• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.205-212
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• 2008

본 연구에서는 암반의 풍화상태가 암반에 근입된 현장타설콘크리트 말뚝의 주면지지력에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 먼저 총 4부지의 풍화된 화강암/편마암 지역에 시공된 현장타설말뚝 14본(직경 400~1500 mm)에 대한 축방향 정재하시험 및 하중전이 계측결과, 그리고 대상암반에 대한 엄밀한 지반조사 결과를 포함하는 데이터베이스를 구축하고, 암반 주면부의 거동과 암반물성치의 상관관계를 분석하였다. 풍화암/연암에 근입된 대상말뚝의 경우 주면지지력과 신선암편의 일축압축강도와의 상관관계 분석 결과 일관적인 상관성을 찾을 수 없었다. 그러나 Hoek-Brown 파괴규준을 이용해 추정한 암반강도는 주면지지력과 좋은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 암반의 풍화 및 절리상태를 대변한다고 판단되는 암반물성치(e.g. $E_m$, $E_{ur}$, $p_{lm}$, RMR, RQD, j)들과 주면지지력의 상관성 분석을 통해 얻은 최적회귀곡선의 상관계수 또한 대부분의 경우 0.75 이상으로 좋은 상관성을 가지는 것으로 나타났다. 추가적으로, 본 연구의 결과를 이용하여 기존의 주면지지력 추정방법의 풍화암/연암에의 적용성을 재하시험결과와의 비교를 통해 고찰하였다. 암반상태를 고려한 기존의 주면지지력 추정방법은 각각 암체계수(j) 0.15 이상, RQD 60 이상의 비교적 상태가 양호한 암반에 대해서만 제안되어 있으므로, 암체계수 0.15 이하, RQD 0~50인 연암 및 풍화암에 대한 본 연구의 결과를 이용하여 암반상태가 불량한 암반까지 이들 방법의 적용성을 보완 및 확장하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.51-61
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• 2018

풍력발전기, 송전탑, 굴뚝 등과 같은 타워 구조물의 기초는 기초에서부터 하중 작용점까지의 거리가 멀고 큰 수평하중이 작용하여 매우 큰 전도모멘트에 저항해야 한다. 이러한 구조물을 경제적으로 지지하기 위해서는 암반층이라도 인발력을 받는 말뚝기초를 시공해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 암반매입 강관말뚝에 사용되는 주면고정액의 배합비가 주면지지력에 미치는 영향을 평가하기 위하여 물/시멘트비와 잔골재의 배합비를 실험변수로 삼아 모형실험을 수행하였다. 잔골재를 배합하지 않은 시멘트풀의 경우 물/시멘트비의 변화에 관계없이 최대 주면지지력과 잔류 주면지지력은 일정한 범위에 분포하였고, 잔골재가 배합된 경우는 물/시멘트비의 증가에 따라서는 감소하였고 잔골재 배합비의 증가에 따라서는 증가하다 감소하는 경향을 나타내었다. 잔골재가 없는 경우 최대주면지지력은 물/시멘트비에 상관없이 약 540~560kPa을 나타내었고, 잔골재비가 40%인 경우 물/시멘트비에 따라 약 770~870kPa을 보여 잔골재가 없는 경우에 비하여 약 40~55% 증가되었다. 본 실험에서 찾은 최적배합은 잔골재비가 40% 정도, 물/시멘트비가 80~100% 이었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.31-44
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• 2023

