• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권5호
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• pp.829-853
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• 2015

This is an experimental study to investigate the behaviour of piled raft system in different types of sandy soil. A small scale "prototype" model was tested in a sand box with load applied to the foundation through a compression jack and measured by means of load cell. The settlement was measured at the raft by means of dial gauges, three strain gauges were attached on piles to measure the strains and calculate the load carried by each pile in the group. Nine configurations of group ($1{\times}2$, $1{\times}3$, $1{\times}4$, $2{\times}2$, $2{\times}3$, $2{\times}4$, $3{\times}3$, $3{\times}4$ and $4{\times}4$) were tested in the laboratory as a free standing pile group (the raft not in contact with the soil) and as a piled raft (the raft in contact with the soil), in addition to tests for raft (unpiled) with different sizes. It is found that when the number of piles within the group is small (less than 4), there is no evident contribution of the raft to the load carrying capacity. The failure load for a piled raft consisting of 9 piles is approximately 100% greater than free standing pile group containing the same number of piles. This difference increases to about 4 times for 16 pile group. The piles work as settlement reducers effectively when the number of piles is greater than 6 than when the number of piles is less than 6. The settlement can be increased by about 8 times in ($1{\times}2$) free standing pile group compared to the piled raft of the same size. The effect of piled raft in reducing the settlement vanishes when the number of piles exceeds 6.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권6호
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• pp.559-572
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• 2021

This research presents the monitoring results and their interpretation on load sharing of the pile foundation during the construction of a high-rise (124 m in height) building in Bangkok, in soft clayey ground. Axial forces in several piles, pore water pressure and earth pressures beneath the raft in a tributary area were monitored through the construction period of the building. The raft of the pile foundation in soft clayey ground can share the load up to 10-20% even though the foundation was designed using the conventional approach in which the raft resistance is ignored. The benefit from the return of ground water table as the uplift pressure is recognized. A series of parametric study by 3D-FEA were carried out. The potential of utilizing the piled raft system for the high-rise building with underground basement in soft clayey ground was preliminarily confirmed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.19-31
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• 2013

기존의 설계에서는 상부구조물의 거동은 하부기초 및 지반을 고정단 조건으로 가정하여 분석하였고, 하부기초의 설계는 상부구조물의 하중조건만 고려하였다. 이는 상부구조물 및 기초의 부재력과 침하량을 과다하게 판단할 가능성이 있다. 본 연구에서는, 상부구조물과 말뚝지지 전면기초의 상호작용을 고려한 상호작용 해석기법을 제안하였으며, 전체 구조물의 거동을 파악하기 위한 상호작용해석기법의 적용성을 고찰하였다. 일련의 수치해석을 통하여 상호작용해석과 일체해석의 결과를 비교한 결과, 본 설계기법으로 산정한 말뚝지지 전면기초의 침하거동 및 휨모멘트가 유한요소해석과 유사하게 나타났다. 또한 상부구조물과 하부기초의 상호작용을 고려하여 전체구조물의 거동을 비교적 정확히 산정하는 것을 알 수 있었다. 이러한 검증을 토대로 본 해석기법이 실제 상부구조물-말뚝지지 전면기초설계에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권7호
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• pp.23-33
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• 2009

본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 거동을 원심모형시험과 수치해석기법을 이용하여 연구하였다. 단말뚝, 기초판, 군말뚝 및 말뚝지지 전면기초의 극한지지력 비교를 통하여 말뚝지지 전면기초의 지지력을 평가하였고, 말뚝과 기초판에 전달되는 하중 분담율을 분석하여 말뚝지지 전면기초의 극한지지력을 산정할 수 있는 경험적 상관계수를 획득하였다. 또한, 원심모형시험과 동일말뚝조건을 대상으로 수치 시뮬레이션을 수행하여 원심모형시험 결과를 검증하고 말뚝지지 전면기초의 지지력을 위한 상관계수를 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.83-91
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• 2017

말뚝지지 전면기초에서 침하량을 산정할 경우 기초판-말뚝-지반간 상호작용을 고려해야 하며, 단순 해석법으로는 이러한 복잡한 상호작용을 고려하여 해석하는 것이 어렵다. 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 침하량 해석을 위해 기초판-말뚝-지반간 상호작용을 고려한 근사해석법(HDPR)을 개발하였다. 기초판은 Mindlin 판이론을 이용하여 유한요소로 모델링 하였고, 지반 및 말뚝은 기초판에 연결된 스프링으로 모델링되었다. 지반 스프링의 경우 다층지반을 고려한 선형 스프링을 적용하였고, 말뚝은 비선형 스프링을 적용하였으며, 각각의 스프링은 기초판-말뚝-지반간 상호작용이 반영되었다. 본 연구에서의 해석기법 검증을 위해 3차원 유한요소해석, 기존에 개발된 근사해석방법 및 실제 현장 계측결과와 비교분석을 수행하였다. 그 결과, 개발된 기법이 말뚝 및 기초판의 침하량을 합리적으로 예측하는 것으로 나타났다. 이를 통해 실제 말뚝지지 전면기초 해석 및 설계 시 실용적인 측면에서 적용이 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 기초기술학술발표회
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• pp.77-89
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• 2002

To analyze a bearing capacity for pile groups, a number of model tests have been done and theoretical methods studied. In the case of design of group pile bearing capacity is calculated with only pile capacity. But uncertainty of bearing capacity and behavior of foundation cap(raft) leads to conservative design ignoring bearing effects of foundation cap. In the case of considering bearing capacity of foundation cap, the simple sum of bearing capacity of foundation cap and pile groups cannot be the bearing capacity of total foundation system. Since cap-pile-soil interaction affects the behavior of pile groups. Thus, understanding cap-pile-soil interaction is very important in optimal design. In this paper, the piled raft behavior is studied through model tests of 2$\times$2, 2$\times$3, 3$\times$3 pile group. Changes of behavior of pile group foundation by touching effects of foundation cap with soil are studied. Also changes of spacing between piles. Foundation cap is made of rigid steel plate and piles are made steel pipes. From this model tests, the changes of behavior changes of pile groups by touching effects of foundation cap with soil are studied.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.43-50
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• 2018

