• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권8호
• /
• pp.31-42
• /
• 2019

최근에 시공된 건축현장의 73개 설계 자료를 분석하여 매입 PHC말뚝에 대한 설계 현황을 고찰하였다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 사용하고 있는 극한지지력 산정공식에 따라 산정한 전체지지력에 대한 주면마찰력의 분담율(SRF)는 20~53%로 나타났다. 극한주면마찰력이 과소평가되는 지지력 산정공식에 대한 개선이 필요한 것으로 판단되었다. PHC말뚝의 재료 성능에 대한 평균 설계 효율은 약 70%이었으며 지반 지지력에 대한 평균 설계 효율은 약 80%이었다. 즉, 지반의 설계 효율은 PHC말뚝의 설계 효율보다 약간 높은 수준으로 나타나고 있었다. 이는 지반 지지력을 설계하중보다 동등한 수준 또는 그것보다 약간 높은 수준으로 계산하고 있는 설계 현황에 기인한 것으로 판단되었다. 지반의 허용지지력을 PHC말뚝의 허용연직압축하중보다 높은 수준으로 산정하여야 할 것으로 판단되었다. 매입 PHC말뚝의 지지력 산정공식에서는 극한주면마찰력이 극한선단지지력보다 상대적으로 2.2배 정도 낮은 수준으로 계산되었다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 적용하고 있는 극한지지력 산정공식들은 모두 국외 지반을 대상으로 개발되었으며 국내 지반에 대한 적용성 검증 없이 도입되어 사용되어 오고 있었다. 매입 PHC말뚝의 설계에서 적용할 지지력 산정공식의 개선이 이루어져야 할 것으로 판단되었다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제4권1호
• /
• pp.1-17
• /
• 2008

This study proposes a conceptual framework of in-situ vibration tests and analyses for quality appraisal of non-slender, cast-in-place piles with irregular cross-section configuration. It evaluates a frequency index from vibration recordings to a series of impulse loadings that is related to total soil-resistance forces around a pile, so as to assess if the pile achieves the design requirement in terms of bearing capacity. In particular, in-situ pile-vibration tests in sequential are carried out, in which dropping a weight from different heights generates series impulse loadings with low-to-high amplitudes. The high-amplitude impulse is designed in way that the load will generate equivalent static load that is equal to or larger than the designed bearing capacity of the pile. This study then uses empirical mode decomposition and Hilbert spectral analysis for processing the nonstationary, short-period recordings, so as to single out with accuracy the frequency index. Comparison of the frequency indices identified from the recordings to the series loadings with the design-based one would tell if the total soil resistance force remains linear or nonlinear and subsequently for the quality appraisal of the pile. As an example, this study investigates six data sets collected from the in-situ tests of two piles in Taipu water pump project, Jiangshu Province of China. It concludes that the two piles have the actual axial load capacity higher than the designed bearing capacity. The true bearing capacity of the piles under investigation can be estimated with accuracy if the amplitude of impact loadings is further increased and the analyses are calibrated with the static testing results.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제34권4호
• /
• pp.397-408
• /
• 2023

Pipe pile walls are commonly used as retaining structures for excavation projects, particularly in densely populated coastal cities such as Hong Kong. Pipe pile walls are preferred in reclaimed land due to their cost-effectiveness and convenience for installation. However, the pre-bored piling techniques used to install pipe piles can cause significant ground disturbance, posing risks to nearby sensitive structures. This study reports a well-documented case history in a reclamation site, and it was found that pipe piling could induce ground settlement of up to 100 mm. Statutory design submissions in Hong Kong typically specify a ground settlement alarm level of 10 mm, which is significantly lower than the actual settlement observed in this study. In addition, lateral soil movement of approximately 70 mm was detected in the marine deposit. The lateral soil displacement in the marine deposit was found to be up to 3.4 and 3.1 times that of sand fill and CDG, respectively, mainly due to the relatively low stiffness of the marine deposit. Based on the monitoring data and site-investigation data, a 3D numerical analysis was established to back-analyze soil movements due to the installation of the pipe pile wall. The comparison between measured and computed results indicates that the equivalent ground loss ratio is 20%, 40%, and 20% for the fill, marine deposit and CDG, respectively. The maximum ground settlement increases with an increase in the ground loss ratio of the marine deposit, whereas the associated influence radius remains stationary at 1.2 times the pipe pile wall depth (H). The maximum ground settlement increases rapidly when the thickness of marine deposit is less than 0.32H, particularly for the ground loss ratio of larger than 40%. This study provides new insights into the pipe piling construction in reclamation sites.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제12권2호
• /
• pp.239-255
• /
• 2017

