• Geomechanics and Engineering
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• 제12권6호
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• pp.899-917
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• 2017

Sixty four tests were performed in a steel tank to investigate the axial responses of piles driven into organic soil prepared at two different densities using a drop hammer. Four different pile materials were used: wood, steel, smooth concrete, and rough concrete, with different length to diameter ratios. The results of the load tests showed that the shaft load capacity of rough concrete piles continuously increased with pile settlement. In contrast, the others pile types reached the ultimate shaft resistance at a settlement equal to about 10% of the pile diameter. The ratios of base to shaft capacities of the piles were found to vary with the length to diameter ratio, surface roughness, and the density of the organic soil. The ultimate unit shaft resistance of the rough concrete pile was always greater than that of other piles irrespective of soil condition and pile length. However, the ultimate base resistance of all piles was approximately close to each other.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권9호
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• pp.51-63
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• 2007

암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면거동특성을 분석하고자, 편마암질의 풍화암/연암지역에서 현장 말뚝재하시험(압축재하 4회, 인발시험 5회)을 수행하였다. 이를 통해 암반 풍화, 굴착면 거칠기, 말뚝 직경, 재하방향 등의 요소들이 암반 근입 현장타설말뚝의 주면 전단거동을 결정짓는 주요요소임을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 국내에서 수행된 암반 근입 현장타설말뚝의 재하시험 사례를 토대로 국내 암반조건을 반영한 극한주면마찰력($f_{max}$)을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.5-13
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• 2008

충전물이 암 절리면의 전단강도를 감소시키는 것과 유사하게 콘크리트와 주변 암반근입부 사이의 연약한 물질은 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력을 감소시킨다. 이러한 현상은 콘크리트 타설 후에 암반 근입부 측벽에서 천공잔류물이나 스미어 또는 재성형 암반을 생성시키는 시공과정에서도 형성되게 된다. 콘크리트 말뚝과 주변 암반 사이의 접촉면의 특성은 시공법에 따라서 크게 영향을 받는다. 콘크리트 타설과정 또는 그 이후 형성되는 연약한 물질이 존재하거나 거칠기와 같은 콘크리트-암 접촉면의 특성은 말뚝의 주면부 거동에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 유한차분법 코드를 기반으로 하는 FLAC 2D를 이용하여 스미어현상이 발생한 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동특성을 조사하기 위하여 변수분석을 실시하였다. 본 연구의 결과로서, 정적연직하중을 받는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 극한주면저항력에 영향을 미치는 요소와 말뚝두부의 침하에 영향을 미치는 요소들을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.455-465
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• 2008

In this study, the load distribution and deformation of rock-socketed drilled shafts subjected to axial load are investigated based on small scale model tests. In order to analyze the effects of major influencing factors of end bearing capacity, Hoek-cell triaxial tests were performed. From the test results, it was found that the initial slope of end bearing load transfer (q-w) curve was highly dependent on rock mass modulus and pile diameter, while the ultimate unit toe resistance ($q_{max}$) was influenced by rock mass modulus and the spacing of discontinuities. End bearing load transfer function of drilled shafts socketed in rock was proposed based on the Hoek-cell triaxial test results and the field loading tests which were performed on granite and gneiss in South Korea. Through the comparison with pile load tests, it is found that the load-transfer curve by the present study is in good agreement with the general trend observed by field loading tests, and thus represents a significant improvement in the prediction of load transfer of drilled shaft.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 추계 학술발표회
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• pp.574-584
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• 2006

Bi-directional loading test data are available to evaluate the design parameters which reflect the characteristics of a construction method and the variations of ground at the site where drilled shafts are installed. The method to obtain the design parameters of a real bridge by hi-directional loading test was introduced. The plans of multi-level testing and installation of measuring instruments should be made according to the rough estimation of axial bearing capacity, the length of pile, and the construction method. While the relationship between end bearing resistance and displacement was obtained directly from the hi-directional loading test, the relationship between unit side resistance and displacement was calculated through the measuring values. 1% displacement of pile diameter was adopted as the criteria of failure for ultimate resistance. As the settlement of pile head at the total ultimate bearing capacity obtained from these method was less than 1.5 % of pile diameter, this method was conservative to use in the field.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6C호
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• pp.395-406
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• 2006

상부의 큰 하중을 지탱해야 하는 경우에는 일반적인 기초 형식으로서 현장타설말뚝공법이 많이 사용된다. 이러한 현장타설말뚝의 시공은 연약한 토사 지반을 관통하여 암반까지 굴착을 실시하는 것이 일반적이며, 지지력의 대부분은 암반층 근입부에서 발휘되게 된다. 현장타설말뚝의 지지력은 선단지지력과 주면저항력의 조합으로 이루어지게 되며, 과도한 침하가 발생하지 않고 지지력을 얻기 위해서는 근입부의 직경과 길이가 충분하여야 한다. 말뚝의 극한지지력에 있어서 선단지지력은 큰 비중을 차지한다. 그러나, 일반적으로 주면저항력은 선단지지력에 비해서 훨씬 작은 두부 침하량에서 발현된다. 또한 선단부 거동특성은 천공과정에서 발생하는 근입부 바닥에서의 잔류물에 의해서 영향을 받게 된다. 그러나 이러한 잔류물을 근입부에 잔류시키지 않기 위해서는 시공과 검사가 제대로 이루어져야 한다. 이것은 매우 어려우며 비경제적이다. 특히 암반층 근입부가 깊은 경우에는 물이나 천공 슬러리를 사용하여야 하므로 더욱 어렵다. 이러한 이유들로 인해서 작용 하중하에서 말뚝의 거동은 주면부 거동특성에 따라 좌우되게 된다. 따라서 복잡한 발현기구를 가진 주면저항력에 대해서 주로 관심을 가지게 되는 것이다. 본 연구에서는 주면저항력에 관해서만 연구를 하였다. 콘크리트 말뚝체와 주변 암반 사이의 상호작용은 말뚝 거동특성에 있어서 가장 중요한 요소이며, 시공방법에 따라서 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는, 탄소성 해석(FLAC 2D)을 통하여 근입부의 거칠기 경사, 높이와 같은 거칠기 특성, 근입부를 형성하는 주변 암반의 강도 특성과 변형 특성, 근입부의 깊이와 길이 등이 최대단위주면저항력에 미치는 영향에 대한 검토를 실시하였다. 변수 연구를 통하여 최대단위주면저항력에 있어서는 근입부의 연직응력, 거칠기 높이와 근입부 암반의 점착력 및 포아슨비가 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.35-45
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• 2007

