• 한국지반공학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.95-104
• /
• 1999

Set-up현상이 나타나는 지반에 항타된 말뚝의 지지력은 시간경과에 따라 지지력이 증가하게 된다. 파동이론해석법(WEAP해석법)은 말뚝의 항타관입성을 평가하는데 매우 유용한 것으로 평가되고 있다. 그러나 기존의 WEAP해석법은 항타후 변화하는 지반의 강도특성을 고려할 수 없다는 측면에서 재항타시의 신뢰도 있는 지지력을 예측하는데 한계가 있다고 평가된다. WEAP에 의한 항타말뚝의 지지력 평가가 신뢰성 있기 위해서는 set-up효과가 반영되어야만 한다. 그러나 아직까지 이를 고려할 수 있는 만족할 만한 방법이 없다. 본 논문에서는 항타시와 재항타시의 동재하시험 결과들을 통계분석하여 WEAP해석시 set-up효과를 반영할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 현장 시험결과와의 비교를 통해서, 제안된 변수(quake, damping)를 적용한 파동이론해석 결과는 기존의 방법보다 신뢰성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.5-13
• /
• 2010

국내 풍화대 지반에 적용가능한 설계도표를 작성하기 위하여 2개소 현장에서 총 6개의 양방향고유양말뚝재하시험 및 하중전이시험을 수행하였으며, 또한 각각 위치에서는 한국형타격콘관입시험 (DCPT)을 수행하였다. 말뚝재하시혐의 결과로부터 심도별 최대단위선단지지력올 분석하였으며 DCPT 결과를 이용하여 이들의 상관성을 분석하였다. 토사(사질토, 점토)지반에서는 최대단위주변마찰력과 DCPT의 상관성이 매우 낮게 나타났으나 풍화대지반에서는 최대단위주변마찰력 / 최대단위선단지지력과 DCPT의 관계에서는 상관계수가 0.70이상으로 높게 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제18권7호
• /
• pp.37-47
• /
• 2017

본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.

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

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
• /
• pp.430-440
• /
• 2009

Top-Base Foundation(TBF) was developed in Japan as a factory made concrete product. It is actively used in 6,000 sites by the end of 1980s in Japan and applied for a domestic patent in 1985. It is a shallow foundation whose effectiveness is proven by many relevant researchers and engineers. TBF was introduced to Korea in 1991 and has been applied mainly to architectural structures to date. Currently, the effectiveness in bearing capacity and settlement of TBF is being underestimated for civil engineering structures. Characteristics of Top-Base Foundation studied in Japan and Korea is known as follows: (1) as concrete part and crushed stone behave together, they perform the function of rigid mat; (2) the conical part and pile part of TBF disperses load by interaction with the crushed stone; (3) by preventing lateral strain and differential settlement on lower ground, it improves bearing capacity and constrains settlement at the same time. In Korea, it is used mostly in clayey soft grounds. The formula of bearing capacity and settlement of TBF suggested in Japan give the values of the underestimated. bearing capacity while its settlement is overestimated in comparison with the values measured from the field loading test. Therefore, in this study, the stress delivery mechanism of Top-Base Foundation developed in Japan and Floating Top Base developed in Korea is investigated through numerical analysis and laboratory model test.

• 토지주택연구
• /
• 제9권3호
• /
• pp.1-8
• /
• 2018

유럽과 미국에서는 말뚝기초 설계에 한계상태설계법 사용이 거의 정착되었으며, 세계적 추세에 따라 국내에서도 국토해양부가 한계상태설계법에 기반한 교량하부기초 설계기준을 제정하였지만, 국내 말뚝공법 및 지반조건에 대한 저항계수 연구가 부족하여 당장 설계에 반영하기에는 어려운 여건이었다. 이에 본 연구에서는 국내에서 많이 사용되고 있는 PHC 매입말뚝의 저항계수를 구하기 위하여 LH설계기준과 도로교설계기준 방법으로 산정한 지지력과 LH 현장에서 실시한 정재하시험(21회)과 동재하시험(EOID 21회, Restrike 21회) 결과를 신뢰성분석을 실시하였으며, 선행 논문(재하시험에 의한 PHC 매입말뚝의 저항계수 산정)에서 수행한 결과보다 2배 이상 많은 데이터를 추가하여 분석하였다. 그 결과 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수는 설계식 및 목표신뢰도지수에 따라 0.64~0.83, 동재하지지력(극한)으로 구한 저항계수는 0.42~0.55로 나와 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수보다 약 33% 작게 나타났다. 반면 수정동재하지지력(EOID의 극한선단지지력 + Restrike의 극한주면지지력)으로 구한 저항계수는 0.55~0.71로 나와 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수와 비교 시 그 차이가 약 14%로 줄어들었다. 데이터 추가에 의해 저항계수를 산정한 결과 이전 저항계수와 같거나 0.04정도 증가하여 데이터가 2배 이상 추가되어도 저항계수가 의미 있을 정도로 크게 변하지 않은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구에서 정재하 및 동재하시험으로 산정한 전체 저항계수는 전반적으로 도로교설계기준(2015)에서 제시한 저항계수 0.3보다 커서 경제적인 설계가 가능한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권6호
• /
• pp.17-24
• /
• 2018