Various centrifuge model tests on the pile foundations were performed to investigate fundamental characteristics of a pile-soil-foundation system recently, but it is hard to find numerical analysis results of a pile foundation system considering the nonlinear behavior of soil layers due to the dynamic excitations. Numerical analyses for a pile-soil system were carried out to verify the experimental results of centrifuge model tests. Centrifuge model tests were performed at the laboratory applying 1.5 Hz sinusoidal base input motions, and nonlinear numerical analyses were performed utilizing a finite element program of P3DASS in the frequency domain and applying the same input motions with the intensities of 0.05 g~0.38 g. Nonlinear soil properties of soil elements were defined by Ramberg-Osgood soil model for the nonlinear dynamic analyses. Nonlinear numerical analyses with the P3DASS program were helpful to predict the trend of experimental responses of a centrifuge model efficiently, even though there were some difficulties in processing analytical results and to find out unintended deficits in measured experimental data. Also nonlinear soil properties of elements in the system can be estimated adequately using an analytical program to compare them with experimental results.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.15-24
• /
• 2006

본 연구에서는 수평재하시험과 공내수평재하시험 결과를 이용하여 지반반력계수를 각각 분석하였다. 또한 이들 값과 수평재하시험 실시 위치에서의 N치를 이용하여 도로교표준시방서, 일본토목학회, Hukuoka식, 일본도로협회 제안식으로 산정한 수평방향 지반반력계수를 비교 및 분석하여 제안식별 적용성을 평가하고자 하였다. 수평방향 지반반력계수 산정시 지반의 변형계수가 큰 영향을 미치는 것으로 볼 때 합리적인 지반의 변형계수 산정이 매우 중요하며, 제안식별 변형계수 적용에 대해 재하시험 결과를 이용하여 검토하였다. 특히 공내수평재하시험 결과를 이용하여 지반반력계수를 산정하는 방법은 수평변위를 고려할 수 없는 등의 문제점이 있는 것으로 나타나 사질토 지반의 수평방향 지반반력계수 산정시 말뚝의 직경과 수평변위를 고려할 수 있는 식을 제안하였으며, 아울러 N치를 이용한 지반의 변형계수를 고려하는 제안식에 대해서는 수평재하시험과 비교하여 지반의 변형계수 추정식을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권6호
• /
• pp.37-47
• /
• 2018

본 연구에서는 모래다짐말뚝(sand compaction pile, SCP)과 자갈다짐말뚝(gravel compaction pile, GCP)으로 보강된 지반의 극한지지력을 예측할 수 있는 식을 제안하고자 34개의 국내외 실내재하시험 데이터를 수집하고 이를 분석하였다. 수집된 자료를 기존의 이론식에 의한 극한지지력 산정 값과 비교하여 기존 이론식의 예측 정도를 파악하였다. 또한 극한 지지력 예측식을 제안하고자 다중회귀분석을 수행하였으며, 단일잔류 교차검증에 따른 예측오차평가를 통하여 가장 효율적인 입력변수의 수 및 조합을 선정하였다. 최종적으로 SCP와 GCP의 실내재하시험에 대한 극한 지지력을 예측하기 위한 다중회귀식을 제안하였으며 그 성능을 평가하였다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제20권3호
• /
• pp.255-265
• /
• 2020

