Estimation of resistance coefficient of PHC bored pile by Load Test

재하시험에 의한 PHC 매입말뚝의 저항계수 산정

In Europe and the USA, the use of limit state design method has been established, and the Korea Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs has implemented the bridge substructure design standard based on the critical state. But Korean piling methods and ground conditions are different from Europe and USA, the limit state design method can not be used immediately. In this study, the resistance coefficient was proposed by comparing and analyzing the results of the static load test(9 times) and dynamic load tests(9 times of EOID and 9 times of Restrike) with the bearing capacity calculated by Meyerhof(LH design standard, Road bridge design standard) method and surcharge load method(using Terzaghi's bearing capacity coefficient and Hansen & Vesic's bearing capacity coefficient). The previous LHI study showed the resistance coefficient of the LH design standard was 0.36 ~ 0.44, and this research result showed the resistance coefficient was 0.39 ~ 0.48 which is about 8% higher than the previous study. In this study, we tried to obtain the resistance coefficient mainly from the static load test and the resistance coefficient was 0.57 ~ 0.69(Meyhof method : LH design standard) based on the ultimate bearing capacity and the resistance coefficient was 0.49 ~ 0.60(Meyhof method : LH design standard) based on the Davissons bearing capacity. The difference of the resistance coefficient between the static and dynamic load test was greater than that we expected, we proposed the resistance coefficient(0.52 ~ 0.62 : Meyerhof method: LH design standard) using the modified bearing capacity of the dynamic load test. Summarizing the result, the coefficient of resistance obtained from the static and dynamic load tests was 0.35 ~ 0.76, which is greater than 0.3 suggested by the Road bridge design standard, so the economical design might be possible using the coefficient of resistance proposed by this study.

유럽과 미국에서는 말뚝기초 설계에 한계상태설계법 사용이 거의 정착되었으며, 세계적 추세에 따라 국내에서도 국토해양부가 한계상태설계법에 기반한 교량하부기초 설계기준을 제정하였지만, 국내 말뚝공법 및 지반조건에 대한 저항계수 연구가 부족하여 당장 설계에 반영하기에는 어려운 여건이다. 이에 본 연구에서는 일반적으로 시용하고 있는 PHC 매입말뚝을 국내 지반조건에 고려하여 Meyerhof(LH 설계기준, 도로교 설계기준) 방법과 상재하중을 고려할 수 있는 정역학적 공식 (Terzaghi의 지지력 계수와 Hansen&Vesic의 지지력 계수 적용)으로 산정한 지지력을 정재하시험(9회)과 동재하시험(EOID 9회, Restrike 9회) 결과를 비교 분석하여 저항계수를 산정하였다. LH 연구원의 선행연구(PHC 매입말뚝의 하중저항 설계정수 제안, 2012)에서 동재하극한지지력 (Rut)을 기준으로 했을 때 LH 설계기준에 대한 저항계수는 0.36~0.44를 나타낸 바 있으며, 본 연구에서는 저항계수가 0.39~0.48로 나타나 선행연구의 저항계수보다 약 8%정도 증가하였다. 본 연구에서는 정재하시험 결괴를 위주로 저항계수를 산정하였으며, 극한지지력을 기준으로 했을 때의 저항계수는 0.57~0.69(Meyerhof 방법 : LH 설계기준), Davisson 지지력을 기준으로 했을 때의 저항계수는 0.49~0.60(Meyerhof 방법 LH 설계기준)으로 동재하시험에 의한 저항계수와 차이가 크게 나타났다. 이러한 차이를 줄이고자 수정동재하지지력을 제시하여 저항계수를 제시하였으며 이때의 저항계수는 0.52~0.62(Meyerhof 방법 : LH 설계기준)로 나타나 정재하에 의한 저항계수와 차이가 많이 줄어들었다. 결론적으로 본 연구에서 정재하 및 동재하시험으로 산정한 전체 저항계수는 0.35~0.76으로 도로교 설계기준에서 제시한 저항계수 0.3보다 커서 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단된다.