• 한국지반공학회논문집
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• 제38권9호
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• pp.53-67
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• 2022

마이크로파일은 소구경 현장타설말뚝으로, 시공방법이 간단하고 공사비용이 상대적으로 저렴하여 건축물을 비롯한 각종 구조물의 보수보강 및 증축 시 기초보강 등에 활용되고 있다. 시공이 용이하고 간단한 메커니즘의 구조체를 선단에 장착하여 지지력을 증대시키는 선단 확장형 마이크로파일이 개발되었으며, 이에 대한 수치해석, 내구성시험, 원심모형시험 등의 연구가 수행되어 왔다. 본 연구에서는, 기존에 수행된 수치모델링을 고도화하여 연직하중 재하에 의해 연결강봉 근입 시 고정 지압구가 활착되는 거동 메커니즘을 확인하고, 원심모형실험과 동일한 조건에서의 수치해석을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 또한, Lab-scale 수치해석 결과를 바탕으로 고정 지압구의 형상 개선안을 도출하고, Field-scale 수치해석을 통해 일반 마이크로파일 대비 지지력 증대효과를 비교·검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.5-16
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• 2019

최근 도시 인구의 밀집으로 대형구조물의 건설이 증가하고 있으며 이와 더불어 대형구조물의 기초도 발전하고 있다. 2000년대 말에 일본의 기술을 도입하여 PHC말뚝은 많은 구조물에 사용되고 있다. 최근 PHC말뚝의 장점을 이용하여 흙막이 벽체로의 사용에 대한 연구가 많이 진행되고 있으며, 이 연구에서는 PHC-W 흙막이 벽체를 이용한 건축물 지하증설벽체에서 PHC-W말뚝을 주열식으로 시공하여 연직 압축정재하시험을 실시하였으며, 하중전이 측정을 통하여 PHC-W말뚝의 선단지지력을 산정하였다. 풍화암에 근입된 PHC-W말뚝의 지지력은 기존 PHC말뚝의 지지력과는 차이를 보였으므로, 주열식으로 시공된 PHC-W말뚝의 선단지지력 산정식을 제안하였다. 풍화암에 근입된 PHC-W말뚝의 단위극한선단지지력 산정식으로 주열식 군PHC-W말뚝과 단일PHC-W말뚝에서 각각 $q_b=6.8N_b$와 $q_b=13.3N_b$로 제안할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.3599-3609
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• 2010

연안개발과 해안매립을 사용하여 개발된 새로운 도시 건설의 수요가 증가하면서 해안구조물과 고층구조물의 시공이 증가하는 추세이다. 이러한 구조물에서 수평력과 인발력을 받는 구조물의 기초의 적용이 증가하고 있으며, 특히 구조물에서 인발력에 효과적으로 저항하기 위한 기초형식으로 선단확장형말뚝의 사용이 증가하고 있는 실정이다. 압축력을 받는 기초에 관한 많은 연구들이 이루어지고 있으나, 선단확장형말뚝의 인발저항에 관한 연구는 미비한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 국외 4개 현장을 대상으로 선단확장형말뚝을 시공하고 정재하시험을 실시하여 말뚝의 지지력 및 하중-변위특성과 주면마찰력을 고려한 하중분담을 고찰하였다. 또한 3차원 유한요소해석 및 이론에 의해 산정된 극한인발력과 현장시험의 극한인발력을 비교 평가하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.163-172
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• 1998

