• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.145-154
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• 1997

말뚝재하시험방법 중 정적재하시험은 시험에 소요되는 시간과 비용측면에서 불리하여 이를 개선하기 위한 여러 가지의 시험방법이 개발되어 소개되고 있다. 국내에 소개된 시험방법으로는 동재하시험으로 불리는 항타분석기 (PDA : Pile Driving Analyzer)를 이용한 방법을 비롯하여 STATNAMIC. Osterberg cell등이 있다. 이들 중 동재하시험의 사용은 상당히 활성화되어 있는 실정이나 지반조건과 말뚝시공방법에 따라서는 지지력산정시 추가적인 해석모델을 사용하여야 보다 정확한 지지력을 평가 할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 현장에서 수행한 정적 및 동적 재하시험결과의 비교1분석으로 부터 주로 SIP말뚝에 대한 동재하시험시 발생할수 있는 기하감쇠(geometrical damping)의 영향을 고찰하였다. 해석결과로 부터 기하감쇠가 발생한 지반의 경우 CAPWAP에 의해 산정된 지지력이 정재하시험에 의한 지지력에 비해 30~60% 정도 과소평가 되었으며 이때 말뚝주면에 대한 Smith의 감쇠계수 (SSkn)가 1.0 sec/m를 초과 하였다. CAPWAP해석시 기하감쇠를 고려한 해석모델을 사용함으로써 정재하 시험결과와 근사한 지지력을 얻을 수 있었으며 SSkn값도 0.7sec/m이하의 일반적인 범위로 해석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.35-45
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• 2007

말뚝의 거동특성은 지반조건 뿐만 아니라 말뚝의 형상에 의해서도 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 비배토 테이퍼말뚝과 원통형말뚝의 연직거동과 지지력 특성을 조사하기 위해서 선단지지력과 주면마찰력을 분리해서 측정할 수 있는 모형말뚝과 가압토조를 이용해서 총 12회의 모형말뚝시험을 실시하였다. 시험결과 원통형말뚝의 주면 하중은 말뚝 직경의 4%에 해당하는 침하량에서 극한치에 도달하였다. 반면 테이퍼말뚝의 주면하중은 말뚝이 침하함에 따라 계속 증가하는 경향을 보였으며, 원통형말뚝의 주면하중보다 상당히 큰 것으로 나타났다. 그리고 조밀한 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체지지력이 원통형말뚝보다 작은 반면 상대밀도가 보통인 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체 지지력이 원통형말뚝보다 큰 것으로 나타났다. 테이퍼말뚝의 단위 극한선단지지력은 지반의 토압계수가 0.4보다 클 때 원통형말뚝보다 컸으며, 테이퍼말뚝의 단위 극한주면마찰력은 지반의 토압계수와는 무관하게 원통형말뚝보다 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.387-395
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• 2003

사질토 지반에서 말뚝지지 전면기초의 거동을 연구하기 위하여 모형시험을 실시하였다. 특히 본 연구에서는 기존의 모형시험에서 구현하기 어려운 구속응력 재하를 위하여 삼축압축 시험기를 이용하는 방법을 고안, 적용함으로써 구속 응력 작용 상태에서 말뚝지지 전면기초의 거동을 파악하고자 하였다. 직경 6mm의 강봉과 두께 8mm(직경 50mm)의 알루미늄 판으로 말뚝과 전면기초 모형을 각각 제작하여 모형시험에 이용하였다. 시료의 균질성 확보를 위하여 주문진 표준사를 사용하였으며, 삼축압축 시험기 내에 말뚝지지 전면기초 모형을 설치한 공시체를 거치한 후 구속응력을 재하 하고 압축 하중을 가하였다. 이와 같은 시험 방법으로 구속응력의 변화, 말뚝 개수의 변화, 말뚝 길이 변화에 따라 지지력 증감 비율, 하중 분담률 및 침하 저감 효과를 중심으로 분석하였으며, 구속압에 따른 말뚝 지지력과 주면마찰 저항력을 계산하였다. 실험 결과 전면기초에 마찰 말뚝을 설치하였을 때 지지력 증가와 침하 저감 효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. 특히 말뚝 길이 증가에 비하여 말뚝 개수 증가 시 지지력 증대 효과와 침하 억제 효과가 큰 것으로 나타났다. 앞으로 이러한 소규모 삼축압축 시험 방법을 이용하여 구속응력 하에서의 말뚝 하중 전이 현상 등에 대한 연구도 가능하리라 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.25-32
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• 2004

