• 한국지반공학회지:지반
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• 제9권4호
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• pp.37-44
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• 1993

실내 모형실험을 통하여 모형말뚝 한계깊이의 확인과 기존 선단지지력의 이론식들을 실내모형실험의 선단지지력 실측치와 비교하여 그 차이를 분석하였으며, 말뚝의 직경차이에서 유발되는 지지력의 차이를 비교하고자 실내 모형실험을 실시하였다. 모형지반을 균질한 모래로 조성한 경우와 국내의 현장조건에 가깝게 모형지반을 조성한 모래/풍화토층 경우로 나누어 모형실험을 실시하여 치수효과를 비교하였다. 실험결과, 모형말뚝의 선단지지력은 모래지반의 경우 응력수 준이 높을 때 한계관입깊이 효과를 나타냈으며, 모래1풍화토층의 경우 한계관입깊이를 확연히 확인할 수는 없었으나 그 경향을 보임을 알 수 있었다. 정적지지력 공식으로부터 얻어진 계산치 들은 모형실험에 의한 실측치부다 훨씬 큰 값으로 과대평가 하는 경향이 있었다. 직경크기에 따른 지지력의 차이인 치수효과는 모래지반의 경우 확인할 수 있었으나. 모래/풍화토층 지반의 경 추에는 오히려 큰 직경의 말뚝이 작은 직경의 말뚝보다 크게 나타나는 경향을 얻었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권6호
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• pp.101-111
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• 2006

현장타설말뚝은 상부의 연약층을 관통하여 하부의 강한 암반층 상부에 거치시키는 경우, 말뚝은 선단지지말뚝으로 간주되며, 최소단면에서 말뚝에 발생하는 응력이나 실제 요구되는 설계기준에 따라서 작용하중은 결정된다. 연약하거나 풍화된 암반의 일정 깊이까지 현장타설말뚝을 설치하는 경우, 선단지지력과 주면저항력에 의해 지지력이 발현된다. 선단지지력 성분은 말뚝의 극한지지력에서 큰 비중을 차지한다. 그러나, 일반적으로 주면저항력은 선단지지력에 비해 훨씬 작은 말뚝 침하시 발현된다. 또한, 선단지지력은 근입부 바닥에 잔존하는 슬라임에 의해 영향을 받는다. 따라서, 근입부에 슬라임을 얼마나 잘 확인하는가와 시공법에 따라 선단지지력의 신뢰도는 결정되게 된다. 이것은 실제로 매우 어렵고 고가이며, 깊은 근입부에서는 더욱 심각하다. 따라서 이들 요소들로 인해서 작용하중하에서 말뚝의 거동은 주면저항력에 의해 지배되게 된다. 따라서 현장타설말뚝의 거동예측을 위한 연구는 주로 주면저항력 발현기구에 관심을 가지게 되는 것이다. 본 연구에서는 말뚝 두부에서의 하중 조건을 변화시켜가며 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동 차이를 분석하기 위하여 수치 해석을 수행하였다. 또한, 거칠기 요소의 모델링 유무에 따른 주면부 거동 특성도 조사하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.965-975
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• 1994

PHC말뚝의 선단부를 개방시켜서 사용하면 관입저항력의 감소로 인하여 관입깊이가 증가되며, 결과적으로 지지력의 증가를 가져온다. 그러나 개단 PHC말뚝의 사용을 위해서는 다음의 두가지 문제가 해결되어야 한다. 첫째는 말뚝의 선단부를 개방시킴에 따른 지지력의 변화이며, 둘째는 말뚝 내부로 유입되는 관내토에 의한 말뚝 선단부의 파괴여부이다. 따라서 본 연구에서는 개단 PHC말뚝의 실용성을 검토하기 위하여 먼저 말뚝의 선단부 형상에 따른 지지력 비교를 목적으로 두개의 폐단말뚝과 두 개의 개단말뚝을 이용하여 토조에서 모형말뚝실험을 수행하였다. 실험결과로부터 말뚝의 선단부 형상에 따른 관입저항력과 지지력의 변화 및 PHC말뚝 선단부의 파괴여부가 검토되었다. 실험결과 동일한 관입깊이에서 개단말뚝의 전체지지력은 관입깊이가 증가함에 따라 폐단말뚝의 전체지지력과 비슷해지며, PHC 말뚝의 경우 말뚝선단부로부터 말뚝내경의 0.8~1.1배되는 영역에서 균열발생의 가능성이 제시되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.25-36
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• 1997

