토목기사 실기 · 18/50 · 계산형
토목기사 실기 빈출 18 | 말뚝 부마찰력
압밀층의 말뚝 주면적에 평균 하향 전단을 곱해 부마찰력과 중립면 최대축력을 계산하는 문제다.
자료 검수 정보
문제
무엇을 답해야 하나요?
직경 D=0.50 m인 원형 말뚝이 침하하는 압밀층 8.0 m를 관통한다. 이 구간의 평균 부마찰 단위주면력은 22 kPa이고 π=3.1416을 사용한다. 말뚝머리 사용하중이 900 kN일 때 ① 총 부마찰력, ② 중립면 부근 최대축력, ③ 부마찰 발생기구, ④ 저감대책 3가지를 구하시오.
출제 의도 보기
주변지반-말뚝 상대침하로 전단방향이 바뀌는 원리와 부마찰력이 구조하중에 더해짐을 이해하는지 확인한다.
시험장 답안
먼저 채점답안을 완성하세요
- 압밀층 구간의 원주×길이로 주면적을 계산한다.
- 부마찰력을 사용하중에 더하고 중립면·저감대책을 함께 설명한다.
상세 풀이
답이 만들어지는 순서
주면적
원형 말뚝의 압밀층 접촉면적은 πDL이다.
A_s=3.1416×0.50×8.0확정: A_s=12.5664 m²
부마찰력과 축력
평균 단위주면력 22 kPa를 곱하고 사용하중에 더한다.
Q_nf=12.5664×22=276.4608; N_max=900+Q_nf확정: Q_nf=276.46 kN, N_max=1,176.46 kN
발생기구와 대책
중립면 위에서 지반이 말뚝보다 더 내려가 하향 전단이 생긴다.
상대침하 제어확정: 표면차단·선행압밀/개량·케이싱 적용
채점 핵심
이 표현은 답안에 남기세요
- 총 부마찰력 Q_nf=276.46 kN
- 압밀층 전체 주면에 작용하는 하향 전단의 합이다.
- 최대축력=1,176.46 kN
- 구조하중과 부마찰을 합한 검토 축력이다.
- 지반침하가 말뚝침하보다 큰 중립면 상부에서 하향 전단
- 중립면 상부의 전단방향을 설명한다.
- 마찰 차단·선행 압밀/지반개량·케이싱 등 3대책
- 원인인 상대침하 또는 접촉마찰을 줄이는 대책이다.
감점 방지
자주 틀리는 지점
부마찰은 주면에 작용하므로 πDL을 사용한다.
하향 부마찰은 축력을 증가시키므로 사용하중에 더한다.
변형 대비·자료 근거 보기
변형 대비
문제가 바뀌어도 적용하는 기준
지층별 단위주면력이 다르면 각 층의 πD L_i τ_i를 계산해 합산한다.
지반이 더 내려가면 말뚝을 끌어내리고, 축력은 더해진다.
근거와 주의
자료의 성격을 확인하세요
빈출 개념의 직접 링크 계보가 확인되었다. 본 학습문제의 문장·조건·수치·도식은 그 계보를 복제하지 않고 독립 구성했으며, 실제 기출 원문이나 공식 답안으로 간주하지 않는다.
현행 기준 주의: 부마찰력과 정주면마찰력의 방향, 중립면, 침하층 두께, 유효응력, 군말뚝 효과, 최대축력 위치, 활하중·일시하중 조합과 액상화 조건을 구분한다.