본 논문은 소구경말뚝의 현장시험결과를 조사하고 축방향 변위와 흙의 성질과의 상관관계에 따른 말뚝의 주변마찰력을 산정하기 위하여 종합적으로 검토하였다. 점착력과 비점착력의 성질을 가진 흙에 대하여 조사를 하였다. 현장적용 목적에 부합한 소구경말뚝의 하중-변위관계와 지반공학적 흙의 특성 그리고 흙의 종류에 대한 연구가 정규화평균값과 경험관계식을 통하여 이루어졌다. 대구경말뚝과 압력-그라우팅 설치 효과로 인한 소구경말뚝의 하중전이로 인한 지지력은 현저한 차이가 있었다. 특히 말뚝 근입깊이(D)와 말뚝 직경(B)의 비가 100보다 작은 얕은 깊이에서는 소구경말뚝이 대구경말뚝에 비해 현저하게 뛰어난 지지력을 가지고 있음을 알 수 있었으며 점착력이 있는 흙에서는 약 1.5에서 최고 2.5배정도 비점착력인 흙에서는 약 1.5에서 2.5배 그리고 최고 6배의 지지력을 갖고 있음을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.85-93
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• 2008

대심도 연약지반에 설치되는 말뚝은 말뚝의 길이가 길어져 지반지지력이 크므로 극한 지지력의 확인이 힘들고, 부마찰력에 의해 큰 잔류하중이 발생하기 때문에 하중전이시험을 수행하더라도 정확한 하중전이곡선을 산정하기 어렵다. 본 연구에서는 연약지반에 설치된 PHC 항타 말뚝을 대상으로 선단지지력과 주면마찰력을 분리측정할 수 있고 극한 지지력을 확인하기 용이한 하중전이 양방향 재하시험을 수행하였다. 말뚝설치 직후부터 말뚝변형률을 지속적으로 계측하여 잔류하중을 결정하였다. 잔류하중의 영향을 고려하여 참지지력과 참 하중-변위 곡선을 분석하였다. 이를 바탕으로 잔류하중이 포함된 주면마찰력에 대한 하중-변위 거동모형을 제안하였다. 결과적으로, 점토지반에 설치되는 장대말뚝의 재하실험 결과에 대한 정확한 분석을 위해서는 잔류하중을 고려하여야 한다는 것을 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.95-105
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• 2003

암반에 근입된 현장타설말뚝의 지지력 산정을 위하여 제안된 기존의 설계기준과 경험식들의 대부분은 재하시험의 결과에 일관되지 않은 파괴기준을 적용해서 얻어진 극한지지력에 근거해서 얻어졌다. 그 결과 이들산정식들은 동일한 조건에 설치된 말뚝에 대해서도 서로 다른 예측치를 제공하게 된다. 본 연구에서는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 지지력을 합리적으로 산정할 수 있는 최적의 지지력산정식을 결정하기 위하여 기존의 지지력산정식들에 대하여 정확도를 조사하였다. 이를 위해서 11개의 재하시험 결과에 동일한 파괴기준을 적용함으로써 말뚝의 극한선단지지력과 극한주면마찰력을 결정하였으며, 이들은 기존 산정식으로부터 계산된 예측치의 정확도 조사에 이용되었다. 예측치와 측정치를 비교한 결과 Zhang과 Einstein의 제안식과 NAVFAC의 설계기준에 의해 계산된 극한선단지지력이 실측치에 가장 근접한 것으로 나타났다. 그리고 극한주면마찰력의 경우에는 Rosenberg와 Journeaux의 제안식이 만족스러운 예측치를 제공하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.29-40
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• 2004

현장타설말뚝의 지지력에 영향을 미치는 요소로는 말뚝의 길이 및 형상, 주면부 거칠기, 지반 및 말뚝의 탄성계수, 지반의 강도, 구속응력 등이 있으나 기존의 국내ㆍ외 설계기준에서는 이들을 모두 고려한 설계방법이 제시되지 않았다. 또한, 지반을 토사와 암반으로만 분류하여 중간특성을 가진 지반(IGM, Intermediate Geomaterials)에 대한 설계기준이 없어서 지지력 예측값이 다양하게 나타났다. 본 연구에서는 현장타설말뚝의 지지력에 관하여 하중전이 시험 결과를 이용해 기존 및 IGM 이론의 적용성을 비교 평가하였다. 연구 결과 기존의 주요 지지력 산정방법들은 실측치와 비교한 결과 지지력을 과소 평가하고 있었으며, IGM 이론의 경우 지지력 예측결과가 실측치와 잘 일치하고 있음을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.27-36
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• 2017

