• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.95-104
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• 2006

최근 경제적이고 안전한 기초 설계를 위하여 말뚝지지 전면기초(Piled raft) 또는 말뚝보강기초(Disconnected piled raft)에 대한 설계가 관심을 모으고 있다. 본 연구는 국내에서 연구가 미진한 말뚝보강기초의 거동과 그 효과를 실내 모형 시험을 대신하는 삼축압축시험을 통하여 규명하였다. 주문진 표준사와 탄소봉을 각각 지반과 말뚝으로 사용하여 삼축압축시험기에 보강 지반을 성형한 후 구속응력 상태에서 재하 시험을 실시하였다. 말뚝 보강에 따른 거동 차이를 규명하기 위하여 말뚝 개수, 말뚝 직경 및 말뚝 길이 등의 변화를 주어 하중-침하 관계를 도시하고 그 결과를 분석하였다. 시험 결과 기초지반 면적에 대한 보강 말뚝 면적비를 보강률이라 정의할 때 말뚝 수평단면 보강률이 약 18%이고, 수직단면 보강률이 약 70%일 경우 침하량은 무보강시에 비하여 약 80%까지 감소되는 것으로 나타났다. 또한 수평단면 보강률 및 수직단면 보강률에 따른 말뚝보강기초 지반의 변형계수 변화는 각각 직선식 E(Mpa) = 8.3p(%)+121.2와 E(Mpa) = 1.8p(%)+105.5로 나타났다. 본 연구의 결과 말뚝보강기초에서 소구경, 소량의 말뚝 보강으로도 비교적 큰 기초지반 침하 억제 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.271-281
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• 2015

This paper introduces detailed three-dimensional numerical analyses on a bored pile foundation for a high-rise building. A static load test was performed on a test pile and a numerical model of a single pile, which was calibrated by comparing it with the test result. The detailed numerical analysis was then conducted on the entire high-rise building foundation. Further study focused on soil pressures under the base slab of a piled raft foundation. Total seven cases with different pile numbers and raft-soil contact conditions were investigated. The design criteria of a foundation, especially settlement requirement were satisfied even for the cases with fewer piles under considerable soil pressure beneath the base slab. The bending moment for the structural design of the base slab was reduced by incorporating soil pressures beneath the base slab along with bored piles. Through the comparative studies, it was found that a more efficient design can be achieved by considering the soil pressure beneath the slab.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제1권1호
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• pp.51-56
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• 2000

조립토 piled raft 시스템은 상부 raft 기초 하부의 연약지반을 조립토 다짐말뚝으로 보강하여 침하를 감소시키고 또한 지지력 증대를 도모하는 효과적인 공법으로 사용되어 왔다. 본 연구에서는, 말뚝 사이의 상호작용 효과 및 말뚝과 raft의 상호작용 효과 등을 고려하고 또한 판이론(plate theory)을 토대로, raft와 기초지반 사이 접촉면에서 발생하는 지점별 불균등 침하량을 예측하기 위한 유한요소 해석기법을 제시하였다. 제시된 해석기법은 조립토 piled raft 시스템의 다양한 배치형태에 대해 지점별 침하량 예측이 가능하며, 제시된 기법의 적합성 확인을 위해 예측된 침하량을 기존 연구결과(김 등, 1999)와 비교 분석하였다. 이외에도 제시된 기법을 이용하여, 조립토 piled raft 시스템의 배치형태별 거동특성 분석이 이루어 졌으며, 또한 침하량 감소효과를 관련 설계변수와 연계하여 분석을 수행하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권5호
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• pp.511-525
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• 2024

Micropiled raft has been used to support the existing and new structures or to provide the seismic reinforcement of foundation systems. Recently, research on micropile or micropiled raft has been actively conducted as the usage of micropile has increased, and the reinforcement effect of pile for the raft, the pile installation methods, and methods for calculating the bearing capacity of micropiled raft have been proposed. In addition, existing research results show that the behavior of this foundation system is different depending on the pile conditions and can be greatly influenced by the characteristics of the upper or lower ground depending on the conditions of pile. In other words, considering that the micropile is a friction pile, it can be predicted that the reinforcing effect of micropile for the raft and the bearing capacity of micropiled raft may depend on the cohesion of upper soil layer depending on the pile conditions. However, existing studies have limitations in that they were conducted without taking this into account. However, existing studies have limitations as they have been conducted without considering these characteristics. Accordingly, this study investigated the reinforcing effect of micropile and the bearing characteristics of micropiled raft by varying the cohesion of upper soil layer and the stiffness of pile which affect the behavior of micropiled raft. In this results, the reinforcing effect of micropile on the raft also increased as the cohesion of soil layer increased, but the reinforcing effect of pile was more effective in ground conditions with decreased the cohesion. In addition, the relationship between the axial stiffness of micropile and the bearing capacity of micropiled raft was found to be a logarithmic linear relationship. It was found that the reinforcing effect of micropile can increase the bearing capacity of raft by 1.33~ 3.72 times depending on the cohesion of soil layer and the rigidity of pile.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.47-55
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• 2000