순환 유동층 보일러의 연소재를 고로슬래그의 알칼리 활성화 반응 자극제로 활용하여 개발한 새로운 매입말뚝의 주면고정액(ZA-Soil)을 시멘트밀크 공법의 주면고정액으로 사용한 말뚝에 대하여 정재하시험 및 동재하시험을 실시하여 보통 포틀랜드시멘트(OPC)와 비교하여 성능을 평가하였다. 정재하시험을 수행한 결과 말뚝의 허용하중은 1,350kN로 보통 포틀랜드시멘트를 매입말뚝의 주면고정액으로 사용한 결과와 동일하였고, 전 침하량은 6.97mm, 순 침하량은 1.48mm로 보통 포틀랜트시멘트의 전 침하량 7.825mm, 순 침하량 2.005mm와 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 동재하시험 및 CAPWAP분석을 실시한 결과, 새로운 매입말뚝의 주면고정액(ZA-Soil)의 주면 마찰력은 375.0kN, 선단 지지력은 3,045.9kN, 허용지지력은 1,368.36kN으로 나타났고, 포틀랜드시멘트를 매입말뚝의 주면고정액으로 사용한 결과와 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.17-24
• /
• 1995

본 연구는 파이프하우스의 구조적 안전성을 검토하는데 필요한 기초자료를 구축하기 위하여 실시하였다. 지반에 매입된 파이프의 지점상태를 검토하여 적합한 구조해석 모델을 찾고, 파이프를 말뚝기초로 가정했을 때의 파이프의 지지력 및 인발 저항력을 구하기 위하여 모형 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 파이프하우스의 지점상태를 검토해본 결과 단동 하우스에서는 수평 및 연직하중 모두 고정으로, 연동하우스에서는 수평하중 재하시 힌지, 연직 하중 재하시 고정으로 해석하는 것이 실험치에 더 가까운 것으로 나타났다. 2. 지반에 매입된 파이프의 인발저항력은 파이프 직경 및 매입깊이에 따라 논의 연한지반에서는 35-54kg, 밭의 보통지반에서는 61-98kg, 단단한 지반에서는 108-120kg이상으로 나타났으며, 파이프와 흙사이의 주변마찰력은 1.51-4.76t/$m^2$정도의 범위를 보였다. 3. 파이프 직경 및 매입깊이에 따른 기초 지지력은 연한지반의 경우 35-76kg, 보통지반은 88-158kg, 단단한 지반은 131-305kg의 범위를 보였으며, 파이프의 선단지지력은 연한지반 0-22kg, 단단한 지반 22-140kg으로 나타났다. 4. 국내에서 많이 보급되어 있는 대표적인 파이프하우스의 경우, 적설심 30cm 까지는 파이프의 매입깊이가 30cm이면 지지력이 충분하지만 그 이상의 적설심에서는 지반의 종류에 따라 매입깊이를 증가시켜야 하고, 인발저항의 경우도 풍속 30㎧까지는 매입깊이 30cm이면 충분하지만 그 이상의 풍속에 대하여는 매입깊이를 증가시키거나 보강이 필요한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권4C호
• /
• pp.197-203
• /
• 2008

풍화된 암반에 근입된 말뚝의 선단지지거동은 신선암의 강도보다는 절리를 포함한 암반 상태에 의존한다. 본 연구에서는 암반상태가 말뚝의 선단지지력에 미치는 영향을 알아보기 위해 먼저 총 4부지의 암반에 근입된 13본의 현장타설콘크리트 말뚝에 대한 재하시험, 그리고 재하시험 부지의 지반조사 자료를 포함하는 데이터베이스를 구축하고, 말뚝선단부의 거동과 암반물성치의 상관관계를 분석하였다. 선단지반반력계수와 암반물성치의 상관관계 분석 결과 암석의 일축압축강도와 지반반력계수 사이에는 일관된 상관관계를 찾을 수 없었으나, 암반의 상태를 나타내는 물성치인 $E_m$, $E_{ur}$, RMR, 그리고 RQD 등과 지반반력계수의 상관계수는 대부분 0.7 이상으로 매우 뛰어난 상관성을 보였다. 또한, 기존의 방법으로 추정한 선단지지력과 실측 선단지지력의 비교를 통해 기존 방법의 적용성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권2호
• /
• pp.19-31
• /
• 2021

마이크로파일은 소구경 현장타설말뚝으로 간단한 시공법과 비교적 저렴한 공사비용으로 각종 건축물 및 구조물 기초보강 및 내진보강 등에 활용되고 있다. 말뚝 선단에 단순한 메커니즘의 고정 지압 구조체를 장착하여, 상부하중 작용 시 지압구가 압축·팽창하면서 선단 면적의 확대와 주면으로의 쐐기수평력을 발휘하여 지지력을 증대시키는 "선단 확장형 마이크로파일"이 개발되었으나, 개발된 공법에 대한 정확한 검증이 부족하여 실제 현장에서 활용되지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는, 선단 확장형 마이크로파일의 지지 메커니즘과 일반 마이크로파일 대비 지지력 증대효과를 검증하고자 3차원 수치해석을 수행하였다. 선단 확장형 마이크로파일을 모델링하고 수치해석을 위한 입력 물성치를 산정하였으며, Lab-scale 수치해석을 통하여 고정 지압 구조체가 압축·팽창되면서 발현되는 수평력에 의한 지지 메커니즘을 확인하였다. 이와 더불어 Field-scale 수치해석을 통해 일반 마이크로파일과의 지지력을 비교·검증한 결과, 압축 및 인발지지력이 각각 20.0%와 38.9% 증대되는 것을 확인하였다.