• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.21-29
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• 2010

본 논문에서는 소음과 진동이 거의 없고 환경친화적 공법으로 기대되는 무소음 무진동을 위한 스크류콘크리트말뚝공법을 소개하였고, 기존 PHC말뚝과 스크류콘크리트말뚝에 대하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과 각 말뚝의 지지력 및 침하량 거동을 분석하였고 비교하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.21-35
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• 2016

최근 철도는 고속화를 위해 콘크리트궤도를 적용하는 추세이고 연약지반 구간에 건설된 철도는 장기간에 걸친 작은 양의 침하발생으로도 침하에 민감한 콘크리트 궤도의 침하량 허용범위를 초과하여 궤도의 손상과 뒤틀림을 초래할 수 있다. 연약지반에 건설된 철도의 잔류침하를 효과적으로 제어 할 수 있는 방법으로 성토지지말뚝공법을 들 수 있으며 성토하중을 말뚝머리로 전달하기 위해 콘크리트 슬라브가 사용되기도 하나 하중이 전달되는 과정에 나타나는 성토체 내부의 아칭효과를 극대화하는 토목섬유를 이용한 방법이 보다 경제적이다. 그러나 토목섬유 등으로 인해 집중된 성토하중을 받는 성토지지용 말뚝은 일반적으로 교량구조물에 사용하는 PHC말뚝을 그대로 사용하고 있으며 이는 필요이상으로 높은 강도의 재료를 사용함으로써 재료의 효율성이 크게 떨어지고 있는 실정이다. 이에 따라 해외의 적용사례 조사를 통해 성토지지용으로 가장 적합한 말뚝의 형식으로 현장타설 콘크리트 말뚝을 선정하고 산업부산물을 이용한 배합설계와 압축강도시험을 통해 성토지지용 말뚝재료의 최적 배합조건을 도출하였다. 그리고 최적배합조건을 적용한 성토지지용 현장타설말뚝이 기존 PHC말뚝에 비해 재료의 효율성이 약 2.8배 뛰어나다는 것을 수치해석을 통해 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.23-32
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• 2010

국내에서 사회간접자본에 대한 투자가 확대되면서 말뚝기초에 대한 수요가 급증하고 있으며, 시공현장에서는 시공성 및 내구성이 우수한 강관말뚝을 주로 사용하고 있다. 그러나 최근 전 세계적으로 강관말뚝 가격의 급등으로 인해 강관말뚝과 동일한 성능이면서 재료비를 경감시킬 수 있는 새로운 말뚝기초에 대한 연구가 요구되어 지고 있다. 본 연구에서는 수평력에 의한 모멘트가 작용하는 말뚝기초 상부에는 인장응력에 유리한 강관말뚝을 적용하고 연직응력만 부담하는 하부에는 강관말뚝에 비해 경제적인 PHC말뚝을 적용한 복합말뚝에 대한 적용성을 검토하기 위하여, 국내 현장의 교량기초에 실제 시공된 복합말뚝에 대해 하중 재하 및 전이시험을 실시하였다. 현장시험결과를 기존 이론식과 비교분석하였으며, 이중 p-y 비선형해석결과와 유사하게 나타냈다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권10호
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• pp.47-66
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• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권9호
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• pp.19-31
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• 2017