말뚝의 지지력 거동을 연구하기 위하여 말뚝 제작시 다수의 변형률계를 설치한 2본의 말뚝들에 대하여 항타시에 그리고 항타후 소정의 시간이 경과된 시점에 동재하시험과 정재하시험을 몇 차례 수행하였다. 콘관입저항값 그리고 표준관입저항값과 말뚝의 단위 주면마찰력과의 관계를 규명하기 위해 재하시험전에 시험지반에 대하여 론관입시험과 표준관입시험도 실시하였다. 지지력과 두부침하량 관계를 살펴보면, 0.055D(D: 직경)의 두부침하량에서 전체지지력이 극한에 도달하였고, 이 때에 주면마찰력은 극한간에 도달했으나, 선단지지력은 계속 증가하는 것으로 나타났다. 말뚝의 지지력은 항타후 시간이 경과함에 따라 자연대수함수로 증가하였으며, 지지력 성분중 주면마찰력 성분이 항타한 후 40일 경과한 시점에 초기값의 4.6배 정도로 현저하게 증가하였다. 지지력 거동에 대한 시간경과의 영향을 보면, 시험말뚝들은 초기항타시에는 선단지지말뚝으로 거동하다가 시간이 경과하면서 주면마찰 말뚝으로 거동이 변화되었음을 관찰할 수 있었다. 단위 주면마찰력은, 토질분류에 따라 다르지만, 콘관입저항칼(q.)과 표준관입저항값(N)과 일정한 관계를 갖는 것으로 나타났으며, 관계상수는 현재 국내에서 사용하고 있는 간보다 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.55-68
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• 1995

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권4호
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• pp.75-86
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• 1995

내관과 외관으로 구성된 모형 개단 말뚝을 압력 토조속에 상이한 설치방법으로 관입한 후,실제 지진 기록을 이용하여 모델링시킨 유사 지진을 작용시켜 개단 말뚝에서의 지지력 저감 특성을 고찰하였다. 유사 지진 진동에 의한 극한 지지력 감소율은, 타격 관입 말뚝에서 약 20%였으며, 진동 관입 말뚝의 경우 약 40%에 달하였다. 또한,외주변 마찰력의 감소는 극한 지지력 감소의 대부분을 차지하여 약 80%였으며, 선단 강재부 지지력과 관내토 폐색력은 각각 약 10%였으며, 이러한 경향은 말뚝의 설치방법에 따라 크게 달라지지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.113-122
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• 2006

국내에서 말뚝 정재하 실험이 수많이 수행되고 있지만, 그 결과의 활용도가 낮아서 재하실험 방법과 분석방법 등에 대하여 재고할 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 두터운 연약지반 하부의 모래층에 PHC 말뚝 선단을 지지시킨 후 하중전이 정재하 실험을 수행하였다. 말뚝의 설치 이후에 장기간에 걸쳐 주면 마찰력을 측정하였으며, 국내에서 보편적으로 적용되고 있는 재하법과는 다른 급속재하법에 의하여 정재하실험을 실시하였다 그 실험결과를 이용하여 말뚝의 탄성계수, 잔류응력 및 참 지지력을 산정하였다. 결과적으로, 재하실험 전에 말뚝에 존재하는 잔류하중이 주면 마찰력과 선단지지력에 크게 영향을 미친다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한, 점성토 지반에서의 장대말뚝에 대해서는 지반의 강도회복(setup) 효과가 매우 크다는 사실을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6C호
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• pp.407-419
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• 2006

현장타설말뚝이 주면저항력에 의해서만 지지되는 상황은 천공홀 바닥을 청소할 수 없어서 선단부 지지력의 반현 여부를 확신할 수 없을 때이다. 반대로, 신선한 기반암이 낮은 강도의 상부 재료 하부에 있는 경우는 암반에서의 선단지지력만으로 상부 하중을 지탱할 수 있으며, 상부 재료에서는 지지력 발현을 기대하지 않아도 된다. 그러나 신선암에서 일정 깊이 천공을 실시한 경우, 현장타설말뚝은 주면저항력과 선단지지력 모두를 기대할 수 있다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동에 관한 이론적 연구와 현장 시험을 통하여 작용 하중의 대부분이 통상 주면저항력에 의해서 지지되게 된다는 사실이 알려져 있다. 암-콘크리트 접촉면에서의 수직응력은 두 가지 기구에 의해 증가하게 된다. 먼저, 말뚝 상부에 작용하는 압축하중에 의해서 콘크리트는 탄성 다이레이션이 발생하고 두 번째로 거친 천공홀 표면에서 전단 변위를 통해서 접촉면의 역학적 다이레이션이 발생되게 된다. 수직 변위에 대한 근입부 주변 물질의 강성도가 일정하면, 작용하중이 증가함에 따라서 수직응력은 증가하게 되며 따라서, 전단강도의 증가 현상이 발생하게 된다. 본 연구에서는 수치해석을 통하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면부 거동특성을 조사하였다. 또한, 두부의 하중-침하량(선단부 침하량+말뚝의 탄성변형량) 관계가 비선형성을 띠는 원인 및 파괴기구를 충분히 조사함으로써 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력에 영향을 미치는 요소들을 모두 고려하여 국내 풍화암 및 연암에 근입되는 현장타설말뚝의 설계차트를 제시하고 이를 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권7호
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• pp.39-49
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• 2018

