• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.5-12
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• 2007

이암은 건조 조건에서는 일정한 강도와 강성을 가지나, 지하수 침투 등에 의한 습윤, 포화 시 고유의 강도 및 강성이 저하되어 급속히 풍화되는 특성을 가지며, 포항지역에서 자주 발생하는 절취사면의 활동은 주로 이암이 풍화되어 전단강도가 급격히 저하되는 것으로 볼 수 있다. 본 연구는 시추조사시 강성이 충분한 것으로 평가된 이암층에 PRD강관말뚝을 시공한 후 정재하 시험을 실시한 결과 소요지지력이 부족하여, 이를 보강하기 위한 가장 우수한 방법을 찾기 위하여 여러 가지 공법을 검토하였다. 말뚝지지력 증대에 가장 효과적인 방법을 찾기 위해 말뚝주변 및 선단부에 MSG공법, 마이크로파일 보강후 주변그라우팅공법, 선단보강 그라우팅 및 콘크리트 속채움 등의 방법으로 시험시공을 실시하였고, 시험말뚝에 대한 정재하시험 결과 MSG공법으로 보강한 말뚝의 지지력이 가장 우수함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.235-246
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• 2003

국내의 경우 이 등(1994)의 연구를 시작으로 국지 현장별로 타입말뚝의 지지력 증가효과에 대한 사례연구들이 있었다. 그러나 충분한 시험자료를 바탕으로 한 지지력 증가효과에 대한 전반적인 검토는 아직 미흡한 실정이고, 또한 지지력 증가효과에 지반조건 및 말뚝의 형상이 미치는 영향에 대해서는 아직 보고 된 바 없다. 타입말뚝의 지지력 증가효과를 실무적으로 이용하기 위해서는 현장에서 실구조물에 적용된 말뚝에 대한 시험자료의 분석을 실시하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 말뚝기초의 설계 및 향후 사질토에서의 지지력 증가효과 등의 연구를 위한 기본 자료로 활용하기 위해 실구조물에 적용되는 다양한 시험말뚝의 시공과 동재하시험 자료 분석을 통해 지지력 증가효과에 대한 현상을 알아보았다. 말뚝의 동재하시험의 분석 결과, 말뚝지지력의 증가는 토질별로도 영향을 받지만 조성이력에도 영향을 받는 것으로 분석되었으며, 특히 사질토에도 상당한 지지력 증가효과가 나타났다. 이러한 말뚝의 지지력의 증가는 주로 주면부에서 발생하였으며, 선단형상에 따른 지지력 증가효과는 점성토에서는 폐단말뚝이 크고, 사질토에서는 개단말뚝이 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.37-47
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• 2017

본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.37-46
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• 2016

로타리 파일은 단일 또는 다수의 나선날개와 파일강관으로 구성되어 있으며, 나선 회전운동으로 관입이 이루어진다. 연약한 지반에 관입된 파일은 나선날개 원판과 나선날개가 부착된 파일강관에 의해 지지력을 발휘할 수 있다. 또한 비교적 단단한 층에 도달할 경우 파일강관 하부의 나선날개에 의해 선단지지력이 증가하게 된다. 이 연구에서는 현장에서 사용되는 로타리 파일의 나선날개를 기준으로 1/5로 축소한 로타리 파일을 화강풍화토 지반에 설치한 후 파일재하시험을 하였다. 설치된 파일은 나선날개의 개수, 크기, 간격에 따라 지지력에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 날개의 개수가 2개에서 3개로 증가할 때 지지력이 40% 정도 증가하였으며, 날개의 간격이 증가함에 따라 지지력이 10% 정도 더 크게 나타나는 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.59-68
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• 2007

