• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.89-100
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• 2019

본 연구에서는 동재하시험을 통해 매입공법으로 선단이 암반에 근입된 초고강도 PHC 말뚝의 지지력 특성을 분석하였다. 초고강도 PHC 말뚝은 일반 고강도 PHC 말뚝에 비해 콘크리트의 강도가 높아 허용구조내력을 향상시킬 수 있었다. 초고강도 PHC 말뚝의 최적 설계를 위해서는 지반지지력도 증가된 구조내력과 균형을 맞출 수 있도록 증가되어야 할 것이다. 오늘날, 지반지지력 검증을 위한 동재하시험 시 경험적으로 고강도 PHC 말뚝과 유사한 항타에너지를 초고강도 PHC 말뚝에 적용하고 있는 실정이다. 동재하시험 결과를 기반으로 초고강도 PHC 말뚝의 지지력에 영향을 미치는 요소들을 분석한 결과, 선단지지력에 대해 선단 주변지반의 표준관입시험 N값의 영향은 미미하였으며, 항타에너지가 증가할수록 선단지지력이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 주면마찰력의 경우, 항타에너지의 증가에 따른 변화가 나타나지 않았다. 또한, 허용지지력을 판단하는 Restrike 시험시 선단지지력의 영향은 극히 작아 허용지지력 판단시 합리적인 방안이 필요하다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.98-106
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• 2020

선행연구(Yeom, 2018)에서는 PHC 파일 두부정리 작업의 문제점을 인지하고 PHC 파일 두부정리 작업의 전 과정을 노무자의 투입 없이 수행할 수 있도록 하는 All-in-one 어태치먼트 기반 PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 로봇의 프로토타입을 개발하였다. 본 연구의 목적은 선행연구(Yeom, 2018)를 통해 개발된 프로토타입의 개선요구사항을 반영하여 최종 프로토타입을 개발하고, 개발된 최종 프로토타입에 대한 설문조사 기반의 기술적 타당성 분석, 현장 적용성 분석을 수행하는 것이다. 최종 프로토타입에 대한 기술적 타당성 분석 결과, PHC 파일 절단 위치 센싱부에서 89.9%, PHC 파일 절단부에서 74.2%, PHC 파일 핸들링부에서 82.8%의 응답자가 기술적 타당성에 대해 높게 평가하였으며, 작업 안전성 측면에서 81.8%, 작업 생산성 측면에서 66.6%, 작업 편의성 측면에서 90.9%, 절단면 품질 측면에서 72.7%의 응답자가 재래식 방식 대비 해당 측면의 향상 효과를 우수하게 평가하였다. 본 연구 결과에 기대어 볼 때 추후 본 연구를 통해 개발된 All-in-one 어태치먼트 기반 PHC 파일 원커팅 두부정리 자동화 로봇이 실제 현장에 적용될 경우 그 파급효과가 매우 우수할 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.66-71
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• 2013

말뚝은 상부구조물에 작용하는 하중을 지반에 전달하는 구조요소로서, 일반적으로 말뚝기초는 지중 또는 수면 아래 지중에 건설된다. 이러한 환경은 부식 또는 염해를 유발하여 말뚝에 손상을 야기한다. 지중 및 수중 구조요소인 말뚝이 손상될 경우, 손상에 따른 내구성을 평가하기 어려우며 추가적인 보수보강 및 유지관리 또한 어렵다. 이 연구에서는 말뚝기초의 내구성과 제작성을 개선하기 위하여 하이브리드 FRP-Concrete 합성말뚝(HCFFT)을 제안하였다. 제안된 HCFFT에 대한 유한요소해석과 실험을 실시하여, 이를 바탕으로 HCFFT의 최대하중 추정식을 제안하였다. 또한, 제안된 HCFFT의 제작과정에서의 문제점을 개선한 새로운 형태의 HCFFT의 형태를 제안하고, 유한요소해석을 실시하여 동일한 직경의 PHC 말뚝과 강관말뚝의 축방향 압축력을 HCFFT 말뚝의 축방향 압축력과 비교하여 HCFFT 말뚝의 장점을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.131-141
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• 2007

