• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제26권3호
• /
• pp.169-189
• /
• 2024

본 연구에서는 Shield TBM 터널 근접 시공으로 인한 기 존재하는 단독말뚝 및 군말뚝의 공학적 거동을 파악하기 위해 다양한 보강조건을 고려한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 수치해석에서는 말뚝 절단, 지반보강 및 기초판 보강을 고려하여 말뚝의 거동을 분석하였으며, 터널굴착으로 유발되는 지반침하, 말뚝두부 침하, 말뚝의 축력 및 말뚝-지반 사이 경계면에서 발생하는 전단응력을 고찰하였다. 말뚝선단이 풍화암에 지지되는 모든 말뚝에서는 전단응력의 분포가 비슷한 경향을 보였으며, 말뚝선단이 절단되는 말뚝의 경우 말뚝의 상대적 위치에 따라 인장력 혹은 압축력이 동시에 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 말뚝선단이 풍화암에 지지된 경우 약 70%가 주면마찰력에 지지되며, 나머지 약 30%가 말뚝선단에 지지되는 것으로 분석되었다. 추가적으로 보강을 고려하지 않은 말뚝의 경우 그라우팅 보강을 실시한 말뚝에 비해 최종침하가 약 70% 크게 발생하였다. 말뚝선단 절단 및 보강조건 유무에 따라 지반 침하와 말뚝 침하가 큰 영향을 받는 것으로 조사되었으며, 본 연구를 통해 말뚝절단, 지반보강 및 기초판 보강 조건에 따른 단독말뚝 및 군말뚝의 거동에 영향을 미치는 주요인자를 심도있게 고찰하였다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제37권4호
• /
• pp.17-25
• /
• 2019

도폭선과 수평분리판을 이용한 현장타설 말뚝 두부를 제거하는 방법을 제안하였다. 무근 콘크리트 블록을 제작하였고, 콘크리트 블록 발파실험을 통하여 말뚝 두부 절단에 필요한 도폭선 약량과 최소저항선을 확인하였다. AUTODYN 2D를 이용하여 두부 절단 후 콘크리트 블록의 손상 정도를 확인하였다. 실험결과 10g/m 도폭선과 수평분리판을 이용한 콘크리트 블록 절단을 확인하였고, 수평분리판을 사용하여 블록의 방향성 절단과 도폭선에 의한 블록 손상이 저감됨을 확인하였다.

• 한국건설관리학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.115-123
• /
• 2018

강관말뚝 두부정리 작업은 안전성, 품질의 균일성, 작업 생산성 측면에서 개선이 필요하며, 이를 개선하기 위한 자동화 및 기계화 등 대안마련이 시급한 실정이다. 본 연구의 목적은 상기 문제점을 개선할 수 있는 굴삭기 기반 강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇의 풀스케일 프로토타입을 개발하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 1)선행기술 분석 및 현장 전문가 설문조사, 2)AHP 분석을 활용한 핵심 요소기술 선정, 3)상세설계 도출, 4)구조적 안정성 분석, 5)풀스케일 프로토타입 개발을 수행하였다. 핵심 요소기술 선정 결과, 레이저 레벨기 및 수광기(94.46점), 강관말뚝 절단 기능에서는 플라즈마 절단(96.72점), 강관말뚝 인양 및 운반 기능에서는 회전형 그래플(93.45점)이 선정되었으며, 구조적 안정성 분석 결과, 구조적으로 가장 취약할 것으로 판단되는 3개 부재(그립부, 실린더 피벗 브라켓, 그립부 베이스)에서 최소 2배 이상의 구조적 안정성을 확보할 수 있는 것으로 분석되었다. 최종적으로 개발된 풀스케일 프로토타입은 센싱부 정확도 3.39mm, 절단부 절단 속도 1분 59초로 강관말뚝 두부정리 작업의 자동화를 위한 충분한 성능을 확보한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 개발된 굴삭기 기반 강관말뚝 두부정리 및 절단 부위 핸들링 로봇은 현업에서의 요구가 충분히 반영되고 기술적 타당성이 확보되었으므로 그 실용화 가능성이 높을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제14권6호
• /
• pp.57-71
• /
• 1998

기존의 강관말뚝 머리보강 방법은 대부분 현장제작. 인력으로 강관말뚝을 절단, 그리고 현장용접을 하는데, 이를 각각 공장제작, 자동으로 강관말뚝을 절단, 그리고 볼트조임으로 대체한 볼트식 강관말뚝 머리보강 방법(Bolted Bonding Method : BBM)을 개발하여 현재 사용 중에 있다. 구조검토와 실내시험으로 부터, 볼트식 강관말뚝 머리보강에 대한 설계 및 구조검토 식을 제안하며, 현장 시공성과 경제성을 비교하기 위하여 기존과 볼트식 강관말뚝 머리보강 방법을 고속도로 교량기초에 적용하였다. 시험결과로부터, 공장제품을 사용하는 볼트식 방법은 현장에서 용접하는 기존 방법보다 품질 관리가 용이할 뿐만 아니라 5~10배 이상 작업시간을 단축시킬 수 있었다. 그리고 8개 보강철근을 사용하는 볼트식 방법이 12개를 설치하는 기존의 방법보다 확대기초 철근조립이 매우 용이하였다. 또한 볼트식 방법은 용접 방법보다 말뚝 개당 평균 50%, 그리고 속채움 콘크리트 방법보다 평균 9% 공사비가 절감되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권6C호
• /
• pp.251-258
• /
• 2011