미국 사례의 경우 항타말뚝과 현장타설말뚝은 동재하시험과 정재하시험 지지력 상관관계 분석에서 좋은 상관관계를 나타내었다. 하지만, 국내에서는 해외에서 많이 사용하지 않는 매입말뚝으로 주로 시공을 하고 있으며, 매입말뚝의 동재하시험 신뢰성에 대해 의문이 많아 동재하시험의 신뢰도를 확인하고자 하였다. 본 연구에서는 LH 현장(천안, 인천, 의정부)에서 PHC 매입말뚝에 대하여 재하시험을 실시하였으며, 동재하시험(EOID 7회, Restrike 7회)과 정재하시험(7회) 지지력을 비교 분석하였다. 그 결과 재항타동재하지지력 및 정재하지지력 평균 값 비교 시 정재하지지력 평균 값이 약 27% 높게 나타났다(신뢰도 : 0.73, 변동계수 : 0.3). 재항타지지력(Davisson 판정 값) 및 정재하지지력(Davisson 판정 값) 평균 값 비교 시 정재하지지력(Davisson 판정 값) 평균 값이 약 27% 높게 나타났다(신뢰도 : 0.73, 변동계수 : 0.2). 동재하시험과 정재하시험의 차이를 줄이고자 본 연구에서는 수정동재하지지력(EOID의 극한선단지지력+Restrike의 극한주면마찰력)을 제시하였으며, 수정동재하지지력과 정재하지지력을 비교했을 때는 그 차이가 9%로 줄어들었다(신뢰도 : 0.91, 변동계수 : 0.2). 또한 변동계수가 0.2로 줄어들어 일관성이 증가한 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.75-81
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• 2020

The purpose of this paper is to provide an experimental and analytical study on the reinforced large diameter pretensioned high strength concrete (R-LDPHC) pile. R-LDPHC pile was reinforced with infilled concrete, longitudinal, and transverse rebar to increase the flexural and shear strength of conventional large diameter PHC (LDPHC) pile without changing dimension of the pile. To evaluate the shear and flexural strength enhancement effects of R-LDPHC piles compared with conventional LDPHC pile, a two-point loading tests were conducted under simple supported conditions. Nonlinear analysis on the basis of the conventional layered sectional approach was also performed to evaluate effects of infilled concrete and longitudinal rebar on the flexural strength of conventional LDPHC pile. Moreover, ultimate strength design method was adopted to estimate the effect of transverse rebar and infilled concrete on the shear strength of a pile. The analytical results were compared with the results of the bending and shear test. Test results showed that the flexural strength and shear strength of R-LDPHC pile were increased by 2.3 times and 3.3 times compared to those of the conventional LDPHC pile, respectively. From the analytical study, it was found that the flexural strength and shear strength of R-LDPHC pile can be predicted by the analytical method by considering rebar and infilled concrete effects, and the average difference of flexural strength between experimental results and calculated result was 10.5% at the ultimate state.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.107-116
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• 2000

4개 현장에 실물크기의 강관말뚝과 PC 및 PHC 말뚝의 축방향에 대한 지지거동을 알아보기 위하여, 강관말뚝에 스트레인게이지를 부착하고 항타시 계측기 손상여부를 조사하면서 동재하시험을 수행하였다. 아울러 동일한 말뚝에 대하여 2일과 7일 경과후에 정재하시험을 실시하여 하중-침하량 거동과 주면 및 선단지지력을 분리 측정하였다. 그 결과, CAPWAP 해석에 Davisson방법을 적용하여 구한 강관말뚝의 허용지지력은 정재하시험에서 구한 허용지지력 보다 약 2~33%정도 크게 나타났다. 그리고 정재하시험 결과에서 구한 산술평균한 허용지지력은 CAPWAP해석에서 Davisson's offset방법으로 구한 허용지지력보다 극한지지력에 FS=2.5를 적용하여 구한 허용지지력에 더 근접하는 경향을 보였다. 또한, 단위면적당 주면지지력은 깊이가 증가함에 따라 증가하였고, 말뚝선단부 1~2m 이내에서 발휘되는 비율이 상당히 큰 것으로 나타났다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권2호
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• pp.123-127
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• 2015

