• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.713-720
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• 2008

본 연구는 낙동강 하구 대심도 연약지반에 항타관입된 PHC 말뚝에 대하여 SPT 지지력 공식으로 부터 계산된 선단지지력 값과 PDA 시험에서 얻어진 선단지지력 측정값을 비교하였다. 또한, SPT N값이 50이 넘는 경우에 대하여는 N값과 롯드 관입깊이의 선형관계를 가정하여 30cm 관입깊이에 해당하는 N값을 적용한 경우와 CPT $q_c$와의 상관성을 이용하여 $q_c$값으로부터 N값을 산정한 경우의 2가지 분석을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 적용한 SPT 지지력 공식 모두 측정된 선단지지력 값과 차이가 났으며, SPT 지지력 공식은 대심도 연약지반에 항타 근입된 말뚝에 대하여 실제적인 설계를 수행할 때 신뢰하기 어려운 것으로 나타났다. 또한, N>50인 경우에 대하여 N값과 롯드 관입깊이의 선형관계를 적용하는 것은 지지력을 매우 과대평가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권9호
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• pp.5-16
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• 2016

풍화암에 근입된 매입말뚝의 선단지지력을 증대시키기 위해 파일 선단에 짧은 길이의 강관을 부착한 새로운 PHC파일이 개발되었다. 본 연구에서는 새로운 PHC파일로 시공된 매입말뚝의 선단지지력 특성을 정량적으로 파악하기 위하여 지반조건이 다른 7개 현장에 새로 개발된 매입말뚝을 시공하고 정재하 및 동재하시험을 수행하였다. 그리고 정재하 시험에서 얻어진 결과에 근거해서 새로운 PHC파일로 시공된 매입말뚝의 선단지지력을 산정하기 위한 경험식을 제안하였다. 현장에서 측정된 선단지지력과 지지력 산정식으로부터 계산된 선단지지력을 비교한 결과 기존 지지력 산정식은 새로운 PHC파일로 시공된 매입말뚝의 선단지지력을 상당히 과소평가하는 반면 제안된 경험식은 새로운 PHC파일로 시공된 매입말뚝의 선단지지력을 안전측에서 산정하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.792-798
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• 2008

CPT 시험은 지난 30여년 동안 지반조사 분야에서 널리 이용되어 왔다. CPT 콘의 근입은 항타말뚝의 근입방법과 유사하기 때문에, CPT 콘의 선단저항력을 이용하여 말뚝의 지지력을 산정하려는 연구가 많이 수행되어 왔다. 본 연구의 목적은 기존에 제안된 CPT 선단지지력 공식의 적용성을 분석하는 것이다. 이를 위해 낙동강 하구 대심도 연약지반에서 수행된 항타 PHC 말뚝에 대한 총 172개의 PDA 시험자료와 80개소의 CPT 자료를 수집하였다. PDA시험의 CAPWAP분석에서 얻어진 선단지지력과 각 CPT 지지력 공식에서 산정된 선단지지력을 비교함으로써 각 공식의 적용성을 분석하였다. 분석에 이용된 CPT 지지력 공식은 Aoki 방법, Meyerhof 방법, Penpile 방법, Philpponnat 방법, LCPC 방법, Schmertmann 방법, Zhou 방법, ICP 방법, Eslami & Fellenius 방법, 그리고 UWA-05 방법의 총 10가지이다. 분석결과, Aoki 방법, Phillipponnat 방법, ICP 방법 그리고 LCPC 방법 순으로 그 적용성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.27-38
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• 2019

균질한 지반에서 말뚝의 지지력은 선단지지력과 주변마찰력의 합이며, 사질지반에서는 주변마찰력이 선단지지력보다 우세한 것으로 알려져 있다. 다수의 말뚝을 근접하여 설치하는 무리말뚝에서는 말뚝 하나하나의 지지력이 말뚝 상호간 간섭에 의해 달라질 수 있으므로, 말뚝의 근접도에 따라서 선단지지거동과 주변마찰거동의 변화를 정확하게 파악하여 말뚝을 설계해야 한다. 따라서 본 연구에서는 주면마찰거동의 영향을 배제한 상태에서 무리말뚝의 선단지지거동을 측정하기 위해 크기가 일정한 원형 토조에서 여러 가지 직경과 깊이로 말뚝을 설치하고 상대밀도가 균일한 모래지반을 조성한 후 선단지지력을 측정하여 무리말뚝의 근접도에 따른 영향을 확인하였다. 연구결과 말뚝의 선단저항력은 비교적 뚜렷하게 극한값을 나타냈다. 말뚝의 극한선단지지력은 주면마찰력과 말뚝의 직경에 의한 영향을 적게 받으며, 말뚝관입길이가 깊어질수록 일정한 값에 수렴하였다. 또한, 무리말뚝에서 인접한 말뚝이 말뚝 직경만큼 서로 이격되어 있으면 인접말뚝의 영향이 거의 없었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.89-100
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• 2019