말뚝의 거동특성은 지반조건 뿐만 아니라 말뚝의 형상에 의해서도 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 비배토 테이퍼말뚝과 원통형말뚝의 연직거동과 지지력 특성을 조사하기 위해서 선단지지력과 주면마찰력을 분리해서 측정할 수 있는 모형말뚝과 가압토조를 이용해서 총 12회의 모형말뚝시험을 실시하였다. 시험결과 원통형말뚝의 주면 하중은 말뚝 직경의 4%에 해당하는 침하량에서 극한치에 도달하였다. 반면 테이퍼말뚝의 주면하중은 말뚝이 침하함에 따라 계속 증가하는 경향을 보였으며, 원통형말뚝의 주면하중보다 상당히 큰 것으로 나타났다. 그리고 조밀한 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체지지력이 원통형말뚝보다 작은 반면 상대밀도가 보통인 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체 지지력이 원통형말뚝보다 큰 것으로 나타났다. 테이퍼말뚝의 단위 극한선단지지력은 지반의 토압계수가 0.4보다 클 때 원통형말뚝보다 컸으며, 테이퍼말뚝의 단위 극한주면마찰력은 지반의 토압계수와는 무관하게 원통형말뚝보다 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권10호
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• pp.11-16
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• 2013

양방향재하시험의 성공여부는 상향력과 하향력의 균형을 이룰 수 있는 재하장치 위치 선정에 달려있다. 상향력과 하향력의 균형을 이루기 위해서는 발휘되는 단위주면마찰력과 단위선단지지력의 산정이 중요한데, 국내에서 시행되는 양방향재하시험은 주로 사용말뚝에 적용되어 극한지지력까지 재하되지 않고 설계지지력을 확인하는 것이 일반적이다. 하지만 국내 외 제안된 암반층의 극한단위주면마찰력 및 허용단위주면마찰력 산정식은 암반의 일축압축강도를 기반으로 되어있고, 또한 국내 풍화암층과 RQD가 극히 낮은 연암층은 일축압축강도시험을 할 수 있는 코아를 얻기가 어려워 적용이 어려운 실정이다. 따라서 이 연구에서는 국내에서 시행되었던 양방향재하시험에서 얻은 각 지층별 발휘된 단위주면마찰력과 환산된 SPT N/cm과 관계도표를 제안하고 이 관계도표를 이용하여 실제 국내 현장의 양방향재하시험을 위한 상향력과 하향력의 균형위치를 선정하였다. 또한 선정된 균형위치에 양방향재하장치를 설치한 후 재하시험을 실시하여 측정된 각 지층의 발휘된 단위주면마찰력 값들과 균형위치 선정 시 적용한 관계도표의 값들을 비교하여 관계도표의 적정성을 분석하였다. 분석결과 풍화토층과 풍화암층에서는 거의 유사한 결과를 보였고, 연암층에서는 재하장치 상부연암층과 하부연암층에서 발휘된 측정값(상부 $1,151kN/m^2$, 하부 $1,500kN/m^2$)의 평균값($1,325kN/m^2$)도 산정값($1,250kN/m^2$)과 큰 차이를 보이지 않아 관계도표는 적정한 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.29-39
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• 2012

본 연구에서는 암반근입 현장타설말뚝의 선단지지력에 영향을 미치는 주요 영향인자들과 이들 영향인자에 따른 선단지지력의 변화특성을 수치해석을 통하여 분석하였다. 수치해석은 일반적으로 널리 사용되는 연속체해석 중 유한차분해석(FDM)과 암반에 존재하는 불연속면(절리, 단층 등)의 특성을 고려할 수 있는 불연속체해석 중 개별요소해석(DEM)을 병행함으로서 해석의 정확도를 높였다. 그 결과, 암반에 근입된 현장타설말뚝의 선단지지력($q_{max}$)은 암반의 탄성계수($E_m$), 불연속면의 간격($S_j$)에 비례하여 증가하였으며, 말뚝의 직경(D)에는 반비례하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 불연속면의 경사($i_j$)에 대해서는 불연속면의 경사($i_j$)가 $0^{\circ}$ < $i_j$ < $60^{\circ}$일 때의 선단지지력은 그 외 경사의 선단지지력에 비해 최대 약 50%까지 감소하였으며 이는 말뚝으로부터 전해진 하중에 의하여 말뚝하부 암반 자체 보다 암반의 불연속면에서 먼저 전단파괴가 발생하였기 때문인 것으로 판단된다. 불연속면의 경사($i_j$)가 불연속면의 내부마찰각(${\phi}_j$)과 근접할 때 선단지지력이 최소치에 가까운 것으로 나타났으며, 따라서 불연속면의 경사가 일반적인 암반 및 암반 불연속면 내부마찰각의 범위인 $20^{\circ}{\sim}40^{\circ}$에 존재할 때는 선단지지력의 산정 시 반드시 불연속면 경사의 영향을 고려해야하는 것으로 나타났다.

• 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.