지내력 테스트

지내력 테스트(地耐力試驗, soil bearing test)

지내력 테스트(地耐力試驗, soil bearing test)는 기초 저면의 위치에 적하판(積荷板)을 두고, 하중을 얹어서 침하량을 측정하여 하중 · 침하량 곡선에서 허용 지내력을 아는 시험법이다. 재하판 밑의 지층이 연속하여 동질인 경우에 적당한 시험법이다.

지내력 시험을 실시하는 이유는 가장 적절한 기초 구조를 결정하기 위해서다.

지내력 테스트 종류

지반이 어느 정도의 건물을 올릴 수 있을지 확인하는 대표적인 방법으로는 '평판재하시험'이 있다. 중장비로 계측기를 눌러서 지반의 내력을 살펴보는 방법이다. 비교적 시험방법이 간단하고 비용도 저렴해 소규모 건축물의 건축시 가장 많이 이루어지는 시험이다. 비슷한 방법으로 '표준관입시험'(SPT), '콘관입시험'(CPT)이 있다. 이것은 각각 정해진 중량의 해머로 일정높이에서 타격한 후, 측정 장치가 30cm 관입하는데 소요된 타격 횟수로 지내력을 측정한다.

또 하나는 말뚝박기시험이다.

(1) 실제 사용할 말둑과 같은 조건으로 박는다.

(2) 수직으로 세워 연속적으로 박되 휴식시간을 두지 않음

(3) 3개이상 박으며 소정의 침하량 도달시 무리하게 박지 않는다.

(4) 1500m²까지는 2개의 단일 시험말뚝을 설치하고 3000m²까지는 3개의 단일 시험 말뚝 설치

(5) 타격 5회에 총 관입량 6mm 이하인 경우 말뚝 거부 현상으로 봄

(6) 최종 침하량은 5~10 타격한 평균값 사용

(7) 수평방향의 오차 10cm 이하

방법

1. 직접지내력 시험 , 재하시험이며 시험은 예정기초 저면 (밑면)에서 행한다.

2. 재하판은 45cm 각 2,000cm²의 원형이나 각형을 사용한다.

3. 하중(재하) : 5회 이상으로 나누어 매회 재하 1톤(10kN)이하 예정 파괴 하중의 1/5 이하로 하고, 침하정지까지 하며 5~30분 간격으로 침하량 측정

4. 침하정지 : 2시간에 0.1mm 이하일 때, 총 침하량이 20mm 이하일때

5. 총침하량 : 24시간 경과후 침하의 증가가 0.1mm 이하가 될 때의 침하량

6. 장기 하중에 대한 지내력 : 단기 하중 지내력의 1/2 , 총 침하 하중의 1/2, 침하 정지 상태의 1/2, 파괴시 하중의 1/3 중 작은 값으로 한다.

7. 하중 방법에 따라 직접 재하시험, 레벨 하중의 의한 시험, 적재물 사용에 의한 시험, 인발저항에 의한 평판 재하 시험 등이 있다.

지내력 시험 시공순서

1) 터파기(굴착)

2) 재하판 설치 (면적 2,000cm²) : 45cm * 45cm

3) 하중틀 설치

4) 재하 및 침하량 측정

- 다이얼 게이지 (Dial Gauge)

- 스트레인 게이지 (Strain Gauge)

현장 기술자 주의사항

1) 재하판은 정방형 보통 45cm각, 면적 A=2,000cm²

2) 매회 재하는 1ton 이하, 예정 파괴 하중의 1/5이상

3) 침하는 2시간에 0.1mm일 때 침하가 정지한 것으로 본다.

4) 단기 하중에 대한 허용 내력

- 총 침하량이 2cm에 도달하였을 때

- 2cm 이하라 하더라도 침하 곡선이 항복 상태를 보일 때

5) 장기 하중에 대한 허용 지내력 = 단기 하중 * 50%

6) 시험 방버에는 급속 시험과 완속 시험이 있다.

7) 시험 위치는 예정 기초 저면에서 실시함

지내력 시험 - 평판재하시험(KS F 2444)의 원리와 방법

KS 기준에서는  지름 300, 400, 750 mm인 강재 원판을 표준으로 한다.

토공사를 해서 기초를 설치할 지반에 도달했다면 지반의 지내력을 확인해야 한다. 일반적으로 평판재하시험을 하게 된다.

건물을 세우려면 평생 건물을 떠받치고 있을 지반이 얼마나 단단한지 알아야 한다. 단단한 암석이라면 꽤 무거운 하중을 받칠 수 있을 것이고, 무른땅이라면 가벼운 무게에도 푹 꺼지게 된다.

그래서 건물을 짓기 전에 지반을 조사해서 단위 면적(1 m × 1m)의 땅이 얼마만큼의 하중에 버티는지(지내력) 조사한다. 1 ㎡의 땅이 받칠 수 있는 힘을 알면 기둥을 받치기 위해 필요한 기초의 면적을 계산할 수 있다.

기초 면적 = 기둥의 하중 ÷ 지반의 지내력

독립기초에서 지반이 약하면 두께가 얇고 넓은 형태가 되고 지반이 단단하면 두께가 두껍고 좁은 형태가 된다. 암반이 기둥을 받치고 있다면 좁고 기다란 기둥을 그 위에 세우는 것만으로도 충분히 기둥의 하중을 지탱할 수 있을 것이다.

지내력시험(Plate Bearing Test) 지내력 시험은 구조물을 설치하는 지반에 직접 실시한다. KS 기준에서는 지름 300, 400, 750 mm인 강재 원판을 표준으로 하고 있다. 이렇게 강재 원판에 하중을 가하면 지반이 침하하게 되는데 하중-침하량의 관계에서 지반의 지지력을 산출하게 된다.

시험을 할 때는 하중은 지반이 침하된 상태를 판단한 후 점진적으로 증가해야 한다. 하중의 증가는 계획된 시험 목표 하중의 8단계로 나누어 누계적으로 재하한다.

하중 재하가 된 시점에서 15분까지는 1, 2, 3, 5, 10, 15에 각각 침하를 측정하고, 15분 이후에 10분당 침하량이 0.05mm/min미만이거나, 15분간 침하량이 0.01mm 이하이거나, 1분간의 침하량이 그 하중 강도에 의한 그 단계에서의 누적 침하량의 1%이하가 되면 침하가 정지된 것으로 본다.

시험 위치는 최소 3개소, 거리는 재하판 지름의 5배 이상 떨어진 곳에서 실시합니다.

시험의 종료는 극한 하중이 발생할 때나 시험하중이 허용하중의 3배 이상이거나 누적 침하가 재하판 지름의 10%를 초과하는 경우를 기준으로 한다.

참고자료

• 〈지내력 시험〉, 《토목용어사전》
• 천우신조, 〈지반조사방법의 종류〉, 《네이버 블로그》, 2018-12-01
• GoldenRain, 〈지내력 시험 - 평판재하시험(KS F 2444)의 원리와 방법〉, 《티스토리》, 2021-04-29
• uxblu, 〈지내력 시험을 하는 이유와 방법〉, 《티스토리》, 2019-04-06
• 건설플래너, 〈지내력 시험 (재하 시험) 답안 및 지반조사 설계기준, 표준시방서〉, 《네이버 블로그》, 2019-05-22

같이 보기

• 지질조사
• 지내력
• 지반

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