 51 is connected to the binding port 41, the magnetic holder 53 is fixed to the reference beam 18 for fixing the displacement gauge 51.

일반적으로 그라운드 앵커는 시험말뚝으로부터 시험말뚝의 직경의 2~3배 이상 간격을 두고 대칭적인 구조로 설치를 한다. 기존의 정재하시험에서는 반력장치로 사용되는 인접말뚝 또는 앵커의 인발저항은 시험 전까지는 확인이 불가능하지만 본 발명에서는 시험에 소요되는 시험하중과 크기가 같은 인발 총저항력이 결정되면 그라운드 앵커(22) 한 개에서 발현되는 예상 연직인발저항력을 계산하여 그라운드 앵커(22)의 총 설치수량을 결정한다.In general, the ground anchors are installed in a symmetrical structure with at least 2-3 times the diameter of the test pile from the test pile. In the existing static load test, the pullout resistance of the adjacent pile or anchor used as a reaction force cannot be confirmed until the test, but in the present invention, when the total drag force equal to the test load required for the test is determined, the ground anchor 22 is limited. The total installed quantity of the ground anchors 22 is determined by calculating the expected vertical pull resistance expressed in the dog.

그라운드 앵커(22)를 지중에 설치시 그라운드 앵커(22)의 인발 저항력Qt는 그라운드 앵커(22)를 지중에 설치시 사용된 유압 모우터의 토크 T와 Qt= T·K와 관계가 있다. 여기서, K는 토크저항계수로서 지반에 관계없이 일정한 K값을 갖기 위해서는 규격화된 그라운드 앵커를 사용한다. 현장에 적용되는 일정한 규격의 그라운드 앵커(22)에 대한 실제 앵커인발시험을 통해 토크저항계수 K값만 확인하면 그라운드 설치시 토크를 측정하여 Qt= T·K 관계식을 적용하여 앵커의 인발 저항력을 시험전에 확인할 수가 있어 시험중 반력 부족으로 시험이 조기에 중단 되지 않으며, 실제 말뚝의 지지력이 예상보다 많이 발생하여 계획하중(설계하중의 2~3배) 보다 시험하중을 증가시 기존 시험법에서는 반력하중 증가가 현실적으로 불가능하였지만 여분의 그라운드 앵커(22)를 추가로 설치가 쉽기 때문에 충분한 하중재하가 가능하며 말뚝의 실제 지지력 확인이 가능토록 하였다.When the ground anchor 22 is installed in the ground, the pull-out resistance Q t of the ground anchor 22 is related to the torques T and Q t = T · K of the hydraulic motor used when the ground anchor 22 is installed in the ground. . Here, K is a torque resistance coefficient, and a standard ground anchor is used to have a constant K value regardless of the ground. Test the anchor resistance by applying the Q t = T · K equation by measuring the torque when installing the ground when the torque resistance coefficient K is confirmed through the actual anchor pull test of the ground anchor 22 of a certain standard applied to the field. As it can be confirmed before, the test is not stopped early due to the lack of reaction force during the test, and the reaction load is increased in the existing test method when the test load increases more than the planned load (2 ~ 3 times the design load) because the actual bearing capacity occurs more than expected. Although the increase was practically impossible, the additional ground anchor 22 was easy to install additionally so that sufficient load was possible and the actual bearing capacity of the pile was confirmed.

그라운드 앵커(22)의 설치가 완료되면 시험말뚝(26) 상부에 결착구(41) 및 보강판(20, 24)을 안착하고, 상기 보강판(20, 24) 상부에 유압잭(16)을 안치한다. 유압잭 피스톤(46) 상단에 두부플레이트(15)를 설치 후 두부플레이트 연결볼트(17)를 이용해서 두부플레이트(15)와 유압잭(16)을 일체화시킨다.When the installation of the ground anchor 22 is completed, the binding hole 41 and the reinforcement plates 20 and 24 are seated on the test pile 26, and the hydraulic jack 16 is placed on the reinforcement plates 20 and 24. do. After installing the head plate 15 on the upper end of the hydraulic jack piston 46, the head plate 15 and the hydraulic jack 16 are integrated using the head plate connecting bolt 17.

