평판재하시험 사례 - 결과의 해석

지반의 지내력을 확인하기 위해 실시하는 평판재하시험( KS F 2444에서 규정하고 있는 얕은 기초의 평판재하시험) 결과를 어떻게 해석하는지 살펴보겠습니다. 평판재하시험의 시험방법에 대해서는 다음 글을 참고하시기 바랍니다. 

 

▶ 지내력 시험 - 평판재하시험(KS F 2444)

 

 

평판시험이 끝난 후 항복하중을 구하는 방법으로는 주로 3가지 방법이 사용됩니다.

1. 하중(P)-침하(S)곡선법
2. Log(P)-Log(S)곡선법
3. S - Log(t) 곡선법

 

하중(P)-침하(S)곡선법

단계별 하중(P)에 대한 침하량(S)의 변화를 산술눈금용지에 표시한 후 침하량이 급변하는 지점을 중심으로 판단하는 방법입니다.

 

 

위 그림과 같이 초기에 침하량이 완만할 때의 곡선의 접선(1)과 항복이 진행된 후 급격하게 침하가 진행될 때의 곡선의 접선(2)을 각각 그립니다. 이 두 접선(1)과 (2)가 만나는 점으로 부터 곡선을 이등분하는 지점을 확정하여 항복점으로 판단하는 방법입니다.

지반이 단단하여 침하량이 많지 않을 때는 침하량 곡선이 직선을 나타내며 이때는 적재하중의 최대하중을 항복하중으로 판단합니다.

Log(P)-Log(S)곡선법

하중(P)-침하량(S) 곡선법은 산술눈금용지를 사용하는 것과 달리 Log(P)-Log(S)곡선법은 각각의 값을 로그함수로 변환한 양대수용지에 표기하는 방법입니다. 이렇게 표기하면 침하량이 일정하게 변화는 지점을 명확하게 판단할 수 있습니다. 

 

 

위 그림과 같이 침하량이 일정하게 변화가 보이는 지점을 직선으로 연결하여 두 직선이 만나는 지점을 항복점으로 판단하는 방법입니다.

마찬가지로 지반이 단단하여 침하량이 많지 않을 때는 침하량 곡선이 직선을 나타내며 이때는 적재하중의 최대하중을 항복하중으로 판단합니다.

S - Log(t) 곡선법

각각의 하중단계에서 재하 후 시간(t)의 경과에 따라 침하량(S)이 어떻게 변하는 지를 반대수 용지에 표기하는 방법입니다. 이렇게 하면 각각의 하중단계별로 여러 개의  S - Log(t) 가 그려지는데 하중이 증가함에 따라 일정한 변위량을 보이는 직선형태를 나타내다가 갑자기 상향직선의 형태가 나타나는데 그때의 하중을 항복하중으로 판단하는 방법입니다. 

 

마찬가지로 지반이 단단하여 침하량이 많지 않을 때는 침하량 곡선이 직선을 나타내며 이때는 적재하중의 최대하중을 항복하중으로 판단합니다.

 

실제 적용 사례

규모가 적은 전원주택을 짓기 위해 평판재하시험을 한 사례입니다. 규모가 작긴 하지만 위에서 설명한 내용을 이해하시는데 도움이 될 것 같습니다. 위 사진은 실제 현장에서 시험을 실시한 사진입니다. 실제 데이터는 다음과 같습니다.

 

 

 

평판재하시험을 적용한 현장은 소규모 전원주택현장으로 기초는 얕은 기초에 해당합니다. 시험된 결과값을 바탕으로 P-S 분석법과 Log(P)-Log(S) 분석법을 적용하였습니다.

 

 

시험을 실시한 결과 재하 시 항복이나 극한현상이 나타나지 않았으므로 최대시험 하중에 안전율(Fs=3)을 적용하였습니다.

시험결과를 보면 하중강도 473kN/m²에 도달할 때까지 다소 일정한 침하양상을 나타내는 것을 볼 수 있습니다. 뚜렷한 항복하중이나 극한상태를 나타내지 않은 양호한 상태의 지지력을 나타내는 것으로 판단할 수 있습니다. 총 침하량은 10.08mm로 일반적인 침하량 기준치인 30.0mm보다 작은 값을 나타내어 양호한 지지력을 나타내는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 

기타 지반조사관련 자료는 다음을 참고하세요.

▶ 토공사 - 지반조사로 무엇을 알 수 있을까?

▶ 지반조사 - 보링과 표준 관입 시험

▶ 지내력 시험 - 평판재하시험(KS F 2444)

▶ 암반의 분류

▶ 토공사 수량 산출

 

▶ [분류 전체보기] - 건축재료 목차

▶ [분류 전체보기] - 건축시공 목차