말뚝 기초의 거동은 말뚝을 둘러싼 주변 지반의 특성에 좌우되므로, 항타 중의 지반거동을 계측하고 지반과 말뚝 거동간의 상관관계를 분석하는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 말뚝 인접지반에 간극수압계, 경사계, 지표 변위말뚝, 그리고 말뚝 변형률계 등을 매설하여 낙동강 하구지역에 위치한 대심도 연약지반에 약 57m 관입깊이의 PHC 장대 말뚝을 항타하였을 때 말뚝 축하중 분포와 인접지반의 거동을 약 1년간 계측하고 그 결과를 분석하였다. 계측결과 매립하중과 항타에 의해 발생한 점토층 내의 과잉간극수압이 소산되면서 말뚝체 내에 부마찰력이 점차 증가하는 것으로 나타났다. 부마찰력에 의해 발생한 말뚝체의 최대 압축력 중 약 30%는 항타 중 증가한 과잉간극수압의 영향 때문으로 나타났다. 그러므로, 점성토 지반에 설치되는 대부분의 말뚝에 대하여 부마찰력을 고려한 설계를 수행할 필요성이 강조되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.81-88
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• 2005

In soft grounds with deep bearing stratum, the PHC piles are generally joined by welding or prefabricated method. However, the existing joining methods have some problems in a side view of workability, quality and cost etc. In this study, a new joining method of PHC piles, which removes the problems of the existing methods, is developed. Static and dynamic load tests in fields as well as laboratory tests such as tensile and bending tests are conducted to investigate the workability and structural safety of PHC piles joined by the new method. The test results show that tensile and bending resistances of the joint part are higher than those of PHC pile itself. PHC piles with 400mm diameter are joined by the new method within 4 minutes while 25 minutes for welding method. Bearing capacities of the PHC piles joined by the new method are nearly the same as those of jointed PHC piles by welding method.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.77-84
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• 2021

이 연구에서는 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일에 대한 휨실험을 수행하였으며, 실험의 주요 변수는 길이 방향 철근비와 PHC 파일 중공 내부 표면에 형성된 슬러지 유무로 설정하였다. 총 6개의 PHC 파일 실험체를 제작하였으며, 실험체들의 파괴모드, 균열패턴, 단면내 길이방향 변형률 분포, PHC 파일과 속채움 콘크리트 사이에 발생된 단부 슬립을 상세히 계측하고 분석하였다. 실험결과, 길이방향 철근비가 증가할수록 휨 강성 및 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, PHC 파일 내부 표면에 형성된 슬러지는 실험체의 휨성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 실험적 연구와 더불어 이 연구에서는 변형률 적합조건, PHC 파일과 속채움 콘크리트 단면내 변형률 및 응력 분포를 고려한 비선형 휨해석 모델을 제안하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교하여 제안모델의 합리성을 검증하였다. 그 결과, 제안모델은 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일의 휨거동을 매우 우수한 정확도로 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.75-95
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• 2019

본 연구에서는 사질토층을 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝에 대한 수치해석 결과를 분석하여 정리한 도표 또는 도해로부터 매입 PHC말뚝의 동원지지력을 구하는 방법을 제안하였다. 즉, 수치해석 결과인 하중-침하량 곡선에서 5% 직경에 해당하는 침하량에서 발현된 사질토층의 동원주면마찰력, 풍화암층의 동원주면마찰력과 동원선단지지력을 산정할 수 있는 표해 또는 도해를 제안하였다. 이때 허용압축지지력은 동원 지지력에 안전율 3.0을 적용하여 산정하였다. 사질토층을 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝의 허용압축지지력은 사질토층의 허용주면마찰력과 풍화암층의 허용주면마찰력 및 허용선단지지력을 합산하여 산정하는 것으로 제안하였고, 각 허용압축지지력 성분을 구할 수 있는 절차도 제시되어 있다. 본 연구에서 제안된 동원지지력 산정용 표해(또는 도해)를 사용할 경우, 적정 설계에서 PHC말뚝의 설계효율(D_E)은 85%로 나타났으며, 따라서 최적 설계에서는 PHC말뚝의 장기허용압축하중(P_all) 까지도 활용할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 PHC말뚝의 우수한 압축하중 지지 성능을 효과적으로 활용하기 위하여 지반의 허용압축지지력(Q_all)이 말뚝의 허용압축하중(P_all) 이상이 될 수 있도록 설계할 것을 권장하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.259-266
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• 2017

