Comparison of Ultimate Bearing Capacity Formulas for Single Stone column in Bulging and General shear failure using in-situ test results

현장 시험치를 이용한 단일 쇄석다짐말뚝의 Bulging 및 General Shear Failure시의 극한지지력 제안식에 관한 비교 연구

Stone column is a soil improvement method and can be applicable for loose sand or weak cohesive soil. Since the lack of sand, stone column seems one of the most adaptable approach for poor ground as a soil improvement technique. However, this method was not studied for practical application. In this paper, the bearing capacity of single stone column at the Gaduk, Ulsan and Gwangyang under the bulging and general shear failure mode were compared with those of the suggested formulas. Especially, a test result of single stone column at the Busan area by static load was compared with the bearing capacity of suggested formulas. The analysis results showed that there were not much bearing capacity differences among those suggested bearing capacity formulas. However, the bearing capacity by static load test was almost double of those with suggested formula. The result also showed that the undrained shear strength was the most important parameter for the bearing capacity estimation of stone column.

쇄석다짐말뚝(Stone Column Method)은 연약한 점성토 지반이나 느슨한 사질토 지반의 개량에 사용되는 연약지반처리공법이다. 여러 가지 현장 시험과 실내 시험 결과, 쇄석다짐말뚝은 기존의 모래말뚝공법에 비해 지지력증대, 지반보강, 사면보강, 액상화 방지억제 등의 효과를 극대화할 수 있는 공법으로 알려져 있으나, 국내에서는 그 연구가 미약하여 설계 실무에서는 경험적인 방법이나 공식에만 의존하여 설계가 이루어지고 있는 상태이다(천병식, 2001). 또한 기존의 제안식에 대하여 검증 없이 사용되고 있어 기존에 제안된 지지력 이론식에 대해 검증할 필요가 있다. 본 연구에서는 부산 00 0호교 건설공사지역 A1교대 구간의 실제 정재하시험 데이터와 가덕, 광양, 울산 신항만건설현장에 대한 비배수전단강도($c_u$)를 이용하여 단일쇄석다짐말뚝에 대한 Bulging 및 General shear failure시의 기존의 이론식들을 각각 비교분석하고, 실제 재하시험에서 얻은 극한지지력과 함께 비교 분석하였다. 분석결과, 지지력 이론식으로 구한 극한지지력이 정재하시험의 실측치 보다 매우 적은 결과를 보였으며, 원지반의 비배수전단강도($c_u$)는 극한지지력에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 실내 및 현장실험을 통해 보다 정확한 지반물성치와 현장 재하시험을 통해 국내적용시 실용적인 극한지지력을 산정하고 기존의 이론식을 개선해 나가야 할 것이다.