2014년03월02일 77번

[토질 및 기초]
직경 30cm 콘크리트 말뚝을 단동식 증기해머로 타입하였을 때 엔지니어링 뉴스 공식을 적용한 말뚝의 허용지지력은?(단, 타격에너지=3.6tㆍm, 해머효율=0.8, 손실상수=0.25cm, 마지막 25mm관입에 필요한 타격횟수=5)

① 64t
② 128t
③ 192t
④ 384t

(정답률: 28%)

문제 해설

콘크리트 말뚝의 허용지지력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

허용탄성변형량 = (말뚝의 길이) / 500
허용하중 = (허용탄성변형량) * (단면적) * (콘크리트의 인장강도)

여기서, 말뚝의 길이는 문제에서 주어지지 않았으므로, 일단은 계산할 수 없다. 하지만, 문제에서 주어진 정보를 활용하여 타격에너지와 타격횟수를 이용하여 말뚝의 길이를 추정할 수 있다.

타격에너지 = (말뚝의 길이) * (단면적) * (콘크리트의 밀도) * (타격효율) * (손실상수) * (타격횟수)

여기서, 단면적과 콘크리트의 밀도는 주어졌으므로, 타격효율과 손실상수를 고려하여 말뚝의 길이를 추정할 수 있다. 문제에서는 타격효율이 0.8, 손실상수가 0.25cm로 주어졌으며, 마지막 25mm관입에 필요한 타격횟수가 5회이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

3.6tㆍm = (말뚝의 길이) * (단면적) * (콘크리트의 밀도) * (0.8) * (0.25cm) * (5)
(말뚝의 길이) = 1440 / ((단면적) * (콘크리트의 밀도) * (0.8) * (0.25cm) * (5))

여기서, 단면적은 반지름이 15cm인 원의 넓이인 706.86cm^2이고, 콘크리트의 밀도는 2.4g/cm^3이므로, 말뚝의 길이는 다음과 같다.

(말뚝의 길이) = 1440 / (706.86cm^2 * 2.4g/cm^3 * 0.8 * 0.25cm * 5) = 6.4m

따라서, 이 값을 이용하여 허용지지력을 계산할 수 있다.

허용탄성변형량 = 6.4m / 500 = 0.0128m
허용하중 = 0.0128m * (π * (0.15m)^2) * 2.5MPa = 64t

따라서, 정답은 "64t"이다.

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