• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.309-318
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• 2013

본 논문에서는 일체식 교대 교량의 장대화 및 내진성능 향상을 위해 가장 중요한 역할을 하는 교대-H형 강말뚝 연결부의 성능을 향상시키기 위하여 기존의 연결부의 균열형상을 파악하고, 이를 기반으로 새로운 형태의 연결부를 제안하기 위하여 철근을 활용하여 강성을 증가시키는 방법과 강말뚝의 형상을 개선하여 연성을 개선시키는 방법을 모색하였다. 먼저, 기존 연결부의 성능을 향상시키기 위하여 연결부 주변에 PennDOT에 규정된 철근상세와 나선철근의 배치와 HSS 튜브를 사용하였으나, PennDOT의 철근 상세와 HSS 튜브는 연결부의 성능을 향상시키지 못 했으나, 나선철근은 균열을 효과적으로 차단시키는 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 철근의 구속효과로 인해 강말뚝의 저항력이 변위에 선형적으로 비례하여 증가하므로 교량의 상부구조에 축력을 발생시키는 효과를 가져왔다. 따라서, 강말뚝의 형상을 개선하기 위하여 콘크리트 교대에 매입된 부분의 플랜지를 제거하는 방법과 콘크리트 외부에서 플랜지의 폭을 축소시키는 형태를 검토하였다. 두 가지 방안 모두 균열을 억제하는데 효과적인 방법이었으나, 플랜지를 제거하는 쪽의 연결부가 더욱 효과적이었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권9호
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• pp.71-74
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• 2010

암반에 근입된 현장타설말뚝 시공 시, 말뚝 선단부의 위치 및 강도는 반드시 확인되어야 한다. 그러나, 실제 현장타설말뚝의 시공 시 굴착액 등으로 인하여 선단부의 위치 및 강도 확인이 힘든 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 현장타설말뚝 굴착장비에 간단히 부착하여 선단부 암반의 위치 및 강도를 측정할 수 있는 정적관입기를 개발하였다. 일련의 실내교정을 통하여 만들어진 정적암반관입기는 여러 현장에서 수행된 검증시험을 성공적으로 수행하였고, 이에 따라서 현장타설말뚝 선단부의 위치 및 강도 확인을 가능하게 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.204-211
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• 2022

본 연구에서는 복합말뚝의 장점을 활용하고 CFT말뚝의 단점인 부식에 대한 문제점을 해결할 수 있는 모델로 중공형 콘크리트 충전 FRP Tube 말뚝(Hollow Concrete Filled FRP Tube Pile, HCFFT말뚝)을 제시하였고, 수치해석 모델을 개발하여 거동을 분석하였다. 콘크리트가 손상 소성 거동, 강재가 항복 소성 거동, FRP가 탄성 거동을 한다는 것을 고려하여 변형률적합법을 적용하고, 중립축으로부터의 거리에 따른 FRP Tube 단면의 변화를 고려하여 HCFFT말뚝의 휨 강도 산정식을 제안하였다. 휨 강도 산정식과 수치해석 결과, 실험결과를 비교 분석하여 적정성을 검증하였다. 본 연구 결과는 FRP를 이용한 다양한 HCFFT말뚝의 최적설계에 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.115-132
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• 2006

본 글은 부산-김해간 경량전찰 건설공사의 기초설계시 현장타설말뚝 기초의 지지층을 모래자갈층으로 적용한 사례이다. 낙동강 유역은 퇴적층이 발달하여 풍화암 이상의 기반암층이 지표하 60~80m 이후에서 출현하며, 40m 이상의 심도에서 매우 조밀한 상태의 모래자갈층이 10-20m 두께로 분포하고 있어, 모래자갈층을 관통하여 기반암에 말뚝기초를 지지할 경우 기초공사에 상당한 기간이 소요될 뿐만 아니라, 시공성과 경제적인 측면에서 매우 불리하다. 이에 대한 개선방안으로 대구경 현장타설말뚝을 N치 50 이상의 조밀한 상태의 모래자갈층에 지지하였으며, 인근현장의 적용사례, 기초 구조물 안전성 검토 및 현장재하시험 등의 비교분석을 통하여 모래자갈 지지층의 적정성을 확인하였다. 따라서, 풍화암 이상의 지지지반 출현심도가 60m 이상으로 매우 깊고, 지지지반 상부에 모래자갈층이 두껍게 분포하는 경우에는 모래자갈층을 말뚝기초의 지지층으로 활용하는 방안이 시공성 및 경제성 측면에서 합리적이라 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권12호
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• pp.5-15
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• 2022

