Optimization of Reinforcement Effect of Large-diameter Drilled Deep Foundation

Drilled deep foundations of large diameter are often used for foundations of transmission towers. As tower structures become larger in modern society, there is a need of more efficient and economical design of large-diameter drilled deep foundations. Reinforced drilled deep foundations are popular in Japan for the foundation of tower structures. Stiffeners attached to the shaft of the foundation are used to increase the shaft resistance. This study aims at analyzing the effect of reinforcement with large-diameter drilled deep foundations based on numerical analysis of the representative soil and rock conditions in Korea. The numerical analyses are conducted to analyze the reinforcement effect of various stiffener conditions of number, inclination, location and length. Regarding to number of stiffeners, the effect of reinforcement for weathered and soft rocks increases proportionally as the number of stiffeners increases. For weathered soil, however, the effect of reinforcement increases at a lower rate. The effect of stiffener location is nearly negligible for axially loading cases, while it is significant for laterally loading cases. For the laterally loading cases, upper locations of stiffener give greater reinforcement effect than that of lower location. For stiffener inclinations of axial loading cases, a stiffener inclination equal to 60$^{\circ}$ gives the greatest reinforcement effect.

보강형 현장타설말뚝의 최적보강효과 분석

본 연구에서는 철탑의 기초로 사용이 증가되고 있는 현장타설말뚝의 크기를 줄이기 위한 방안으로 말뚝주면에 가시모양의 보강재를 타설.정착시켜 지지력을 증가하는 보강형 현장타설말뚝에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 보강재에 의한 지지력 증가효과의 크기를 정량적, 정성적으로 알아보기 위해 풍화토, 풍화암, 연암지반 등 국내의 대표적 지반을 대상으로 보강재의 단수, 경사 및 위치 등을 변화시켜 해석을 실시하였다. 보강재 단수변화의 경우, 풍화암과 연암지반에서는 단수증가에 따라 비례적으로 보강효과가 증가하였지만 풍화토의 경우 단수의 증가에 따라 보강효과 증가율이 작아지는 결과가 나타났다. 위치변화의 경우, 수평하중재하시 보강재가 상단에 위치한 경우가 하중을 직접적으로 지지하기 때문에 가장 보강효과가 좋은 것으로 나타났지만 압축, 인장하중의 경우 큰 차이가 나타나지 않았다. 경사변화의 경우, 연직하중일 때는 보강재 전 길이에 걸쳐 축력이 최대로 발휘되는 60$^{\circ}$의 경사일 때 보강효과가 가장 크게 나타났다. 하지만 수평하중일 때는 하중재하 방향과 일치하는 0$^{\circ}$에서 보강효과가 전반적으로 좋게 나타났다.