• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.115-132
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• 2006

본 글은 부산-김해간 경량전찰 건설공사의 기초설계시 현장타설말뚝 기초의 지지층을 모래자갈층으로 적용한 사례이다. 낙동강 유역은 퇴적층이 발달하여 풍화암 이상의 기반암층이 지표하 60~80m 이후에서 출현하며, 40m 이상의 심도에서 매우 조밀한 상태의 모래자갈층이 10-20m 두께로 분포하고 있어, 모래자갈층을 관통하여 기반암에 말뚝기초를 지지할 경우 기초공사에 상당한 기간이 소요될 뿐만 아니라, 시공성과 경제적인 측면에서 매우 불리하다. 이에 대한 개선방안으로 대구경 현장타설말뚝을 N치 50 이상의 조밀한 상태의 모래자갈층에 지지하였으며, 인근현장의 적용사례, 기초 구조물 안전성 검토 및 현장재하시험 등의 비교분석을 통하여 모래자갈 지지층의 적정성을 확인하였다. 따라서, 풍화암 이상의 지지지반 출현심도가 60m 이상으로 매우 깊고, 지지지반 상부에 모래자갈층이 두껍게 분포하는 경우에는 모래자갈층을 말뚝기초의 지지층으로 활용하는 방안이 시공성 및 경제성 측면에서 합리적이라 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.5-16
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• 2011

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 이용하여 석회공동형성 암반에 시공된 말뚝기초의 하중지지 메카니즘 변화를 분석하였다. 이를 위하여 공동의 기하학적 조건을 변화시키며 말뚝기초의 극한지지력, 지반의 항복형태, 말뚝과 공동 주위의 응력분포 및 말뚝기초의 침하와 공동의 변형 등 해석결과를 고찰하여 말뚝기초의 역학적 거동을 검토하였다. 본 연구결과, 말뚝의 하중지지 메카니즘, 지반의 파괴형태 및 말뚝기초의 극한지지력 감소율은 공동의 기하조건에 의해 결정되며 이러한 경향을 토대로 공동의 특정조건에 대한 말뚝의 극한지지력 감소율 그래프를 제시하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권2호
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• pp.67-82
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• 1991

불안정한 요반지반에 기초말뚝을 사용하여 교대를 축조할 경우 뒤채움에 의한 편재하중으로 인하 여 기초말뚝과 교대 에 수평변위가 발생되는 경우가 종종 발생되고 있다. 이 경우 교대 배면의 뒤 채움 은 하부 원지반에 편재하중을 작용시키게 되므로 결국 하부지반이 연약할 경우 측방유동이 발생되게 되며 기초말뚝은 측방유동으로 인하여 유발되는 측방토압을 받게 된다. 그러나 한편으로는 이들 기초말뚝은 지반의 측방유동에 저항하여 사면의 안전성을 증대시키는데 기여하기도 한다. 이러한 줄말뚝이 설치된 사면의 안정문제는 지반과 말뚝의 상호작용의 문제로 기초말뚝의 안정과 사면안정의 두가지 해석이 모두 실시되어야 한다. 결국 기초말뚝을 사용한 교대의 전체의 안정은 사면과 말뚝모두의 안정이 확보되었을때만가능한것이다. 본 연구에서는 이러한 측방유동이 발생될 가능성이 있는 사면지반에 말뚝을 일정간격으로 설치한 위에 교대가 설치되어 있는 경우의 합리적 해석법을 확립시켰다. 이 해석법을 한 해석예에 적용하여 검토한 결과 교대의 안정 에 영향을 미치는 여러 요소를 조사하였다. 특히 편재하중으로 인한 지반의 측방유동으로 수평변위의 피해를 받는 교대 기초말뚝의 구속상태에 대한 규명을 할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권8호
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• pp.5-12
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• 2019

상부구조물은 여러 개의 말뚝 기초를 말뚝 캡으로 연결한 무리말뚝이 사용되고 있다. 무리말뚝 설계 시 상부구조물의 연직 및 수평하중은 말뚝 기초가 지지할 뿐 말뚝 캡의 지지효과는 무시하였다. 그러나 최근 상부구조물의 연직하중에 대한 안정성 범위에서 말뚝 기초의 사용량을 줄이기 위해 말뚝 캡의 지지효과를 반영하기 위한 연구가 진행되고 있으나 수평하중에 대한 말뚝 캡의 지지효과에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 수평 지진 하중을 받는 무리말뚝에서 말뚝 캡의 변화가 무리말뚝에 미치는 영향을 확인하기 위해 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 말뚝 캡 크기를 변화시켜 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 말뚝 캡의 크기가 상부구조물 및 무리말뚝의 동적 거동에 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 말뚝 캡의 크기가 증가할수록 지반 구속 효과로 인해 지반과 말뚝 기초가 일체 거동하는 것으로 나타났다.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.23-32
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• 2010

