확장판 선단부착 PHC말뚝 및 볼트 수직이음을 사용한 PHC말뚝의 시공 중 건전성 확인을 위한 동재하시험의 적용성 및 변형시공법 PHC말뚝들의 올바른 검증시험에 관한 연구

Study on the Applicability of Dynamic Pile Load Test to Check Integrity during Installation of Extension Plate Attached PHC Piles and Bolts Spliced PHC Piles and the Correct Proof Test of the Transformed-installation PHC Piles

Abstract

현장 시험 부지에서 확장판 선단부착 PHC말뚝 및 볼트 수직이음 PHC말뚝에 대한 시험시공을 실시하고 시공중 건전성을 동재하시험으로 확인하고 시공 후 말뚝의 건전성을 직접 확인하였다. 그 결과를 분석하여 확장판 선단부착 PHC말뚝 및 볼트 수직이음 PHC말뚝의 시공 중 건전성을 동재하시험의 건전도지수(${\beta}$지수)로 평가할 수 있는지에 대하여 연구하였다. 이론적으로 말뚝 선단에 매우 인접하거나 선단끝단에서 발생하는 손상(특히 확장판 선단부착구 자체의 변형)은 시험기술의 특성상 건전도지수로 정확한 평가하는 데에는 한계가 있었다. 말뚝의 선단부에 바로 인접해서 발생하거나 말뚝선단 끝단에서의 손상을 PDA시험을 통하여 명확하게 평가하는 데에는 시험기술의 이론에 대한 고도의 지식과 경험이 요구되었다. 다른 볼트 수직이음구로 인하여 실질적인 1차원 파동전달이 용접이음에서와 다를 수 있다는 점, 타격에 의해 발생하는 응력파의 파장이 볼트 수직이음구 높이(약 100mm)보다 클 수 있다는 점, PDA 분석 기능 중 베타 프로세싱(Beta processing)이라는 기능 등이 매우 심도 있는 지식과 경험을 토대로 평가해야만 더욱 정밀한 판단이 이루어질 수 있다는 점 등을 종합적으로 고려할 때 일반적인 건전성 평가기술로 볼트 수직이음의 건전성을 평가하는 데에는 한계가 있었다.

Extension plate attached PHC piles and bolts spliced PHC piles were installed in field test site. Pile integrities were checked during installation with dynamic pile test and the actual pile conditions after installation were compared with integrity index (${\beta}$ index) by PDA test. Theoretically the break in near pile end or pile end (especially extension plate itself) was very difficult to access by integrity index (${\beta}$ index) and also require a high level of knowledge and field experience on PDA test. First actual wave equation of bolts spliced PHC piles due to bolts spliced equipment can be different with welding spliced. Second wave length of the stress wave from installing can be longer than the height of bolts spliced equipment (about 100 mm). Third Beta processing in PDA analysis function is very difficult to access without a high level of knowledge and field experience on wave equation. Above-mentioned three reasons can make conclusion that traditional PDA test in domestic site can not access the integrity of bolts spliced equipment in bolts spliced PHC piles.

Fig. 1. Types of PHC piles for field test

Fig. 2. Plan of boreholes & field test piles, soil profiles

Fig. 3. Pullout of extension plate attached PHC pile after installation

Fig. 4. Defects examples of extension plate attched pile end

Fig. 5. Defects examples of extension plate attached PHC piles

Fig. 6. Measurement results of spliced bolts after pile installation

Fig. 7. Defects in bolts spliced PHC piles before and after installation

Fig. 8. Toe Beta in PDA test

Fig. 9. Break in pile end (Linkins and Rausche, 2014)

Fig. 10. Impedance for bolts spliced equipment used in field test

Fig. 11. Example of static compressive pile load tests for EXT-piles

Fig. 12. Example of bending moment test results

Table 1. Kinds of PHC piles specified in KS F 4306

Table 2. Field installation methods of extension plate attached PHC piles and bolts spliced PHC piles

Table 3. Test plan

Table 4. Pile driving equipment

Table 5. Numbering for the integrity test

Table 6. Summary of field test results

Table 7. The correct proof test method for the extension-plate attached PHC piles and the bolts spliced PHC piles