• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.33-39
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• 2004

대부분의 말뚝기초는 두부 고정상태이지만, 수평재하시험은 일반적으로 두부 자유상태에서 시행되었다. 이번 논문은 두가지 경우(두부고정, 두부자유)에 대한 말뚝깊이별 수평변위와 이론 방정식과 현장수평재하시험을 비교해가며 대구경현장타설말뚝의 수평거동을 분석한 말뚝현장수평재하시험을 수행하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.431-438
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• 1999

Vertical congressive and horizontal pile load tests were performed to a instrumented large diameter (D : 1,000 mm) drilled shaft. A drilled shaft was penetrated into the weathered soil and weathered rock. PMT was done for evaluation of properties for these strata. It was expected to be difficult to get undisturbed samples of weathered soils and rocks. Thus. PMT was done at the several selected depths. In those strata, to prevent the test bore hole from collapsing, bentonite slurry was used for making the test bore hole. In this study. soil properties was evaluated by means of PMT results and estimating method (direct method, the Memard method) of vertical pile capacity and horizontal pile behaviors were summarized. Also, vertical and horizontal pile capacity were calculated using PMT and pile load test results.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.506-513
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• 2006

In this study, multi-level hi-direction pile load tests for drilled shaft pile socketed into the gravel were performed. The lower and upper hi-direction load test assemblies were located on tip of pile and 15m above the tip of pile. Based on the results of pile load test, it was analyzed bearing capacity of gravel, skin firction of upper soils and skin friction of lower soils. It was confirmed that drilled shaft socketed into the gravel had enough bearing capacity.

• 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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• 제24권12호
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• pp.33-40
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• 2008

본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 말뚝-지반 상호작용즉, 지반의 연속성을 고려한 하중전이해석을 수행하였다. 이를 위하여 주면 하중전이함수를 사용자 정의의 경계면 모델(FRIC)로 구현하여 말뚝지반의 미끄러짐 거동과 하중전이 거동을 모델링 하였다. 본 연구결과, 주면마찰력에 의해 발생되는 선단침하량으로 대변되는 지반 연속성 영향은 주면마찰력이 극한상태로 도달할 때까지 증가함을 알 수 있었으며, 말뚝직경과 암반계수의 비(D/$E_{mass}$), 전체하중에서 주면마찰력의 비($R_s$/Q)에 영향을 받는 것으로 나타났다. 현장재하시험 사례와의 비교분석 결과, FRIC을 이용한 유한요소해석방법은 말뚝의 하중전이 거동과 말뚝-지반 상호작용 효과(coupling effect)를 적절히 나타낼 수 있었으며, 말뚝의 거동을 예측하는데 크게 개선되었음을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.43-51
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• 2014

시험 설계된 초장대 사장교의 고주탑을 지지하는 대수심 대형 복합기초의 지중 대구경 현장타설말뚝을 허용응력 설계법으로 설계하고, 지지력에 대한 신뢰성 해석을 통해 파괴확률을 평가하였다. 말뚝의 지지력에 대한 허용응력 설계 결과를 신뢰성 해석으로 분석하였으며 파괴확률은 CFEM의 경우 0.12 %, 한국도로공사기준 방법의 경우 0.0002 %, 구조물기초설계기준의 경우 0.003 %였다. 허용응력 설계에서는 안전율 3을 적용하여 대구경 현장타설말뚝의 허용지지력을 구하였으며, 그 결과에 대한 신뢰성 해석을 실시하였다. AASHTO(2007)에서 제시하고 있는 파괴확률($P_f$) 0.02 %일 때 CFEM 방법에서는 근입 깊이가 25 % 만큼 증가하였으며 한국도로공사기준(KHCC)에서는 근입깊이를 60 %, 구조물기초설계기준(SFDC)에서는 근입 깊이를 89 % 만큼 감소시킬 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6C호
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• pp.407-419
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• 2006

현장타설말뚝이 주면저항력에 의해서만 지지되는 상황은 천공홀 바닥을 청소할 수 없어서 선단부 지지력의 반현 여부를 확신할 수 없을 때이다. 반대로, 신선한 기반암이 낮은 강도의 상부 재료 하부에 있는 경우는 암반에서의 선단지지력만으로 상부 하중을 지탱할 수 있으며, 상부 재료에서는 지지력 발현을 기대하지 않아도 된다. 그러나 신선암에서 일정 깊이 천공을 실시한 경우, 현장타설말뚝은 주면저항력과 선단지지력 모두를 기대할 수 있다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동에 관한 이론적 연구와 현장 시험을 통하여 작용 하중의 대부분이 통상 주면저항력에 의해서 지지되게 된다는 사실이 알려져 있다. 암-콘크리트 접촉면에서의 수직응력은 두 가지 기구에 의해 증가하게 된다. 먼저, 말뚝 상부에 작용하는 압축하중에 의해서 콘크리트는 탄성 다이레이션이 발생하고 두 번째로 거친 천공홀 표면에서 전단 변위를 통해서 접촉면의 역학적 다이레이션이 발생되게 된다. 수직 변위에 대한 근입부 주변 물질의 강성도가 일정하면, 작용하중이 증가함에 따라서 수직응력은 증가하게 되며 따라서, 전단강도의 증가 현상이 발생하게 된다. 본 연구에서는 수치해석을 통하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면부 거동특성을 조사하였다. 또한, 두부의 하중-침하량(선단부 침하량+말뚝의 탄성변형량) 관계가 비선형성을 띠는 원인 및 파괴기구를 충분히 조사함으로써 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력에 영향을 미치는 요소들을 모두 고려하여 국내 풍화암 및 연암에 근입되는 현장타설말뚝의 설계차트를 제시하고 이를 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.211-220
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• 2000

과압밀 점토층에 설치된 4개의 직경 305 mm 현장타설 말뚝(1개의 일반 현장타설 말뚝과 불포화 점토층에서 발생하는 주면 마찰력을 경감시키기 위해 분리형 튜브를 사용한 3개의 분리형 현장타설 말뚝)의 거동을 분석 비교하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 흡수력 측정을 하기 위해 말뚝 주변에 지반흡수력 측정 장치를 설치하였고 지표면 표고 변화도 측정하였다. 지표면 표고는 최고 40 mm까지 팽창하였고, 일반 말뚝은 5 mm, 분리형 말뚝은 1.5 mm 미만의 말뚝 두부 수직인발변위가 관측되었다. 분리형 말뚝에서 관측된 주면마찰력은 일반형 말뚝에 비해 미소하여 분리형 튜브를 사용한 분리형 현장타설 말뚝이 주위 지반의 팽창 수축에 의해 말뚝에 발생하는 주면 마찰력을 경감시키는데 매우 효과적이었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.683-690
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• 2008

Steel-concrete composite columns are popular for superstructures of bridges, and the outside steel attached to the shaft increases the shaft resistance due to confining concrete. In this study, lateral resistance of steel-concrete composite drilled shafts was evaluated quantitatively based on numerical analysis when steel casings are used as structural elements like composite columns. Ultimate lateral resistance of composite drilled shafts with various diameters was numerically calculated through 3D finite element analysis. For that, elasto-plastic model with perfectly plasticity is involved to capture the ultimate load. A commercial FEM program, MIDAS-GTS, is used in this study. Real field conditions of the West Coast, Korea were considered to set up the ground conditions and pile lengths required for this parametric studies. Detailed characteristics of the stress and displacement distributions are evaluated for better understanding the mechanisms of the composite shaft behavior.