• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.5-15
• /
• 2021

교각기초 형식으로 적용되는 기초공법 중 하나는 단일형 현장타설말뚝이다. 이 말뚝에 대한 설계 시 주된 관심사항은 말뚝체에 작용하는 수평지지력 확보 여부이다. 현재 말뚝체의 강성증가를 위해 외부강관으로 말뚝체를 보강하여 말뚝의 수평지지력을 증가시키는 방법이 활용되고 있다. 그러나 지반조건에 따라 외부강관의 보강효과와 적정 강관보강 길이가 달라질 수 있음에도 이에 대한 연구가 미흡하여 현장에서는 대부분 말뚝체 전체를 외부강관으로 보강하고 있다. 그러나 시스템 내의 전체 말뚝길이를 외부강관으로 보강할 경우 공사 지연과 공사비의 증가로도 이어질 수 있다. 따라서 좀 더 효과적으로 외부강관을 활용하기 위해서는 외부 강관으로 보강된 말뚝체를 대상으로 말뚝의 수평지지특성을 평가하여 강관의 적정한 보강길이를 결정해야 한다. 이에 본 연구에서는 수치해석방법을 통해 각 조건별 외부강관의 보강길이를 적용한 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 지지특성을 평가하고, 이 해석결과를 바탕으로 외부강관의 적정 보강길이를 제안하였다. 본 연구결과, 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 수평지지력을 효과적으로 증가시키기 위해서는 강관의 보강길이가 말뚝의 휨거동 영향범위인 1/β의 2배를 적용해야 하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권11호
• /
• pp.7-22
• /
• 2021

본 연구에서는 현장타설말뚝에서 실시된 양방향말뚝재하시험 자료에 대하여 역해석을 실시하였다. 그리고 실트질 점토, 실트질 모래, 모래질 실트, 모래질 자갈, 풍화암, 연암의 다양한 선단지반에 지지된 대구경 현장타설 말뚝에 대하여 수치해석을 실시하여 지지력을 분석하였다. 지지력 분석은 P-S 방법, Davisson 방법, 25.4mm 허용침하량을 이용하여 산정하였다. 3가지 방법으로 분석한 최소 허용지지력은 19.64MN ~ 24.96MN으로 나타났다. 이때, 선단지지력은 두부재하하중의 2% ~ 12%를 분담하였으며, 주면마찰력은 두부재하하중의 88% ~ 98%를 분담하였다. 선단 지반의 강도가 클수록 허용지지력이 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 최대 허용지지력과 최소 허용지지력의 차이는 5.32MN로 선단 지반종류에 따른 허용지지력의 증가는 27%에 불과하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.1303-1311
• /
• 2006

Most of the piles are designed as group piles. In certain geotechnical environments, the installation of group piles causes heaving of the already installed piles. The unfavorable effects of pile heaving on pile bearing capacity have been well known to field engineers. However not many engineers pay enough attention to this subject. According to our recent researches, not only the bearing capacity but also the pile material could be seriously damaged due to the installation of nearby piles, especially with the cases of precast concrete piles. When the pull-out force due to installation of neighboring piles acting on the already installed precast concrete pile exceeds the shaft friction, pile heaving occurs. At the same time, if the pull-out force exceeds the allowable tensile strength of the precast concrete pile, tensile failure is inevitable, which is critical for the pile integrity. In other cases the pile material was not damaged but serious relaxation occurred as the results of pile heaving. In this paper, the pull-out mechanism due to the installation of group piles is explained.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제16권6호
• /
• pp.589-597
• /
• 2018

Centrifuge model tests were used to simulate pile-raft composite foundation and pile-geogrid composite foundation with different pile spacing for researching the time effect of negative skin friction of rigid piles in high-speed railways. The research results show that the negative skin friction has a significant impact on the bearing capacity of composite foundation. Pile-raft composite foundation has higher bearing capacity compared to pile-geogrid composite foundation to reduce the effect of negative skin friction on piles. Both the foundation settlement and negative skin friction have significant time effect. The distribution of skin friction can be simplified as a triangle along the pile. The neutral point position moves deeper in the postconstruction stage at larger pile spacing. For pile-geogrid composite foundation, the setting of pile-cap affects the position of neutral point in the post-construction stage. Reinforced cushion with geotextile may promote the better performance of cushion for transmitting the loads to piles and surrounding soils. Arching effect in the cushion of the composite foundation is a progressive process. The compression of the rigid piles contributes less than 20% to 25% of the total settlement while the penetration of the piles and the compression of the bearing stratum below the pile tips contribute more than 70% of the total settlement. Some effective measures to reduce the settlement of soils need to be taken into consideration to improve the bearing capacity of pile foundation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.223-230
• /
• 2000

Sand drain as a vertical drainage is widely used in soft ground improvement. Recently, sand, the principal source of sand drain, is running out. The in-situ tests were carried out to utilize gravel as a substitute for sand. In-situ tests area was divided into two areas by material used. One is Sand Drain(SD) and Sand Compaction Pile(SCP) area, the other is Gravel Drain(GD) and Gravel Compaction Pile(GCP) area. Both areas were monitored to obtain the information on settlement, pore water pressure and bearing capacity by measuring instruments for stage loading caused by embankment. The results of measurements were analyzed, The clogging effect was checked at various depth in gravel column after the test. According to the test results, the settlement was found to be smaller in gravel drain than in sand drain. The increase in bearing capacity by gravel pile explains the result. The clogging effect was not found in gravel column. It is assumed that gravel is relatively acceptable as a drainage material. Gravel is considered to be a better material than sand for bearing capacity, and it is found that bearing capacity is larger when gravel is used as a gravel compaction pile than as a gravel drain.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.85-91
• /
• 2005

