토목기사 실기 · 46/50 · 단답형
토목기사 실기 빈출 46 | 말뚝 축방향 지지력 산정·확인방법
정역학적 공식·동역학적 평가·재하시험을 입력자료와 설계·시공 역할로 구분하는 문제다.
문제
무엇을 답해야 하나요?
말뚝의 축방향 지지력을 평가하는 방법을 ① 지반정수와 말뚝 형상을 사용하는 방법 ② 항타에너지·관입량 또는 파동응답을 사용하는 방법 ③ 실제 말뚝에 하중을 가해 하중-침하 거동을 확인하는 방법으로 나누어 명칭과 핵심 입력 또는 결과를 각각 쓰시오.
출제 의도 보기
말뚝 지지력 방법 세 가지를 단순 열거하지 않고 무엇을 입력하고 무엇을 확인하는 방법인지 설명할 수 있는지 확인한다.
시험장 답안
먼저 채점답안을 완성하세요
- 지반정수와 형상을 쓰는 설계 예측, 항타응답을 쓰는 시공 중 추정, 실제 하중을 쓰는 검증으로 분류한다.
- 각 방법 뒤에 대표 입력과 얻는 결과를 한 문장으로 붙인다.
- Meyerhof 등 특정 정역학식 하나와 상위 분류를 혼동하지 않는다.
상세 풀이
답이 만들어지는 순서
정역학적 지지력 공식
지반조사로 얻은 강도정수·관입저항과 말뚝 선단면적·주면적을 사용해 선단지지력과 주면마찰력을 계산한다.
Qult=Qb+Qs확정: 설계단계의 지반저항 예측
동역학적 지지력 평가
항타에너지와 최종관입량을 쓰는 경험식 또는 타격 시 응력파를 계측·해석해 시공 중 지지력을 추정한다.
항타응답 → 지지력 추정확정: 시공 중 연속성·시간효과 확인에 활용
말뚝 재하시험
실제 말뚝에 정적 하중을 단계적으로 재하해 하중-침하 곡선을 얻거나 동재하시험으로 파동응답을 계측한다.
실물 거동 계측확정: 설계 지지력과 침하거동 검증
상호보완 관계
정역학식은 조사자료의 불확실성, 동역학식은 항타·시간효과와 모델의 한계, 재하시험은 시험수와 현장제약이 있으므로 설계와 시공 단계에서 상호 보완한다.
예측 + 시공 추정 + 실물 확인확정: 하나의 방법만으로 보편 확정하지 않음
채점 핵심
이 표현은 답안에 남기세요
- 정역학적 공식 — 지반정수·형상으로 선단+주면 산정
- 지반정수·형상으로 Qb와 Qs를 예측한다.
- 동역학적 평가 — 항타에너지·관입량 또는 파동응답
- 항타 과정의 에너지·관입·파동을 이용한다.
- 재하시험 — 실제 하중-침하·응답으로 확인
- 실제 하중-침하 또는 계측응답으로 확인한다.
- 세 방법의 입력자료와 역할 구분
- 세 방법의 개념 경계가 명확하다.
감점 방지
자주 틀리는 지점
정역학·동역학·재하시험이라는 상위 분류를 먼저 쓴다.
항타공식과 계측 기반 동재하·파동해석의 입력과 신뢰도를 구분한다.
대표성, 시간효과, 시공편차와 시험조건을 검토한다.
변형 문제 학습
변형 대비
문제가 바뀌어도 적용하는 기준
문제가 설계값과 검증값을 비교하게 하면 정역학식의 예측값, 초기항타·재항타의 시간효과, 정재하 하중-침하 곡선을 같은 단위와 기준으로 정리한다.
흙값으로 계산, 망치응답으로 추정, 실제 말뚝을 눌러 확인한다.
현행 기준 주의: 본 항목은 산정방법의 분류이며 특정 Meyerhof 식의 계산문제가 아니다. 실제 적용식·안전계수·시험빈도·판정법은 말뚝형식과 프로젝트 설계도서 및 현행 KDS/KCS를 따른다.