유압잭을 통해 지반에 압입 시공되는 압입강관말뚝은 소음 및 진동을 적게 발생시켜 도심지 공사에 적합한 기초형식으로 알려져 있다. 특히 협소한 공간에서 시공이 용이하여 리모델링 혹은 수직증축 공사에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대되지만, 연직지지거동이 명확히 규명되지 않아 제한적으로만 적용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 압입강관말뚝의 연직지지거동을 평가하기 위하여 국내의 대표적인 지층인 풍화토 및 풍화암 지반에서 말뚝재하시험을 수행하였다. 재하시험 결과를 통해 각 시험조건 별 주면지지력 및 선단지지력을 평가하였고 이를 항타말뚝을 대상으로 제안된 지지력 평가식과 비교분석하였다. 그 결과, 항타말뚝을 대상으로 제안된 평가식을 통한 예측값은 압입강관말뚝의 주면지지력 및 선단지지력을 각각 57.2% 및 33.8% 과소평가 하는 것으로 나타났다. 이는 기존의 지지력 평가식이 단단한 풍화토 및 풍화암층의 강도를 적절히 고려하지 못하며, 항타공법에 비해 압입공법을 통한 말뚝 설치 시 말뚝주변 지반교란에 따른 지지력 감소가 더 작게 나타나기 때문으로 판단된다. 추가적으로, 기존의 지지력 평가식을 재하시험 결과를 바탕으로 개선하여 압입강관말뚝의 연직지지거동 평가 및 연직지지력 산정 시 활용 가능하도록 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.169-189
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• 2024

본 연구에서는 Shield TBM 터널 근접 시공으로 인한 기 존재하는 단독말뚝 및 군말뚝의 공학적 거동을 파악하기 위해 다양한 보강조건을 고려한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 수치해석에서는 말뚝 절단, 지반보강 및 기초판 보강을 고려하여 말뚝의 거동을 분석하였으며, 터널굴착으로 유발되는 지반침하, 말뚝두부 침하, 말뚝의 축력 및 말뚝-지반 사이 경계면에서 발생하는 전단응력을 고찰하였다. 말뚝선단이 풍화암에 지지되는 모든 말뚝에서는 전단응력의 분포가 비슷한 경향을 보였으며, 말뚝선단이 절단되는 말뚝의 경우 말뚝의 상대적 위치에 따라 인장력 혹은 압축력이 동시에 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 말뚝선단이 풍화암에 지지된 경우 약 70%가 주면마찰력에 지지되며, 나머지 약 30%가 말뚝선단에 지지되는 것으로 분석되었다. 추가적으로 보강을 고려하지 않은 말뚝의 경우 그라우팅 보강을 실시한 말뚝에 비해 최종침하가 약 70% 크게 발생하였다. 말뚝선단 절단 및 보강조건 유무에 따라 지반 침하와 말뚝 침하가 큰 영향을 받는 것으로 조사되었으며, 본 연구를 통해 말뚝절단, 지반보강 및 기초판 보강 조건에 따른 단독말뚝 및 군말뚝의 거동에 영향을 미치는 주요인자를 심도있게 고찰하였다.