Evaluation of Ultimate Bearing Capacity on Granular Compaction Pile Considering Various Stresses in a Ground

Granular compaction pile has the load bearing capacity of the soft ground increase and has the settlement of foundation built on the reinforced soil reduce. The granular compaction group piles also have the consolidation of the soft ground accelerate and prevent the liquefaction caused by earthquake using the granular materials such as sand, gravel, stone etc. However, this method is not widely used in Korea. The granular compaction piles are constructed by grouping them with a raft system. The confining pressure at the center of bulging failure depth is a major variable in estimating the ultimate bearing capacity of the granular compaction piles. Therefore, a share of loading is determined considering the effect of load concentration ratio between the granular compaction piles and surrounding soils, and the variation of the magnitude of the confining pressure. In this study, a method for the determination of the ultimate bearing capacity is proposed to apply a change of the horizontal pressure considering bulging failure depth, surcharge, and loaded area. Also, the ultimate bearing capacity of the granular compaction pile is evaluated on the basis of previous study(Kim et al., 1998) on the estimation of the ultimate bearing capacity and compared with the results obtained from laboratory scale model tests and DEM numerical analysis using the PFC-2D program.

지중응력의 변화를 고려한 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과 뿐만 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었면 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을산정하기 위한 기법을 부시네스크 식을 이용하여 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가 기법의 타당성을 실내모형 실험 및 수치해석 프로그램인 PFC-2D 프로그램을 이용한 수치해석 결과와의 비교, 분석을 통해 검증하였다.