토공및기초공사 - 27410 시험말뚝 시험과 말뚝재하 시험

27410 시험말뚝 시험과 말뚝재하 시험

 

1 부. 일반사항

 

1.1 적용범위

1.1.1 요약

1. 이 절은 말뚝박기 시행시 말뚝의 지지력 및 거동 등을 파악하기 위하여 요구되는 시험말뚝 박기와 말뚝재하 시험에 관하여 적용한다.

2. 시험말뚝 박기와 재하 시험은 수급인이 수행하고 독립적인 검사시험 기관이 입회하여 기록할 수도 있다.

1.1.2 이 절은 모든 공사계약 조건, 제0편. 총칙, 도면 등 모든 설계서의 내용을 따른다.

1. 주요내용

2. 시험말뚝 박기

3. 축방향 압축재하 시험

4. 동적재하시험

 

1.2 관련 시방절

이 절의 공사에 관련된 사항은 아래 해당절을 따른다.

1.2.1 12100 시험일반

1.2.2 15100 토질조사

1.2.3 15900 토질시험

1.2.4 27310 기성말뚝박기

 

1.3 적용규준

다음 규준은 이절에 명시되어 있는 범위내에서 이절의 일부를 구성하고 있는 것으로 본다.

1.3.1 관련 시방서 및 기준

1. 토목공사 표준일반시방서(건교부, 2005) 3.4, 3.5

2. 구조물 기초설계기준(건교부, 2003) 4.5 말뚝기초의 설계

1.3.2 관련 법규

1. 건설기술관리법 제24조

 

1.4 제출물

다음 사항은 『01210 제출서류 및 보고서』에 따라 제출한다.

1.4.1 현장동원 및 철수 계획서

수급인은 장비 및 인력의 현장동원 및 철수를 위한 계획서를 『05210 현장동원 및 철수』의 해당요건에 따라 작성한다.

1.4.2 검사 및 시험 계획서

수급인은 공사착수전에 검사 및 시험 계획서를 『08110 품질관리』의 해당요건에 따라 작성한다.

1.4.3 시험말뚝 박기 및 말뚝재하 시험 보고서

1. 시험말뚝박기 및 말뚝재하 시험기록은 현장에 1부 비치해야 한다.

2. 재하시험이 완료되면 수급인은 해당분야 전문 기술자의 검토를 받아 각 시험말뚝에 대한 시험보고서를 감리원에게 제출한다.

3. 시험말뚝에 대한 시험보고서는 『KS F 7001 부표 1～4』에 따라 정확하게 기록되어야 한다.

(1) 타입공법(부표 1)

(2) 매입공법(프리보링)(부표 2)

(3) 매입공법(항내굴착)(부표 3)

(4) 매입공법(회전압입)(부표 4)

 

1.5 품질보증

1.5.1 시험말뚝 박기와 말뚝재하 시험은 감리원의 승인을 받은 방법과 절차에 따라 책임기술자의 감독하에 실시한다.

 

1.6 작업순서

1.6.1 시험말뚝 박기의 위치와 표고는 명시된 대로 측지기사가 설정하고, 감리원의 확인을 받아야 한다.

1.6.2 수급인은 『02410 협의와 조정』의 해당요건에 따라 작업순서를 조정해야 한다.

1.6.3 시험말뚝 박기는 다른 말뚝박기와 인접작업에 지장이 없도록 정해야 한다.

 

1.7 환경요구사항

1.7.1 소음․진동등의 규제를 받는 지역에 있어서는 특히 말뚝의 시공에 따라서 발생하는 소음․진동의 영향을 파악하고 본 말뚝시공에 있어서의 대책을 강구한다.

 

2 부. 자재

 

2.1 자재

2.1.1 말뚝

시공자료가 확보된 말뚝중에서 책임기술자가 선택하고 감리원이 승인한 자재이어야 한다

 

2.2 장비

2.2.1 시험말뚝박기 장비

말뚝박기 작업에 사용할 장비와 같은 종류로서 감리원의 승인을 받은 것이어야 한다.

2.2.2 재하장치, 하중 및 계기

1. 재하장치는 계획된 최대시험하중 이상을 안전하게 재하할 수 있는 것이어야 하며, 감리원의 승인을 받은 것이어야 한다.

2. 재하하중은 설계하중을 충분히 확인할 수 있는 규모이상이어야 하며, 감리원의 승인을 받아야 한다.

3. 수급인은 말뚝재하시험시 반력말뚝을 사용할 경우 충분한 인장저항을 할 수 있는 지를 검토하여 그 결과를 감리원에게 제출, 승인받아야 한다.

4. 재하하중 측정에는 전자식 하중계를 사용한다.

5. 재하시험에 사용되는 유압잭, 전자식 하중계는 공인기관의 검증을 받은 것이어야 하며, 검증 유효기간이 경과하지 않은 것이어야 한다.

6. 재하장치의 설치는 현장조건에 따라 책임기술자의 책임에 의하여 설치되어야 한다.

