• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.21-30
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• 2019

복합말뚝(Composite Pile)이란, 수평력이 크게 작용하는 구간에는 강관말뚝, 작게 작용하는 구간에는 PHC말뚝을 특수한 연결 장치로 결합한 말뚝으로서 토목 구조물의 기초 재료로써 상용화되는 추세에 있다. 이러한 복합말뚝의 핵심은 강관말뚝과 PHC말뚝을 연결하는 연결 장치의 안정성과, 이음 위치를 산정하는 설계기준이라고 할 수 있는데 국내에서는 복합말뚝 이음부 위치에 대한 정확한 시방규정이 없어서, LH 설계처(한국토지주택공사, 2009)에서는 도로설계요령 제3권(한국도로공사, 2001)을 참고하여 작성한 "복합말뚝 설계적용 및 설계도서 표기 방안 검토"를 복합말뚝 설계의 기준으로 사용해 오고 있지만 복합말뚝의 단면변화라고 볼 수 없어 적용에 한계성을 가지고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 복합말뚝의 단면 변화부(강관말뚝과 PHC말뚝의 이음부) 위치에 대한 설계기준을 제안하고 이에 대한 안정성 및 경제성을 검토하고자 실험적인 방법과 해석적인 방법을 이용하여 연결장치에 대한 안정성을 검증하였으며, 국내 교량공사 교대 79개소에 시공된 복합말뚝 설계자료를 분석하여 말뚝 본체 및 이음부에 작용하는 응력, 휨모멘트, 변위 등의 경향성을 파악하였고, 개선식이 적용된 재설계 과정을 통해 이음부에서 발생한 응력들이 연결장치와 PHC말뚝의 허용응력 수치 내로 발생하는 것을 확인하였다. 결론적으로 사례분석을 통한 복합말뚝 이음위치의 설계 제안식은 복합말뚝을 설계함에 있어서 안정성과 경제성을 모두 고려한 개선된 설계기법임을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.31-38
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• 2019

PCFT말뚝의 하부에 PHC말뚝을 연결한 PCFT 복합말뚝에 대한 최적의 동재하시험 분석 방법을 도출하기 위하여 동일 현장에 시공된 강관 복합말뚝과 PCFT 복합말뚝에 대해 동재하시험을 실시한 후 CAPWAP분석 결과를 비교하였다. 그 결과 PCFT 복합말뚝에 대한 동재하시험 수행 시 변형률계와 가속도계는 상부 PCFT말뚝에서 강관을 제거한 후 내부 합성 PHC말뚝에 부착하는 것이 바람직하고, 이렇게 측정된 PCFT 복합말뚝의 입자 변위속도는 PHC말뚝 고유의 변형파 속도인 4,000m/sec과 동일하였다. 그리고 CAPWAP분석 시 PM과정을 통해 상부 PCFT말뚝의 재질을 PHC말뚝과 동일하게 하고 말뚝 단면적으로 콘크리트로 환산한 단면적을 사용했을 때 CAPWAP분석의 정확도가 가장 높은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1396-1404
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• 2012

복합말뚝은 서로 다른 재질을 사용하여 말뚝을 구성하는 말뚝으로 상부는 강관말뚝 하부는 콘크리트 말뚝으로 구성된 말뚝을 선 굴착 공법으로 시공하였다. 말뚝에는 7쌍의 변형률계와 경사계를 설치하여 말뚝의 수평재하시험 중 말뚝에 작용하는 응력과 변위를 측정하였다. 측정된 계측치는 여러 가지 이론적 공식을 이용하여 분석 비교하는 역 해석을 수행하였다. 분석결과 공식들로부터 예측한 말뚝에 작용하는 응력은 실제 측정된 값보다 크게 평가 되었으며, 말뚝상부에 응력이 크게 측정되다가 말뚝깊이에 따라 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 측정된 응력은 모두 말뚝재질의 응력을 초과 하지 않아 복합말뚝의 설계개념을 검증할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.133-143
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• 2018

수평하중에 대한 말뚝의 휨강도를 증대시키기 위해 얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성한 콘크리트 충전 강관(PCFT)말뚝이 개발되었다. PCFT말뚝의 휨강도를 강관말뚝과 비교하기 위하여 직경이 동일한 PCFT말뚝과 강관 말뚝에 대해 휨강도시험을 수행함과 동시에 한계상태설계법으로 P-M 상관도를 작도하였다. 그리고 PCFT말뚝의 하단에 PHC말뚝을 연결한 PCFT 복합말뚝의 수평지지력과 수평거동을 기존의 강관 복합말뚝(HCP) 및 강관말뚝과 비교하기 위하여 총 4본의 시험말뚝을 시공하고 수평재하시험을 수행하였다. 휨강도시험 결과 PCFT말뚝의 휨강도는 두께 12mm의 강관말뚝보다 18.7% 향상되었고, 동일한 휨하중에서 말뚝의 변위량은 강관말뚝보다 50% 감소하였다. 그리고 P-M 상관도로부터 연직하중을 받는 PCFT말뚝은 강관말뚝보다 휨내력이 크게 증가한 반면, 인발하중을 받는 PCFT 말뚝은 강관말뚝보다 휨내력이 감소함을 알 수 있었다. 또한 시험말뚝에 대한 수평재하시험의 결과에 따르면 상부말뚝의 길이가 동일한 경우 PCFT 복합말뚝은 HCP보다 수평지지력이 60.5% 컸고, 두께가 12mm인 강관말뚝보다 35.8% 큰 것으로 나타났다.

