• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권10호
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• pp.11-16
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• 2013

양방향재하시험의 성공여부는 상향력과 하향력의 균형을 이룰 수 있는 재하장치 위치 선정에 달려있다. 상향력과 하향력의 균형을 이루기 위해서는 발휘되는 단위주면마찰력과 단위선단지지력의 산정이 중요한데, 국내에서 시행되는 양방향재하시험은 주로 사용말뚝에 적용되어 극한지지력까지 재하되지 않고 설계지지력을 확인하는 것이 일반적이다. 하지만 국내 외 제안된 암반층의 극한단위주면마찰력 및 허용단위주면마찰력 산정식은 암반의 일축압축강도를 기반으로 되어있고, 또한 국내 풍화암층과 RQD가 극히 낮은 연암층은 일축압축강도시험을 할 수 있는 코아를 얻기가 어려워 적용이 어려운 실정이다. 따라서 이 연구에서는 국내에서 시행되었던 양방향재하시험에서 얻은 각 지층별 발휘된 단위주면마찰력과 환산된 SPT N/cm과 관계도표를 제안하고 이 관계도표를 이용하여 실제 국내 현장의 양방향재하시험을 위한 상향력과 하향력의 균형위치를 선정하였다. 또한 선정된 균형위치에 양방향재하장치를 설치한 후 재하시험을 실시하여 측정된 각 지층의 발휘된 단위주면마찰력 값들과 균형위치 선정 시 적용한 관계도표의 값들을 비교하여 관계도표의 적정성을 분석하였다. 분석결과 풍화토층과 풍화암층에서는 거의 유사한 결과를 보였고, 연암층에서는 재하장치 상부연암층과 하부연암층에서 발휘된 측정값(상부 $1,151kN/m^2$, 하부 $1,500kN/m^2$)의 평균값($1,325kN/m^2$)도 산정값($1,250kN/m^2$)과 큰 차이를 보이지 않아 관계도표는 적정한 것으로 판단되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.1-10
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• 2023

최근 낙동강 하구에 많은 구조물이 건설되고 있으며 말뚝기초는 모래층 및 자갈층에 시공되고 있다. 이 연구에서는 낙동강 하구의 모래 자갈층 및 자갈층에 시공된 6개의 현장타설말뚝의 정재하시험 및 양방향재하시험 결과를 통해 비점성토층의 주면마찰력을 분석하였다. 또한 국·내외 설계기준인 FHWA(1999), KDS(2021), AIJ(2004)에 따라 계산된 주면마찰력과 실험값을 비교하였다. 6개 말뚝의 재하시험 결과를 통해 확인된 주면마찰력은 120~444kPa로 나타났다. 설계기준에 따라 산정한 주면마찰력은 69.3~170kPa이었으며 시험값 대비 50% 수준으로 나타났으며 이를 통해 설계기준들이 비점성토층에 근입된 현장타설말뚝의 주면마찰력을 상당히 보수적으로 평가하고 있음을 확인할 수 있었다. 국내 낙동강 하구 모래 자갈층 및 자갈층의 주면마찰력 산정을 위한 적절한 국내 제안식이 개발되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.7-13
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• 2019

현장타설말뚝인 경우에 연암 소켓부의 단위주면마찰응력을 산정하는 방법 중 벽면 거칠기에 의한 산정 방법이 있다. 이 방법은 현장타설말뚝을 시공하기 위한 굴착 단계에서 거칠기 측정 장치를 굴착공에 설치하여 암반 벽면의 거칠기 양상을 측정하여 주면마찰력을 산정하는 것이다. 본 연구에서는 현장타설말뚝의 암반 소켓부 벽면의 거칠기 양상을 천공홀에서 직접 측정하였으며 그 결과를 이용하여 암반의 주면마찰력 특성을 파악하고자 한다. 그리고, 거칠기 시험 결과를 검증하기 위하여 동일 말뚝에 정재하시험 및 하중전이시험을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.99-111
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• 1999

