• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.73-83
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• 2005

최근 사용이 증대되고 있는 말뚝지지 전면기초(piled raft foundation) 개념의 기초 설계에서는 지지력을 증대시키기 위한 목적 보다는 주로 침하를 감소시킬 목적으로 말뚝이 사용된다. 콘크리트궤도가 연약한 지반에 설치되는 경우에는 일반적으로 지지력 측면에서의 문제는 없으나, 과도한 침하가 발생할 수 있다. 이 경우 소수의 소구경 말뚝을 궤도하부에 적절히 배치하여 설치하면 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 예측된다. 본 논문에서는 말뚝 설치로 인한 콘크리트궤도의 침하감소 효과를 수치해석을 통해 평가하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 말뚝이 설치된 콘크리트궤도를 모델링 하였으며, 지반 강성과 말뚝 배치의 변화에 따른 침하량 감소 효과의 차이를 분석하였다. 해석 결과로 부터 말뚝설치를 통해 콘크리트궤도의 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있는 것을 확인하였으며, 경제적인 설계를 위한 지반조건에 따른 합리적인 말뚝 열수와 간격을 제시하였다. 또한, 지반 조건과 말뚝 배치의 변화에 따른 말뚝의 하중분담 특성을 분석함으로써, 콘크리트궤도 하부에 설치된 말뚝의 지지 메커니즘을 파악하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.367-374
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• 2019

논문에서는 수직방향 지진입력에 의한 지반-구조물 상호작용 효과가 기초 종류에 따라 LNG 저장탱크의 지진응답에 미치는 효과를 분석하였다. 이를 위하여 직경 71m인 LNG 탱크와 기반암 위 점토지반의 깊이가 30m인 지반조건을 고려하였다. 그리고 기초형식으로 네 가지(얕은 기초, 말뚝지지 전면기초, 말뚝기초(지표면 접촉식, 부유식)를 고려하였다. 지반의 비선형성은 자유장 지반에 대하여 등가선형화기법으로 고려되었다. 또한, 말뚝기초의 시공과정에서 발생하는 동다짐 효과에 대해서도 분석하였다. SSI 해석을 위하여 진동수영역 해석프로그램인 KIESSI-3D를 이용하였다. 지반-구조물 상호작용 해석을 통해 LNG 저장탱크의 외조 벽체 쉘의 응력을 구하였다. 해석결과로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다: (1) 얕은 기초에서 외조탱크의 수직응력은 SSI 효과로 인하여 고정기초응답 보다 작았다. (2) 말뚝으로 지지된 기초에서 말뚝으로 인해 기초의 수직강성이 커지고 방사감쇠가 작아질 수 있기 때문에 SSI 응답이 고정기초응답 보다 커질 수 있다. (3) 동다짐 효과는 수직지진에 의한 LNG 저장탱크의 응답에 미치는 영향이 매우 작았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.17-30
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• 2019

본 연구는 3차원 수치해석을 통해 기존말뚝과 보강말뚝의 하중분담율(Load Distribution Ratio)과 근사적 해석 기법으로 보강말뚝의 축방향 강성(Axial Stiffness)을 산정하였다. 시공단계를 고려하여 말뚝기초의 LDR에 영향을 미치는 인자를 파악하기 위해서 1) 말뚝기초의 강성, 2) 말뚝기초의 선단지지조건, 3) 기초판 접촉효과, 4) 보강말뚝의 설치위치에 따라 해석을 수행하여 기존말뚝과 신설말뚝의 하중분담율 거동을 확인하였다. 또한 5) 기존말뚝의 축방향 강성($K_{ve}$)를 사용하여 말뚝지지 전면기초의 3차원 근사적 해석기법(YSPR)으로 보강말뚝의 직경에 따른 강성($K_{vr}$)을 산정하고, 장기간 사용으로 인한 경화를 고려하여 $K_{ve}$를 3단계로 나누어 감소시켜 보강말뚝의 강성 변화의 경향을 살펴보고, 신설 말뚝의 강성 산정방법을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.57-67
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• 2013

마이크로파일 기초는 1950년대 Lizzi에 의해 개발된 이후 널리 이용되고 있다. 무리 마이크로파일의 효과에 대한 연구는 많은 연구자들로부터 수행되어 왔다. 무리 형태로 설치된 마이크로파일의 지지성능 발휘 효과는 지반조건 및 말뚝의 길이, 말뚝의 설치 간격(S), 말뚝의 설치각도(${\theta}$), 말뚝의 배치조건 등 다양한 변수에 의해 변화된다. 본 연구에서는 다양한 조건에서의 연직재하시험을 통하여 무리 마이크로파일의 저항력증가효과와 침하억제효과를 규명하도록 하였다. 본 연구를 위하여, 전면기초(Mat)와 무리 마이크로파일 기초(GP), 마이크로파일을 이용한 마이크로파일지지 전면기초(MPR)에 대한 연직재하시험을 다양한 설치간격과 설치각도 조건에서 수행하였다. 실험결과 마이크로파일지지 전면기초(MPR)의 저항력이 전면기초(Mat)와 무리 마이크로파일(GP)의 저항력의 80%(S=3D)-110%(S=7D)로 측정되는 것으로 나타났으며, 마이크로파일지지 전면기초(MPR)의 침하억제효과가 전면기초(Mat)의 20%(S=3D, ${\theta}=45^{\circ}$)에서 70%(S=7D, ${\theta}=15^{\circ}$) 수준까지 측정 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권11호
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• pp.25-34
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• 2008

