An Analysis on the Behavior Characteristics of the Side of Drilled Shafts in Rocks

암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면부 거동특성 분석

In case of drilled shafts installed by drilling through soft overburden onto a strong rock, the piles can be regarded as end-bearing elements and their working load is determined by the safe working stress on the pile shaft at the point of minimum cross-section or by code of practice requirements. Drilled shafts drilled down for some depth into weak or weathered rocks and terminated within these rocks act partly as friction and partly as end-bearing piles. The base resistance component can contribute significantly to the ultimate capacity of the pile. However, the shaft resistance is typically mobilized at considerably smaller pile movements than that of the base. In addition, the base response can be adversely affected by any debris that is left in the bottom of the socket. The reliability of base response therefore depends on the use of a construction and inspection technique which leaves the socket free of debris. This may be difficult and costly to achieve, particularly in deep sockets, which are often drilled under water or drilling slurry. As a consequence of these factors, shaft resistance generally dominates pile performance at working loads. The efforts to improve the prediction of drilled shaft pile performance are therefore primarily concerned with the complex mechanisms of shaft resistance development. In this study, the numerical analyses are carried out to investigate the behavior characteristics of side of rock socketed drilled shafts varying the loading condition at the pile head. The difference of behavior characteristics of side resistance is also evaluated with the effects of modelling of asperity.

현장타설말뚝은 상부의 연약층을 관통하여 하부의 강한 암반층 상부에 거치시키는 경우, 말뚝은 선단지지말뚝으로 간주되며, 최소단면에서 말뚝에 발생하는 응력이나 실제 요구되는 설계기준에 따라서 작용하중은 결정된다. 연약하거나 풍화된 암반의 일정 깊이까지 현장타설말뚝을 설치하는 경우, 선단지지력과 주면저항력에 의해 지지력이 발현된다. 선단지지력 성분은 말뚝의 극한지지력에서 큰 비중을 차지한다. 그러나, 일반적으로 주면저항력은 선단지지력에 비해 훨씬 작은 말뚝 침하시 발현된다. 또한, 선단지지력은 근입부 바닥에 잔존하는 슬라임에 의해 영향을 받는다. 따라서, 근입부에 슬라임을 얼마나 잘 확인하는가와 시공법에 따라 선단지지력의 신뢰도는 결정되게 된다. 이것은 실제로 매우 어렵고 고가이며, 깊은 근입부에서는 더욱 심각하다. 따라서 이들 요소들로 인해서 작용하중하에서 말뚝의 거동은 주면저항력에 의해 지배되게 된다. 따라서 현장타설말뚝의 거동예측을 위한 연구는 주로 주면저항력 발현기구에 관심을 가지게 되는 것이다. 본 연구에서는 말뚝 두부에서의 하중 조건을 변화시켜가며 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동 차이를 분석하기 위하여 수치 해석을 수행하였다. 또한, 거칠기 요소의 모델링 유무에 따른 주면부 거동 특성도 조사하였다.