본 논문에서는 실내모형실험 및 유한요소 프로그램인 CRISP을 이용하여 사질토 지반에 근입되어있는 선단지지 말뚝의 하중-침하(P-S) 관계를 규명하였다. 선단지지말뚝의 효과를 유한요소 해석에서 모사하기 위하여 몇 가지 형태의 인터페이스 요소들(slip elements)을 말뚝 주변 및 선단에 도입하였다. 비관련 소성흐름 법칙의 정도, 즉 지반강도 정수인 내부마찰각과 팽창각의 차이 정도를 고려한 Mo-Coulomb 지반 모델에 있어서, 인터페이스 요소들이 포함된 선단지지말뚝은 내부마찰각과 팽창각의 차이가 유한요소 해의 수렴에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 한편, 이와는 대조적으로 말뚝 주변에 적용한 인터페이스 요소 대신 Roller로 모사된 선단지지말뚝의 유한요소 해는 비관련 소성흐름 법칙의 정도에 대해서 영향을 받지 않고 수렴되는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제32권4호
• /
• pp.453-462
• /
• 2023

Designing pile foundations subjected to the uplift forces such as buildings, oil platforms, and anchors is becoming increasingly concerned. In this paper, the conceptual design of a new type of driven piles called expanding pile is presented and assessed. Some grooves have been created in the shaft of the novel pile, and some moveable arms have been designed at the pile tip. At first, static analyses using the finite element method were performed to evaluate the effectiveness of the innovative pile on the axial bearing capacity. Then its effect on seismic behavior of moment frame is considered. Results show that the expanding arms were provided an ideal anchorage system because of the soil's noticeable locking-up effect increasing uplift bearing capacity. For example at the end of the static tensile loading procedure, displacement decrement up to 55 percent is observed. In addition, comparing the uplift bearing capacity of the usual and new pile with different lengths in sand and clay layers shows noticeable effect and sharp increase up to about two times especially in longer piles. Besides, a sensible reduction in the seismic response and the stresses in the beam-column connection between 23-36 percent are achieved that ensures better seismic behavior of the structures.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.31-39
• /
• 2014

헬리컬 파일(helical pile)은 한 개 이상의 나선형 원판을 중공형 축에 부착한 후 지반에 회전 관입시켜 지지력을 발현하게 하는 말뚝기초의 하나이다. 헬리컬 파일은 나선형 원판이 부착된 철제 축과 나선형 원판이 모두 지지력을 발휘하기 때문에 기존의 말뚝 지지력 식으로 헬리컬 파일의 지지력을 예측하기 위해서는 검증이 필요하다. 본 연구에서는 중소구경 헬리컬 파일의 지지력을 확인하기 위하여 김포 일대에서 헬리컬 파일의 축의 직경과 원판의 형상, 관입 깊이를 변화시키며 시공한 후 재하시험을 수행하였다. 현장시험은 동일한 조건에서 헬리컬 파일 축의 직경을 73mm, 114mm 두 가지로 시공하여 지지력을 측정, 비교하여 축의 직경이 헬리컬 파일의 지지력에 미치는 영향을 검토하였다. 같은 방법으로 원판의 개수가 1개, 3개로 제작된 헬리컬 파일 및 원판의 직경을 400mm에서 250mm으로 변화시키며 시공한 헬리컬 파일의 재하시험 결과를 바탕으로 원판의 형상이 지지력에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 헬리컬 파일의 관입 심도를 3m에서 6m까지 설정하여 관입 심도에 따른 지지력을 비교하였다. 현장 시험 결과 원판의 개수가 증가할수록, 원판과 축의 직경이 증가할수록 헬리컬 파일의 지지력이 증가하는 경향을 보이나, 축의 직경은 헬리컬 파일의 지지력에 상대적으로 적은 영향을 미치는 것을 확인할 수 있으며, 원판의 형상이 지지력에 미치는 영향이 상대적으로 큰 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제5권3호
• /
• pp.195-221
• /
• 2013

A centrifuge model study is carried out to investigate the behavior of pile subject to negative skin friction induced by pile installation, ground water drawdown and surcharge loading. A single end-bearing pile is examined as the induced negative skin friction would induce the most severe stress on the pile structural material as compared to friction piles. In addition, the behavior of the pile under simultaneous negative skin friction and dead/live loads is examined. To facilitate detailed interpretations of the test results, the model setup is extensively instrumented and involves elaborate test control schemes. To further examine the phenomenon of negative skin friction on an end-bearing pile, finite element analyses were conducted. The numerical analysis is first validated against the centrifuge test data and subsequently extended to examine the effects of pile slenderness ratio, surcharge intensity and pile-soil stiffness ratio on the degree of mobilization of negative skin friction induced on the pile. Finally experimental and numerical studies are conducted to examine the effect of applied transient live load on pile subject to negative skin friction.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.397-404
• /
• 2002

The bearing capacity of open-ended piles is affected by the degree of soil plugging, which is quantified by the IFR. There is not at present a design criterion for open-ended piles that explicitly considers the effect of IFR on pile load capacity In order to investigate this effect, model pile load tests using a calibration chamber were conducted on instrumented open-ended piles. The results of these tests show that the IFR increases with increasing relative density and increasing horizontal stress of soils. The unit base and shaft resistances decrease with increasing IFR. Based on the results of the model pile tests, new empirical relations for base load capacity and shaft load capacity of open-ended piles are proposed. In order to check the accuracy of predictions made with the proposed equations, the equations were applied to the full-scale pile load test preformed in this study, Based on the comparisons with the pile load test results, the proposed equations appear to produce satisfactory predictions.