Applicability of constructing piled raft foundations on soft clay has been given attention in recent years. Lack of sufficient stiffness for soil and thus excessive settlements to allow higher contribution of piles is the major concern in this regard. This paper presents a numerical investigation of performance of piled-raft foundations on soft clay with focusing on a case study. A 3D FEM numerical model is developed using ABAQUS. The model was calibrated by comparing physical and numerical modeling results of other researchers. Then the possibility of using piled-raft system in construction of foundation for a water storage tank in Sarbandar, Iran is assessed. Soil strength parameters in the numerical model were calibrated using the instrumentation data of a heavily instrumented preloading project at the construction site. The results indicate that choosing the proper combination of length and spacing for piles can lead to acceptable differential and total settlements while a high percentage of total bearing capacity of piles can be mobilized, which is an efficient solution for the project. Overall, the construction of piled-rafts on soft clays is promising as long as the total settlement of the structure is not imposing restrictions such as the common 25 mm allowable settlement. But instead, if higher allowable settlements are adopted, for example in the case of rigid steel tanks, the method shall be applicable with considerable cost savings.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.67-75
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• 2007

본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 거동특성을 파악하기 위하여 사질토 지반에서 실내 모형실험을 실시하였으며, 그 결과를 수치해석 및 해석적 방법과 비교 검토하는 연구를 수행하였다. 실내 모형실험에서는 동일한 지반조건, 말뚝조건 및 하중조건에서 말뚝지지 전면기초와 비접촉 무리말뚝에 대한 모형실험을 수행하였으며, 단말뚝과 래프트에 대해서도 동일한 조건으로 모형실험을 실시하였다. 그리고 말뚝간격과 길이, 말뚝배열 및 지반조건을 변화시켜 래프트의 하중부담률을 조사하였다. 모형실험 결과들은 말뚝지지 전면기초의 해석프로그램인 DEFPIG, 해석적 방법과 Phung 방법의 결과들과 비교 및 검토하였다. 본 연구 결과에 의하면, 래프트의 하중분담률은 말뚝간격과 길이 및 지반의 상대밀도에 따라 변화하며, Phung 방법의 결과가 모형실험 결과와 가장 유사한 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.73-83
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• 2005

최근 사용이 증대되고 있는 말뚝지지 전면기초(piled raft foundation) 개념의 기초 설계에서는 지지력을 증대시키기 위한 목적 보다는 주로 침하를 감소시킬 목적으로 말뚝이 사용된다. 콘크리트궤도가 연약한 지반에 설치되는 경우에는 일반적으로 지지력 측면에서의 문제는 없으나, 과도한 침하가 발생할 수 있다. 이 경우 소수의 소구경 말뚝을 궤도하부에 적절히 배치하여 설치하면 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있을 것으로 예측된다. 본 논문에서는 말뚝 설치로 인한 콘크리트궤도의 침하감소 효과를 수치해석을 통해 평가하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 말뚝이 설치된 콘크리트궤도를 모델링 하였으며, 지반 강성과 말뚝 배치의 변화에 따른 침하량 감소 효과의 차이를 분석하였다. 해석 결과로 부터 말뚝설치를 통해 콘크리트궤도의 침하를 효과적으로 감소시킬 수 있는 것을 확인하였으며, 경제적인 설계를 위한 지반조건에 따른 합리적인 말뚝 열수와 간격을 제시하였다. 또한, 지반 조건과 말뚝 배치의 변화에 따른 말뚝의 하중분담 특성을 분석함으로써, 콘크리트궤도 하부에 설치된 말뚝의 지지 메커니즘을 파악하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.387-395
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• 2003

사질토 지반에서 말뚝지지 전면기초의 거동을 연구하기 위하여 모형시험을 실시하였다. 특히 본 연구에서는 기존의 모형시험에서 구현하기 어려운 구속응력 재하를 위하여 삼축압축 시험기를 이용하는 방법을 고안, 적용함으로써 구속 응력 작용 상태에서 말뚝지지 전면기초의 거동을 파악하고자 하였다. 직경 6mm의 강봉과 두께 8mm(직경 50mm)의 알루미늄 판으로 말뚝과 전면기초 모형을 각각 제작하여 모형시험에 이용하였다. 시료의 균질성 확보를 위하여 주문진 표준사를 사용하였으며, 삼축압축 시험기 내에 말뚝지지 전면기초 모형을 설치한 공시체를 거치한 후 구속응력을 재하 하고 압축 하중을 가하였다. 이와 같은 시험 방법으로 구속응력의 변화, 말뚝 개수의 변화, 말뚝 길이 변화에 따라 지지력 증감 비율, 하중 분담률 및 침하 저감 효과를 중심으로 분석하였으며, 구속압에 따른 말뚝 지지력과 주면마찰 저항력을 계산하였다. 실험 결과 전면기초에 마찰 말뚝을 설치하였을 때 지지력 증가와 침하 저감 효과가 뛰어난 것으로 확인되었다. 특히 말뚝 길이 증가에 비하여 말뚝 개수 증가 시 지지력 증대 효과와 침하 억제 효과가 큰 것으로 나타났다. 앞으로 이러한 소규모 삼축압축 시험 방법을 이용하여 구속응력 하에서의 말뚝 하중 전이 현상 등에 대한 연구도 가능하리라 판단된다.