다시 시험말뚝(26) 주변에 복수의 그라운드 앵커(22) 설치가 완료되면 1번 앵커와 5번 앵커, 3번 앵커와 7번 앵커 등을 같은 방법으로 와이어 강선(14)으로 연결한다. 그라운드 앵커(22)는 도 3에서와 같이 상단부에 작용하는 시험 중 작용하는 유압잭(16)의 의한 인발력 T는 소정의 각도θ를 형성한다. 이때 시험 중 발생하는 인발력 T는 Tcosθ의 수평분력 H와 Tsinθ의 연직분력 V가 발생한다. 도 3(a)에서 수평반력 빔(28)이 없는 경우 시험 말뚝(26)의 두부에 장착된 유압잭(16)에 의해서 발현되는 인발력 T에서 발생된 힘은 수평 및 연직분력 H와 V에 의해서 도 3(a)와 같이 그라운드 앵커는 수평저항력이 작은 지표면 부근에서 과도한 수평변위 발생에 따라 그라운드 앵커(22)는 지중에서 회전하면서 인발하게 된다. 통상 그라운드 앵커(22)가 설치된 지반에서 수평인발저항력보다는 연직인발저항력이 훨씬 크게 발현된다. 따라서 흙이 이와 같은 성질 때문에 기존의 정재하시험에서는 반력 빔을 통해서 지반에 설치된 반력말뚝 및 앵커 등을 수직으로 연결하여 인발저항이 극대화 되도록 한다. 그러나 본 발명에서는 중량의 반력 빔을 제거하였기 때문에 두부플레이트(15)와 그라운드 앵커(22)와는 와이어 강선(14)으로 연결되어 필연적으로 연직 및 수평분력이 발생한다. 따라서 가급적 수평분력을 줄이고 연직분력을 높이기 위해서는 와이어 강선(14)의 설치 각도θ가 커야 함으로 현장에서 그라운드 설치시 사전제약을 받는다. 따라서, 도 3(a)와 같은 형태로 그라운드 앵커를 설치 시에는 인발각도에 따른 지반의 수평저항력 기대효과가 총 인발력 T의 20%정도 밖에는 기대할 수가 없기 때문에 주로 연직분력 V에 의존하여 그라운드 앵커를 설치할 수 밖에 없다. When the plurality of ground anchors 22 are installed around the test pile 26 again, the first and fifth anchors, and the third and seventh anchors, are connected to the wire steel wire 14 in the same manner. The ground anchor 22 draws force T by the hydraulic jack 16 acting during the test acting on the upper end as in FIG. 3 to form a predetermined angle θ. At this time, the pull force T generated during the test generates the horizontal component H of Tcosθ and the vertical component V of Tsinθ. In the absence of the horizontal reaction beam 28 in FIG. 3 (a), the force generated in the pull force T expressed by the hydraulic jack 16 mounted to the head of the test pile 26 is also represented by the horizontal and vertical components H and V. FIG. As shown in 3 (a), the ground anchor 22 is drawn while rotating in the ground as the excessive horizontal displacement occurs near the ground surface where the horizontal resistance is small. In general, the vertical pull resistance is much greater than the ground pull resistance in the ground where the ground anchor 22 is installed. Therefore, the soil is such a property in the existing static load test to connect the reaction pile and anchor installed in the ground vertically through the reaction beam to maximize the pull-out resistance. However, in the present invention, since the reaction force beam of weight is removed, the head plate 15 and the ground anchor 22 are connected to the wire steel wire 14 to inevitably generate vertical and horizontal components. Therefore, in order to reduce the horizontal component and increase the vertical component, the installation angle θ of the wire steel wire 14 should be large. Therefore, when the ground anchor is installed in the form as shown in FIG. 3 (a), the ground anchor resistance expectation effect according to the drawing angle can only be expected to be about 20% of the total pull force T. Therefore, the ground anchor is mainly dependent on the vertical component V. You have no choice but to install it.