• 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.

• 지반과기술
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• 제5권3호
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• pp.33-37
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• 2008

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.253-261
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• 2003

샌드드레인공법(SD공법)이나 고치환율의 샌드콤팩션파일공법(SCP공법)과 비교하여 저치환율SCP공법에 의해 개량된 복합지반의 역학거동은 모래말뚝과 점토지반 양방의 역학적 상호작용의 영향을 보다 현저하게 받는다. 따라서 본 공법의 적용에 있어서 침하저감효과나 모래말뚝 사이의 점토의 강도증가 등을 정확히 평가하기 위해서는 복합지반 내부에서의 모래말뚝과 점토와의 역학적 상호작용을 해명하여야 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 저치환율의 모래말뚝이 타설된 복합지반에 대한 일련의 모형실험을 통하여 압밀중에 발생되는 모래말뚝과 점토 각각의 역학거동과 복합지반 내부에 대한 응력분담거동에 대하여 고찰하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.59-67
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• 2011

유리섬유복합관을 이용한 FRP-콘크리트 합성말뚝에 대하여 연직하중을 받는 FRP-콘크리트 합성말뚝의 지반의 변형과 말뚝의 복합적인 상호거동을 분석하여 현장에 적용할 수 있는 효과적인 말뚝의 적용성을 평가하고자 한다. 이 연구에서는 CFFT 감재-콘크리트 합성말뚝과 FRP를 원주방향으로 보강한 FRP-콘크리트 합성말뚝(CFFT)과 관련하여 발생하는 문제점들을 완하시키기 위해 새롭게 제안된 콘크리트 채움 원형 FRP 말뚝(HCFFT)의 구조적 거동에 대한 실내시험을 통한 FRP-콘크리트 합성말뚝의 재료의 역학적 성질을 규명하여 해석 및 설계에 필요한 역학적 성질을 제시하였다. 아울러 실내시험 결과를 유한차분 수치해석 기법을 적용하여 연직하중 작용 시 단일말뚝인 경우 강관말뚝과 FRP-콘크리트 합성말뚝에 거동을 비교분석하여 적용성을 확인해 보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.4012-4017
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• 2010

이 연구에서는 팩 말뚝과 모래다짐말뚝의 전단강도 특성을 비교하기 위해 모래-팩-점토 복합토 및 모래-점토 복합토를 인위적으로 치환율($a_s$) 10%, 20%로 재성형하여 구속압력을 변화시켜가며 삼축압축시험(CU Test)을 실시하였다. 시험결과 모래-점토 복합토에 비해 모래-팩-점토 복합토의 강도가 치환율 10% 및 20% 모두에서 훨씬 크게 측정되어 모래다짐말뚝보다 팩말뚝이 큰 지지력을 갖는다는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.37-46
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• 2018

얇은 두께의 강관 내부에 PHC말뚝을 합성해서 기존 PHC말뚝 및 강관말뚝보다 휨강도와 전단강도가 향상된 프리스트레스를 도입한 중공형 콘크리트 충전 강관(HCFT)말뚝을 개발하였다. HCFT말뚝의 강도특성을 조사하기 위해 다양한 조건에서 제작된 HCFT말뚝과 함께 동일 직경의 PHC말뚝 및 강관말뚝에 대해 휨강도 및 전단강도시험을 실시하였다. 시험결과 직경이 450~500mm인 HCFT말뚝은 동일 직경의 ICP말뚝 대비 2.88배, 두께 12mm의 강관말뚝 대비 1.19배의 휨강도를 발휘하였고, 강관말뚝의 2.40배에 달하는 전단강도를 발휘하였다. 그리고 HCFT말뚝의 강관 내벽에 설치한 전단연결재는 HCFT말뚝의 휨거동에 거의 영향을 주지 않았으며, HCFT말뚝의 휨강도는 HCFT말뚝을 구성하는 강관과 PHC말뚝에 대한 개별 휨강도 합산치보다 35~63% 컸는데 이것은 강관의 구속효과로 인해 압축영역에 있는 콘크리트의 강도가 증가하기 때문으로 판단된다. 또한 HCFT말뚝이 복합말뚝에서 상부말뚝으로 사용되면 수평하중을 받는 구조물의 수평변위 저감과 구조안정성 향상에 효과적일 것으로 사료된다.