본 연구에서는 동재하시험을 통해 매입공법으로 선단이 암반에 근입된 초고강도 PHC 말뚝의 지지력 특성을 분석하였다. 초고강도 PHC 말뚝은 일반 고강도 PHC 말뚝에 비해 콘크리트의 강도가 높아 허용구조내력을 향상시킬 수 있었다. 초고강도 PHC 말뚝의 최적 설계를 위해서는 지반지지력도 증가된 구조내력과 균형을 맞출 수 있도록 증가되어야 할 것이다. 오늘날, 지반지지력 검증을 위한 동재하시험 시 경험적으로 고강도 PHC 말뚝과 유사한 항타에너지를 초고강도 PHC 말뚝에 적용하고 있는 실정이다. 동재하시험 결과를 기반으로 초고강도 PHC 말뚝의 지지력에 영향을 미치는 요소들을 분석한 결과, 선단지지력에 대해 선단 주변지반의 표준관입시험 N값의 영향은 미미하였으며, 항타에너지가 증가할수록 선단지지력이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 주면마찰력의 경우, 항타에너지의 증가에 따른 변화가 나타나지 않았다. 또한, 허용지지력을 판단하는 Restrike 시험시 선단지지력의 영향은 극히 작아 허용지지력 판단시 합리적인 방안이 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.135-143
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• 2004

해상교량건설 현장의 육상구간에서 예기치 않게 발견된 단층파쇄대에 시공된 대구경 현장타설말뚝의 선단지지력을 확인하기 위하여 양방향 선단재하시험을 실시하였다. 본 연구의 목적은 단층파쇄대에 시공된 대구경 현장타설말뚝에 재하시험을 실시하여 단층파쇄대에서의 선단지지력을 확인하고, 그 후 말뚝 선단 하부지반에 보강 그라우팅을 실시하여 선단보강에 의한 선단지지력 증가효과를 확인하는 것이다. 선단보강 그라우팅 후 선단지지력은 2배 이상 증가하였으며 보강전 보다 선단의 침하량이 현저하게 줄어드는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권9호
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• pp.33-41
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• 2015

사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력은 주면마찰력과 선단지지력의 합으로 산정할 수 있다. 하지만 수직하중 작용 시 나타나는 주면마찰력 감소와 선단지지력 증가의 특징을 정확하게 고려할 수 있는 설계식이 없으며, 실제와 같은 사질토 지반의 비관련흐름 특성이 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석으로 사질토 지반에 설치된 원형 버킷기초의 수직지지력을 다양한 지반 마찰각과 기초 크기에 대하여 산정하였다. 해석 결과의 극한지지력을 주면마찰력과 선단지지력으로 분리하여 특징을 분석한 후 각각의 설계식을 도출하였다. 버킷기초의 주면마찰력은 선단지지력에 비해 크기가 매우 작고 말뚝 설계식과 차이가 근소하므로 이를 동일하게 사용하였다. 주면마찰력의 영향으로 얕은기초의 지지력보다 증가하는 버킷기초의 선단지지력은 기존의 설계식을 수정하여 적용할 수 있도록 해석 결과를 토대로 새로운 형상-깊이계수($s_q{\cdot}d_q$)를 제안하였다. 또한 관련흐름법칙을 적용하여 제안된 기존의 얕은기초 형상계수와 깊이계수는 실제 사질토 지반에서의 지지력을 과대예측하므로 비관련흐름 특성을 반영한 형상-깊이계수를 사용하여 지지력을 예측해야 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.658-666
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• 2005

