• 제목/요약/키워드: 팽이기초

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모형토조실험을 통한 현장타설 팽이기초의 거동특성 연구 (Evaluation of In-situ Top Base Foundation Behavior using Calibration Chamber Test)

  • 김학문;김찬국
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.697-703
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    • 2006
  • 본 논문에서는 국내. 외에서 처음으로 시도되는 현장타설 팽이기초공법의 거동특성을 검토하기 위하여 기초형식을 현장타설 팽이기초(In-Situ TBF), 공장제작 콘크리트 팽이기초(PC-TBF) 전면기초, 무처리 원지반으로 나누어 모형토조실험을 수행하였다. 모형실험결과 현장타설 팽이기초와 공장제작 콘크리트 팽이기초의 거동특성은 거의 유사하게 나타났으며, 이들 팽이기초는 원지반 및 전면기초에 비하여 지지력 증대효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 기초 형식에 따른 지중연직응력 분포를 검토한 결과 팽이기초 설치시 지중연직응력의 영향범위가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 지반이 조밀할수록 팽이기초의 응력분산효과가 감소하는 것을 알 수 있었으며, 향후 다양한 지반조건에서 모형실험과 수치해석을 통해 보다 많은 검토가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

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부양형 팽이기초의 하중전달 메커니즘에 따른 거동 (Behavior of Floating Base Plate by Stress Delivery Mechanism)

  • 정진혁;정효권;이송
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.137-144
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    • 2010
  • 팽이기초에 대한 일본과 국내에서 현재까지 공통적으로 연구되고 있는 것은 팽이기초의 현장재하실험에 대한 지지력과 침하량에 주목되어 있다. 그러나 팽이기초에서 선행되어야할 연구는 공법 자체가 상재하중을 하부에 어떠한 원리로 전달되는 지에 대한 분석이 수행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 일본에서 개발된 Top-Base Foundation과 국내에서 개발된 부양형 팽이기초의 응력전달 메커니즘을 수치해석 및 실내모형실험을 통하여 분석하였다. 팽이기초의 하중전달 메커니즘을 분석한 결과 상재하중에 대한 팽이기초 자체의 하중저감 분담률은 주로 팽이기초와 쇄석사이에서 발생하는 주면마찰력이 가장 크게 나타났다. 또한, 팽이기초의 내부응력분산효과를 포함한 Top-Base Foundation의 총 응력분산각은 $41.8^{\circ}$이며, 부양형 팽이기초의 총 응력분산각은 $44.5^{\circ}$로 산정되었다.

사질토에서 현장타설 팽이기초의 거동특성 (The Behavior of In-situ Top Base foundation in Granular Soil)

  • 김학문;김찬국
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권10호
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    • pp.121-129
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    • 2008
  • 본 논문에서는 기존 공장제작 콘크리트 팽이기초가 갖는 문제점들을 해결 보완하기 위해 개발된 현장타설 팽이기초의 거동특성을 검토하고자, 현장재하시험 결과를 근거로 팽이기초의 수치해석 모델링을 하였으며, 구성된 수치해석 모델을 이용하여 기초형식 및 형상 변화에 따른 거동특성을 비교 분석하였다. 수치해석 결과, 현장타설 팽이기초 (In-situ TBF)는 전단활동파괴면이 더 깊고 넓게 형성되어 지반파괴에 대한 저항력이 증가하게 되고, 이로 인해 지지력이 향상되는 것을 확인 할 수 있었다. 기초의 형상에 따른 효과는 원추부에 의한 것 보다는 말뚝부에 의한 효과가 더 큰 것으로 나타났으며, 원추부와 말뚝부가 조합되어 이루어진 팽이기초 형상이 가장 큰 효과를 나타내는 것으로 나타났다. 말뚝부의 길이를 증가시키면서 해석을 수행한 결과, 현재 사용되고 있는 팽이기초말뚝부의 길이가 효율적 크기라는 것을 확인 할 수 있었다.

