1. 계측목적
1) 긴급한 위험의 징후발견을 위한 계측
- 과대한 토압이나 수압이 작용하는 경우나, Boiling, Heaving등 징후의 사전 확인 및 안전관리를 위한 계측
2) 시공중에 중요한 정보를 얻기위한 계측
- 설치된 계측기기를 통해 토류구조물, 배면지반 및 인접구조물의 거동을 관찰하여 위험요소를 조기에 발견하여 공사진행 속도를 조절하고 신속한 보강대책 강구
3) 시공법을 개선하기 위한 계측
- 선행된 단계의 계측 Data는 다음 단계의 설계정수를 재평가하고, 시공법이나 구조형식의 개선에 이용
4) 법적소송에 대비하여 도움이 되는 계측
- 공사가 진행됨에 따라 발생되는 주변의 피해(지반침하, 인접구조물의 침하, 경사, 소음, 진동, 수질오염등)에 대해 근거가 되는 자료수집
5) 공사지역의 특수한 경향을 파악하기 위한 계측
6) 이론을 검증하기 위한 계측
2. 계측기기 선택시 검토사항
1) 인접구조물 특성
▪ 주변 도로망 파악
▪ 인접 건물의 배치 및 노후상태 파악
▪ 인접 건물의 토질 특성파악
2) 구조물 특성
▪ 본 구조물 및 인접 주요구조물의 특성파악
▪ 지반지지 주체의 특성
▪ 자연적, 인위적 현상의 상호관계
3) 지질 및 토질특성
▪ 광역적 지형, 지질의 특성
▪ 해당 지역의지지 기반층 생성과 발달과정 파악
▪ 지질 및 토질의 공학적 특성
4) 설계 특성
▪ 하중분포 및 하중전달 역학관계의 이해
▪ 지반공학적 상수의 평가
▪ 재료역학적 상수의 평가
▪ 수치해석 모델의 이해
▪ 수치해석 결과의 평가
▪ Safety Factor(안전율)의 적용
5) 지지부재 및 시공특성
▪ 가설구조 및 기타부재의 거동특성
▪ 시공순서 및 시공단계별 시간개념
▪ 지층변화 및 지하수 유동예측
▪ 시공상 취약요소의 파악
6) 계측기기 특성
▪ 작동원리 및 설치기법
▪ 측정범위 및 측정오차
▪ 측정방법 및 경제성
▪ 내구성 및 계기간의 상호 호환성
▪ 목적에 부합되는 적용방법
3. 계측계획에 대한 검토사항
▪ 계측 빈도
- 계측 항목별로 시공 진행도 및 변화 속도등을 검토 후 결정
▪ 계측 방법
- 수동, 반자동, 자동 등의 방법 검토
▪ 처리 System
- 측정기, Computer종류, 용량, 통신방법 등 환경정비 상태검토
▪ 계측 체제
- 전임자, 담당자 선정, System구축, 조직에 대한 장기적인 체제확립
4. 계측기기의 선택시 검토사항
1) 계측 목적과의 부합성
▪ 계측목적 및 해석상 합치한 장소선정과 배치간격, 수량 및 심도 검토
2) 시공 사항
▪ 선행부분, 가장 취약하다고 판단되는 부분 검토
▪ 시공 과정에 대한 합리성 검토
▪ 자연조건 및 주변여건 고려
3) 전체관리 및 집중관리
▪ 한 계기가 부담할 수 있는 영역 검토
▪ 주 계측단면, 보조계측 단면의 산정
4) 계기 보수
▪ 가설물, 중기 등에 대한 장해
▪ 장기간 계측하는 경우의 설비
5) 기타
▪ 계측기기의 정도, 반복 정밀도, 강도, 계측범위 및 신뢰도가 계측목적에 적합할 것.
▪ 구조가 간단하고 설치가 용이할 것.
▪ 온도, 습도에 대해 영향을 적게 받고 보정이 간단할 것.
▪ 계측기기로 인해 공사에 지장을 초래하지 않을 것.
▪ 예상변위나 응력보다 계측기의 측정 기능범위가 클 것.
▪ 계기 오차 등을 유발할 수 있는 계측기의 고장 발견이 용이할 것.
▪ 가격이 경제적일 것.
5. 계측위치 선정시 검토사항
▪ 주변 구조물의 존재에 의해 결정되는 계측항목에 대해서는 그 구조물의 위치를 중심으로 구조물을 대표하는 장소에 계기를 배치함.
▪ 설계의 불확실성에 의해 결정되는 계측항목에 대해서는 그 요인에 따라 배치함.
▪ 조기에 시공되는 위치에 우선적으로 배치하여 계측 결과는 Feed Back 할 수 있는 장소로 함.
▪ 계측결과의 해석상 상호 관련된 계측항목에 대응하는 계기는 가능한 한 근접시켜 배치함.
▪ 계기고장의 가능성을 염두에 두어 적절한 배치를 함.
▪ 계기의 설치 및 배선이 확실히 행해질 수 있는 장소로 함.
▪ 보링등으로 지반조건이 충분히 파악되고 있는 장소로 함.
▪ 인접해서 중요 구조물이 있는 경우
▪ 교통량이 많아 이로 인한 하중의 증감이 있는 장소
▪ 구조물이나 지반에 특수한 조건이 있어 그것이 공사의 영향을 미친다고 생각하는 장소, 구조물에 작용하는 토압, 수압, 벽체의 응력, 축력, 주변지반의 침하, 지반의 변위, 지하수위등과 밀접한 관계가 있고 이들의 연교성을 잘 파악할 수 있는 곳에 중점 배치하여야 함.