 

3 부. 시공

 

3.1 시공조건 확인

3.1.1 현장조건이 시험을 위한 발판과 하중을 지탱할 수 있는지 확인한다.

3.1.2 시험장비를 위한 안정된 작업표고를 설정해야 한다.

3.1.3 시험위치에 대하여 정밀한 지반 및 토질조사가 행해져야 한다.

 

3.2 시험말뚝박기

3.2.1 시험말뚝은 도면에 명시된 자료에 근거해서 주문하고 박아야 하며, 시험말뚝의 안전한 지지력은 여기에 명시된 방법으로 결정한다.

3.2.2 수급인은 시험말뚝자료와 거동 및 지질자료로부터 요구된 박은깊이를 결정해야 하며, 침하기준이나 감리원의 견해와 적당하다고 생각되는 다른 요인을 근거로 박은깊이를 결정할 수도 있다. 결정된 박은깊이는 감리원의 승인을 받아야 한다.

3.2.3 시험말뚝은 지정된 위치에 감리원이 승인한 길이(또는 지지력)가 적절한 해머로 박아야 한다.

3.2.4 일반적으로 시험말뚝의 길이는 토질조건의 변동을 고려해서 일반말뚝의 추정길이보다 1～2m 긴 것을 취한다.

3.2.5 시험말뚝박기에 사용하는 장비는 일반 말뚝박기에 예정된 것과 같은 것이라야 한다. 시험말뚝이 박히는 지면은 말뚝박기전에 확대기초의 바닥면 표고까지 파내어 다듬어야 한다.

3.2.6 시험말뚝은 추정선단표고에 도달하면 감리원이 지시한 타격회수까지 타격해야 한다. 지시된 타격횟수까지 타격하는 것은 말뚝지지력의 시간경과효과가 반영된 것이어야 한다. 따라서 항타 후 일정 시간이 지난 후 반드시 재항타를 실시하여 말뚝지지력의 시간경과효과를 확인해야 한다. 예정된 깊이까지 박은 시험말뚝이 소요지지력이 부족할 경우는 말뚝이음을 실시해서 소요지지력이 얻어질 때까지 박기를 계속해야 한다.

3.2.7 시험말뚝의 박기 기록은 감리원이 작성하고, 전 길이에 대하여 1m당 타격횟수, 말뚝의 박은길이, 절단표고, 박은깊이, 기타 관련자료를 기재한다. 재타격이 필요한 경우에는 감리원은 처음 500mm의 재타격에 대하여 말뚝 박은 깊이 0.1m당 타격횟수를 기록한다.

3.2.8 수급인은 시험말뚝 박기와 말뚝의 시험이 완료된 후, 7일내에 시험말뚝보고서를 감리원에게 제출하고, 말뚝주문길이에 대하여 감리원이 본공사에 사용될 말뚝길이에 대하여 승인을 받아야 한다.

 

3.3 파동방정식

3.3.1 파동방정식은 말뚝의 극한지지력과 장비의 적합성을 평가하는데 활용할 수 있다.

 

3.4 시험말뚝 시험

3.4.1 말뚝의 압축재하시험은 고정하중, 어스 앵커의 인발저항력 또는 반력말뚝의 마찰력을 이용한 정재하시험 방법으로 실시 할 수 있다.

3.4.2 반력말뚝 및 반력앵커는 인발하중에 저항하도록 충분한 마찰력을 확보해야 한다.

3.4.3 시험말뚝은 수직으로 설치해야 한다.

3.4.4 손상을 입지 않은 상태로 재하시험에 합격한 시험말뚝은 공사용 영구말뚝으로 활용할 수 있다. 말뚝재하시험을 하는 데 사용된 반력말뚝은 손상을 입지 않고 3mm이상 상향이동하지 않았다면 영구 말뚝으로 사용할 수 있다.

3.4.5 손상된 시험말뚝과 반력말뚝은 뽑아서 현장에서 제거하거나 그 위에 설치한 구조물에서 1.0m아래에서 절단해야 한다. 구멍에는 덮개를 설치하여 막는다.

3.4.6 점토지반에 타입된 말뚝은 타입후 2～4주 경과후, 사질토에 타입된 말뚝은 타입후 3～7일 경과후 재하시험을 실시하는 것을 원칙으로 하되 현장여건에 따라 감리원과 협의하여 조정할 수 있다.

3.4.7 시험은 자동측정기를 사용하여 측정하고 필요에 따라 선단지지력과 주면마찰력을 분리할 수 있도록 한다.

3.4.8 말뚝재하시험장치, 하중재하 및 변위량 측정, 표준측정절차 등은 감리원이 승인한 것이어야 하며, 재하시험절차는 다음과 같다.

1. 시험말뚝의 재하는 시간경과효과 및 양생효과를 반영할 수 있도록 충분한 시일이 경과한 후 시행한다.

2. 시험방법 및 절차는 KS F 2445(또는 ASTM D 1145-00)규정에 준해 실시하거나 감리원은이 승인한 방법에 따른다.