내진형 팽이말뚝기초에 대한 연구 (A Study on the Quakeproof Top-Base)

  • 박승진;백주은;전두준
    • 한국재난정보학회:학술대회논문집
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    • 한국재난정보학회 2017년 정기학술대회
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    • pp.229-230
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    • 2017
  • 본 논문에서는 최근 대두되고 있는 지진에 대한 문제를 담고 있다. 우리나라에서는 2016년 발생한 경주지진(진도 5.8)을 계기로 내진설계기준이 한층 강화되고 의무화 되었으며 이로써 내진 성능을 가진 기초 형식이 더욱 필요하게 되었다. 내구성, 경제성, 시공성, 내진 등이 뛰어난 설계기초 공법의 하나로 팽이말뚝 기초공법이 있으나 일반 팽이말뚝기초 공법으로는 지진 시 발생하는 지반 진동으로 인한 구조물 피해를 충분히 감당하기 어렵다. 따라서, 팽이말뚝기초의 장점(경제성, 안정성, 시공성)을 살리면서 구조물과 팽이말뚝 사이에 쇄석층을 두어 진동 전달을 차단하고, 팽이말뚝 상호를 힌지로 연결하여 지반 변형에 따라 유기적으로 변형을 갖게 하고 지반의 지지력 상승과 침하량 감소의 효과를 볼 수 있고 지진시 진동 충격을 흡수하여 지진 시 피해를 줄일 수 있는 내진형 팽이말뚝을 개발하고자 한다.

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팽이기초의 형상에 따른 특성 분석 (A Study on the Characteristic of Floating Base Plate due to Plate Shape)

  • 이송;정대열;정효권;이무철
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.15-25
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    • 2008
  • 압축성이 크고 지지력이 작은 연약지반에 구조물 축조 시 침하저감 및 지지력의 향상을 위한 다양한 공법이 필요하며 이러한 목적으로 팽이기초가 개발되어 사용되어왔다. 본 논문에서는 기존의 구형팽이기초에 형상의 변화를 준 다양한 팽이기초에 대한 수치해석을 실시하여 하중-침하 특성을 파악한 후 침하량 저감 효과가 입증된 부양팽이기초에 대하여 평판재하시험 및 수치해석을 실시하였다. 연구결과, 부양팽이기초는 연약지반의 침하 저감 및 지지력 향상에 효과를 발휘하는 것으로 나타났다.

실내모형실험을 통한 연약지반에서 부양형 팽이기초의 거동 (Behavior of Floating Top-Base Foundation on Soft Soils by Laboratory Model Tests)

  • 정진혁;정효권;이송
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권2호
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    • pp.5-15
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    • 2011
  • 일본에서 개발된 원추형 팽이기초(Top-Base Foundation)와 국내에서 개발된 부양형 팽이기초(Floating Top-Base Foundation)를 대상으로 대표 점토질 연약지반인 저압축성점토, 점토질 실트, 점토질 모래에 타설하여 실내모형실험을 수행하였다. 본 실험을 통해 하중-침하량, 기초측면 히빙량, 지중응력분포 등을 측정하여 두 가지 팽이기초의 성능을 비교 평가하였다. 또한, 단변길이 증가에 따른 침하량 변화를 분석하였다. 실내모형실험 결과 부양형 팽이기초가 지지력 증진, 침하량 저감, 응력분산효과, 측방구속력에 대해서 좀 더 우수한 성능을 발휘하는 것으로 나타났으며, 기초폭증가에 따른 침하량은 팽이기초 $5{\times}5$배열을 기점으로 수렴하였다.

비점착성 지반상 팽이기초 적용에 따른 지지특성 (The Bearing Capacity Characteristics of Top Base Foundations in Cohesionless Soils)

  • 김찬국;김학문
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권7호
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    • pp.135-145
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    • 2010
  • 최근까지 국내에서는 팽이기초에 관한 연구가 미흡하였고, 지반조건에 맞는 설계기준이 마련되어 있지 못하여 일본의 설계기준을 그대로 사용하고 있는 실정이다. 이로 인해 기존 팽이기초의 지지력식은 과소하게 예측되는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 실제크기의 1/5 스케일로 축소한 모형실험을 수행하였으며, 국내에서 이루어 진 100여개 현장의 재하실험 결과를 근거로 강도특성(N값), 지하수영향, 팽이기초의 파괴형상을 고려하여 보다 합리적으로 팽이기초의 지지력을 예측할 수 있는 식을 제안하였다.