본 논문에서는 토조에 실시된 모형말뚝 재하실험과 콘관입실험을 통하여, 말뚝형태별 지지력 특성분석과 CPT지지력 상관계수를 평가하였다. 고려된 말뚝의 형태는 일반적인 현장타설말뚝에 적용되는 원통형 말뚝과 테이퍼형 말뚝이 고려되었다. 본 연구는 궁극적으로 강관주 송전탑의 기초구조물 형식개발과 설계기준 수립을 목표로 하고 있으며, 이를 위해 기초형식별 거동과 지반상태의 영향 등을 중점적으로 살펴보았다. 말뚝 토조실험을 통해 나타난 결과에 의하면, 원통형 및 테이퍼형 말뚝의 전체지지력의 차이는 크지 않았으나, 개별 지지력요소의 거동은 말뚝형태별로 상이한 것으로 나타났다. 토조실험결과와 동일한 지반조건에 대해 수행된 CPT결과를 통해 말뚝지지력과 콘지지력의 관계를 나타내는 CPT지지력 상관계수의 변화추이를 도출하였다. CPT상관계수는 원통형 및 테이퍼형 말뚝형태를 비교함으로써 나타내었으며, 선단지지력과 주면마찰력의 요소별 변화추이를 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.15-26
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• 2006

말뚝의 지지력과 거동을 예측하기 위하여 다양한 연구들이 수행되었음에도 불구하고, 메커니즘에 대한 전반적인 이해가 아직까지 미흡한 실정이다. 이는 많은 인자들이 서로 복잡한 연관성을 맺으며 말뚝의 거동에 영향을 미치기 때문이다. 따라서 지반조건과 말뚝조건 및 항타조건 등 과 관련된 많은 인자들 가운데 지지력에 중요한 영향을 미치는 인자들을 도출하기 어려우며, 또한 인자들 간의 복잡한 연관성을 지지력 공식에 적합하게 고려하기란 매우 어렵다. 본 연구에서는 항타말뚝들에 대한 동재하시험으로부터 선단 및 주면 지지력을 포함한 지지력을 예측하기 위하여 인공신경망이 적용되었다. 첫째로, 신경망 모델링에 근거한 민감도 분석를 통하여 지지력에 대한 각 영향인자들의 영향이 검토되었다. 둘째로, 지지력 예측을 위한 최적의 인공신경망 모델을 도출하기 위하여 인공신경망과 유전자 알고리즘으로 구성된 설계기법이 적용되었다. 이를 통해 토사지반에 관입된 항타말뚝의 지지력을 산정할 수 있는 최적의 인공신경망 모델을 제안하고자 하였다. 사용된 설계기법을 통하여 적합한 입력층 조합, 은닉층 노드수과 각 층 사이의 연결구조를 도출하였다. 도출된 인공신경망 모델을 적용함으로써 항타말뚝의 지지력을 간단하며 신뢰성 있게 예측할 수 있음을 알 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.39-51
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• 2023

매입말뚝의 지지력은 많은 연구자들에 의해 연구되었다. 하지만 하중분담률과 침하량에 대하여 설계 자료와 말뚝재하시험 지료를 비교한 연구는 미미하였다. 그래서 매입 개단 강관말뚝에 대하여 설계식 자료와 정재하시험 결과를 비교하였다. 압축재하시험에서는 선단지지하중과 주면마찰하중의 분담률이 각각 13%~40%, 60%~87%로 나타났고, 이때의 침하량은 2.2mm~4.7mm로 측정되었다. 현행 지지력 산정식에서는 선단지지력과 주면마찰력이 각각 54%~75%, 25%~46%를 분담하는 것으로 나타났고, 침하량은 19.8mm~23.6mm로 계산되었다. 현행지지력 산정식에서의 침하량은 시험에서의 침하량보다 321%~776% 만큼 크게 나타났으며, 평균적으로 445%만큼 크게 나타났다. 말뚝재하시험에서의 하중분담률을 이용하여 침하량을 산정하면, 시험 침하량보다 137%~525% 만큼 크게 나타났으며, 평균적으로 204% 만큼 크게 나타났다. 하중분담률의 적절한 평가는 말뚝 기초의 침하량 산정에 중요한 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.35-45
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• 2007