3.4.9 시험말뚝의 시험결과를 해석하는 방법은 구조물 기초 설계기준 해설(한국지반공학회, 2003)에 따라 실시한다.

3.4.10 감리원은 시험말뚝 또는 다른 말뚝의 거동이 특이성, 불안전한 상태를 나타내거나 파동방정식 등 각종 해석으로 결정되는 안전한 지지력에 의문을 갖게하는 경우에는 특별조항에 명시되지 않았거나 명시된 도면에 지정되지 않은 추가재하시험을 시공자에게 하도록 요구할 수 있다.

3.4.11 재하시험이 완료되면 즉시 각 시험말뚝에 대한 시험보고서를 감리원에게 제출해야 한다.

3.4.12 수급인은 재하시험이 완료되면 소요 박힌량을 결정하고, 시험보고서에 기재한다.

 

3.5 동재하시험

3.5.1 동재하시험은 KS F 2445 또는 ASTM D4945-00 규정에 따라 동적측정기구를 이용하여 실시한다.

3.5.2 동재하시험은 항타시(EOID, End Of Initial Driving)시험과 재항타시험(Restrike)을 적절히 분배하여 실시한다. 항타시시험은 시공시점에서의 지지력평가와 시공관리기준 설정을 목적으로, 재항타시험은 시간효과가 반영된 허용지지력 평가를 목적으로 실시한다.

3.5.3 시험용 해머는 진동해머를 제외한 유압해머, 드롭해머 등이 사용 가능하며 시험하중의 1% 이상의 램중량을 가져야 한다.

3.5.4 계측기기는 교정검사를 받은 후 2년 이상 초과하지 않는 것을 사용한다.

3.5.5 말뚝은 동적시험기구가 극한 말뚝지지력에 도달하였다고 지시하는 깊이까지 박아야 한다. 말뚝에 작용하는 응력은 결정된 값이 허용치를 초과하지 않도록 동적시험기구로 말뚝박기 중에 감시하게 된다. 필요한 경우에는 응력을 허용치 이하로 유지하기 위하여 쿠션 추가 시험 또는 말뚝에 전달된 타격에너지를 감소시키거나 해머를 변경한다. 동적시험기구의 측정이 편타를 나타낼 경우에는 즉시 말뚝박기시설을 다시 정돈한다.

3.5.6 동적측정자료는 정밀해석을 위한 프로그램을 이용하여 수행하고 보고서에 그 결과를 첨부한다.

3.5.7 타격에너지 부족 등에 의해 동적측정결과가 충분한 지지력을 발현시키지 못했다고 판단될 경우는 에너지를 증가시켜 시험을 수행한 후 평가한다.

3.5.8 동재하시험은 당해 동에서 제일 불리한 조건의 말뚝에 시행한다.

3.5.9 본항타 말뚝의 동재하시험 및 정재하시험은 감리원이 이미 항타된 말뚝중에서 임의로 지정하여 시행한다.

3.5.10 시항타 말뚝의 동재하시험(초기항타 및 재항타)과 정재하시험은 동일말뚝에 시행한다.

 

3.6 말뚝재하시험 시험빈도

3.6.1 말뚝재하시험의 시험빈도는 표-1과 같다.

표-1 말뚝재하시험 빈도
구분	시험방법	시험빈도	비고
압축정재하시험	KS G 2445(또는 ASTM D 1145-00)	․말뚝250개당 1회 또는 구조물별로 1회
동재하시험	KS F 2591(또는 ASTM D 4945-00)	․구조물별 말뚝수 1～80본 : 2회 말뚝수 1～160본 : 3회 말뚝수 160본 이상 : 4본 이상

 

※ 지반조건에 큰 변화가 있거나 시공방법이 다를 때에는 시험 횟수를 추가해야 한다. 또한 인명과 관련된 중요구조물일 경우에는 시험횟수를 별도로 설정하여 안정성을 충분히 확인하도록 한다.

 

3.6.2 동재하시험은 표-1과 같이 빈도로 시행하되 동일한 말뚝에 대하여 시공시 및 재항타시의 두 시점에서 시행해야 한다.

 

3.7 현장품질관리

3.1.1 시험방법과 결과를 관찰, 기록하게 하기 위하여 독립적인 검사기관을 고용할 수 있다.

3.1.2 기록에는 사용된 시험장비, 검증 및 기록방법, 시험결과, 사용된 발뚝박기 방법에 대한 건의 및 수정 등을 포함해야 한다.

3.1.3 시험한 말뚝의 실제치수와 위치, 시험으로 인한 이동 또는 비틀림 등을 정확하게 기록해야 한다.

3.1.4 공사중 확인재하시험은 공사초기에 시행하며 설계에 사용한 지지력과 말뚝시공의 적합성을 확인한다.

3.1.5 시험한 말뚝이 명시된 요건을 만족하지 못하면 다른 말뚝으로 추가시험을 실시해야 한다.

 

3.8 장비제거

3.8.1 시험장비와 임시 재하장비는 시험후 현장에서 제거해야 한다.