국내에서 사회간접자본에 대한 투자가 확대되면서 말뚝기초에 대한 수요가 급증하고 있으며, 시공현장에서는 시공성 및 내구성이 우수한 강관말뚝을 주로 사용하고 있다. 그러나 최근 전 세계적으로 강관말뚝 가격의 급등으로 인해 강관말뚝과 동일한 성능이면서 재료비를 경감시킬 수 있는 새로운 말뚝기초에 대한 연구가 요구되어 지고 있다. 본 연구에서는 수평력에 의한 모멘트가 작용하는 말뚝기초 상부에는 인장응력에 유리한 강관말뚝을 적용하고 연직응력만 부담하는 하부에는 강관말뚝에 비해 경제적인 PHC말뚝을 적용한 복합말뚝에 대한 적용성을 검토하기 위하여, 국내 현장의 교량기초에 실제 시공된 복합말뚝에 대해 하중 재하 및 전이시험을 실시하였다. 현장시험결과를 기존 이론식과 비교분석하였으며, 이중 p-y 비선형해석결과와 유사하게 나타냈다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.31-41
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• 2012

연약지반에 건설되는 송전철탑 말뚝기초는 부등침하로 인한 철탑구조체의 손상을 유발 할 수 있다. 이에 따라 일본과 미국에서는 철탑을 지지하는 각 기초부를 연결보로 연결한 연결형기초의 사용을 추천하고 있다(TEPCO 1988, IEEE 2001). 연결형 말뚝기초의 저항력증가계수는 연결체의 영향으로 인하여 증가되는 연결형 말뚝기초의 저항력의 증가량을 나타낸다. 본 연구에서는 점토지반에 근입된 송전철탑 연결형말뚝 기초의 모형수평재하시험을 수행하여 연결형 말뚝기초의 저항력증가계수를 도출하였다. 본 시험은 실트질 점토지반에서 수행되었으며, 수평하중의 재하높이와 재하각도, 말뚝기초를 연결하는 연결체의 강성을 변화시켜 다양한 조건상에서의 저항력 증가계수를 도출하였다. 본 연구에서 도출된 저항력 증가계수는 송전철탑의 하중작용높이와 기초를 연결하는 연결체의 강성에 대한 함수로 나타났으며, 도출된 증가계수를 통하여 연결형 말뚝기초의 저항력을 산정한 결과 측정결과와 비교적 일치하는 것으로 나타났다.

• 지반과기술
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• 제5권3호
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• pp.33-37
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• 2008

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.83-91
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• 2017

말뚝지지 전면기초에서 침하량을 산정할 경우 기초판-말뚝-지반간 상호작용을 고려해야 하며, 단순 해석법으로는 이러한 복잡한 상호작용을 고려하여 해석하는 것이 어렵다. 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 침하량 해석을 위해 기초판-말뚝-지반간 상호작용을 고려한 근사해석법(HDPR)을 개발하였다. 기초판은 Mindlin 판이론을 이용하여 유한요소로 모델링 하였고, 지반 및 말뚝은 기초판에 연결된 스프링으로 모델링되었다. 지반 스프링의 경우 다층지반을 고려한 선형 스프링을 적용하였고, 말뚝은 비선형 스프링을 적용하였으며, 각각의 스프링은 기초판-말뚝-지반간 상호작용이 반영되었다. 본 연구에서의 해석기법 검증을 위해 3차원 유한요소해석, 기존에 개발된 근사해석방법 및 실제 현장 계측결과와 비교분석을 수행하였다. 그 결과, 개발된 기법이 말뚝 및 기초판의 침하량을 합리적으로 예측하는 것으로 나타났다. 이를 통해 실제 말뚝지지 전면기초 해석 및 설계 시 실용적인 측면에서 적용이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.1-8
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• 2001

교량 구성요소의 설계지진력은 현행 국내 도로교설계기준에 의하면 설계지진을 가하여 얻어진 탄성지진력을 구조형식에 따른 응답수정계수로 나눔으로써 결정되어진다. 말뚝기초가 채택된 교량시스템의 탄성지진력의 크기는 말뚝기초의 모형화 방법에 따라 크게 달라질 수 있다. 이 논문에서는 근사적이고 실용적인 말뚝기초의 모형화 기법을 제시하였다. 이 모형화 기법에서는 말뚝기초의 강도를 횡방향으로 반복하중을 가진 현장시험으로 얻은 말뚝-지반의 상호작용이 고려된 지반반력-변위 곡선을 이용한 말뚝의 수평방향 강도와 탄성 축변형은 물론 선단지지력 및 주변마찰력을 고려한 말뚝의 수직방향 강도로 나타내는 것이다. 예제 교량의 해석을 수행하여 제시된 절차가 타당성있고 적용 가능한 교량의 지진응답해석용 말뚝기초의 모형화 기법임을 검증하였다.