[토질 및 기초 기술사] 132회 1교시 기출문제 9번

Schmertmann & Hartman 침하량 공식

 

Ⅰ. Schmertmann & Hartman 침하량 공식의 정의

- 탄성론을 기반으로, 변형영향계수를 이용한 사질토의 즉시침하량을 산정하는 경험식을 제안하였으며, 연약지반이나 점성토의 장기침하와 달리, 즉시침하예측에 활용

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Ⅱ. 개념도 (시험장 간단 스케치용)

 

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Ⅲ. 공식

• Si : 즉시침하량
• qn : 순하중 = (q - q₀)
• B : 기초폭
• Es : 변형계수 (CPT qc로부터 추정 가능, Es ≈ (2~4)qc)
• Iz : 변형률 영향계수 (기초 폭 내 분포, 최대값 약 0.6~0.8)
• C₁ : 응력증가 형상계수 (하중형태·기초형상)
• C₂ : 시간계수(재하시간·압밀영향 보정, 보통 1.2~1.5)

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Ⅳ. 공식의 특징 및 적용

1) CPT, SPT 결과로부터 Es 산정 → 현장 적용성 높음

2) 사질토, 매립층 등 탄성거동 지반의 즉시침하에 적합

3) 기초형태(직사각, 원형), 하중분포, 변형심도(2B 이하) 반영

4) 점성토나 장기 압밀지반에는 적용 한계

5) 사질토 지반에 주로 적용

6) 기초의 형상, 깊이, 지반의 물성치 등을 고려하여 침하량을 산정

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Ⅴ. 기술자적 제언

1) 실제 설계 시 Schmertmann식은 간편·보수적 결과를 제공하므로, 유한요소해석(FEM) 결과와 병행 검토 권장

2) CPT 기반 Es 산정 시 qc-Es 상관관계는 지반별로 교정 필요

3) 기술자는 즉시침하와 압밀침하를 구분하고, 총침하량 산정 시 Schmertmann식 결과를 단기침하 성분으로 반영

4) 현장계측(Settlement Gauge, PLT)을 통해 예측값 검증 필수

5) 변형영향계수(𝐼𝑧)는 기초의 형상에 따라 다르게 주어