• 대한토목학회논문집
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• 제26권3C호
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• pp.191-200
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• 2006

직경 100~300mm 정도의 보링공에 강봉 또는 강관을 삽입하여 그라우팅 재료로 주입 압력을 가하는 소구경 현장 타설 말뚝의 일종인 마이크로파일 공법은 기계의 소형화, 저진동, 저소음 등의 장점으로 도심지의 협소한 공간에서의 적용 범위가 점차 확대되고 있다. 마이크로파일은 지지력 증가, 지반 변위억제를 통한 구조물 안정성 확보 등에 주로 적용되어져 왔고, 향후 공법의 유효성과 잠재성으로 다양한 방면에 활용될 것으로 예상된다. 본 연구에서는 마이크로파일과 지반과의 상호작용에 초점을 두고 기초의 하부지반(구조물 지지개념) 보강을 실시하였으며, 모형실험 결과 및 지반 변형 분석을 통해서 보강 효과(지지력 증가효과 및 침하억제 효과)를 정성적 정량적으로 분석하여 설계 및 시공에서의 효율성과 적용성을 높이고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.41-53
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• 2024

마이크로파일은 직경 300mm이하인 소구경 현장타설말뚝을 칭하며, 기존 구조물의 보강과 신축 구조물의 지지 목적으로 주로 활용되어 왔다. 또한 파일의 활용이 증가함에 따라 마이크로파일 또는 마이크로파일-레프트의 지지특성에 대한 연구가 활발히 진행되어왔으며, 연구결과를 통해 기초에 대한 파일 보강효과가 입증되었다. 그러나 대부분 기존 연구는 마이크로파일-레프트가 파일조건에 따라 기존 파일-레프트와 다른 거동을 보일 수 있고, 기초에 대한 파일의 보강효과가 기초하부 토사층의 점착특성에 따라 좌우될 수 있음을 고려하지 않았다. 따라서 본 연구에서는 수치해석을 통해 파일조건과 기초하부 토사층의 점착특성에 따른 마이크로파일의 보강효과를 평가하기 위해 3차원 수치해석을 수행하였다. 연구결과, 비 점착특성을 가진 토사층 조건에서의 기초에 대한 마이크로파일의 보강효과가 점착력을 가진 토사층인 경우보다 좀 더 효과적이고, 최대 마이크로파일의 보강효과는 전면기초의 지지력보다 3.7배 정도 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.161-167
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• 2007

본 연구에서는 수평하중을 받는 말뚝을 대상으로 응력상태에 따른 극한수평지지력의 변화추이를 분석하였으며, 이를 토대로 다양한 응력상태를 고려할 수 있는 극한수평지지력의 평가방법을 제안하였다. 이를 통해 기존의 수평지지력 평가방법에 있어 제한되었던 응력효과의 고려가 가능하게 되었으며, 지반조건 및 시공조건 등에 따른 지반응력 변화를 보다 효과적으로 반영할 수 있을 것으로 판단된다. 이를 위해 모래질 지반을 대상으로 모형토조에서 수행된 말뚝의 수평재하시험결과가 사용되었으며, 토조실험에는 다양한 범위의 응력상태가 고려되었다. 분석결과, 말뚝의 극한수평지지력은 수직응력 및 수평응력 모두에 영향을 받는 것으로 나타났으나, 수평응력에 따라 더욱 민감하게 변화하고 있음을 알 수 있었다. 극한수평지지지력이 발휘되는 변위량의 수준은 지반조건에 따라 달랐으며, 상대밀도가 50%범위에서는 상대변위량 14%내외, 86%내외에서는 18-25%정도의 상대변위량을 나타내었다. 본 연구결과에 근거하여 극한수평지지력 평가를 위한 수평토압보정계수가 제안되었으며, 제안된 평가법에 의한 예측치는 다양한 응력조건에 대해 실측치와 유사한 결과를 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4C호
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• pp.145-151
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• 2009

