• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 추계 학술발표회
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• pp.593-602
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• 2006

대구경 현장타설말뚝에 대한 시험하중의 증가와 함께 적용이 활성화되고 있는 오스터버그 셀(Osterberg cell)방식이 적용된 국외의 4 개소 시험결과에 대하여 소개하였다. 사례연구의 대상이 된 4 개소 시험말뚝은 일반적인 시험보다는 결과상의 특징이 있어 현재 및 향후 동일한 시험방법이 적용될 경우 고려될 수 있는 내용을 중심으로 기술하였다. 이들 말뚝시험에서는 가장 전형적으로 지지력의 균형이 이루어져 말뚝의 극한현상이 발생되지 않아 설계하중을 충분히 확인한 경우뿐 아니라 선단지지력이 부족하여 선단 그라우팅 후 재시험을 한 경우, O-cell을 말뚝의 선단에 가장 근접하여 설치 한 후 시험한 경우, 그리고 다단면(multi-level test)시험이 수행되었던 예 등을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.77-82
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• 2001

반복하중을 받는 현장타설말뚝에 대한 두 가지의 주요 관심사항은: (a) 지지력의 변화 가능성 그리고 (b) 누적변형량에 의한 기초의 가능성 저하이다. 이러한 인자들에 대한 평가를 위하여, 모형점토지반에 설치된 24개의 모형현장타설말뚝에 대한 정적 및 동적경사재하시험(12개의 압축 및 12개의 인발)을 수행하였다. 경사반복압축재하시험에서는 반복하중에 의한 지지력의 변화가 무시할 정도였으며, 누적변형량은 송전철탑의 기능성에 영향을 줄수도 있을 것으로 사료된다. 그러나, 경사반복인발시험에서는 과도한 누적변형이 발생하게 되어 결과적으로 현장타설말뚝주변과 점토사이의 접촉면적이 감소하는 것으로 나타났다. 접촉면적의 감소 결과, 반복경사인발하중에 의해서 경사인발지지력의 현저한 감소가 일어난다는 사실을 알 수 있었다. 정적경사인발지지력의 50에서 70퍼센트에 해당되는 반복하중을 받는 대부분의 현장타설말뚝들은 인발되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.75-95
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• 2019

본 연구에서는 사질토층을 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝에 대한 수치해석 결과를 분석하여 정리한 도표 또는 도해로부터 매입 PHC말뚝의 동원지지력을 구하는 방법을 제안하였다. 즉, 수치해석 결과인 하중-침하량 곡선에서 5% 직경에 해당하는 침하량에서 발현된 사질토층의 동원주면마찰력, 풍화암층의 동원주면마찰력과 동원선단지지력을 산정할 수 있는 표해 또는 도해를 제안하였다. 이때 허용압축지지력은 동원 지지력에 안전율 3.0을 적용하여 산정하였다. 사질토층을 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝의 허용압축지지력은 사질토층의 허용주면마찰력과 풍화암층의 허용주면마찰력 및 허용선단지지력을 합산하여 산정하는 것으로 제안하였고, 각 허용압축지지력 성분을 구할 수 있는 절차도 제시되어 있다. 본 연구에서 제안된 동원지지력 산정용 표해(또는 도해)를 사용할 경우, 적정 설계에서 PHC말뚝의 설계효율(D_E)은 85%로 나타났으며, 따라서 최적 설계에서는 PHC말뚝의 장기허용압축하중(P_all) 까지도 활용할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 PHC말뚝의 우수한 압축하중 지지 성능을 효과적으로 활용하기 위하여 지반의 허용압축지지력(Q_all)이 말뚝의 허용압축하중(P_all) 이상이 될 수 있도록 설계할 것을 권장하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6C호
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• pp.407-419
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• 2006