본 연구에서는, 유전자 알고리즘을 이용한 piled raft 기초의 최적설계 기법을 제시하였다. 최적설계에 사용한 목적함수는 구조물의 사용한계에 해당하는 부등침하량과 piled raft 기초의 시고비용 차원에서의 말뚝과 raft의 총 중량으로 하였다. 유전자 알고리즘은 다읜의 적자생존의 법칙을 따르는 자연진화 법칙을 바탕으로 한 최적화 기법이다. 본 연구에서는 piled raft 기초의 해석방법으로 Clancy(1993)가 제시한 "hybrid" 해석방법을 사용하였으며, 유전자 알고리즘기법은 Goldberg(1989)가 제시한 단순 유전자 알고리즘(SGA)을 적용하였다. 또한 유전자 알고리즘을 이용한 최적설계기법의 유효성을 평가하기 위해 설계예제 및 매개변수변화연구를 통해 piled raft 기초시스템의 중요 설계인자들에 대한 분석을 수행하였다. 매개변수변화연구로부터 말뚝의 길이와 raft의 두께가 증가할수록 piled raft 기초시스템의 전체 중량은 일정한 값에 점차적으로 수렴하였으며, 지반의 강정, raft의 두께 말뚝의 길이 및 강성이 증가할수록 말뚝의 최적위치는 raft의 중앙에 집중되는 경향으로 나타났다.경향으로 나타났다.

• 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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제7권6호
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• pp.533-550
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• 1999

Optimal design of raft-pile foundations is examined by combining finite element technique and the optimization approach. The piles and soil medium are modeled by three dimensional solid elements while the raft is modelled by shell elements. Drucker-Prager criterion is adopted for the soil medium while the raft and the piles are assumed to be linear elastic. For the optimization process, the approximate semi-analytical method is used for calculating constraint sensitivities and a constraint approximation method which is a combination of the extended Bi-point approximation and Lagrangian polynomial approximation is used for predicting the behaviour of the constraints. The objective function of the problem is the volume of materials of the foundation while the design variables are raft thickness, pile length and pile spacing. The generalized reduced gradient algorithm is chosen for solving the optimization process. It is demonstrated that the method proposed in this study is promising for obtaining optimal design of raft-pile foundations without carrying out a large number of analyses. The results are also compared with those obtained from the previous study in which linear analysis was carried out.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권1호
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• pp.41-48
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• 2019

Bending moments in the raft of a pile raft system is affected by pile-pile interaction and pile-raft interaction, amongst other factors. Three-Dimensional finite element program has to be used to evaluate these bending moments. Winkler type analysis is easy to use but it however ignores these interactions. This paper proposes a very simplified and novel method for finding bending moments in raft of a piled raft based on Winkler type where raft is supported on bed of springs considering pile-pile and pile-raft interaction entitled as "Winkler model for piled raft (WMPR)" The pile and raft spring stiffness are based on load share between pile and raft and average pile raft settlement proposed by Randolph (1994). To verify the results of WMPR, raft bending moments are compared with those obtained from PLAXIS 3D software. A total of sixty analysis have Performed varying different parameters. It is found that raft bending moments obtained from WMPR closely match with bending moments obtained from PLAXIS 3D. A comparison of bending moments ignoring any interaction in Winkler model is also made with PLAXIS-3D, which results in large difference of bending moments. Finally, bending moment results from eight different methods are compared with WMPR for a case study. The WMPR, though, a simple method yielded comparable raft bending moments with the most accurate analysis.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.379-386
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• 2001

Piled raft foundations are usually used to reduce total and differential settlements of superstructures. In the piled raft foundations, the raft is often on its own able to provide adequate bearing capacity and only few widely spaced piles are added to the foundation to keep settlements be1ow a certain limit. In this paper, experimental studies on the load sharing ratio between piles and raft are carried out. Also, for evaluating the application of optimum design technique using a genetic algorithm, optimal locations of files are compared with the results of laboratory model tests. from tile results of laboratory model tests, there are found that the load sharing ratio between files and raft is depended on the number of piles and stiffness of raft, and the optimal locations of piles became concentrated on the middle of rafts. From these results of laboratory model tests, the optimum technique using a genetic algorithm is acknowledged to the application in the piled raft.

• 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.