일반적으로 풍화암에 근입된 현장타설말뚝은 지지력이 매우 크므로 많은 경우에 설계하중만을 검증한 다음 극한하중을 확인하기 전에 재하시험을 종료한다. 그러나 만일 미완성 하중-침하 곡선으로부터 신뢰할 수 있는 극한하중의 예측이 가능하다면 설계의 질적인 향상뿐만 아니라 경제적인 면에서도 크게 기여를 할 수 있을 것이라고 생각된다. 본 연구의 목적은 극한하중을 얻지 못한 말뚝 재하시험의 하중-침하 곡선으로부터 외삽법을 이용하여 추정한 극한하중의 신뢰성 판단 방법을 제안 하는데 있다. 이를 위해 극한하중이 구해진 10본의 말뚝을 3개 현장에 걸쳐서 수집하였다. 그리고 이 10개의 하중-침하 곡선으로부터 Davisson 방법을 이용하여 구한 실제 계측 극한하중의 25%, 50%, 60%, 70%, 80%, 그리고 90%에 해당하는 하중-침하 곡선 자료만이 확보되었다고 가상하고 각각의 자료에 대하여 쌍곡선 방법으로 외삽한 다음, 극한하중을 새로이 결정하였다. 이렇게 결정된 외삽 극한하중의 신뢰성을 통계분석을 통하여 평가하였다. 그 결과, 확보하였다고 가상한 하중-침하 곡선의 최대 침하량 대 외삽 극한하중에서의 침하량 비가 0.6 이상인 경우, 외삽으로 예측한 극한하중은 실제 계측 극한하중보다 평균적으로 20% 이내에서 보수적인 값을 나타내었다. 또한, 항타말뚝의 정재하시험 자료에 대하여 본 논문에서 제안한 방법으로 분석하여 동일한 결과를 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권10호
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• pp.11-16
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• 2013

양방향재하시험의 성공여부는 상향력과 하향력의 균형을 이룰 수 있는 재하장치 위치 선정에 달려있다. 상향력과 하향력의 균형을 이루기 위해서는 발휘되는 단위주면마찰력과 단위선단지지력의 산정이 중요한데, 국내에서 시행되는 양방향재하시험은 주로 사용말뚝에 적용되어 극한지지력까지 재하되지 않고 설계지지력을 확인하는 것이 일반적이다. 하지만 국내 외 제안된 암반층의 극한단위주면마찰력 및 허용단위주면마찰력 산정식은 암반의 일축압축강도를 기반으로 되어있고, 또한 국내 풍화암층과 RQD가 극히 낮은 연암층은 일축압축강도시험을 할 수 있는 코아를 얻기가 어려워 적용이 어려운 실정이다. 따라서 이 연구에서는 국내에서 시행되었던 양방향재하시험에서 얻은 각 지층별 발휘된 단위주면마찰력과 환산된 SPT N/cm과 관계도표를 제안하고 이 관계도표를 이용하여 실제 국내 현장의 양방향재하시험을 위한 상향력과 하향력의 균형위치를 선정하였다. 또한 선정된 균형위치에 양방향재하장치를 설치한 후 재하시험을 실시하여 측정된 각 지층의 발휘된 단위주면마찰력 값들과 균형위치 선정 시 적용한 관계도표의 값들을 비교하여 관계도표의 적정성을 분석하였다. 분석결과 풍화토층과 풍화암층에서는 거의 유사한 결과를 보였고, 연암층에서는 재하장치 상부연암층과 하부연암층에서 발휘된 측정값(상부 $1,151kN/m^2$, 하부 $1,500kN/m^2$)의 평균값($1,325kN/m^2$)도 산정값($1,250kN/m^2$)과 큰 차이를 보이지 않아 관계도표는 적정한 것으로 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.51-56
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• 2000

조립토 piled raft 시스템은 상부 raft 기초 하부의 연약지반을 조립토 다짐말뚝으로 보강하여 침하를 감소시키고 또한 지지력 증대를 도모하는 효과적인 공법으로 사용되어 왔다. 본 연구에서는, 말뚝 사이의 상호작용 효과 및 말뚝과 raft의 상호작용 효과 등을 고려하고 또한 판이론(plate theory)을 토대로, raft와 기초지반 사이 접촉면에서 발생하는 지점별 불균등 침하량을 예측하기 위한 유한요소 해석기법을 제시하였다. 제시된 해석기법은 조립토 piled raft 시스템의 다양한 배치형태에 대해 지점별 침하량 예측이 가능하며, 제시된 기법의 적합성 확인을 위해 예측된 침하량을 기존 연구결과(김 등, 1999)와 비교 분석하였다. 이외에도 제시된 기법을 이용하여, 조립토 piled raft 시스템의 배치형태별 거동특성 분석이 이루어 졌으며, 또한 침하량 감소효과를 관련 설계변수와 연계하여 분석을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권10호
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• pp.5-18
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• 2013

