Rammed Aggregate Pier method is intermediate foundation of deep and shallow foundation, it has been built on world wide. But the investigation and research in domestic is not accomplished. In this paper, examined details of different spacing of piles, bearing capacities, respectively, conclude with recommendations on how RAP can be used in future needs. This documentation further provides comparisons of the laboratory test results which were obtained from differenciate the spacing of piles, namely installed rammed aggregate pier. Strain control test was conducted to determine the bearing capacities of the piers; 20mm, 30mm and 40mm diameter drilling equipment to drill holes were installed in sand at initial relative densities of 40%. By comparing different spacing of piles, in this experiment, piles are spaced structually span, form a ring shape, narrowing the distance of each other, to the center. the result shows that as diameter of pier is bigger in diameter, bearing capacity also dramatically increased due to raised stiffness. Also, the space between each piers narrowed, settlement rate of soil was decreased significantly. From the test results, as the space between each piles were getting closer, allows greater chances to have resistance to deformation, shows improved stability of structures.
To secure stability and availability of Rammed Aggregate Pier method as the foundation of a structure, the bearing capacity and failure behavior characteristics was studied through soil laboratory tests in a model ground. In this study, soil laboratory tests use carried out to find the applicability of RAP method as the foundation of a structure. And bearing capacity and the failure mechanism of RAP method was studied according to relative density($60\%,\;70\%,\;90\%$), diameter(45mm, 60mm, 70mm) of each pier ana depth(5cm, l0cm, 15cm, 20cm, 25cm, 30cm). Earth pressure cell is set up approach RAP and 1.0D space at RAP center. Bearing acpacity and the failure mechanism of RAP is investigated by load test As a result, bulging failure was happened in $5\~10cm\;(1.0D\~2.00)$ depth which the maximum lateral earth pressure is acting. Especially, diameter changing of RAP are in inverse proportion to the relative density and the lateral stress is very much influenced by the lateral earth pressure in every layer and tends to decrease according to depth.
Geopier soil reinforcement system which crushed aggregate is put into a hole and rammed the aggregate with tamper is a viable alternative to deep foundation to over-excavation and replacement. Also, Geopier is intermediate foundation of deep and shallow foundation. In this paper, the value of Geopier element stiffness modulus($K_g$) when designed is compared with the measured value($K_g$) by the in-situ modulus Load test in the field. Also, this paper presents a technology overview of system capabilities and application for foundation reinforcement of structures.
RAP(rammed aggregate pier) method which is intermediate foundation of deep and shallow foundation is used to improve the ground with high compaction energy. This method is widely spread around the world, but there are few examples and systemic researches for failure mechanism and bearing capacity of this method are not organized yet. In this paper, soil laboratory tests were carried out to evaluate the applicability of RAP method as the foundation of a structure. And the bearing capacity and the failure mechanism of RAP method were studied with respect to various relative densities(35%, 65%, 90%), diameters(45mm, 60mm) and lengths(20cm, 30cm, 40cm). As results, stress concentration ratio decreased as diameter of RAP was increasing or length of RAP was decreased or relative density was decreased. however these results were not always constant. because systematic interaction between relative density and diameter and length of RAP can affect stress concentration ratio, more studies on stress concentration ratio are needed throughout laboratory and field tests.
짧은 쇄석다짐말뚝 공법(RAP)은 깊은 기초와 얕은 기초의 중간개념으로 1989년 미국에서 시작하여 세계적으로 활용성을 넓혀가고 있다. 국내의 경우, 체계적인 조사 및 연구가 이루어지지 않아 실제 현장에 적용하기 위한 설계시방이나 지지력 산정방법 등의 확보가 시급한 실정이다. 본 연구는 RAP공법의 구조물 기초로서의 배치형태에 따른 지지력 측정을 통해 사용성 확보를 위한 기초연구로써, 지지력 측면에서 최적의 배치에 대한 적용방안을 검증하기 위해서 이루어졌다. RAP공법이 적용된 지반의 지지력을 실내모형토조시험을 통하여 검토하였다. 연구방법은 사질토로 조성된 모형지반에 RAP의 배치형태별(정방형, 육각형, 십자형, 마름모형), 직경별(20mm, 30mm, 40mm)로 변위제어시험을 수행하여 RAP의 지지력을 검토하였다. 실험결과, 중심간 간격이 좁아짐에 따라 인접한 말뚝에 의한 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과가 증대되어 지지력이 증가하였으며, 직경이 커질수록 강성이 커져서 지지력이 증가하였다. 또한, 말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 주변지반이 조밀해지면서 침하량도 감소하였다. 향후 다양한 현장계측자료의 축적을 통한 지속적인 검증작업과 침하량 및 지지력 측면에서 RAP의 최적 배치형태에 대한 연구가 요망된다.