본 연구는 PHC말뚝의 단점인 전단력을 보강한 기능성말뚝을 개발하여 보다 경제적이고 합리적인 말뚝의 현장 적용에 기여하고자 하였다. 본 연구를 통해 개발된 CFP말뚝은 링형 합성 전단연결재를 배치하고 PHC말뚝 중공부에 콘크리트를 속채움함으로써 말뚝의 전단성능을 증대시키고, PHC말뚝 내 보강철근(H13-8ea)과 말뚝 중공부의 보강철근(H19-8ea)을 배치하여 횡보강철근비 증대에 따른 전단강도를 향상시켰다. 또한, 속채움 콘크리트와 PHC말뚝의 합성거동을 위해 말뚝 보강철근의 정착 홀이 형성된 합성 전단연결재를 배치하여 보강철근의 다월력을 말뚝의 전단강도 증진에 효과적으로 반영시켰다. CFP말뚝의 전단설계와 성능을 검증하고자 도로교설계기준의 한계상태설계법(2012)을 적용한 전단강도를 산출하였고, 말뚝 시험규정인 KS F 4306에서 제시한 실험방법을 통해 결과값을 비교 검토하였다. CFP말뚝의 단면별 설계전단강도와 실험결과 각 시험체는 설계전단강도 대비 평균 2.20, 2.15, 2.05의 안전율을 확보하는 것으로 나타나 효과적인 전단강도 예측이 가능할 것으로 생각된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.16-22
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• 2001

PHC 파일은 높은 재하능력과 충격저항 그리고 경제성 및 내구성이 우수하지만 제품 제작시 프리스트레스 텐던이 적절한 콘크리트 덮개를 확보하여야 하며 엄격한 콘크리트 덮개를 확보하여야 하며 엄격한 품질관리가 요구된다. 원심 성형시 파일단면이 시멘트풀, 모르타르 층으로 분리되면 프리스트레스 텐던의 덮개를 충분히 확보하기 어려워 파일의 운반, 야적 및 항타시 발생하는 하중효과에 의해 균열이 발생할 수 있으며, 텐던의 부식을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 프르텐션방식 원심력 고강도콘크리트 파일 생산시 원심력콘크리트의 원심조건이 파일의 재료분리층과 압축강도에 미치는 영향을 연구하기 위해 실험을 수행하였다. 실험결과에 의하면, 재료분리는 파일의 강도에 큰 영향을 주지는 않으나 원심력 크기 및 원심시간에 따라 재료분리층의 두께 변화가 심하여, 특히 고속의 원심 성형이 파일의 강도를 크게 하는 반면 재료분리도 크게 발생함을 알 수 있다. PHC 파일의 경우 재료분리가 크면 프리스트레싱 텐던의 피복두께 감소로 인해 부착력 감소, 텐던 주변의 종균열 발생, 내구성저하를 가져오고 또한, 텐던의 처짐, 비대칭 배치에 의해 불필요한 응력발생시 횡균열 발생이 가능하므로 재료분리가 적은 최적의 원심력, 원심시간결정은 중요한 것으로 보인다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.531-541
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• 2013

본 연구에서는 합성형 PHC 벽체파일의 CT형강 전단연결재가 벽체파일과 하부 슬래브와의 연결부에서 인장력에 저항하는 앵커의 성능을 갖는지 직접 인발실험을 통해 분석하였다. 다양한 실물 크기 실험체들의 파괴형상과 하중-변위 곡선으로부터 CT형강의 인발파괴를 방지하기 위해서는 CT형강 복부 홀에 관통철근을 배치하여 강도를 증가시켜야 함을 알 수 있다. 관통철근이 설치된 다양한 단면의 실험체들을 대상으로 지지점 거리를 변화시켜 파괴형상과 극한강도를 분석한 결과, CT형강의 인발파괴 전에 벽체파일 자체의 콘크리트 인장파괴가 모든 실험체에서 발생하므로 적용된 CT형강 전단연결재는 벽체파일과 하부 슬래브 연결부의 발생 인장력에 대해 충분히 저항할 수 있다.