Laboratory tests are conducted to investigate the performance of retaining system with different combinations of long-short piles. Numerical analysis implemented using ABAQUS are verified by comparing numerical results with measured data. By performing numerical studies, the horizontal displacement of piles, heave of excavation bottom and bending moment of pile for various pile system with different pile lengths are investigated. Results show that long piles share higher bending moments than short piles. The increase in the number of short piles leads to a slight increase in the heave at excavation bottom for long-short pile retaining system. Retaining system with different long and short pile combinations have greater effects on the horizontal displacement of pile above the excavation bottom, compared to its counterparts below excavation bottom. For a given length of long pile, the bending moment and displacement of piles increase with the decrease in length of short piles, while the increasing rate of maximum moment of retaining pile system is insignificant. Results highlight that a reliable and economical pile retaining system can be designed by optimizing the number and length of short piles, provided that the working performance of retaining structures above excavation bottom meets the design requirement in practice.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제22권11호
• /
• pp.113-122
• /
• 2006

국내에서 말뚝 정재하 실험이 수많이 수행되고 있지만, 그 결과의 활용도가 낮아서 재하실험 방법과 분석방법 등에 대하여 재고할 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 두터운 연약지반 하부의 모래층에 PHC 말뚝 선단을 지지시킨 후 하중전이 정재하 실험을 수행하였다. 말뚝의 설치 이후에 장기간에 걸쳐 주면 마찰력을 측정하였으며, 국내에서 보편적으로 적용되고 있는 재하법과는 다른 급속재하법에 의하여 정재하실험을 실시하였다 그 실험결과를 이용하여 말뚝의 탄성계수, 잔류응력 및 참 지지력을 산정하였다. 결과적으로, 재하실험 전에 말뚝에 존재하는 잔류하중이 주면 마찰력과 선단지지력에 크게 영향을 미친다는 사실을 확인할 수 있었다. 또한, 점성토 지반에서의 장대말뚝에 대해서는 지반의 강도회복(setup) 효과가 매우 크다는 사실을 알 수 있었다.

• 한국안전학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.58-63
• /
• 2020

At the construction site of the driving site, the pile rebound and penetration measurements are performed manually to determine the end point of the driving operation, thereby causing the measurer to be exposed to a death accident. In this study, in order to eliminate the risk of this work, a non-contact penetration measuring device was developed and usability evaluation was conducted. The penetration measuring device is manufactured based on the ultrasonic sensor, and can be combined with the pile to deliver the data in real time, and the delivered data can be output in real time on the portable PC and the final penetration can be calculated. Usability evaluation on the device was conducted by comparison with manual work. Usability evaluation was largely evaluated on measured values, subjective comfort, and body parts comfort. The result of the measured value tended to overestimate the value measured manually by the measuring device, which is similar to the previous research. In terms of subjective comfort and body part comfort, overall satisfaction was higher than the manual method when using the measuring device. Taken together, these results indicate that it is possible to use the rudder measuring device in place of manual work in the construction site, and it is judged that the worker's comfort is greatly increased by using the measuring machine. The results of this study suggest that the use of non-contact measuring device in the field can be used as basic data to support them.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제35권12호
• /
• pp.25-33
• /
• 2019

본 연구에서는 수직증축 구조물의 기존말뚝의 축강성(K_ve)을 이론적인 접근과 현장 계측 결과를 바탕으로 추정하였다. 이론적인 접근에는 Randolph와 Wroth(1978)가 제안한 축강성 공식을 적용하여, 지중에 설치된 강성 및 연성말뚝의 세장비(L/D)에 따른 축강성의 범위를 도출하였다. 여기에, 1995 - 1997년 사이에 설치된 38본 말뚝의 계측된 시공 당시 축강성을 이론적으로 도출한 축강성 범위에 중첩해서 고려하였다. 이를 통하여, 노후화와 열화에 의하여 감소한 기존말뚝의 축강성의 최대값을 세장비에 따라 제안하였고, 도출된 값을 통계적인 기법을 통하여 상위 95% 값을 제안하여 신설 보강말뚝 설계 시 필요한 최소 축강성(K_vr)을 산정하는 데에 활용할 수 있도록 하였다.