PDA 로 지지력을 예측하기 위해 CASE 방법 사용

1.     CASE (Case Western Reserve University, 간편법)
F=ma 를 기준으로,

주면저항, 선단저항, 말뚝자체의 탄성 등으로 구분되며,
두부의 속도, 응력파 전달속도의 공식으로 지지력 계산.


2.     CAPWAP (CAse Pile Wave Analysis Program) 방법
https://huedor2.tistory.com/733

링크 참조
Case 방법이 간편공식을 사용한 반면, CAPWAP 는 프로그램을 통해 구함.
원리는 가속도계, 변형률계를 통해 힘/가속도를 구하여 지지력 예측.
말뚝의 경계조건, 에너지관련, Damping 관련 내용이 포함될 수 있음.

말뚝은 시공까지는 쉬워도
지중의 불확실성, 말뚝이 시공되면서 품질 보전의 의문부호 (doubt) 를 해소하는 많은 방법들이 개발되었고,

그 중 가장 쉽고 확실한 방법.

1. 필요 장비
- PDA : Analyzer
- 가속도계, 변형률계 (2쌍)
- Cable

2. 시험 순서
- Cushion 설치. Ram Drop. (Energy 에 따라 달라지지만 0.5~1.5m)
- Stress Wave 전달 (Pile 을 따라)
- 가속도계, 변형률계 측정결과가 Force – Velocity 로 변환되어 graph 생성 및 PDA 에 저장
- 감쇠를 고려한 Case-Method 로 Pile Capacity 산정. (감쇠비 보통 70%)

3. CAPWAP : Case Pile Wave Analysis Program
- 하강파, 상승파를 구분/비교하여 해석.
- Computed upper wave 와 measured upward wave 를 비교 : Signal matching -> Predicted pile load capacity
- Skin Friction(주면마찰), Toe Resistance(선단지지) 구분됨.
- Pile capacity : Initial, Restrike
- Integrity

4. 시험 시 유의사항
- 타입 말뚝의 경우 (Hammer), Thixotropy 에 따라 교란에 따른 강도 감소가 있어서 (팽창성이 큰 지반의 경우 더 강도 감소가 커짐.)
Set-up Period (타입 후 시간) 을 기록하는 것도 중요함. (보통 강도회복을 위해 20~28일 소요)

5. 해석
- Drop height : 0.5~1.5m 단계별
- EMX (ton-m) : Maximum Engery, Hammder 6 ton, Drop 후 실제 강도를 이용해 효율 결정.
- Hammer Efficiency (해머 효율) 30~50% 고려.
- 변형률 계산
- 변형률을 통한 Force 계산 RMX (Maximum Resistance). Jc (Damping Ratio) (1-Jc) 로 계산. (Damping Ratio, 0.7)
- CSX (Compressive Strength Maximum)

키워드 : 압축 정재하, 압축 동재하, 인발, 수평
PDA, CAPWAP, 항타분석기, 건전도, 응력파 전달 속도, 가속도계 변형률계

압축정재하 : 앵커말뚝, Counterweight, 확실하나 비싸고 번거로움. 시간도 많이 걸림. 1.5-2배 하중을 8단계로 나누어 재하/제하 반복. 하중, 침하 곡선으로 지지력 판단. 콘크리트 압축강도 넘지 않도록, 1%

압축동재하: PDA 항타중, 항타후(set up / relaxation), 가속도계, 변형률계 설치하고 PDA 기계 연결하고, 타격하여 시험. 지지력, 침하량 예측, 간편, 시간 덜 걸림. (선단, 마찰), 5%

인발하중 : hydraulic jack, h beam, 주변 말뚝이나 앵커말뚝 활용

수평하중 : 주변 말뚝이나 앵커말뚝 기준 허용 변위 15mm 로 LPILE 이용.
https://huedor2.tistory.com/683

건전도 시험 : 이전 내용 참조. 공대공초음파 등.
https://huedor2.tistory.com/584

현타 비배토의 경우 Osterberg 심어서 테스트 할 수도 있음.