강관말뚝은 오랫동안 다양한 깊은 기초에 적용되어 왔으나 최근 강재가격의 상승으로 균질한 품질, 큰 강성, 용이한 시공 등의 장점에도 불구하고 기술자들이 자유롭게 적용 못하고 있다. 그러므로 강관말뚝으로 시공할 경우에는 초기 항타후 계획고 이상에서 절단된 강관을 재활용할 수 있다면 공사비를 절감하는데에 기여할 수 있다. 이러한 사유로 인하여 시공자들은 항타후 절단된 강관말뚝을 새롭게 시공할 말뚝과 함께 시공하고자 하나 명확한 정량적인 항타후 강관말뚝의 거동특성의 부재 및 재활용을 위한 적절한 대응방법과 기준의 부재로 인하여 말뚝의 건전도 문제, 문제 발생시의 대응방법 부재 등이 실제 현장에서 종종 발생하고 있다. 본 연구에서는 신규 강관말뚝과 사용자 하중 또는 극한 하중을 받은 강관말뚝에 대하여 현장에서 수행한 말뚝 동재하시험과 실내에서의 피로시험, 인장시험, 샤르피 충격시험을 실시하여 그 결과를 비교분석하였다. 시험결과로부터 허용응력 수준의 항타응력이 발생한 사용 하중조건에서는 항복강도의 변화가 2% 이하이며 최대 허용항타응력($0.9{\sigma}_y$)을 항타횟수가 3000회까지 받은 극한 하중조건에서는 항복강도의 변화가 5% 이하인 것을 확인할 수 있다. 또한 각 변수의 민감도를 확인하기 위하여 통계분석을 실시하였다. 모든 실험결과로부터 강관말뚝의 재활용 가능여부에 대한 판단 기준은 항복강도의 변화 보다는 오히려 샤르피충격에너지, 용접부에서의 강도변화 및 품질관리, 강관의 단면 변화, 항타후 강관의 국부좌굴에 기인하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한건축학회논문집:구조계
• /
• 제34권11호
• /
• pp.45-54
• /
• 2018

The primary objective of this study is to develop a conceptual design of all-in-one attachment based steel pipe pile cutting robot that improves the conventional work in safety, quality, convenience and productivity. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)literature review, 2)field investigation, 3)selection of element technology for conceptual design, 4)deduction of conceptual design and its work process, 5)technical feasibility analysis of the conceptual design and its work process. As a result, leveling laser and laser detector, plasma cutter, rotary grapple are selected as core technologies. Futhermore, a conceptual design and work process of an all-in-one attachment based steel pipe pile cutting robot are developed based on the core technologies. According to the technical feasibility analysis result, at least 76.8% of the respondents are selected positive answer about each device of the all-in-one attachment based steel pipe cutting robot. It is expected that the application range and impact on the construction industry will be enormous due to the increasing trend of the steel pipe pile market.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
• /
• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
• /
• pp.387-388
• /
• 2023

PHC pile head cutting is an essential work in pile foundation construction. However, since the work has labor-intensive characteristics, there are problems such as productivity and safety. So in previous study PHC pile one-cutting head cutting automation equipment was developed to solve this problem. However, it has been investigated as a limitation that checking the cutting position of the PHC pile can be challenging in place where a rotary laser leveler cannot irradiate cutting position, as the sensing unit of the developed automated equipment utilizes an optical method. Therefore, the objective of this study is to delvelop a GNSS-based methodology for sensing the cutting position of PHC piles to overcome the limitations of the optical method and to examine its feasibility for field application. If the proposed methodology is applied to the construction site, it is expected that the convenience and productivity of the PHC pile cutting position sensing work will be improved.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권1호
• /
• pp.5-12
• /
• 2004

본 연구는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 화강암과 콘크리트의 부착면에서의 전단거동을 이해하려는 데 있다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 전단거동을 실내에서 실험하기 위해서는 현장에서의 전단거동을 모델링 해야 한다. 따라서, 말뚝의 축방향 대칭성을 고려해 암반에 근입된 전단면을 2차원으로 모델링함으로써 일정수직강성도(conctant normal stiffness; CNS) 조건의 전단시험을 실시할 수 있다. 본 논문에서는 국내 화강암을 대상으로 거칠기, 암의 강도, 응력경계조건 등을 고려하여 암-콘크리트 접촉부에 대한 일정수직강성도 전단시험을 수행하였다. 실험결과 각 변수(요철부의 경사각 및 높이, 수직강성도)에 따른 전단특성(첨두전단강도, 전단응력, 수직응력)은 물론 팽창현상(dilation) 등을 관찰할 수 있었다. 시험결과에 따르면 첨두 전단강도는 요철부의 경사각이 증가할수록, 그리고 수직강성도가 증가할 수록 증가하는 것으로 나타났으며, 팽창량은 요철부의 각도가 클수록 수직강성도가 작을수록 크게 나타났다.