말뚝의 거동특성은 지반조건 뿐만 아니라 말뚝의 형상에 의해서도 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 비배토 테이퍼말뚝과 원통형말뚝의 연직거동과 지지력 특성을 조사하기 위해서 선단지지력과 주면마찰력을 분리해서 측정할 수 있는 모형말뚝과 가압토조를 이용해서 총 12회의 모형말뚝시험을 실시하였다. 시험결과 원통형말뚝의 주면 하중은 말뚝 직경의 4%에 해당하는 침하량에서 극한치에 도달하였다. 반면 테이퍼말뚝의 주면하중은 말뚝이 침하함에 따라 계속 증가하는 경향을 보였으며, 원통형말뚝의 주면하중보다 상당히 큰 것으로 나타났다. 그리고 조밀한 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체지지력이 원통형말뚝보다 작은 반면 상대밀도가 보통인 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체 지지력이 원통형말뚝보다 큰 것으로 나타났다. 테이퍼말뚝의 단위 극한선단지지력은 지반의 토압계수가 0.4보다 클 때 원통형말뚝보다 컸으며, 테이퍼말뚝의 단위 극한주면마찰력은 지반의 토압계수와는 무관하게 원통형말뚝보다 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권8호
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• pp.31-42
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• 2019

최근에 시공된 건축현장의 73개 설계 자료를 분석하여 매입 PHC말뚝에 대한 설계 현황을 고찰하였다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 사용하고 있는 극한지지력 산정공식에 따라 산정한 전체지지력에 대한 주면마찰력의 분담율(SRF)는 20~53%로 나타났다. 극한주면마찰력이 과소평가되는 지지력 산정공식에 대한 개선이 필요한 것으로 판단되었다. PHC말뚝의 재료 성능에 대한 평균 설계 효율은 약 70%이었으며 지반 지지력에 대한 평균 설계 효율은 약 80%이었다. 즉, 지반의 설계 효율은 PHC말뚝의 설계 효율보다 약간 높은 수준으로 나타나고 있었다. 이는 지반 지지력을 설계하중보다 동등한 수준 또는 그것보다 약간 높은 수준으로 계산하고 있는 설계 현황에 기인한 것으로 판단되었다. 지반의 허용지지력을 PHC말뚝의 허용연직압축하중보다 높은 수준으로 산정하여야 할 것으로 판단되었다. 매입 PHC말뚝의 지지력 산정공식에서는 극한주면마찰력이 극한선단지지력보다 상대적으로 2.2배 정도 낮은 수준으로 계산되었다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 적용하고 있는 극한지지력 산정공식들은 모두 국외 지반을 대상으로 개발되었으며 국내 지반에 대한 적용성 검증 없이 도입되어 사용되어 오고 있었다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 적용할 지지력 산정공식의 개선이 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.49-59
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• 2022

본 연구는 현장타설말뚝의 합리적인 적정설계를 알아보기 위하여 수행하였다. 즉, 현장타설말뚝의 지지층 변경에 따른 극한지지력변화를 알아보기 위하여 현장타설말뚝에 대해 실시된 양방향 말뚝재하시험을 이용하여 역해석을 수행하였다. 역해석된 자료를 바탕으로 두부재하하중에 대한 수치해석을 진행하여 대상 지반에서의 극한지지력을 Davisson 판정법으로 평가하였다. 말뚝 단부가 풍화암층 상단에 안착된 1개의 경우와 풍화토 내 서로 다른 위치에 근입된 3개의 경우에 대한 수치해석 결과, 모든 경우에서 충분한 극한지지력을 확보하는 것으로 나타났다. 즉 말뚝의 단부가 풍화암 근입이 아닌 풍화암층 상단에 안착된 경우와 풍화토 내에 근입된 현장타설말뚝도 충분한 지지력을 가지고 있어 현장타설말뚝의 지지층으로 활용할 수 있음을 알 수 있다.