따라서, 도 3(b)에서와 같이, 그라운드 앵커의 인발저항력을 극대화하기 위해 그라운드앵커 머리부에서 수평으로 수평반력빔(28)을 설치한다. 수평반력빔(28) 선단에는 가압판(30)이 장착되어 있으며 이 가압판(30)은 시험말뚝(26)을 둘러싼 원형강관(29)에 밀착되도록 설치한다. 따라서 인발하중T가 그라운드앵커 머리부에 θ의 각도로 작용하면 인발에 따른 그라운드 앵커(22)는 B점을 따라서 인발하중 T가 그라운드앵커 두부에서 θ의 각도로 작용하면 수평분력 H는 모두 수평반력빔(28)을 통해서 원형 강관(29)에 전달된다. 또한 말뚝을 인발하는 힘은 연직분력 V가 그라운드앵커 부두에서 뽑는 힘으로 작용한다. 수평반력빔(28)은 그라운드앵커(22)의 머리부에서 ℓ만큼 하향에 연결핀으로 B지점에 설치한다. 따라서 A점에서 작용하는 수평분력 H에 의해서 B점을 중심축으로 해서 회전모멘트 M = ℓ·M 만큼 발휘된다. 따라서 회전모멘트 M은 그라운드 앵커(22)를 지중에서 회전시키는 힘으로 작용해서 인발력 T가 작용시 그라운드앵커와 지반과의 밀착력을 증대시켜 인발저항력을 증대하는 효과를 갖도록한다. 수평반력빔(28)을 설치함으로서 수평분력을 전부 지반이 받지 않도록 하여 말뚝의 회전중심축을 지중에서 지상으로 변화시켜 인발저항력을 극대화시킬 수 있다.Thus, as shown in Figure 3 (b), in order to maximize the pull-out resistance of the ground anchor is installed horizontal reaction beam 28 horizontally at the ground anchor head. The pressing plate 30 is mounted at the tip of the horizontal reaction beam 28, and the pressing plate 30 is installed to be in close contact with the circular steel pipe 29 surrounding the test pile 26. Therefore, when the pull load T acts on the ground anchor head at the angle of θ, the ground anchor 22 according to the draw is along the point B. When the pull load T acts on the ground anchor head at the angle of θ, the horizontal component H is all horizontal reaction force. It is transmitted to the circular steel pipe 29 through the beam 28. Also, the force to pull the pile acts as a force that the vertical component V pulls from the ground anchor pier. The horizontal reaction beam 28 is installed at the point B with a connecting pin downward from the head of the ground anchor 22 by ℓ. Therefore, by the horizontal component H acting at the point A, the rotational moment M is exhibited by the rotational moment M = ℓ. Therefore, the rotation moment M acts as a force for rotating the ground anchor 22 in the ground to increase the adhesion between the ground anchor and the ground when the pull force T is applied to increase the pull resistance. By installing the horizontal reaction beam 28 so that the ground does not receive all of the horizontal component can change the center of rotation of the pile from the ground to the ground to maximize the pull resistance.

시험중 발생되는 인발력 T의 연직력 V를 극소화시키려면 상대적으로 수평분 력을 증대시키면 된다. 각도변화에 따른 연직 및 수평분력은 표.1과 같다.In order to minimize the vertical force V of the pull force T generated during the test, the horizontal component can be increased relatively. Vertical and horizontal components according to the angle change are shown in Table 1.

(표.1) 각도변화에 따른 연직 및 수평분력(Table 1) Vertical and horizontal component according to angle change

인발력Drawing force T T (ton)(ton) 인발각도Drawing angle (θ)(θ) 수평분력Horizontal component H H (강관이 감당)(Steel pipe bears) 연직분력Vertical component V V (( 앵커외Anchor 인발저항력Pullout resistance )) 2020 00 2020 00 1010 19.719.7 3.473.47 2020 18.818.8 6.846.84 3030 17.3217.32 10.010.0 4040 15.3215.32 12.8612.86 5050 12.8612.86 15.3215.32 6060 10.010.0 17.3217.32 7070 6.846.84 18.7918.79 8080 3.473.47 19.719.7 9090 00 20.020.0

(표.1)에서 보는바와 같이 인발력 T가 20ton일 경우, 인발각도 θ=20일 경우 연직분력은 인발력 T의 34%만 제공하면 된다.As shown in Table 1, when the pull force T is 20 ton, the vertical component only needs to provide 34% of the pull force T when the draw angle θ = 20.