선단확장형 마이크로파일은 시공시 강봉 선단에 확장 구조체를 설치하여, 강봉이 지중에 설치될 때 자중 등 압축하중이 작용하여 선단확장구가 팽창, 천공홀 주변 지반을 압착함으로써 선단부에서의 추가적인 마찰력 및 선단 지지력을 확보함으로써 지지력 증대효과를 유발하는 공법이다. 본 연구에서는 마이크로파일이 일반적으로 시공되는 풍화암 근입지반에 마이크로파일을 시공하고 재하시험을 수행하여 선단확장형 마이크로파일의 지지력 증대효과를 분석하였다. 정재하 시험 결과, 선단확장형 마이크로파일의 지지성능은 일반마이크로파일의 주면지지력 대비 약 12% 크게 발현됨을 확인하였다. 추가로, 하중전이분석을 통해 단위 주면지지력과 선단지지력을 비교한 결과, 최대 단위주면지지력은 일반 마이크로파일 대비 약 15.4%, 선단지지력의 경우, 약 315.1% 크게 나타나, 선단 지압구의 효과에 따라 지지력 증대효과가 발생함을 확인하였다.

• 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.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.155-165
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• 1999

화강편마암으로 된 풍화암이 기반암인 암반에 소켓된 말뚝의 지지 거동을 알기 위하여 직경 40cm인 현장타설말뚝 8개를 시공하고 말뚝 재하 시험을 실시하였다. 지반 조사는 예비조사, 본조사, 그리고 시험후 조사 등 3차례에 걸쳐서 이루어 졌으며, 이 때 BX와 NX 보링(12개소) 조사와 탄성파 탐사 등이 시행되었다. 암반 소켓 말뚝의 지지 거동을 주면부와 선단부로 분리하여 평가하기 위하여 암반 소켓 깊이를 3m, 6m 그리고 9m등으로 다양하게 하고, 선단부 지지력의 영향을 배제하기 위하여 말뚝 선단부에 스타이로폼(styrofoam)을 매설하기도 하였다. 그리고 말뚝 깊이에 따른 하중 전이 해석을 위하여 말뚝 철근에 변형률 게이지 등을 설치하고 재하 시험을 수행하였다. 상기의 재하 시험 결과로부터 국내 화강 편마암으로 된 풍화암에 소켓된 현장타설말뚝의 허용 주면지지력과 허용 선단지지력을 각각 $8.6t/m^2 \;와 \;84t/m^2$로 제안하였으며, 일축압축강도를 이용한 풍화암의 탄성계수 산정식을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.427-434
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• 2010

Load Resistance Factor Design method is used increasingly in geotechnical design world widely and resistance factors for drilled shafts are suggested by AASHTO. However, these resistance factors are determined for intact rock conditions, by comparison most of bedrocks in Korea are weathered condition, so that applying the AASHTO resistance factors is not reasonable. Thus, this study suggests the proper resistance factors for design of drilled shaft in Korea. The 22 cases of pile load test data from 8 sites were chosen and reliability-based approach is used to analyze the data. Reliability analysis was performed by First Order Second Moment Method (FOSM) applying 4 bearing capacity equations. As a result, when the Factor of Safety(FOS) were selected as 3.0, the target reliability index($\beta_c$) were evaluated about 2.01~2.30. Resistance factors and load factors are determined from optimization based on above results. The resistance factors ranged between 0.48 and 0.56 and load factor for dead load and live load are evaluated approximately 1.25 and 1.75 respectively. However, when the target reliability are considered as 3.0, the resistance factors are evaluated as approximately 50% of results when the target reliability index were 2.0.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.107-116
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• 2000

4개 현장에 실물크기의 강관말뚝과 PC 및 PHC 말뚝의 축방향에 대한 지지거동을 알아보기 위하여, 강관말뚝에 스트레인게이지를 부착하고 항타시 계측기 손상여부를 조사하면서 동재하시험을 수행하였다. 아울러 동일한 말뚝에 대하여 2일과 7일 경과후에 정재하시험을 실시하여 하중-침하량 거동과 주면 및 선단지지력을 분리 측정하였다. 그 결과, CAPWAP 해석에 Davisson방법을 적용하여 구한 강관말뚝의 허용지지력은 정재하시험에서 구한 허용지지력 보다 약 2~33%정도 크게 나타났다. 그리고 정재하시험 결과에서 구한 산술평균한 허용지지력은 CAPWAP해석에서 Davisson's offset방법으로 구한 허용지지력보다 극한지지력에 FS=2.5를 적용하여 구한 허용지지력에 더 근접하는 경향을 보였다. 또한, 단위면적당 주면지지력은 깊이가 증가함에 따라 증가하였고, 말뚝선단부 1~2m 이내에서 발휘되는 비율이 상당히 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.611-618
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• 2005

