[건축시공기술사 서브노트] 토공사 - Piezocone(피에조콘) 관입시험

1. 정의

전기식 cone을 장착한 연결 rod를 지중에 압입하여 지반의 지지력∙간극수압 등을 측정하는 시험이다. 

 

2. 시공도

3. 시험시 유의사항

1) 자갈층에서 무리한 관입 금지

2) cone 관입시 일정속도 유지

3) 시험 실시 전 cone 포화시킬 것

4) 시험결과 기록관리 철저

 

4. Piezocone 관입시험과 표준관입시험 비교

구분	Piezocone 관입시험	표준관입시험
적용 토질	점성토	사질토
간극수압 측정	가능	불가능
주요 측정값	간극수압	N치

 

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#참조자료

출처 : https://www.youtube.com/watch?v=DpUtp_rAT9M

1. 시험 개요

콘관입시험은 사용되는 콘의 종류에 따라 기계식 콘, 전기식 콘, 피에죠콘 등이 있다. 기계식 콘은 일반적으로 마찰 맨틀콘이라고 불리는 것으로 원추와 마찰 슬리브가 이중관으로 분리되어 있어 원추 관입저항력과 마찰저항력을 분리 측정하는 것이며, 피에죠콘은 콘 내부에 전기식 로드셀을 설치하여 콘 관입과 함께 원추관입저항력과 마찰저항력 및 간극수압을 연속적으로 측정할수 있는 장비로서, 기계식 콘에 비해 연속적이고 정확한 값을 얻을 수 있고 간극수압을 이용하여 보다 정확하게 지반의 특성을 추정할 수 있으며, 지반의 투수특성 및 압밀특성을 파악할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에 현재 북미 및 유럽지역에서 연약지반에 가장 많이 사용되고 있는 현장시험중의 하나이다. 피에죠콘(Piezocone)은 연약지반의 조사장비로 널리 사용되고 있는 기존의 Dutch cone을 개량하여 간극수압 및 간극수압 소산속도를 측정할수 있도록 1970년초에 Sweden에서 개발되었다. 이후 1973년에 NGI(Norweigian Geotechnical Institute)에서 개량시켰으며, 1974년에 Janbu 등에 의해 간극수압과 함께 콘 저항치를 측정할 수 있게 개량하였고 그 후 콘 저항치(Resistance)와 마찰력(Friction), 간극수압(Porepressure)을 동시에 측정할 수 있는 현재와 같은 장비가 개발되었다. 이외에 음파를 이용하는 음향콘과 탄성파를 이용하여 지반의 동적특성을 파악하는 탄성파콘, 전기전도율을 이용하여 흙에 포함된 간극수의 성분을 파악하는 전기전도율 측정콘, 방사능을 이용하여 지반의 밀도를 측정하는 방사능 콘 등이 개발되어 지반조사는 물론 지반환경분야외 기타 특수목적을 위해 사용되고 있다.

 

2. 시험 목적

1) 지반의 연속적인 흙의 분류

2) 비배수 전단강도의 산정

3) 현 지반의 배수 특성을 파악

4) 연약지반 개량 효과의 판정

5) 간극수압 소산시험(dissipation test)에 의한 원지반 수평방향 압밀계수를 산정

6) 간극수압을 측정함으로써 퇴적지층 분류시 점토층 사이에 끼어 있는 얇은 모래지반(Sand seam)이나 모래층 사이에 끼어 있는 얇은 점토층을 구분

 

3. 시험 장비

	① probe : 콘저항,주면마찰력,간극수압,경사도를 측정가능한 4성분콘 측정가능. 센서를 포함한 하부와 전원공급 및 측정데이터를 발신하는 상부 두가지로 구성되어있음.
	② Microphone : Probe에서 발신된 신호를 착신. 관입기에 부착하여 Rod상단에 위치함.
	③ Depth Synchroniser : 콘 관입시 장비에 부착하여 관입시 심도를 측정함. 이때 측정된 심도에 따라 측정된 데이터는 심도별로 자동저장.
	④ Interface : Microphone, Depth Synchroniser, 컴퓨터를 연결하는 장치. Probe와 Depth Synchroniser로부터 신호를 받아 데이터로 변환하여 컴퓨터로 전송.
⑤ 관입기	⑥ 디젤엔진

 

4. 시험장비의 구성

구성	규격
전기식 콘(Piezocone)	∙Cone : ASTM D3441에 규정된 표준콘 ∙콘 선단각 : 60도 ∙콘선단 단면적 : 10 ∙콘의 직경 : 35.7mm ∙슬리브의 단면적 : 150 ∙piezo-element의 재질 : 다공질 steel 필터
추진로드	∙로드의 형식 : 단관 ∙재질 : 고강도 강철 ∙길이 : 1m /1본
유압관입기	∙관입능력 : 10 ton 이상 ∙장비하중 : 3.0 ton 이상
디젤엔진 유압장치	∙장비하중 : 0.5 ton 이상

 

5. 시험순서

1) 측정 기기간 연결

2) 측정기기 전원 연결

3) 컴퓨터 ON

4) 콘 조립 및 초기값 측정

5) 콘의 선단을 측정 위치에 방치(측정 초기값 확인)

6) 콘 관입

7) 데이터 자동저장

8) 지지층 확인

9) 시험 종료

 

출처

1. 성원엔지니어링, 영신컨설턴트

2. 기구미 https://www.gigumi.com/268

 

 

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