도 1은 본 발명에 따른 말뚝 정재하 시험장치의 전체 구성 단면도1 is a cross-sectional view of the overall configuration of the pile static load testing apparatus according to the present invention

도 2는 본 발명에 따른 말뚝 정재하 시험장치의 평면 구조도Figure 2 is a plan view of the pile static load testing apparatus according to the present invention

도 3은 본 발명에 따른 말뚝 정재하 시험장치의 그라운드 앵커의 거동 작동도Figure 3 is a behavioral operation of the ground anchor of the pile static load testing apparatus according to the present invention

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 지면 14 : 와이어 강선 10: ground 14: wire steel wire

15 : 두부플레이트 16 : 유압잭 15: tofu plate 16: hydraulic jack

17 : 연결볼트 18 : 레퍼런스 빔 17: connecting bolt 18: reference beam

19 : 마그네틱 홀더 20, 24 : 보강판 19: magnetic holder 20, 24: gusset

22 : 그라운드 앵커 23 : 연결봉 22: ground anchor 23: connecting rod

26 : 시험말뚝 27 : 연결봉 26: test pile 27: connecting rod

28 : 수평반력빔 29 : 원형강관 28: horizontal reaction beam 29: round steel pipe

30 : 가압판 31 : 압력계 30 pressure plate 31 pressure gauge

32 : 연결핀 34 : 그라운드 앵커 변위게이지 32: connecting pin 34: ground anchor displacement gauge

35 : 연결 볼트 41 : 결착구 35: connecting bolt 41: fastener

43 : 유지봉 46 : 피스톤 43: retaining rod 46: piston

51 : 변위게이지 53 : 마그네틱 홀더51: displacement gauge 53: magnetic holder

Claims (2)

지면에 박힌 시험말뚝과, A test stake embedded in the ground, 상기 시험말뚝 상부에 안착되는 하나 이상의 보강판과,At least one reinforcing plate seated on the test pile; 상기 보강판 상부에 안치되는 유압잭과, A hydraulic jack placed on the reinforcement plate, 상기 유압잭의 피스톤과 연결볼트에 의해서 연결되며 곡면으로 형성된 두부플레이트와, A head plate connected to the piston of the hydraulic jack by a connecting bolt and formed in a curved surface; 상기 두부 플레이트 상부로 다수개 지나가는 와이어 강선과, A plurality of wire wires passing through the head plate; 상기 다수개의 와이어 강선의 단부의 각각은 연결봉의 상단부에 연결되며, 상기 연결봉의 하단부에 그 상단이 피봇식으로 연결되며, 지면에 고정되는 그라운드 앵커와,Each of the ends of the plurality of wire steel wire is connected to the upper end of the connecting rod, the upper end of the connecting rod is pivotally connected, the ground anchor is fixed to the ground, 상기 그라운드 앵커의 인발저항력을 향상시키는 장치로서, 상기 그라운드 앵커의 지면으로부터 돌출된 부분에는 연결핀에 연결되며, 상기 연결핀은 연결 볼트에 의해서 수평반력빔의 후단에 연결되며, 수평반력빔 선단에는 가압판이 장착되어 있으며 이 가압판에 연결되며 시험말뚝과 일정한 간격을 두고 위치한 원형강관A device for improving the pullout resistance of the ground anchor, the portion protruding from the ground of the ground anchor is connected to the connecting pin, the connecting pin is connected to the rear end of the horizontal reaction beam by a connecting bolt, A circular steel pipe fitted with a pressure plate and connected to the pressure plate and spaced apart from the test pile 으로 구성되는 것을 특징으로 하는 말뚝 정재하 시험장치.Pile static load test apparatus, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 그라운드 앵커의 좌우 움직임을 측정하기 위하여 그라운드 앵커 변위게 이지가 연결봉에 의해서 그라운드 앵커와 연결되며, 그라운드 앵커 변위게이지의 고정을 위하여 마그네틱 홀더가 연결되며,A ground anchor displacement gauge is connected to the ground anchor by a connecting rod to measure the left and right movement of the ground anchor, and a magnetic holder is connected to fix the ground anchor displacement gauge. 시험말뚝의 상하 변위를 판단하기 위해서, 지면에 고정되는 유지봉에 의해서 레퍼런스 빔이 유지되며,또한 결착구에는 변위게이지가 연결되며, 변위게이지의 고정을 위해서 마그네틱 홀더가 레퍼런스 빔에 고정되는 것을 특징으로 하는 말뚝 정재하 시험장치.In order to determine the vertical displacement of the test pile, the reference beam is held by a holding rod fixed to the ground, and the displacement gauge is connected to the binding hole, and the magnetic holder is fixed to the reference beam for fixing the displacement gauge. Pile static-test apparatus.
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