6. 계측기기의 평면배치 및 단면 배치
① 지중수평변위측정기 ( Inclinometer )
② 간극수압계 또는 지하수위계 ( Piezometer or Water level meter )
③ 지중수직변위측정기 ( Extensometer )
④ 지표침하계 ( Measuring settlement of surface )
⑤ 변형률계 ( Strain gauge )
⑥ 하중측정계 ( Load cell )
⑦ 인접건물기울기측정기 ( Tilt meter )
⑧ 균열 측정기 ( Crack meter )
⑨ 진동, 소음측정기 ( Vibration monitor )
7. 계측항목 선정시 고려요인
▪ 굴착의 영향 범위 내의 구조물 유무와 인접 구조물의 기초 및 건물의 상태
▪ 설계시의 불확실성의 해명
- 설계 계산에 있어서 조건이 되는 측압 및 수압 등 추정치의 오차가 클 것으로 예상되는 경우
- 근접 위치에서의 공사 실시 등으로 외력 조건의 대폭적인 변형이 예상되는 경우
- 설계 계산치와 허용치를 비교하여 안전율이 적은 경우 등
8. 일상적인 측정항목
▪ 흙막이 가설 구조물
- Strut 또는 Anchor의 축력 및 변형 : LOAD CELL, STRAIN GAUGE
- 벽체 및 벽체 두부의 수평변위 : INCLINOMETER, TRANSIT
- 벽체의 응력 : STRAIN GAUGE
- 지표의 수직 및 수평변위 : TRANSIT, LEVEL
- 벽체에 작용하는 토압 : TOTAL PRESSURE CELL, LOAD CELL, JACK-OUT PRESSURE CELL
- 지하수위 및 간극수압 : WATER LEVEL METER, PIEZOMETER
- 진동 및 소음 : 발파진동기
- 인접구조물의 기울기 및 CRACK : TILTMETER, CRACK GAUGE
- 지반의 수직변위 : ROD EXTENSOMETER, MCS EXTENSOMETER
9. 계측기별 종류 및 용도
1) 지중수평변위계
- 굴토진행시 인접지반 수평변위량과 위치, 방향 및 크기를 실측하여 토류구조물 각 지점의 응력상태 판단
- 설치위치 : 흙막이벽 또는 배면지반
- 설치방법 : 굴착심도이상, 부동층 까지
2) 층별침하계
- 인접지층의 각 지층별 침하량의 변동상태를 파악 보강대상과 범위의 결정 또는 최종 침하량 예측 및 계측자료의 비교검토
- 설치위치 : 흙막이벽 배면, 인접구조물 주변
- 설치방법 : 굴착심도이상, 부동층 까지
3) 지하수위계
- 지하수위 변화를 실측하여 각종 계측자료에 이용, 지하수위의 변화원인 분석 및 관련대책 수립
- 설치위치 : 흙막이벽 배면, 연약지반
- 설치방법 : 굴착심도이상, 대수층 까지
4) 간극수압계
- 굴착에 따른 과잉간극수압의 변화를 측정
- 설치위치 : 흙막이벽 배면, 연약지반
- 설치방법 : 연약층 깊이별
5) 지표침하계
- 지표면의 침하량 절대치의 변화를 측정, 침하량의 속도판단 등으로 허용치와 비교 및 안정성 예측
- 설치위치 : 흙막이벽 배면 및 인접구조물 주변
- 설치방법 : 동결심도 이상
6) 토압계
- 토압의 변화를 측정하여 이들 부재의 안정상태 파악 및 분석자료에 이용
- 설치위치 : 흙막이벽 배면
- 설치방법 : 흙막이벽 종류에 따라
7) 하중계
- Strut, Earth Anchor 등의 축하중 변화상태를 측정하여 이들 부재의 안정상태 파악 및 분석자료에 이용
- 설치위치 : Strut 또는 Anchor
- 설치방법 : 각 단계별 굴착시
8) 변형률계
- 토류구조물의 각 부재와 인근 구조물의 각 지점 및 타설콘크리트 등의 응력변화를 측정하여 이상변형 파악 및 대책수립에 이용
- 설치위치 : H-Pile 및 Strut, Wale, 각종 강재 또는 Concrete
- 설치방법 : 용접, 접착, Bolting
9) Tiltmater
- 인근 주요 구조물에 설치하여 구조물의 경사각 및 변형상태를 계측, 분석자료에 이용
- 설치위치 : 인접구조물의 골조 및 바닥
- 설치방법 : 접착 또는 Bolting
10) 균열측정기
- 주변 구조물, 지반등에 균열발생시 균열크기와 변화를 정밀측정하여 균열발생속도 등을 파악
- 설치위치 : 균열부위
- 설치방법 : 균열부 양단
11) 진동소음측정기
- 굴착, 발파 및 장비이동에 따른 진동과 소음을 측정하여 구조물 위험예방과 민원 예방에 활용
- 설치위치 : 인접 구조물 및 필요시
- 설치방법 : 필요시 측정
10. 계측항목 선정기준
1) 지중경사계, 지표침하계
- 배면지반의 거동 및 수평변위 발생이 클 것으로 예상되는 경우
2) 변위계, 하중계
- 엄지말뚝 및 띠장, 버팀보에 변형이 예상되는 경우
3) 하중계, 변위계
- 버팀보 또는 앵커의 거동이 클 것으로 예상되는 경우
4) 건물경사계, 지표침하계
- 인접구조물에 피해가 예상되는 경우
5) 지하수위계, 지표침하계
- 지반조건상 굴토에 의한 지하수위 감소효과를 검토하는 경우
6) 지표침하계, 지중경사계, 지중침하계
- 지중매설물의 침하가 예상되는 경우
11. 계측빈도