본 연구에서는 고속철도 궤도의 종류에 따른 허용침하량 분포 특성을 분석하기 위하여, 기존 경부 고속철도에 사용되었던 자갈도상 궤도와 시공예정인 콘크리트 궤도의 대표단면 및 지반 물성치를 바탕으로 철도 운행 시 레일상부에서 열차하중에 의해 발생되는 침하량을 3차원수치해석을 통해 분석하였다. 특히 콘크리트궤도의 경우에는 원지반의 물성 변화에 따른 침하량 결과를 토대로 말뚝지지전면기초(pile raft foundation) 보강 시 침하 감소 효과를 분석 정리하였다. 본 연구결과, 원지반이 점성토에서는 콘크리트 궤도와 자갈도상 궤도의 사용에 따라 침하량의 차이가 컸으나, 사질토 지반의 경우는 궤도별 침하량 차이가 상대적으로 작게 나타났다. 또한 콘크리트 궤도 단면의 침하량 저감을 위한 말뚝 전면기초 시공의 경우, 무보강 단면의 해석결과보다 지지력이 확보되어 침하량 감소가 나타났으며, 말뚝의 길이가 증가될수록 침하량 감소 효과가 뚜렷하게 나타났다. 하중형태의 경우는 기존 설계에 사용되었던 객차 하중에 의한 침하량보다 기관차 하중에 의한 침하량이 더 크게 발생하여 기관차 하중을 통한 궤도 설계를 할 경우 좀 더 안전측 설계가 가능함을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.451-460
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• 2019

본 논문에서는 고상식(Piloti) 기초가 사용되는 오일샌드 플랜트의 하부기초에 소형강관 말뚝이나 마이크로 파일 등을 마찰 말뚝개념으로 사용할 경우 발생할 수 있는 문제점을 극복하고자 복합거동 연결체를 제안하였다. 말뚝의 개별 침하나 융기(Heaving)를 1개의 군으로 연결하여 복합거동이 가능하도록 하였으며, 하중 지지특성을 분석하였다. 기존 무리말뚝과 말뚝전면(Piled raft) 기초의 장점을 오일샌드 플랜트에 적용 할 수 있도록 복합거동 연결체의 형상을 결정하였다. 또한, 축소모형을 제작하여 하중에 대한 거동을 계측하고, 이를 통해 장치의 안정성 및 취약부위를 검토하여 연결체의 형태를 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.95-104
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• 2006

최근 경제적이고 안전한 기초 설계를 위하여 말뚝지지 전면기초(Piled raft) 또는 말뚝보강기초(Disconnected piled raft)에 대한 설계가 관심을 모으고 있다. 본 연구는 국내에서 연구가 미진한 말뚝보강기초의 거동과 그 효과를 실내 모형 시험을 대신하는 삼축압축시험을 통하여 규명하였다. 주문진 표준사와 탄소봉을 각각 지반과 말뚝으로 사용하여 삼축압축시험기에 보강 지반을 성형한 후 구속응력 상태에서 재하 시험을 실시하였다. 말뚝 보강에 따른 거동 차이를 규명하기 위하여 말뚝 개수, 말뚝 직경 및 말뚝 길이 등의 변화를 주어 하중-침하 관계를 도시하고 그 결과를 분석하였다. 시험 결과 기초지반 면적에 대한 보강 말뚝 면적비를 보강률이라 정의할 때 말뚝 수평단면 보강률이 약 18%이고, 수직단면 보강률이 약 70%일 경우 침하량은 무보강시에 비하여 약 80%까지 감소되는 것으로 나타났다. 또한 수평단면 보강률 및 수직단면 보강률에 따른 말뚝보강기초 지반의 변형계수 변화는 각각 직선식 E(Mpa) = 8.3p(%)+121.2와 E(Mpa) = 1.8p(%)+105.5로 나타났다. 본 연구의 결과 말뚝보강기초에서 소구경, 소량의 말뚝 보강으로도 비교적 큰 기초지반 침하 억제 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2010년도 춘계 학술논문 발표대회 1부
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• pp.17-19
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• 2010

This paper describes the possibility of the raft thickness reduction for mega foundations system of super high-rise buildings through a case study on domestic and foreign super high-rise buildings. In case of super high-rise buildings, the size of foundations, especially raft becomes wider and deeper because of heavy upper load. It is difficult to pour concrete of this kind of mega foundation, and cracks by hydration heat could happen. Therefore, there are several ways to reduce the raft thickness of mega foundations. Piled-raft could be the one because moment and shear load that the raft subjects on by soil reaction are lower. The effect of the piled-raft foundation on the raft thickness reduction could be confirmed by comparison of super high-rise buildings with pile, piled-raft and mat foundation. Furthermore, it was showed that the raft thickness could be more reduced by locating piles right under the vertical members of super structures.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.17-26
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• 2009

마이크로파일이 직접기초시스템으로 활용되는 경우 말뚝 캡이 설치되어 말뚝지지 전면기초의 래프트와 같은 역할을 수행하지만 마이크로파일 기초시스템의 하중분담 거동에 관한 연구는 미미한 실정이다 이에 본 연구에서는 말뚝캡이 씌워진 실물 크기의 마이크로파일 재하시험 자료를 바탕으로 3차원 비선형 유한요소해석을 실시하여 마이크로 파일과 래프트의 하중분담 거동을 분석하고 각각의 변수들이 하중분담 거동에 미치는 영향을 파악하였다. 해석 결과 $2{\times}1$ 마이크로파일 기초시스템의 경우 최종하중단계에서 약 50%의 하중을, 그리고 $2{\times}2$ 마이크로파일 기초시스템의 경우 약 30%의 하중을 캡이 분담하고 있는 것으로 나타났다. 또한 마이크로파일의 간격 및 경사각이 증가할수록 캡의 하중분담이 커지는 것을 알 수 있다.

• 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.