In this research, the effect of rock mass weathering on the side shear resistance of drilled shaft socketed into weathered rock was investigated. For that, a database of 23 cast-in-place concrete piles with diameters varying from 400mm to 1,500mm were socketed into weathered igneous/meta-igneous rock at four different sites. The static axial load tests were performed to examine the resistant behavior of the piles, and a comprehensive field/laboratory testing program at the field test site was also performed to describe the in situ rock mass conditions quantitatively. No correlation was found between the compressive strengths of intact rock and the side shear resistance of weathered/soft rock. The ground investigation data regarding the rock mass conditions (e.g. $E_m,\;E_{ur},\;_{plm}$, RMR, RQD, j) was found to be highly correlated with the side shear resistance, showing the coefficients of correlation greater than 0.7 in most cases. Additionally, the applicability of existing methods for the side shear resistance of piles in rock was verified by comparison with the field test data. The existing empirical relations between the compressive strength of intact rock and the side shear resistance(Horvath (1982), Rowe & Armitage(1987) etc.) appeared to overestimated the side shear resistance of all piles tested in this research unless additional consideration on the effect of rock mass weathering or fracturing was applied. The existing methods which consider the effect of rock mass condition were modified and/or extended for weathered rock mass where mass factor j is lower than 0.1, and RQD is below 50%.

• 한국안전학회지
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• 제19권3호
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• pp.95-100
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• 2004

H-pile can be more easily driven than pipe pile by pile driver and shows high skin friction and plugging effect. And lately It is well grown that the high strength H-pile has been widely used f3r pile foundations. To compare the skin frictions of H piles under different density soil conditions, this paper presents results of a series of model tests on vertically loaded group piles. Model piles made of steel embedded in weathered granite soil were used in this study. Pile arrangements $(2\times2,\;3\tunes3)$, pile space(2D, 4D, 6D), and soil density$(D_r=40\%,\;80\%)$ were tested. The main results obtained from the model tests can be summarized as follows. The series of tests found that compression load for group piles increases as number of piles increase and piles space ratic decrease to $D_r=40\%$ of soil density. The analysis also found that the theoretical value of skin friction for group piles is greater than practical value as piles space ratio increases to $D_r=40\%$ of soil density. Piles showed the greatest difference of the skin friction in case that the pile space ratio(S/D) is 6. The theoretical value by Meyerhof and DM-7 showed 1.83 times and 1.32 times respectively as great as practical value in case of S/D=6 and $2\times2$.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.933-943
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• 2009

Axial loads and shaft resistances can be calculated by load transfer analysis using strain data with load level. In load transfer analysis, the elastic modulus of concrete is a one of the most important parameters to consider. The elastic modulus, $E_{50}$, suggested by ACI (American Concrete Institute), has been commonly used. However, elastic modulus of concrete shows nonlinear stress-strain characteristic, so nonlinearity should be considered in load transfer analysis. In this paper, a load transfer analysis was performed by using data obtained from bi-directional pile load tests for four cases of drilled shafts. For consideration of nonlinearity, elastic modulus was calculated by both the Fellenius method and the nonlinear method, assuming the stress-strain relation of concrete to be a quadratic function, and then, the calculated elastic modulus was applied to the estimation of shaft resistance. The calculated shaft resistances were compared with the result obtained using the constant elastic modulus of ACI code. It was found that the f-w curves are similar to each method, and elastic modulus and shaft resistances decreased as strain increased. Moreover, shaft resistances estimated from elastic modulus considering nonlinearity were 5~15% different than those obtained using the constant elastic modulus.