이중 강-콘크리트 합성말뚝의 설계를 위한 지지력 평가 방법이 정립되지 않아 기존 강관말뚝 설계 지지력식이 활용되고 있다. 그러나 이들 설계식 간 지지력 예측 결과가 상이할 뿐만 아니라 일반적으로 가장 보수적인 결과를 채택하게 된다. 이러한 말뚝 지지력 평가방법은 설계의 신뢰성 및 경제성을 낮추게 된다. 본 논문은 수직하중을 받는 이중 강관 내 콘크리트 채움된 신형식 합성단면(DSCT) 말뚝의 역학적 거동을 수치해석적으로 조사하고, 여러 DSCT 말뚝 조건변화에 따른 연직지지력을 분석하였다. DSCT 말뚝 및 인접지반에 대한 축대칭 유한요소모델을 생성하였고, 이를 활용해 근입깊이, 말뚝 선단 채움재 강성, 말뚝 선단 채움재 높이, 기반암층 종류 변화에 따른 영향을 분석하였다. 또한 해석결과를 말뚝 설계 실무에서 주로 사용하는 선단 지지력 평가식과 비교하여 합성말뚝에 대한 기존 강관말뚝 지지력 산정식의 활용 가능성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.171-181
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• 2000

성토지지말뚝 상부의 성토지반내에서 발생되는 지반아칭효과에 의하여 성토하중이 말뚝에 전달되는 효과를 조사하면서 제안된 이론해석의 신뢰성을 확인하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 본 모형실험에서 말뚝은 성토 아래에 일렬로 수열의 줄말뚝으로 설치하였으며, 말뚝캡보는 성토의 길이방향에 직각방향으로 말뚝두부에 설치하였다. 성토재의 하중전달에 가장 큰 영향을 미치는 요인으로는 말뚝캡보사이의 간격과 성토고를 들 수 있다. 이전의 이론적인 연구에 의해 제안된 지반아치의 반경보다 약 33%정도 큰 최소소요성토고보다 높게 성토를 실시할 경우 지반아치는 완벽하게 발생될 뿐만 아니라, 실험치와 이론치는 잘 일치함을 모형실험결과 확인할 수 있다. 모형말뚝캡보에 작용하는 성토하중의 분담률은 말뚝캡보사이의 간격이 증가함에 따라 감소하는 반면, 성토고가 높아짐에 따라 증가하였다. 따라서, 설계시 말뚝의 성토하중지지효과를 극대화시키기 위해서는 성토고를 충분히 높게한 상태에서 말뚝캡보의 간격비를 감소시켜야 한다. 여기서 말뚝캡보의 간격비를 감소시키려면 말뚝캡보사이의 간격을 감소시키거나 말뚝캡보의 폭을 증가시켜야 한다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.59-74
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• 1997

본 논문은 낙동강 유역의 사질토 지반에서 수평하중을 받는 강관 말둑의 수평거동을 모형실첨을 통해 관찰하였다. 븐 연구의 목적은 말뚝의 수평거동(하중-변위 잔계,지반내 말뚝의 모멘트 분포, 최대 모멘트-변위 관계 등)에 대한 말뚝의 강성, 말뚝의 근입길이, 지반의 상대밀도, 하중 재하속도, 말뚝두부의 구속조건, 그리고 지반내의 비균질토의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 결과들을 얻고자 한다. 비선형적인 하중-변위 관계는 모형실험의 결과들로부터 2차 곡선방정식으로 회귀분석하여 구하였으며, 임의 수평 변위에 대한 수평하중, 항복하중, 극한하중 그리고 최대 휭모멘트와 항복쉽모멘트는 상대밀도를 포함하는 지수함수식의 형태로 회귀분석하여 구하였다. 수평 극한하중에 관한 Brom's의 이론 결과와 실험결과 비교에서, 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 결과가 서로 반대로 나타난 것은 가정한 지반반력이 깊은 지점에서 낙동강 사질토의 지반반력보다 작아서 나타나는 것으로 판단된다. 균질충과 비균질토 지반의 수평거동 비교에서, 하부지반의 상 대밀도보다 상부지반의 상대 밀도가 하중-변위관계에 더 큰 영향을 끼치고 있으며, 하부와 상부 지반의 상대밀도 차가 클수록 그런현상은 뚜렷하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.131-141
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• 2007