현장타설말뚝이 주면저항력에 의해서만 지지되는 상황은 천공홀 바닥을 청소할 수 없어서 선단부 지지력의 반현 여부를 확신할 수 없을 때이다. 반대로, 신선한 기반암이 낮은 강도의 상부 재료 하부에 있는 경우는 암반에서의 선단지지력만으로 상부 하중을 지탱할 수 있으며, 상부 재료에서는 지지력 발현을 기대하지 않아도 된다. 그러나 신선암에서 일정 깊이 천공을 실시한 경우, 현장타설말뚝은 주면저항력과 선단지지력 모두를 기대할 수 있다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동에 관한 이론적 연구와 현장 시험을 통하여 작용 하중의 대부분이 통상 주면저항력에 의해서 지지되게 된다는 사실이 알려져 있다. 암-콘크리트 접촉면에서의 수직응력은 두 가지 기구에 의해 증가하게 된다. 먼저, 말뚝 상부에 작용하는 압축하중에 의해서 콘크리트는 탄성 다이레이션이 발생하고 두 번째로 거친 천공홀 표면에서 전단 변위를 통해서 접촉면의 역학적 다이레이션이 발생되게 된다. 수직 변위에 대한 근입부 주변 물질의 강성도가 일정하면, 작용하중이 증가함에 따라서 수직응력은 증가하게 되며 따라서, 전단강도의 증가 현상이 발생하게 된다. 본 연구에서는 수치해석을 통하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면부 거동특성을 조사하였다. 또한, 두부의 하중-침하량(선단부 침하량+말뚝의 탄성변형량) 관계가 비선형성을 띠는 원인 및 파괴기구를 충분히 조사함으로써 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력에 영향을 미치는 요소들을 모두 고려하여 국내 풍화암 및 연암에 근입되는 현장타설말뚝의 설계차트를 제시하고 이를 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권12호
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• pp.51-61
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• 2014

연구에서는 사질토 지반에서 개단말뚝의 지지력에 영향을 미치는 폐색효과를 조사하기 위하여 현장재하시험을 수행하였다. 현장재하시험은 직경이 다른 총 3본의 시험말뚝(508.0, 711.2, 914.4mm)을 제작하여 각각 동재하시험과 정재하시험을 실시하였다. 내주면마찰력과 외주면마찰력을 분리 측정하기 위하여 시험말뚝을 이중관으로 제작하였고, 외부말뚝의 안쪽과 내부말뚝의 바깥쪽 표면에 변형률계를 부착하였다. 정재하시험 결과, 내주면마찰력은 선단부로부터 총 관내토 길이의 약 18-34%의 부근에서 집중적으로 발생하였고, 이를 통해 말뚝 선단부근의 관내토가 내주면마찰력 발현에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝직경이 클수록 전체지지력에 대한 내주면마찰력과 순단면적의 선단지지력의 합의 비가 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 말뚝의 폐색율을 정량화하기 위해 시험말뚝의 incremental filling ratio(IFR)를 측정하여 분석한 결과, SPT의 N값과 상관관계가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.45-52
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• 2008

본 연구에서는 지반 및 구조물의 문제점을 이상화 하는데 필요한 응용기술을 개발하기 위해 공개되어 있는 소프트웨어 즉 도스용 프로그램을 윈도우상에서 OpenSees 말뚝의 정적 지지지력과 침하를 분석할 수 있도록 하여 윈도우상에서 사용자가 편리하게 전 처리와 후 처리 및 경제조건 처리가 가능하도록 OpenSees프로그램을 개선하였다. 본 연구에 사용된 지지력 분석은 유한요소 해석과 합성된 하중전이함수에 근거한 수치해석방법이다. 본 연구에서는 흙-말뚝의 상호작용에 의한 마찰력과 선단 지지력을 각각 모델링하기 위해 경험적인 비선형 T-z과 Q-z곡선에 의한 하중전이법을 이용하여 하중재하에 따른 침하조건에서의 흙-말뚝의 반응을 나타내었다. 본 연구에서 예측한 정적 지지력과 침하량은 문헌에 의한 정적재하시험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타나 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.17-25
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• 2017

