[토질 및 기초 기술사] 134회 1교시 기출문제 6번

6. 평판재하시험결과의 지지력 결정방법

 

I. 평판재하시험의 정의

- 일정 크기의 강판을 지반에 설치하고 단계별 하중을 재하하여 하중–침하 관계를 측정함으로써, 지반의 지지력과 변형 특성을 직접 평가하는 험으로, 현장 조건을 거의 그대로 반영하므로 실무 설계에서 지지력 산정 및 허용지반반력 산정에 가장 직관적인 시험

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II. 평판재하시험과 압력구근 발생원리 개념도

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III. 지지력 결정방법

1) 곡선 파괴점 방식

   ① 하중–침하 곡선이 선형 → 굽은 영역으로 전환되는 지점 또는 침하 급증점을 극한지지력 quq_uqu​으로 정의

   ② 일반적으로 곡률 급증점, 1mm~2mm/하중 증가 단위 침하 급증 구간 활용

2) Terzaghi & Peck 법

   ① 재하곡선의 초기 직선부를 외삽하고, 곡선부와 교차하는 지점을 극한지지력으로 설정

   ② 실측치의 변형률효과를 고려한 전형적 경험법

3) De Beer 이중직선법(Double tangent method)

   ① 하중–침하 곡선에서 초기 직선부와 곡선부 후단의 접선을 각각 그어, 두 직선의 교점 하중을 극한지지력으로 판단

   ② 기초공학 실무에서 가장 보편적

4) Broms method

   ① 초기 하중–침하 구간의 기울기와 파괴 직전 기울기를 비교하여 비선형성 증폭점을 파괴로 정의

   ② 변형 강성 저하를 지표로 판단

5) 침하 기준법

   ① 극한파괴가 명확하지 않은 현장(점성토, 풍화대)에서 허용 침하량(25mm, 40mm 등) 도달 시의 하중을 허용지지력으로 규정

   ② 실제 구조물 침하 허용성에 기반한 실무적 방식

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IV. 설계 및 시공 시 고려사항

1) 스케일 효과 (Scale effect)

   ① 시험판 크기 < 실제 기초 → 실제 기초의 지반응력이 더 유리해질 수 있음

   ② 필요 시 직접기초 폭 환산식 적용

2) 지층 영향

   ① 시험 깊이 범위 ≠ 실제 영향 깊이 → 층상 지반 오류 발생 가능

   ② 얕은 풍화층·매립층에서는 보수적 평가 필요

3) 배수조건 및 시간영향

   ① 점성토: 침하 시간 의존 → 지연침하 고려

   ② 사질토: 즉시침하 지배 → 즉시침하 기준으로 PLT 적용 가능

4) 안전율 적용

   ① 시험에서 얻은 극한지지력은 허용지지력으로 직접 사용 불가

   ② 일반적으로 FS=2.0∼3.0

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V. 기술자적 제언 / 결론

- 평판재하시험은 현장 기반의 직접적 지지력 평가 수단이지만, 시험판 규모·지층 두께·배수조건 등에 따른 왜곡 가능성을 항상 고려
- 곡선 분석 + 허용침하 검토 + 안전율 적용을 병행한 복합 판단이 실무적이며, 시험 결과를 단독으로 신뢰하기보다는 현장지질 및 주변 시추자료와 통합 평가