말뚝 기초의 거동은 말뚝을 둘러싼 주변 지반의 특성에 좌우되므로, 항타 중의 지반거동을 계측하고 지반과 말뚝 거동간의 상관관계를 분석하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 말뚝 인접지반에 간극수압계, 경사계, 지표 변위말뚝, 그리고 말뚝 변형률계 등을 매설하여 낙동강 하구지역에 위치한 대심도 연약지반에 약 57m 관입깊이의 PHC 장대 말뚝을 항타하였을 때 말뚝 축하중 분포와 인접지반의 거동을 약 1년간 계측하고 그 결과를 분석하였다. 계측결과 매립하중과 항타에 의해 발생한 점토층 내의 과잉간극수압이 소산되면서 말뚝체 내에 부마찰력이 점차 증가하는 것으로 나타났다. 부마찰력에 의해 발생한 말뚝체의 최대 압축력 중 약 30%는 항타 중 증가한 과잉간극수압의 영향 때문으로 나타났다. 그러므로, 점성토 지반에 설치되는 대부분의 말뚝에 대하여 부마찰력을 고려한 설계를 수행할 필요성이 강조되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.37-46
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• 2018

얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성해서 기존 PHC말뚝 및 강관말뚝보다 휨강도와 전단강도가 향상된 프리스트레스를 도입한 중공형 콘크리트 충전 강관(HCFT)말뚝을 개발하였다. HCFT말뚝의 강도특성을 조사하기 위해 다양한 조건에서 제작된 HCFT말뚝과 함께 동일 직경의 PHC말뚝 및 강관말뚝에 대해 휨강도 및 전단강도시험을 실시하였다. 시험결과 직경이 450~500mm인 HCFT말뚝은 동일 직경의 ICP말뚝 대비 2.88배, 두께 12mm의 강관말뚝 대비 1.19배의 휨강도를 발휘하였고, 강관말뚝의 2.40배에 달하는 전단강도를 발휘하였다. 그리고 HCFT말뚝의 강관 내벽에 설치한 전단연결재는 HCFT말뚝의 휨거동에 거의 영향을 주지 않았으며, HCFT말뚝의 휨강도는 HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PHC말뚝에 대한 개별 휨강도 합산치보다 35~63% 컸는데 이것은 강관의 구속효과로 인해 압축영역에 있는 콘크리트의 강도가 증가하기 때문으로 판단된다. 또한 HCFT말뚝이 복합말뚝에서 상부말뚝으로 사용되면 수평하중을 받는 구조물의 수평변위 저감과 구조안정성 향상에 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.141-148
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• 2000

방글라데시의 자무나 강을 가로지르는 길이 4.8km 교량의 교각기초에 대구경 개단 강관말뚝 2본 또는 3본이 사용되었다. 총 50개의 교각과 시험용 말뚝 2본을 포함한 123본의 말뚝이 강 하저에서 정규압밀된 모래층을 지나 자갈층 위까지 항타하여 설치되었다. 두께 40mm 내지 60mm의 변단면을 갖는 직경 3.15m와 2.50m의 짧은 말뚝 2, 3개를 연결하여 69m에서 74m 깊이까지 6:1의 경사로 항타하여 시공하였다. 전체 123본의 말뚝에 대하여 항타후 관내토 길이를 측정하였고, 이중 24본의 말뚝들에 대해서는 항타시 동재하시험을 수행하였다. 말뚝 항타완료후 측정한 결과에 의하면, 선단부 근처에서는 주동 관내토(Active Plug)가 주면마찰력 발현에 크게 기여한 것으로 나타났다. 시험한 모든 말뚝들은 약 90% 정도의 지지력이 주면마찰력에 기인하는 주면마찰지지형 말뚝으로 나타났다. 현장모래지반에서의 탄성변형량(Quake)값과 감쇠계수(Smith Damping)값은 직경에 상관없이 일정하게 나타났는데, 이는 주변 지반의 균질함이 잘 반영된 것으로 판단되었다.