기존의 매입말뚝공법이 갖고 있는 문제들, 즉 지지력의 약화와 소음 진동의 발생을 해결하기 위하여 나선돌기형 매입말뚝공법과 선단확대형 매입말뚝공법을 개발하였다. 이들 공법의 시공성과 지지력 증대효과를 알아보기 위하여 현장시험을 실시하였다. 시험결과 극한지지력은 말뚝에 성형된 돌기에 의한 주면마찰력의 증가로 인하여 침설방식보다 약 44%증가하였으며, 주면마찰력은 돌기의 형상과 돌기간의 간격에 의하여 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 그리고 전체지지력에서 주면마찰력이 차지하는 비율은 침설방식의 경우가 74~80%이고 나선돌기 형과 선단확대형의 경우가 81~86% 매입말뚝의 지지력에서 선단지지력이 차지하는 비율은 매우 작았다. 또한 동일 하중에 대한 침하량을 비교한 결과 침설방식보다는 나선돌기형과 선단확대형 매입말뚝의 침하량이 작게 측정되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권7호
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• pp.17-36
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• 2013

본 연구에서는 해상 교량 현장과 초고층빌딩 현장에서 실시한 암반에 근입된 대구경 현장타설말뚝의 양방향 재하시험(총 4개 현장, 13개 말뚝) 결과를 분석하여 연암에서의 주면마찰력과 선단지지력 산정을 위한 경험식을 제안하였다. 양방향 재하시험을 위하여 각 시험 말뚝의 정 중앙 위치에서 시추 및 지반조사가 이루어졌으며, 각 말뚝에 부착한 계측장치로부터 얻은 데이터를 이용하여 주면의 f-w 곡선과 선단의 q-w 곡선을 작성하였다. 이 곡선들로부터 - 지반조사결과들과 주면마찰력 및 선단지지력에 대한 다중회귀분석을 실시하여 - 변위에 따른 극한 주면마찰력과 선단지지력 산정식을 제안하였으며, 이 결과를 기존의 경험식들과 비교 분석하였다. 변위가 증가할수록 지지력이 증가하는 국내 암반의 f-w 곡선과 q-w 곡선의 특성상, 다양한 말뚝 변위기준에 따라 제안한 경험식들이 변위와 무관하게 일정한 극한값으로 제안된 기존의 경험식들보다 더 합리적인 것으로 판단된다. 본 연구의 제안식들 중에서 일축압축강도의 함수로 나타낸 주면마찰력 및 선단지지력에 대한 제안식이 다른 지반정수들에 의한 경험식보다 좋은 상관관계를 보여주는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.65-73
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• 2020

본 연구에서는 현장타설말뚝이 사질토 지반에서 지지되는 경우에 대하여, 설계지지력 산정을 위해 적용되고 있는 다양한 제안식을 이용하여 말뚝의 길이비와 N값이 지지력에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, Meyerhof 제안식은 전체 지지력에 있어서 선단지지력과 주면마찰력의 분담률은 동일하게 평가하고, 지지력 분담률은 길이비에 의해서만 영향을 받는 것으로 분석되었다. NAVFAC DM-7 제안식은 말뚝의 길이가 주면마찰력과 선단지지력 모두 영향을 미치기는 하지만, 선단지지력에 더욱 큰 영향인자로 작용하는 것을 알 수 있었다. 특히, N값과 말뚝의 직경에 의한 영향보다는 말뚝 길이요소에 의한 영향이 가장 큰 것을 알 수 있었다. FHWA의 제안식은 말뚝의 지지력 산정 시, 주면마찰력에 의한 영향요소를 다른 제안식에 비해 적극적으로 반영하는 것으로 평가되었으며, 극한지지력 평가 시에 주면마찰력의 영향을 더 크게 반영하는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.13-22
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• 2008