부등침하는 연약지반에 시공되는 철탑기초에 있어서 주요한 손상을 야기한다. 송전철탑용 연결형 말뚝기초는 연약지반에서의 송전철탑기초의 부등침하를 방지하기 위한 구조물로서, 주기초체와 주기초체 사이에 위치하여 기초를 연결하는 연결보로 구성된다. 본 연구에서는 송전용 철탑기초에 작용하는 연결보의 영향을 조사하기 위하여, 전라북도에 위치한 건설현장에서 24회의 모형재하시험을 수행하였다. 시험에서는 다양한 하중조건과 연결보 조건이 고려되었으며, 시험결과 수평하중에 의한 연결형 말뚝기초의 발생변위가 철탑에 작용하는 수평하중의 각도에 따라 달라지는 것으로 나타났다. 연결형 기초의 침하는 연결보의 강성이 증가할수록 감소하였으며, 수평지지력은 수평하중이 재하되는 철탑의 높이가 낮을수록 증가하였고, 파괴시점에서의 하중의 크기는 대부분의 경우 하중재하방향에 상관없이 유사한 것으로 나타났다.

• 토지주택연구
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• 제2권3호
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• pp.277-285
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• 2011

동일 건축물의 지지력변화 구간이나 이질기초 부위에서 보강방법은 경험적이나 약식검토방법으로 처리되고 있으므로 이를 보완하기 위해 해석적 기법을 도입하여 발생 모멘트를 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 먼저, 문헌조사를 통한 현재의 보강대책 및 침하량 산정법에 대한 문제점을 도출하고 49$m^2$, 54$m^2$, 84$m^2$(I형 15층) 아파트를 대상으로 말뚝기초와 이질기초사이의 거동을 범용 구조해석 프로그램(SAP 2000)을 통해 구조해석을 실시하였다. 즉, 49$m^2$, 54$m^2$, 84$m^2$(I형 15층) 3가지 형태의 기초슬래브가 이질기초에 설치시 영향을 수치해석한 결과를 바탕으로 이질정도에 따른 발생 모멘트를 예측할 수 있도록 도표로 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.85-91
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• 2020

국내 건축물은 지진이나 기초 부동침하 등으로 인해 건물의 기울어짐, 붕괴 등의 문제가 발생하기 때문에 건축물의 지반강화에 대한 필요성이 증가하고 있다. 이에 대한보강방법으로 깊은 관입량과 지지력 보강에 유리한 고강도 콘크리트 말뚝의 사용량이 증가하고 있으며 나 강도가 부족할 경우 현장타설 시 두부 파손 등의 문제가 발생할 수 있어 강도에 대한 철저한 유지관리가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 산업부산물인 고로슬래그 미분말을 치환한 고강도 콘크리트 말뚝의 강도 특성에 대해 검토하였다. 그 결과, 고로슬래그 미분말을 10~20% 치환할 경우 압축강도가 증가하였으며, 20% 치환시 압축강도는 80.6MPa로 OPC 시험체에 비해 5% 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.63-75
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• 2007

Piled raft 기초는 연약지반상에서 과도한 침하와 raft 및 말뚝의 지지력 산정 문제 등으로 적합한 기초는 아닌 것으로 알려져 왔으나 최근 국내외에서 연약지반내 구조물 시공이 증대되면서 연약지반상 piled raft 기초에 대한 관심이 커지고 있다. 이에 본 연구에서는 연약지반에 시공된 piled raft기초의 거동을 분석하였으며 이를 위해 ABAQUS를 이용한 3차원 유한요소 해석을 실시하였다. 해석 시 하중은 등분포하중과 집중하중을 각각 적용하였으며 동일한 조건의 군말뚝과 piled raft 기초 및 다양한 말뚝 배치를 갖는 piled raft 기초를 대상으로 수행하였다. 본 연구결과, 하중형태, 다양한 말뚝 배치 및 근입 깊이에 대한 각각의 침하 및 하중분담특성을 비교, 분석하였으며 이를 통해 연약지반상의 piled raft 기초의 특성을 파악하였다.