본 연구에서는 매입식 PHC 기성말뚝에 대한 포스트 그라우팅 공법을 적용하고, 정재하 실험을 수행하여 포스트그라우팅 공법의 지지력 증강효과를 확인하였다. 그라우팅 압력은 1.9MPa 및 3.5MPa을 적용하였으며, 그라우팅을 수행하지 않은 미보강 말뚝과의 지지력을 비교하였다. 정재하 실험 결과를 바탕으로 PHC 말뚝의 지지력을 분석한 결과, 말뚝의 항복 하중은 약 3배 이상 증가하였으며 설계효율은 당초 32%에서 97%로 증가하였다. 또한, 그라우팅 공법을 적용한 말뚝의 축방향 강성은 그라우팅 주입압의 약 1.3배 비율로 증가하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권4호
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• pp.5-12
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• 1995

말뚝의 재하시험이 연직지지력을 추정하기 위한 다양한 정보를 제공한다 할지라도 시험 말뚝을 극한하중까지 도달하도록 충분히 재하시킨다는 것은 상당히 어려운 일이며, 이와 같이 파괴시까지 재하하지 못한 말뚝의 연직재하시험의 결과로부터 지지력을 추정하는데 있어서 많은 도해적 방법과 수학적 방법이 시도되었다. 파괴하중을 추정하기 위하여 Southwel 연 이론을 기초로 최대곡률을 이용한 해석적 방법이 필자 등에 의하여 발표된 바 있다. 여기서 파괴하중은 Crowther가 정의한 바와 같이 특정한 기준 을 초과하였을 때의 하중으로 정의하였다. 본 논문은 최대곡률 방법에 의한 허용하중을 결정하기 위하여 Davission의 방법 및 DIN 4014의 허용하중과 비교하여 최대곡률 방법의 안전율을 2.5로 제안하였다. 그 결과 파괴시까지 재하하지 못한 연직재하시험의 결과치로부터 말뚝의 연직지지력을 추정 하는데 있어서 최대곡률 방법에 의한 허용하중의 결정은 타당성이 있는 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.55-64
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• 2009

수평하중에 대한 지지력의 발휘는 말뚝의 주요 용도 중 하나이며, 최근 초고층 건물, 송전탑, 풍력발전기 등 수평하중이 지배적인 구조물의 증가로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Broms(1964) 이후 많은 연구자들이 수평방향 지지력 산정을 위한 방법들을 제안하여 왔으나, 각 방법별로 서로 다른 토압분포와 수평토압계수를 가정하여 설계자로 하여금 혼란을 가져을 여지를 갖고 있다. 수평지지력 산정에 주요 요소가 되는 수평토압계수는 수평하증에 의한 말뚝의 회전 거동에 영향을 받는다. Prasad와 Chari(1999)는 말뚝의 회전점을 가정하여 극한지지력을 산정하는 식을 제안하였다. 본 연구에서는 균일지반과 다층지반의 모두에서 말뚝의 회전점을 측정하였으적, 기존의 연구 결과와 비교하였다. 실험 결과 회전점 측정값과Prasad와 Chari(1999)의 예측값이 잘 일치하였으며 다층지반은 회전점의 위치를 변하게 하는 요소로 작용하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.27-36
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• 2016

개단말뚝은 폐색정도에 따라 지지력이 다르게 나타나므로 개단말뚝 설계시 폐색효과를 고려하여야 한다. 이에 본 연구에서는 대변형 수치해석 기법 중 하나인 Coupled Eulerian-Lagrangian(CEL) 기법을 이용하여 말뚝의 항타 관입을 모사하여 사질토, 점성토 지반조건, 단일 지반의 탄성계수, 말뚝 선단지지 조건, 다층지반 조건에 대한 영향 분석을 수행하였다. 해석 결과 사질토 지반에서 점성토 지반보다 폐색정도가 큰 것으로 확인되었고, 사질토의 경우 지반의 강성이 클수록 폐색정도가 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝 선단이 지지층에 근입된 경우, 그렇지 않은 경우보다 정지토압계수가 크게 나타나 폐색정도가 큰 것으로 확인되었다. 또한, 지반의 배열이 이질층인 경우 지반강성에 따라 정지토압계수가 다르게 결정됨을 알 수 있었다. 따라서 지반조건, 지층 등에 따라 정지토압계수를 다르게 적용하여 관내 내부마찰력을 산정할 필요가 있으며 이를 반영한 합리적인 지지력 산정을 할 필요가 있음을 알 수 있었다.