나무말뚝은 국내 온실에서는 적용된 사례는 많지 않으나 네덜란드에서는 비교적 많이 사용되고 있다. 강관말뚝 및 PHC말뚝에 비해 경제적이고 공기가 단축되며 친환경적 공법이라는 장점을 가지고 있다. 부식방지를 위해 지하수면 아래에서 시공되어야 하는 제한적 조건이 있으나 국내 간척지의 경우 지하수위가 높은 지역이 많기 때문에 간척지에서 온실기초 보강을 위한 나무말뚝의 활용도는 높을 것으로 예상된다. 본 연구에서는 간척지에서 나무말뚝기초에 대한 기초설계자료를 제공할 목적으로 현장인발재하시험을 통해 나무말뚝기초의 인발저항력을 측정하였고, 기초 설계시 기존의 인발저항력 산정이론식에 대한 적용성을 검토하기 위해 현장인발재하시험을 통해 얻어진 최대인발저항력과 기존의 인발저항력산정 이론식을 비교하여 검토하였다. 본 연구에서 사용한 나무말뚝의 수종은 소나무이며, 직경 25cm와 직경 30cm의 나무말뚝에 대하여 근입깊이 1m, 3m, 5m별로 현장인발재하시험을 진행하였다. 그 결과, 나무말뚝의 인발저항력은 근입깊이가 증가할수록 선형적으로 뚜렷하게 증가하는 경향을 보였으며, 근입깊이 5m를 기준으로 최대인발저항력은 직경 25cm와 직경 30cm의 나무말뚝이 각각 9.38tf, 10.56tf로 모두 9tf 이상의 인발저항력이 나타났다. 나무말뚝의 최대인발저항력 산정을 위해 기존의 산정 이론식에 대한 적용성을 검토한 결과, a 방법으로 부터 얻어진 인발저항력의 경우 전반적으로 현장시험결과에 근접하는 수치를 제공하는 것으로 나타났고 Das & Seeley 이론식의 경우 현장타설말뚝과 강관말뚝의 인발저항력 값 사이에 현장시험의 나무말뚝의 인발저항력 값이 위치하는 것으로 나타났다.

• 한국안전학회지
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• 제33권3호
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• pp.52-57
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• 2018

The pile construction method is changing from the pile driving operation to the injected precast pile method. It is to prevent environmental damage and to minimize complaints caused by noise. Therefore, economic alternatives optimized for the injected precast pile method are required. In this study, the enhanced spun reinforced concrete piles manufactured by high strength materials were proposed. Experimental tests were conducted to evaluate their structural safety and nonlinear finite element analysis was performed to improve the reliability of experimental results. The experimental results and the analytical results were in good agreement with each other and the proposed enhanced spun reinforced concrete pile has better performance than that required by the design. However, the performance of the joint using the existing method used in the PHC pile was considered to be insufficient.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권2호
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• pp.267-278
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• 2022

Pre-stressed concrete circular spun piles are widely used in various infrastructure projects around the world and offer an economical deep foundation system with consistent and superior quality compared to cast in-situ and other concrete piles. Conventional methods for measuring the lateral response of piles have been limited to conventional instrumentation, such as electrical based gauges and pressure transducers. The problem with existing technology is that the sensors are not able to assist in recording the lateral stiffness changes of the pile which varies along the length depending on the distribution of the flexural moments and appearance of tensile cracks. This paper describes a full-scale bending test of a 1-m diameter spun pile of 30 m long and instrumented using advanced fibre optic distributed sensor, known as Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA). Optical fibre sensors were embedded inside the concrete during the manufacturing stage and attached on the concrete surface in order to measure the pile's full-length flexural behaviour under the prescribed serviceability and ultimate limit state. The relationship between moments-deflections and bending moments-curvatures are examined with respect to the lateral forces. Tensile cracks were measured and compared with the peak strains observed from BOTDA data which corroborated very well. By analysing the moment-curvature response of the pile, the structure can be represented by two bending stiffness parameters, namely the pre-yield (EI) and post-yield (EI_cr), where the cracks reduce the stiffness property by 89%. The pile deflection profile can be attained from optical fibre data through closed-form solutions, which generally matched with the displacements recorded by Linear Voltage Displacement Transducers (LVDTs).