Prediction of Driving Stresses in Piles

항타응력 추정

The prediction of driving stresses in piles is necessary for optimum selection of driving hammers, better design of precast piles, enact assessment of drivabilities and complete description of piling specifications. However, the existing pile-driving formulas based on the theory of Newtonian impact have some defects and shortcomings; the numerical method by the wave equation analysis using electronic computer usually Involves various uncertainties and limitations which can yield erroneous outcomes because it employs soil constants of which the nature is unknown as essential parameters and ignores the effect of residual stresses set up in the pile .after each hammer blow; and the electronic measuring technique needs extra time and expense. The method developed herein is presented for the purpose of giving field engineers a reliable and convenient analytical procedure for the prediction of driving stresses along the full length of pile using the most effetive parameters without resort to electronic computer. This method is based on the fundamental mechanics of stress waves in elastic rods and takes into account the effect of residual stresses induced by reversed friction in piles.

항타응력의 추정은 말뚝박기 해머의 선정, 기성말뚝의 설계, 말뚝박기 가능성의 판단 및 말뚝박기 시방서의 각성에 필요 불가결하다. 그러나, 현재 사용되고 있는 Newton의 충격이론에 의한 경타공식들은 토질이나 해머의 용량에 따라 나름데로 결함을 갖고 있으며, 파동방정식에 의하여 해석된 수치해석법은 대형컴퓨터를 사용하 여야 하고 몇가지의 토질정수를 가정에 의하여 입력하는 것과 말뚝을 타격할 때마다 누적되는 잔재 응력을 고려하지 않는 등의 이유로 즉시추정에는 제약이 따르고 오차가 누적되는 결과를 초래할 수 있으며, 또 한편, 계기에 의하여 항타응력을 실측하는 것은 많은 비용과 시간이 소요된다. 그러므로, 본 연구에서는 항타응력을 파동이론 및 말뚝의 잔류응력에 의하여 항타응력에 가장 크게 영향을 미치는 변수들을 고려하여 해석하므로써 대형컴퓨터를 사용할 수 없는 현장에서 말뚝의 전장에 걸쳐 항타응력을 추정할 수 있는 간편한 산출식을 제시하고, 이의 신뢰성을 고찰하였다.