평판재하시험 (Plate Bearing Test, PBT)

1. 개요

평판재하시험이란 기초 저면 예정 위치에 재하판을 놓고 하중을 가하여 지반의 지지력과 침하량을 측정하는 원위치 시험

기초 설계 시 가정한 지지력을 현장에서 확인하거나, 타워크레인 및 항타기 등 중장비 전도 방지를 위한 지내력 확인용으로 주로 사용

시험 결과 적용 시 재하판의 크기에 따른 Scale Effect(크기 효과)를 반드시 고려하여 실제 기초의 지지력으로 환산 보정해야 함

2. 시험 계획 및 설치 기준 (KCS 11 20 15)

시험 기구

재하판 : 직경 30cm, 40cm, 75cm 등의 원형 철판 사용 (표준 30cm)

• 재하 장치 : 유압 잭(Jack) 및 로드셀(Load Cell)
• 반력 장치 : 앵커, 실하중(포크레인, 덤프트럭 등 중장비 무게 활용)

설치 방법

• 시험 위치 : 실제 기초가 설치될 지반면(Level)과 동일한 위치
• 지반 정지
• 시험면 수평으로 고르기
• 요철 있을 경우 건조사(모래) 깔아 재하판과 지반의 밀착성 확보

3. 시험 방법 및 재하 기준

재하 방법

• 단계별 재하
• 설계 하중의 2배 이상의 하중
• 5~8단계로 나누어 단계적으로 재하
• 침하 안정 기준
• 각 단계별 15분간 재하
• 침하량 0.01mm 이하가 될 때까지 하중 유지 후 다음 단계 진행

시험 종료 기준

• 하중 강도가 항복점을 초과할 때
• 침하량이 재하판 직경의 10%를 초과할 때 (통상 25.4mm 기준 적용)
• 현장 여건상 최대 재하 하중에 도달했을 때

4. 허용지지력(qa)의 결정 및 안전율

5. 차별화: 재하판 크기 효과 (Scale Effect)와 보정

개념

시험에 사용하는 재하판 폭(B)이 실제 기초 폭(Bf)보다 훨씬 작기 때문에 발생하는 지지력 및 침하량의 차이 현상

응력 도달 깊이(영향권)는 재하판 폭의 약 2배(2B)에 불과하여 심부 지층의 상태를 반영하지 못하는 한계 존재

지반 종류별 보정

• 점토 지반
• 지지력은 기초 폭에 무관
• 침하량은 폭에 비례하여 증가
• 사질 지반
• 지지력은 기초 폭에 비례하여 증가
• 침하량은 보정식 적용 필요

6. 시공 시 유의사항 및 관리 방안

시험 신뢰성 확보

• 재하 하중의 1.2배 이상 반력 장비(중량물) 준비
• 강우 시 시험 지양
• 시험 위치 지하수위 고려
• 반력 지지대와 재하판 중심 간 1m 이상 이격

결과 적용 시 주의사항

• 평판재하시험은 얕은 깊이(2B)의 지내력만 확인 가능
• 하부 연약지반 존재 시 표준관입시험(SPT) 또는 시추 주상도 병행 분석
• 전체적인 안정성 판단

7. 결언

평판재하시험은 가장 확실한 지지력 확인 수단이나 Scale Effect에 의한 오차 가능성이 상존함 감리자와 시공 기술사는 시험 결과인 P-S 곡선(하중-침하 곡선)을 정밀 분석하고, 하부 지층 구성을 종합적으로 검토하여 최종 기초 형식을 결정해야 한다. "끝"