천공굴착을 선행하게 되는 배토형 auger-cast 말뚝의 경우, 굴착 및 지반교란에 의한 횡방향응력의 감소로 인하여 주면마찰력이 타입식 말뚝에 비해 작게 발휘되는 것이 일반적이다. 이러한 auger-cast말뚝의 주면마찰력을 향상시킬 수 있는 방법으로 팽창제의 사용과 가압주입의 적용효과를 고찰하고자 다짐 조성된 화강풍화토 지반에서의 팽창성 몰탈을 사용한 auger-cast 모형말뚝의 실내실첩을 실시하였다. 모형말뚝은 팽창제의 양과 주입방법, 그리고 토조가압의 조건들을 변화시키면서 모형토조안에 제작되었다. 실험결과 팽창제의 사용이 증가함에 따라 말뚝의 주면마찰력이 점점 증가하는 경향으로 나타났으며, 이러한 증가의 폭은 가압주입이 적용되었을 때 더 뚜렷하게 발생하였다. 일반 몰탈을 가압 없이 주입하여 시공한 말뚝의 주면마찰력과 비교하여, 가압주입 없이 팽창제만 사용된 경우, 그리고 팽창제와 가압주입이 병행되어 사용되어진 경우 각각 2%, 그리고 56%까지 주면마찰력이 증가되는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.45-51
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• 2005

말뚝을 설계함에 있어 극한지지력을 산정하는 것만으로는 말뚝의 장기 거동에 있어서의 하중분포를 고려할 수 없으므로 재하시험시 변형률계나 응력계를 사용하여 말뚝의 하중 재하에 따른 주면저항(the shaft resistance)의 분포를 측정하고 있다. 그러나 대부분의 재하시험시 하중이 '0'일 때를 'zero time'으로 하여 계측기의 값을 읽는 'zero reading'을 가정함으로써 현장타설말뚝이나 항타말뚝의 시공시 발생된 잔류응력(the residual stress 또는 the residual load)을 무시하고 있다. 이러한 'zero reading'의 가정은 말뚝 시공시 발생하는 말뚝 하방향으로의 부주면마찰력인 잔류응력을 고려하지 않으므로 실제 말뚝주면의 하중분포와는 다른 결과를 보이게 된다. 본 연구에서는 현장에 시험시공된 현장타설말뚝에 대하여 정재하시험을 수행하였고, 말뚝 주면의 하중분포 측정시 변형률계를 사용하여 콘크리트 타설 직후부터 계측을 실시함으로써 말뚝 시공에 따른 잔류응력을 측정하였다. 그 결과, 잔류응력이 고려된 경우는 초기에 부의 응력상태를 보이나 하중이 재하됨에 따라 부주면마찰력이 극복되면서 양의 주면마찰력으로 전환됨을 알 수 있었으나, 'zero reading'의 경우는 양의 주면마찰력 만을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.47-54
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• 2006

H pile은 원형말뚝에 비해 항타에 의해 쉽게 관입이 되며, 높은 주면마찰력과 폐색효과를 나타내는 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 실내시험을 통한 화강풍화토 지반에 관입된 H형강 무리말뚝의 주면마찰력 분포특성을 관찰하는데 목적이 있다. 말뚝의 배열$(1{\times}2,\;1{\times}3,\;2{\times}2,\;2{\times}3,\;3{\times}3)$, 말뚝설치간격(2D, 4D, 6D)과 지반밀도(40%, 80%)에 따른 재하시험을 실시하였다. 실험결과 전체 재하중에 대한 주면마찰력의 분포비율은 $3{\times}3$ 무리말뚝의 경우 말뚝간격비가 증가할수록 조밀한 지반의 경우 $48{\sim}39%$, 느슨한 지반의 경우에는 $32{\sim}27%$로 각각 감소하였다 그리고 말뚝침하량에 따른 주면마찰력 분포비율은 느슨한 지반조건에서 $2{\times}2$무리말뚝의 경우 $58{\sim}33.2%$, $3{\times}3$무리말뚝의 경우 $65{\sim}38%$로 각각 감소되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.21-30
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• 2023

