• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.95-105
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• 2003

암반에 근입된 현장타설말뚝의 지지력 산정을 위하여 제안된 기존의 설계기준과 경험식들의 대부분은 재하시험의 결과에 일관되지 않은 파괴기준을 적용해서 얻어진 극한지지력에 근거해서 얻어졌다. 그 결과 이들산정식들은 동일한 조건에 설치된 말뚝에 대해서도 서로 다른 예측치를 제공하게 된다. 본 연구에서는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 지지력을 합리적으로 산정할 수 있는 최적의 지지력산정식을 결정하기 위하여 기존의 지지력산정식들에 대하여 정확도를 조사하였다. 이를 위해서 11개의 재하시험 결과에 동일한 파괴기준을 적용함으로써 말뚝의 극한선단지지력과 극한주면마찰력을 결정하였으며, 이들은 기존 산정식으로부터 계산된 예측치의 정확도 조사에 이용되었다. 예측치와 측정치를 비교한 결과 Zhang과 Einstein의 제안식과 NAVFAC의 설계기준에 의해 계산된 극한선단지지력이 실측치에 가장 근접한 것으로 나타났다. 그리고 극한주면마찰력의 경우에는 Rosenberg와 Journeaux의 제안식이 만족스러운 예측치를 제공하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.85-93
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• 2008

대심도 연약지반에 설치되는 말뚝은 말뚝의 길이가 길어져 지반지지력이 크므로 극한 지지력의 확인이 힘들고, 부마찰력에 의해 큰 잔류하중이 발생하기 때문에 하중전이시험을 수행하더라도 정확한 하중전이곡선을 산정하기 어렵다. 본 연구에서는 연약지반에 설치된 PHC 항타 말뚝을 대상으로 선단지지력과 주면마찰력을 분리측정할 수 있고 극한 지지력을 확인하기 용이한 하중전이 양방향 재하시험을 수행하였다. 말뚝설치 직후부터 말뚝변형률을 지속적으로 계측하여 잔류하중을 결정하였다. 잔류하중의 영향을 고려하여 참지지력과 참 하중-변위 곡선을 분석하였다. 이를 바탕으로 잔류하중이 포함된 주면마찰력에 대한 하중-변위 거동모형을 제안하였다. 결과적으로, 점토지반에 설치되는 장대말뚝의 재하실험 결과에 대한 정확한 분석을 위해서는 잔류하중을 고려하여야 한다는 것을 입증하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.520-529
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• 2006

그 동안 몇 차례 오스터버그 셀$(O-cell^{\circledR})$을 이용한 양방향 말뚝 재하시험기법이 국내에 성공적으로 소개/적용된 바 있다. 이 방법은 상대적으로 새롭고 독특한 방법으로서 시험비용과 기존 재래적인 시험방법이 적용상 제한을 받는 경우나 대규모 시험에서 발생할 수 있는 문제점들을 극복할 수 있다. 국내에서는 설계목적을 위한 시험말뚝 뿐 아니라 설계하중이 큰 실제말뚝에 대한 시험이 증가하는 추세에 있다. 이 논문에서 소개하는 양방향 재하시험 방법을 적용하면 기존의 소규모 재하시험 방법에서 발생될 수 있는 주면 마찰력과 선단지지력의 분리측정이나 각각의 지지력에 대한 극한상태를 확인하지 못하는 한계를 극복할 수 있고 시험하중이 270MN을 초과하는 경우까지 적용할 수 있는 장점을 갖고 있다. 본 논문에서는 오스터버그 셀을 이용한 정적 재하시험 방법에 대하여 말뚝종류별로 상세히 기술하였으며 이 시험방법의 장점과 국내현장에 적용되었던 사례를 소개하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권3호
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• pp.227-233
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• 2009

본 실험 연구는 공기분사공법의 오픈케이슨기초의 주면마찰력 저감효과에 대해 규명하기 위해 이루어졌다. 연육교 건설을 위해 기초로 사용된 공기구멍이 설치된 대구경 케이슨이 본 연구를 위해 이용되었다. 공기분사공법을 사용 시, 침하 시간을 줄일 수 있었으며 일반전인 방법으로 도달할 수 없는 깊이까지 침하를 시킬 수 있었다. 또한, 예상했던 것 보다 두 배 이상의 주면마찰저항력 저항 저감 효과를 얻었으며, 이런 장점 외 추가적인 외부의 재하하중 없이도 케이슨을 침하시킬 수 있음을 보여주었다. 그 외 오픈케이슨 침설 시 발파에 의한 케이슨 손상을 공기분사공법을 이용하면 방지할 수 있음을 보여주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.67-75
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• 2018