To secure stability and availability of Rammed Aggregate Pier method as the foundation of a structure, the shear strength characteristics according to the area replacement ratio of RAP and the relative density of in-situ ground was studied through soil laboratory tests and large direct shear tests in a model ground. As a result, the internal friction angle tends to increase in proportion to in-situ relative density(Very Loose, Loose, Medium) in composite ground formed by the same area replacement ratio of RAP and also increase in proportion to increasing the area replacement ratio(30, 40, 50%) of RAP in the same ground condition. Furthermore, the comparative analysis between the experimental value and theoretical value of the shear strength is carried out.
이 연구에서는 쇄석말뚝공법의 한계상태설계법 적용을 위하여 양질의 현장재하시험 자료로부터 저항편향계수의 통계적 특성을 분석하고 지반 불확실성 및 시공 오차를 고려한 총 저항편향계수를 산정하였다. 저항편향계수 산정을 위한 예측모델은 기존 모델들에 비하여 높은 예측성능을 보인 Bong and Kim(2017)의 MLR 모형을 활용하였으며 그 적합성을 평가하였다. 저항편향계수의 확률분포를 산정하기 위하여 카이제곱 적합도 검정을 수행하였으며 정규분포가 가장 적합한 것으로 나타났다. 공칭저항의 총 변동성은 점토의 비배수전단강도 및 쇄석말뚝 시공 시 발생할 수 있는 시공 오차에 대한 불확실성을 포함하여 산정하였다. 최종적으로 총 저항편향계수의 확률분포는 로그정규분포를 따르는 것으로 나타났다. 총 저항편향계수의 변동성에 따른 확률분포의 매개변수는 Monte Carlo 시뮬레이션을 통하여 산정하였으며, 간편한 적용을 위하여 이에 대한 회귀식을 제안하였다.
국내 외 하중저항계수설계법의 저항계수 보정 시 수집된 데이터베이스의 신뢰성을 향상시키기 위하여 저항편향계수 산정 단계에서 저항편향치의 ${\pm}2{\sigma}$ 범위의 데이터만을 선택하거나 가정된 확률분포 검정을 만족하도록 꼬리(tail)부분의 데이터를 제거하는 방법을 적용하고 있다. 그러나 이들 방법에서는 데이터베이스 내에 우연히 포함된 저품질의 데이터를 확인할 수 없는 단점이 발견되었다. 본 연구에서는 정재하시험의 품질, 원지반의 공학적 특성, 쇄석다짐말뚝의 제원 등의 품질기준을 이용하여 데이터베이스 구축 단계에서 수행할 수 있는 품질평가법을 제안하였으며, 국내 외 문헌 및 정재하시험 보고서로부터 65개소의 정재하시험 데이터를 수집하여 데이터베이스의 구축 및 품질평가를 수행하였다. 데이터베이스의 품질 평가 상태에 따른 저항편향계수와 변동계수, 저항계수를 비교한 결과, 기존의 데이터베이스 처리과정과 품질평가법을 병행할 경우에 저항편향계수의 불확실성이 감소되며, 신뢰도 높은 LRFD 저항계수 보정에 효과적인 것으로 판단된다.
Field evaluation of new scour countermeasure using geobag and aggregate is performed to prepare for the basis of design and construction standard in Korea. Polyester non-woven geotextile is determined as a geobag material and tire cord is used to sew up the geobag which contain aggregate. Hwasang-gyo(bridge) is selected as a pilot test site through office review and field investigation. According to the design flood of Hwasang-gyo(bridge), the size and volume of geobag are calculated and construction area and required number of geobags are computed by considering the specification of the pier and foundation of the bridge. After construction, scour depth around geobag construction area is measured and the stability of geobag is ascertained by using pole and digital camera.
본 연구는 RAP공법의 구조물 기초로서의 안정성 및 사용성 확보를 위한 기초연구로써, RAP공법이 적용된 지반의 지지력 및 파괴거동을 실내모형토조시험을 통하여 검토한 것이다. 본 연구에서는 RAP 공법을 구조물 기초로서의 파괴거동을 파악하기 위한 실내모형실험을 수행하였다. 사질토 지반에서 상대밀도별(60%, 70%, 90%), 직경 별(45mm, 60mm, 70mm)로 RAP를 설치한 후 깊이별(5cm, 10cm, 15cm, 20cm, 25cm, 30cm)로 토압계를 각각 RAP에 인접한 곳과 RAP 중심에서 1.0D 떨어진 곳에 설치하여 하중재하 실험을 수행하여 RAP의 지지력 및 파괴거동을 검토하였다. 실험 결과 RAP의 파괴거동은 깊이 5∼10cm(1.0D∼2.0D)에서 최대 횡토압을 받아 일반적인 RAP의 파괴 형태인 Bulging 파괴가 발생하는 것으로 판단되었다. 그리고 RAP에 하중을 가하였을 경우 상대밀도가 낮을 경우에는 RAP의 직경변화가 컸으며 상대밀도가 높을 경우에는 RAP의 직경변화가 작음을 알 수 있었다. 깊이별 횡방향 응력 분포도는 상부에서 횡토압의 영향이 크게 나타났으며 하부로 내려갈수록 작아지는 것을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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