현장타설말뚝의 연암 근입부의 단위주면마찰력을 산정하는 방법 중 암반 벽면거칠기에 의한 산정 방법이 있다. 현장타설말뚝의 굴착 시공 시 암반 굴착공에 거칠기 장치를 설치하고 벽면 거칠기 모양을 측정하고 그 결과를 이용하여 주면마찰력을 산정하는 것이다. 본 연구에서는 암반벽면의 거칠기를 직접 측정한 결과와 하중전이 시험결과를 비교분석하여 거칠기시험에 의한 단위주면마찰력을 말뚝의 발생 변위에 대응하는 단위 주면마찰력으로 변환할 수 있도록 저감계수 R_f = -0.14n + 1.48(여기서, n은 하중전이시험에서 도출된 발생변위 δ를 말뚝직경 D로 나눈 변위비)을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.5-14
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• 2023

말뚝이 근입된 지반의 융기는 말뚝에 추가적인 상향 주면 마찰력을 발생시켜 말뚝의 안정성을 저해할 수 있다. 본 연구에서는 말뚝의 일부에 지반 변형에 능동적으로 대응 가능한 부재가 삽입되어 말뚝에 작용하는 상향 주면 마찰력을 감소시킬 수 있는 새로운 말뚝 기초 양식을 제안하였다. 제안된 말뚝의 실효성을 검증하기 위하여 지반 변형 대응 부재로서 유압 실린더가 적용된 말뚝을 설계 및 제작하였다. 일반 말뚝과 제안된 말뚝을 대상으로 지반 융기 모사 실험을 수행하여 선단 하중, 주면 마찰력과 지반 변형 대응 부재의 팽창량에 따른 선단 하중의 변화를 분석하였다. 실험 결과, 매우 적은 양의 실린더 부재의 팽창에도 말뚝에 작용하는 인발 마찰력이 완전히 상쇄되며 이에 따라 선단 하중이 증가하였다. 그러나 실린더 부재의 과도한 팽창은 상향 마찰력의 감소를 넘어 부주면 마찰력을 발생시키므로 지반 팽창량 및 말뚝의 허용 변위를 고려한 적절한 지반 변형 대응 부재의 팽챵량 산정이 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.39-56
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• 2017

지반앵커의 인발능력을 평가하기 위해서는 앵커 정착장에 작용하는 축력 및 마찰응력 분포특성을 검토해야 한다. 그러나 지반앵커의 하중전이특성에 대한 해석적 방법은 현재 기준화되지 않았으며 또한 이와 관련된 연구도 부족한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 마찰(인장)형 지반앵커를 대상으로 풍화토 지반조건에서 작용하중별 정착장에 작용하는 축력 분포와 주면마찰응력분포 특성을 모사할 수 있는 해석적 방법을 검토하였으며, 본 해석적 방법을 통해 주면마찰응력의 진행적 변화거동 특성을 분석하였다. 검토결과 제안된 해석적 방법에 의한 정착장 축력 및 주면마찰응력 분포가 현장실험결과와 비교적 유사함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.5268-5273
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• 2013

진동타입기에 의해 시공되는 말뚝 해석을 위해 해석기법을 개발하고 진동타입기의 사하중 크기 변화에 따른 해석결과를 분석하였다. 주면마찰에 대한 하중전이곡선은 사하중이 감소함에 따라 연직하향으로 이동하는 결과를 보였다. 사하중이 감소함에 따라 주면마찰에 대한 하중전이곡선의 형상은 점점 뚜렷한 코일 형상을 띄었다. 선단저항의 크기는 사하중의 크기에 큰 영향을 받지 않음을 알 수 있었으며 선단저항에 대한 하중전이곡선의 형상은 주면마찰에 대한 하중전이곡선에서와 마찬가지로 사하중이 감소함에 따라 점점 뚜렷한 코일 형상을 띔을 알 수 있었다. 사하중이 증가함에 따라 연직변위도 크게 계산되었으며 시간에 따른 연직변위의 형상에 있어서는 사하중이 감소함에 따라 마루와 골이 점점 뚜렷해지는 파형을 보였다.