본 연구에서는 상부하중 재하 시 마이크로파일 선단부가 팽창하면서 확대되어 단부 주변 지반을 압축하고, 이에 따라 주면마찰력이 발휘되어 그라우팅 이전 단계에서도 지지력을 확보할 수 있는 고정지압구가 장착된 마이크로파일을 개발하였다. 본 연구의 목적은 개발된 고정지압구형 마이크로파일의 지반강도에 따른 적용성을 확인하고, 기존의 단순 선단확장형 마이크로파일 대비 지지거동 특성을 비교하는 데에 있다. 이를 위하여 선단저항과 주면저항을 분리하여 측정할 수 있는 모형토조를 포함한 새로운 시험장치를 고안하였으며, 고안된 시험장치를 이용한 지반강도 및 파일의 선단단면 변화에 따른 모형 재하시험을 수행하였다. 시험결과, 개발된 마이크로파일은 지반강도가 클수록 쐐기수평력에 의한 단부 주면마찰력이 더 증가하며, 풍화암 강도 이상 지반에서 더 효과적으로 적용될 수 있는 것으로 확인되었다. 그리고 풍화암 강도 이하의 지반강도 지반에서도 쐐기수평력 발휘에 따른 단부 확경으로 인해 추가적인 지지력 확보 효과가 나타날 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.37-46
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• 2001

무리말뚝의 하중지지능력에서 말뚝캡이 부담하는 비율을 파악하고 무리말뚝을 구성하는 개개 말뚝의 하중전이 특성을 알아보고자 재하시험을 수행하였다. 직경 92.5mm의 강관말뚝 24본(4개씩 6열)을 지표 아래 3m 깊이까지 근입 시컥 풍화암 상단에 말뚝선단이 위치하도록 하였다. 최대하중 320t을 지표면에 접촉되어 있는 $1.5\times2.3m$ 크기의 말뚝캡에 재하하였다. 최대 시험하중인 320t에서는 말뚝캡이 전체하중의 약 22%에 해당하는 하중을 분담하였다. 무리 말뚝 재하시험시 말뚝의 평균 극한지지력은 16.4t이며, 이 값은 말뚝캡을 타설하기 전에 무리말뚝의 모서리에 위치한 말뚝에 대하여 수행한 단말쪽 재하시험으로부터 구한 극한지지력보다 상당히 크게 나타났다. 변위장중첩 효과로 인하여 무리말뚝 중앙에 위치한 말뚝은 작은 하중이 작용하여도 외곽부의 말뚝과 같은 침하량을 기록한 것으로 나타났다. 무리말뚝에서는 주면마찰력의 분담율이 전 하중단계에서 약 60%로 일정하나 단말뚝 시험에서는 하중이 증가함에 따라 주면마찰력의 분담율이 82%에서 65%로 감소하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.141-148
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• 2000

방글라데시의 자무나 강을 가로지르는 길이 4.8km 교량의 교각기초에 대구경 개단 강관말뚝 2본 또는 3본이 사용되었다. 총 50개의 교각과 시험용 말뚝 2본을 포함한 123본의 말뚝이 강 하저에서 정규압밀된 모래층을 지나 자갈층 위까지 항타하여 설치되었다. 두께 40mm 내지 60mm의 변단면을 갖는 직경 3.15m와 2.50m의 짧은 말뚝 2, 3개를 연결하여 69m에서 74m 깊이까지 6:1의 경사로 항타하여 시공하였다. 전체 123본의 말뚝에 대하여 항타후 관내토 길이를 측정하였고, 이중 24본의 말뚝들에 대해서는 항타시 동재하시험을 수행하였다. 말뚝 항타완료후 측정한 결과에 의하면, 선단부 근처에서는 주동 관내토(Active Plug)가 주면마찰력 발현에 크게 기여한 것으로 나타났다. 시험한 모든 말뚝들은 약 90% 정도의 지지력이 주면마찰력에 기인하는 주면마찰지지형 말뚝으로 나타났다. 현장모래지반에서의 탄성변형량(Quake)값과 감쇠계수(Smith Damping)값은 직경에 상관없이 일정하게 나타났는데, 이는 주변 지반의 균질함이 잘 반영된 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.59-66
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• 2004