자갈다짐말뚝(Gravel Compaction Pile) 공법은 연약지반 개량공법 중의 하나로 육상 및 해상에서 연약 지반을 개량하기 위해 많이 사용되어 왔다. 자갈다짐말뚝으로 보강된 지반의 극한 지지력은 자갈다짐말뚝 및 지반의 강도, 치환율, 시공조건 등에 영향을 받으며 이를 예측하기 위한 다양한 예측식이 제안되었다. 하지만 기존 예측식을 활용한 극한지지력 예측은 오차율 및 변동성이 매우 크며, 실제 설계에 활용하기에는 부적합한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 자갈다짐말뚝으로 보강된 지반의 극한 지지력을 예측하기 위하여 현장 재하시험결과를 활용한 다중회귀분석을 수행하였으며, 단일잔류 교차검증에 따른 예측오차평가를 통하여 가장 효율적인 입력변수를 선정하고 이에 대한 극한 지지력 예측식을 제안하였다. 또한 선정된 입력변수를 활용하여 인공신경망 적용에 따른 극한 지지력 예측오차를 평가하고 이를 기존 예측식에 따른 결과와 비교 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.61-72
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• 2016

구조물의 고층화가 진행됨과 동시에 효율적인 기초 설계를 위해 대구경 PHC 말뚝의 사용이 증가하고 있으며, 특히 600mm PHC 말뚝의 사용량이 급증하고 있다. 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 설계법의 적정성을 평가하기 위하여, 직경 600mm PHC 매입말뚝에 대하여 수행된 46본의 동재하시험 결과를 분석하였다. 선단지지력은 초기항타시험의 결과를 이용하였으며 주면마찰력은 재항타시험 결과를 이용하여 각각의 허용지지력을 산정하였다. 동재하시험으로부터 산정된 허용지지력을 현재 사용되는 설계법으로 평가된 허용지지력과 비교하였다. 분석결과, 동재하시험으로 산정된 허용선단지지력은 대부분의 말뚝에서 설계기준보다 컸지만, 허용주면마찰력은 많은 말뚝에서 설계기준보다 작게 산정되었다. 이와 같은 큰 선단지지력과 작은 주면마찰력은 천공장비의 성능 향상 및 굴착 깊이의 증가 때문이며 이로 인해 전체지지력에서 선단지지력이 차지하는 비율이 높아졌기 때문이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.65-76
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• 2003

쇄석다짐말뚝(Stone Column Method)은 연약한 점성토 지반이나 느슨한 사질토 지반의 개량에 사용되는 연약지반처리공법이다. 여러 가지 현장 시험과 실내 시험 결과, 쇄석다짐말뚝은 기존의 모래말뚝공법에 비해 지지력증대, 지반보강, 사면보강, 액상화 방지억제 등의 효과를 극대화할 수 있는 공법으로 알려져 있으나, 국내에서는 그 연구가 미약하여 설계 실무에서는 경험적인 방법이나 공식에만 의존하여 설계가 이루어지고 있는 상태이다(천병식, 2001). 또한 기존의 제안식에 대하여 검증 없이 사용되고 있어 기존에 제안된 지지력 이론식에 대해 검증할 필요가 있다. 본 연구에서는 부산 00 0호교 건설공사지역 A1교대 구간의 실제 정재하시험 데이터와 가덕, 광양, 울산 신항만건설현장에 대한 비배수전단강도($c_u$)를 이용하여 단일쇄석다짐말뚝에 대한 Bulging 및 General shear failure시의 기존의 이론식들을 각각 비교분석하고, 실제 재하시험에서 얻은 극한지지력과 함께 비교 분석하였다. 분석결과, 지지력 이론식으로 구한 극한지지력이 정재하시험의 실측치 보다 매우 적은 결과를 보였으며, 원지반의 비배수전단강도($c_u$)는 극한지지력에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 실내 및 현장실험을 통해 보다 정확한 지반물성치와 현장 재하시험을 통해 국내적용시 실용적인 극한지지력을 산정하고 기존의 이론식을 개선해 나가야 할 것이다.