Abstract
This study is concerned with the characteristics of the behavior of drilled shafts with steel casing, a material that is used for large bridge foundations in Korea, and especially for weak submerged ground conditions. The effect of steel casing on bearing capacity of drilled shafts was also verified in this study. Three large drilled shafts with 1.8, 2.4, 3.0m diameter respectively were selected, and 3-D finite element analysis has been undertaken on the following three models: 1) drilled shafts without steel casing, 2) drilled shafts with steel casing, 3) steel-concrete composite drilled shafts. Interface element between concrete core and steel casing was taken into account, and ground conditions and load combinations were applied which had been considered in the fields. Detailed characteristics of the stress and displacement distributions were evaluated to understand the characteristics of the behavior of the drilled shafts. Based on the study performed, the steel casing used as load-carrying materials in the drilled shafts can reduce the horizontal and vertical displacement of drilled shafts by 32~37% and 15~19% respectively compared with drilled shafts without steel casing.
본 연구에서는 수치해석을 통하여 국내 해상 장대교량의 기초로 사용된 대구경 현장타설말뚝의 거동특성을 분석하고 외부 강관케이싱에 의한 말뚝의 지지력 증진효과를 검증하고자 한다. 직경이 다른 3종류의 현장타설말뚝에 대하여 1) 외부강관이 없는 경우, 2) 외부강관이 있는 경우 그리고 3) 외부강관과 콘크리트가 일체화 거동을 하는 경우 등 3가지 모델을 설정하고 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 강관과 콘크리트사이에는 경계면 요소(interface)를 적용하였으며, 지반 및 하중조건은 현장의 조건을 사용하였다. 각 모델에 대한 세부적인 변위 및 응력분석을 통하여 강관합성 현장타설말뚝의 거동특성을 파악하였다. 수치해석결과 본 해석에서 선정한 대구경 현장타설말뚝의 경우 외부강관을 구조재로 고려하는 경우 동일 하중조건에 대한 수평변위 및 수직변위가 각각 32~37%와 15~19% 정도 감소되는 것으로 나타났다.