본 연구에서는 연직말뚝과 경사말뚝에 대하여 모형실험과 수치해석을 실시하여 경사말뚝의 거동 특성을 분석하였다. 상대밀도 79%인 모래지반에 경사각도 0$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$의 강관말뚝을 항타 관입하여 하중재하실험을 실시하였고, 상용 유한요소 프로그램인 PENTAGON 3D를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 모형실험에 의한 경사말뚝의 축방향 지지 력은 경사각도가 $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$에서 연직말뚝에 비하여 111, 95, 81%로 나타났고, 수치해석의 결과도 다소 차이는 있지만 비슷하게 나타났다. 그러나 Petrasovits & Award의 결과는 경사각 $10^{\circ}$에서 모형실험 결과와 유사하지만, 경사각 20$^{\circ}$와 30$^{\circ}$에서는 모형실험결과를 과대평가하였다. 경사각도에 따른 주면마찰력과 선단하중은 모형실험과 수치해석 모두 $10^{\circ}$경사에서 최대값을 나타낸 후, 경사각도가 증가함에 따라 감소하였고, 전체하중에서 주면마찰력과 선단하중의 구성비율은 경사각도에 관계없이 거의 비슷하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.5-16
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• 2014

쏘일네일링은 지반과 그라우팅 사이의 주면마찰력과 보강재의 인장력을 통해서 저항하는 공법이다. 인발시험을 할 때는 이 두 요소를 모두 고려한 하중-변위 곡선을 얻게 된다. 따라서 본 논문에서는 지반과 그라우팅 사이의 순 하중-변위 곡선을 산정하여 지반과 그라우팅 사이의 전단거동을 규명하는 것이 목적이다. 주면마찰력 산정 이론을 통해서 이론적으로 지반과 그라우팅 사이의 하중-변위 곡선을 산정하였다. 또한 이론 검증을 위해서 지반조건과 시공조건을 변화해 가며 다량의 현장인발시험을 실시하였다. 인발시험을 통해 산정된 하중-변위 곡선에서 철근의 하중-변위 곡선을 빼내게 되면 지반과 그라우팅 사이의 순 하중-변위 곡선을 산정할 수 있으며, 이를 이론식과 비교해 보았을 때 유사한 결과를 얻었다. 이러한 결과를 통해서 지반 및 시공 조건이 주어질 때, 지반과 쏘일네일링 사이에서 발생하는 변위를 예측할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권10호
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• pp.47-66
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• 2019

본 연구에서는 사질토층을 지나 풍화암에 4D 소켓된 매입 PHC말뚝에 대하여 PHC말뚝 직경과 길이 및 사질토 지반의 N값에 따른 매개변수 수치해석을 실시하였다. PHC말뚝과 지반은 Mohr-Coulomb의 탄 소성모델을 적용하였으며, 말뚝 주변 경계면은 가상두께의 인터페이스를 설정하였다. 10종류 직경의 PHC말뚝에 대한 수치해석 결과를 분석하여 사질토의 N값에 따른 말뚝머리 하중-침하 곡선과 말뚝의 근입길이에 따른 축하중 분포도 곡선을 구하였다. 또한 이들 결과로부터 각 하중 성분과 침하 사이의 관계 곡선을 구하였으며, 하중 성분은 전체 하중, 전체 주면마찰하중, 사질토의 주면마찰하중, 풍화암의 주면마찰하중 및 풍화암의 선단하중으로 구분하였다. 수치해석으로부터 구한 하중-침하 곡선에서 변곡상태가 나타나는 하중을 분석한 결과, 대체로 변곡상태를 나타내는 하중 단계는 말뚝 직경의 약 5~7% 수준의 침하량으로 나타났으며, 안전측으로 말뚝직경의 5% 침하량에 해당하는 하중으로 평가하였다. 이 하중 단계를 동원지지력($Q_m$)으로 정의하였으며, 본 연구의 지지력 분석에 사용하였다. 매개변수 수치해석 결과, PHC 말뚝 직경, 상대근입길이 및 사질토의 N값에 관계없이 SRF는 평균적으로 70% 이상으로 나타났다. 또한 전체마찰지지력에서 사질토의 주면마찰지지력이 평균 80% 이상으로 나타났다. 이러한 결과는 매입 PHC말뚝의 지지력 산정에 이용할 수 있으며, 또한 새로운 지지력 산정방법 제안을 위한 연구에도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.