지반조건과 말뚝의 테이퍼각도가 태야퍼말뚝의 지지력에 미치는 영향을 조사하기 위해서 원통형말뚝과 테이퍼각도가 다른 두 개의 메이퍼딸뚝을 이용해서 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 시험결과에 띠르면 지반의 평균응력과 상대밀도가 커지면 테이퍼말뚝의 단위 선단지지력은 증가하였고, 말뚝의 테이퍼각도가 커집에 따라 느슨한 지반에서는 단위 선단지지력은 증가하였으나 조밀한 지반에서는 단위 선단지지력이 반대로 감소하였다. 그리고 테이퍼말뚝의 단위 주면마찰력은 지반의 수평 및 연직응력과 상대밀도, 말뚝의 테이퍼각도가 커짐에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 모형말뚝재하시험의 결과에 근거해서 형상계수를 표함한 테이퍼말뚝의 지지력 산정식을 제안하였고, 이 제안식에서는 지반조건과 테이퍼각도가 말뚝의 지지력에 미치는 영향이 고려되였다. 제안한 지지력 산정식에 대한 정확도를 검증하기 위해서 점토질 모래지반에 설치된 중간규모의 원통형말뚝과 테이퍼말뚝에 대한 현장재하시험이 실시되었고, 이때 측정된 지지력이 제안식에서 얻은 예측치와 비교되었다. 그 결과 제안된 지지력 산정식은 테이퍼말뚝의 지지력을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권11호
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• pp.107-119
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• 2018

PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝을 현장 시험 부지에서 시험시공하였다. 이들 선단변형 PHC말뚝들에 대하여 하중전이측정이 수반된 연직압축정재하시험을 실시하였으며 시공직후 항타후 동재하시험을 수행하였다. 또한 선단부만 그라우팅한 선단변형PHC말뚝에 대한 연직압축정재하시험도 실시하였다. 3가지 다양한 선단말뚝들 즉, PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝의 하중-침하량 거동은 거의 동일한 양상을 나타내었다. 따라서 말뚝이 선단지지층에 근입된 길이가 동일하고 말뚝 본체의 직경이 동일할 경우 확장판 선단부착 PHC말뚝 및 강관 선단부착 PHC말뚝의 지지력 증대 효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 최종재하하중단계에서 PHC말뚝, 확장판 선단부착 PHC말뚝, 강관 선단부착 PHC말뚝의 주면마찰력은 각각 전체 재하하중의 95.8%, 95.6%, 97.8%를 분담하였으며, 선단지지력은 전체 재하하중의 4.2%, 4.4%, 2.2%를 분담하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.61-72
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• 2016

구조물의 고층화가 진행됨과 동시에 효율적인 기초 설계를 위해 대구경 PHC 말뚝의 사용이 증가하고 있으며, 특히 600mm PHC 말뚝의 사용량이 급증하고 있다. 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 설계법의 적정성을 평가하기 위하여, 직경 600mm PHC 매입말뚝에 대하여 수행된 46본의 동재하시험 결과를 분석하였다. 선단지지력은 초기항타시험의 결과를 이용하였으며 주면마찰력은 재항타시험 결과를 이용하여 각각의 허용지지력을 산정하였다. 동재하시험으로부터 산정된 허용지지력을 현재 사용되는 설계법으로 평가된 허용지지력과 비교하였다. 분석결과, 동재하시험으로 산정된 허용선단지지력은 대부분의 말뚝에서 설계기준보다 컸지만, 허용주면마찰력은 많은 말뚝에서 설계기준보다 작게 산정되었다. 이와 같은 큰 선단지지력과 작은 주면마찰력은 천공장비의 성능 향상 및 굴착 깊이의 증가 때문이며 이로 인해 전체지지력에서 선단지지력이 차지하는 비율이 높아졌기 때문이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.53-63
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• 2013

PHC파일을 사용한 매입말뚝은 시공 중에 발생하는 소음과 진동을 최소화할 수 있다는 장점 때문에 많은 경우 도심지에 건설되는 건축구조물의 기초로 사용된다. 그러나 매입말뚝의 시공을 위해 굴착공을 천공하는 과정에서 굴착공 저면에 슬라임이 형성되고 그 하부의 지반은 응력이완으로 인해 조밀도가 느슨해져서 매입말뚝은 원지반의 강도에 비해 선단지지력이 작게 발휘된다는 단점을 갖고 있다. 본 연구에서는 매입말뚝의 선단지지력을 증대시키기 위해 PHC파일의 선단에 길이가 짧고 PHC파일과 직경이 동일한 강관을 부착한 새로운 형태의 PHC파일을 개발하였다. 새로운 PHC파일을 사용한 매입말뚝의 선단지지력 증대 효과를 검증하기 위해 현장 말뚝재하시험을 수행한 결과 새로운 PHC파일은 경타에 의해 파일 선단이 굴착공 저면의 슬라임과 그 하부의 이완된 지지층 영역을 관통해서 강도가 큰 원지반에 관입됨으로써 기존 PHC파일보다 매입말뚝의 선단지지력을 상당히 증대시키는 것으로 나타났다.