현장평판재하시험에 의한 현장타설형 팽이말뚝기초의 지지력산정 (Estimation of Bearing Capacity for In-Situ Top-Base Method by Field Experimental Plate Load Test)

  • 신은철;안민희
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제10권1호
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    • pp.1-8
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    • 2011
  • 연약지반상에 구조물을 축조하게 되면 지반의 지지력 부족, 과대침하량 및 측방변형과 같은 문제점이 발생한다. 팽이말뚝기초공법은 지지력이 다소 부족한 지반에 팽이형 콘크리트 파일을 연약지반기초에 사용하여 지지력 증가와 침하억제, 부등침하방지 등의 효과를 도모하는 연약지반 표면 처리용 강성매트공법이며, 공사비 절감 등의 경제적인 효과와 공사기간 단축, 공사 중 소음 등으로 인한 민원 차단 등의 시공에 따른 편의성을 확보할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 현장평판재하시험을 통하여 연약지반상의 현장타설형 팽이말뚝기초의 지지력을 산출하였다. 평판재하시험 분석결과를 통해 기존 연구 및 설계에서 적용하고 있는 제안식과 비교분석하여 현장타설형 팽이말뚝기초를 기초지반에 적용할 시 기초의 합리적인 범위를 산정하여 향후의 설계에 그 결과를 활용하고자 한다.

상부단면 확대형 해상 말뚝의 횡방향 지지 성능에 미치는 변수 연구 (Parametric Study on the Lateral Resistance of Offshore Piles with Enlarged Upper Section)

  • 장인성;권오순;정영훈;윤희정
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • 말뚝 상부에서 수평력 대부분을 저항한다는 매커니즘을 활용하여, 횡방향 하중이 대부분인 항만 및 해양구조물에 효율적으로 적용할 수 있는 새로운 말뚝 형식을 고안하였다. 이번 연구에서는 버켓 기초식 보강기법, 팽이 기초식 보강기법, 그라우팅식 보강기법 등 3가지 형태의 보강기법을 활용한 상부 확대형 횡방향 지지 증대 말뚝에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 이를 통해 지반의 종류를 비롯하여, 각 보강 기법의 종류, 말뚝의 종류 및 길이, 지반의 심도 등 다양한 변수가 말뚝의 횡방향 지지 거동에 미치는 영향을 검토하였다. 해석 결과, 버켓 기초를 활용한 경우 팽이기초나 그라우팅 기법 등 전반적으로 다른 보강기법을 활용한 경우에 비해 횡방향 지지력 효율이 상대적으로 가장 뛰어난 것으로 나타난다.

연악지반에 시공된 팽이말뚝기초(Top-Base)의 하중-침하량 분석 (Load-Settlement Characteristics of Concrete Top-Base Foundation on Soft Ground)

  • 김재영;정상섬;김수관
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.35-43
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    • 2010
  • 본 연구에서는 수치해석과 현장계측을 연계하여 압밀과 재하폭의 영향을 고려한 연약지반 상 팽이말뚝기초의 최적 침하량을 평가하여 기존의 침하량 산정법을 수정한산정 기법을 제안하였다. 팽이기초공법이 적용되는 연약지반(점성토, 사질토)을 선정하고, 3차원 유한요소해석을 통해 현재 팽이기초공법에서 고려치 못하는 압밀과 재하폭의 영향을 분석하였다. 분석 결과, $7\times7$ 이상의 팽이배열을 가지는 경우, 재하폭의 증가에 따라 영향깊이가 더 이상 증가하지 않는 것으로 나타났다. 이 때, 팽이말뚝 1개의 폭 BT(=0.5m)에서, 최대 영향깊이는 점성토지반의 경우에 28BT 정도를 보였으며, 사질토지반은 최대 $18B_T$로 나타났다. 본 연구 결과, 현재 재하폭과 압밀의 영향을 고려하지 못하는 팽이기초 침하량 산정식은 실제 계측 침하량과 비교하여 약 2배 이상 과다하게 산정하고 있음을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 연약 단일지반에 따른 bilinear 형태의 영향깊이 산정식과 하중분산각을 제안하였고, 이를 통해 산정된 침하량은 실제 침하량과 비교적 유사하게 나타나 국내 현장조건을 적절히 반영할 수 있음을 확인할 수 있었다.