시멘트밀크(저압이나 고압에 의한 선단확근말뚝공법)나 쏘일시멘트(SIP말뚝공법) 위에 안치된 말뚝기초의 선단지지력과 확대기초를 지지하는 시멘트밀크 고결체 기둥 기초의 연직지지력 공식을 알아보기 위하여 총 14개의 시험체에 대하여 정재하시험 및 하중전이시험을 실시하였다. 그 결과에 의하면, 고결체 주변지반의 구속효과가 없는 8개의 시험체는 말뚝선단보강형태와는 무관하게 말뚝선단 아래의 시멘트밀크 고결체의 강도와 면적이 클수록 크게 나타났으며, 평균구속계수는 자유표면의 영향으로 1 보다 적은 0.43(D+1)이었다. 그리고 고결체 주변지반의 구속효과를 받는 6가지 지반조건에서 설치된 말뚝의 구속계수는 말뚝선단 아래 시멘트밀크 고결체를 주변지반의 구속효과로 1 보다 큰 평균 2.1의 값을 나타내었다. 그리고 지반의 구속효과를 고려한 말뚝기초와 직접기초 아래에 설치된 시멘트밀크 고결체의 이론적인 (선단)지지력 공식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.23-37
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• 2007

매입공법으로 시공되는 PHC 말뚝의 선단지지력 증진 방안으로서 선단에 선단확장판을 설치하여 선단 확장을 통해 선단지지력을 증가시키는 개념(일명 Ext-PHC 말뚝)이 개발되어 현장에 적용되고 있다. 본 연구에서는 Ext-PHC 말뚝의 선단지지력 증가 효과를 확인하고 현장 적용성 검토의 일환으로 직경 400mm 말뚝에 대한 현장재하시험을 실시하였으며 검증된 유한요소해석 모델을 이용하여 다양한 조건에 대한 매개변수 연구를 실시하였다. 현장재하시험 결과를 분석한 결과 Ext-PHC 말뚝의 선단지지력은 PHC 말뚝 대비 약 $40{\sim}50%$ 증가되는 것으로 나타났으며 다양한 변수에 대한 매개변수 결과에서는 선단 지지층의 역학적 특성과 말뚝 길이에 따라 일반 PHC 대비 선단지지력 증가비는 $1.2{\sim}1.4$ 정도를 보이는 것으로 분석되었다. 이러한 연구결과에 근거할 때 본 연구에서 고려한 시공조건에 있어 Ext-PHC 말뚝을 적용함으로써 일반 PHC 말뚝의 선단지지력 증진 효과를 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.45-53
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• 2019

본 연구에서는 건축기초에 적용된 매입 PHC말뚝의 설계사례를 분석하였다. 전반적인 말뚝길이는 최대 35m 이내에서 다양하나, 지지층 조건에 따른 평균 길이는 17.0~18.9m로 큰 차이가 없었다. 지지층 소켓길이는 전체의 약 58%가 시방기준 최소길이인 1m에 따라 설계되었고, 최대 5m까지 설계되었다. 설계효율은 그 편차가 매우 크나 평균 약 70%로서 통상 알려진 범위와 일치하였다. 설계효율이 낮은 용도는 주로 설계하중이 적은 저층건물이나 놀이기구 기초 등으로 나타났다. 풍화암 지지층에서 설계하중은 설계를 지배하는 지반 허용지지력의 65~97%, 허용지지력에 대한 말뚝 허용축하중의 비는 36~115%로 광범위하게 분포하므로 설계효율과 함께 최적화 노력이 요구된다. 반면, 연 경암 지지층의 허용지지력은 대부분 말뚝 허용축하중의 90% 내외로 매우 균등했다. 설계 허용지지력은 선단지지력이 평균 75% 이상을 차지하였으나, 현장재하시험 연구결과를 보면 초기항타 조건에서는 선단지지력이 지배적이며, 재항타 조건에서는 선단지지력이 최소 25%에 불과한 경우도 있었다. 따라서, 설계시 산정된 허용지지력은 시공 초기조건만을 반영하는 것이며, 시간이 경과할수록 말뚝 주면부로의 하중전이가 증가하고, 일부는 시험시 타격에너지 부족으로 선단지지력의 확인이 이루어지지 못한다고 볼 수 있다. 균질한 지반으로 가정했을 때 근입비가 증가할수록 허용축하중이 감소하는 경향이 있었고, 이와 유사하게 지반의 허용지지력도 감소하는 경향을 보여, 큰 설계하중으로 초고강도 말뚝을 적용할 경우 지반의 지지력을 최대한 활용할 수 있음을 알 수 있었다.