깊은 기초의 심도 조사
영신컨설턴트 (02) 529 8803 2018년 2월
1. 시추공자력탐사법
시추공자력탐사법은 철재의 자기적 반응으로부터 심도를 파악한다. 물질이 자기장(magnetic field)에 대하여 반응하여 자화되는 강도는 대자율에 따라 달라진다. 즉 자장의 강도를 H라 할 때 자화강도 I는 I=kH이다. 여기서 k는 대자율(magnetic susceptibility)이다. 철재(철근, 강관)은 주변 지반이나 암반보다 그 대자율이 수만배 이상을 나타낸다. 깊은 기초내에는 주로 철근이 배근되어 있거나 강관말뚝처럼 자체가 철관으로 구성되어 있다. 이러한 철재는 주변 지반보다 매우 강한 자기 반응을 나타낼 수 있다. 자기장의 세기는 자화물체의 크기에 비례하고 자화물체로부터 거리의 3제곱에 반비례하여 급격하게 감소하므로, 실제로 기초에서 일정거리 떨어진 시추공내에서 자기 이상반응을 측정할 수 있으려면 기초 내에 존재하는 철재의 규모에 따라 다소 변화는 있지만 가급적 기초와 가깝게 탐사 시추공이 위치해 있어야 한다.
자력탐사법은 PC말뚝과 같이 철근이 소량 배근되어 있는 경우는 탐사공을 매우 근접하게 천공하여야만 해석이 가능하기 때문에 적용에 한계가 있을 수 있다. 깊은 기초 주변에 철재가 존재하거나 또한 깊은 기초들이 매우 촘촘히 위치하는 경우 상호 간섭에 의해 정확한 해석이 다소 어려울 수 있다. 철근이 극소량 또는 배근되어 있지 않은 특수한 경우에는 평행탄성파법이나, 음향반사법을 사용할 수 있을 것이며, 자력탐사 시추공을 천공할 수 없는 조건에서는 음향반사법을 채택할 수 있을 것이다.
자기방법의 한계
프라스틱 튜브가 말뚝에 최대 50cm이내에 있어야 한다.
강재에만 적용되고 지반에 철이 없어야 한다
자기 방법의 순서
말뚝 옆에 (최대50cm간격)평행으로 시추공을 만든다.
최소직경 50mm 프라스틱관을 시추공에 매설 후 자기 센서를 프라스틱 관에 넣음
심도 센서 볼트 기록 (0.25 m간격) voltage가 작아질 때 말뚝 선단으로 판단
시추공 PVC lined hole
센서 규격 3.8cm Dia x 30.5cm Long
자력탐사법 적용말뚝
Steel Sheet Piles, H-piles, Pipe piles, Cased Drilled Shafts, and highly reinforced Drilled Shafts
여러 물질의 대자율(magnetic susceptibility)
2. 시추공 평행탄성파법(parallel seismic method)
평행탄성파법은 기초 부근에 시추공을 천공하고 센서를 이동시키면서 조사자가 접근 가능한 기초 부위에서 발생시키는 음향 충격파를 측정하는 과정으로 수행된다. 사용되는 센서는 3성분 지오폰이나 음압센서(hydrophone)이다.
이 방법을 적용할 때, 시추공은 가급적 가까이 위치시키고 그 깊이는 예상되는 기초의 깊이보다 충분히 (2~3 m이상) 깊어야 한다. 지하수위가 기초선단보다 충분히 높게 있다면 음압센서로 측정할 수 있으나 지하수위가 매우 낮다면 지오폰을 사용하여야 한다.
상부에서 가격된 탄성파는 기초를 따라 전파되다가 주변 지층을 지나 시추공내의 센서에 감지된다. 기초부근에서의 초동시간 변화와 기초를 벗어난 범위에서 초동시간 변화는 각각 기초의 속도와 지층의 속도에 따라 변하게 된다. 깊이에 다른 초동도달 시간을 그려나가면 초동시간의 기울기가 변하는 지점이 기초의 선단깊이가 된다.
콘크리트 말뚝의 옆에 센서를 부착하고 압축파를 발생시켜 선단 확인된 파의 깊이 분석
: 콘크리트 말뚝 길이(m)
: 콘크리트의 압축파 속도(4,000m/sec)
: 압축파의 선단 도달시간 (m sec)
압축파방법의 순서
- 말뚝에서 최대 50cm이내에 말뚝과 평행한 시추공을 형성한다.
- 시추공에 프라스틱 튜브설치
- 튜브 내부에 물을 채운다.
- 하이드로폰을 튜브에 넣는다
- 말뚝 두부를 해머로 타격하여 도달시간을 측정한다.
- 하이드로폰을 측정 심도별로 넣으면서 도달시간을 반복적으로 측정한다.
- 시간/심도 그래프에서 파의 속도가 작아지는 심도(말뚝길이)를 찾는다.
평행탄성파 방법
시험기
Parallel Induction 자력탐사법 | Parallel Seismic 평행탄성파 |
시험결과
Parallel Induction 자력탐사법 | Parallel Seismic 평행탄성파 |
'PDI' 카테고리의 다른 글
| 현장타설말뚝 공대공 초음파시험 건전도 평가방법 (0) | 2018.06.29 |
|---|---|
| 말뚝 인발과 수화열 측정에 의한 소구경 auger castin-place (ACIP)의 단면형상 측정 (0) | 2018.03.05 |
| George G. Goble 말뚝동재하시험기 발명 (0) | 2017.12.19 |
| 말뚝 정재하 시험 측정기 Static Load Tester (SLT) (0) | 2017.11.27 |
| 현장타설말뚝 수화열건전도 시험 (0) | 2017.10.25 |