• 제목/요약/키워드: drilled shaft foundation

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대구경 현장타설말뚝의 설계 사례 (Design of Large-scale Drilled Shaft)

  • 임철오;최영석;곽기석;장학성
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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    • pp.545-553
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    • 2009
  • A lot of long-span marine bridge, which connects land to island or island to island, are being designed and constructed lately in south-west coast in South Korea. In the past, caisson foundations in marine were mainly adopted in construction and stability aspect, however, nowadays with development of pile construction technology, drilled shaft foundations are mainly adopted. As the long span cable stayed bridge and suspension bridge applied with lots of loads are being designed, the scale of pile foundations are getting larger. As the construction cost of substructure including foundation in marine bridges is too high, the appropriate evaluation of the axial bearing capacity of pile becomes a core factor to decide the construction cost of foundation if the drilled shaft is adopted as foundation type of bridge. The evaluation values of skin friction and end bearing capacity of drilled shaft in weathered rock suggested in south Korea are only to introduce the foreign specifications, and most of them are designed in a kind of hard soil layer. Also the allowable load of pile section is less than the expected bearing capacity of pile in the soil condition since the allowable capacity of pile is undervalued. Recently in order to improve this factor the bi-axial hydraulic load test of pile was taken, the data of load transfer analysis of pile, unit of skin friction and end bearing capacity are accumulated. In our country, the design of piles are made with ASD, however, LRFD considering service, strength and extreme state was adopted in Incheon Grand Bridge implemented with BTL, and the research to systematize the resistance coefficient appropriate at home country are being progressed.

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대수심 대구경 현장타설말뚝의 지지력에 대한 신뢰성 해석을 이용한 허용응력 설계의 파괴확률 평가 연구 (A Study on Estimation of Failure Probability of Allowable Stress Design using Reliability Analysis to the Bearing Capacity the Deep Water Depth Large-diameter Drilled Shaft)

  • 한유식;이윤규;최용규
    • 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.

실증시험을 통한 강관주기초의 거동특성 (Behavior of Single Pole Foundation using Experimental Study)

  • 김대홍;오기대
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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    • pp.598-604
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    • 2010
  • The drilled pier foundation is widely used to support transmission line structures due to its simplicity of construction. When this foundation type is used in conjunction with a single shaft or H-frame structure, it is subjected to a high overturning moment, combined with modest vertical and shear loads. Since the length and diameter of drilled piers are often governed by a maximum permissible deflection, many drilled piers being installed today are very conservatively designed. In this study, Nine prototype field-tests (1/8 scale) have been conducted in order to determine the vertical and lateral resistance of drilled pier foundation for single pole structures. These test results reveal the test piers behaved essentially as rigid bodies in soil (6D) and the center of rotation of the pier were typically 0.6~0.4 of the pier depth below ground surface. Test results also show the relationship between the applied load and the deflection at the top of the pier is highly nonlinear.

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강관주 철탑기초의 수평거동에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Laterally Loaded Behavior of Single Pole Foundation)

  • 김대홍;김경열
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.1087-1094
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    • 2008
  • The drilled pier foundation is widely used to support transmission line structures due to its simplicity of construction. When this foundation type is used in conjunction with a single shaft or H-frame structure, it is subjected to a high overturning moment, combined with modest vertical and shear loads. Since the length and diameter of drilled piers are often governed by a maximum permissible deflection, many drilled piers being installed today are very conservatively designed. In this study, Five prototype field-tests (1/8 scale) have been conducted in order to determine the lateral resistance of drilled pier foundation for single pole structures. These test results reveal the test piers behaved essentially as rigid bodies in soil (6D) and the center of rotation of the pier were typically 0.6~0.4 of the pier depth below ground surface. Test results also show the relationship between the applied load and the deflection at the top of the pier is highly nonlinear.

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현장 열응답 시험을 통한 에너지파일의 열교환파이프 배열 방식에 따른 성능 비교 (Performance-based comparison of energy pile of various heat exchange pipe arrangement by in-situ thermal response test)

  • 민선홍;고형선;유재현;정경식;이영진;최항석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.196.1-196.1
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    • 2011
  • In this study, a test bed was constructed in order to evaluate thermal efficiency of the energy pile which carries out combined roles of a structural foundation and of a heat exchanger. The energy pile in this study is designed as a large-diameter drilled shaft equipped with the heat exchange pipes which configures a W-shape and an S-shape. The drilled shaft reached to the depth of 60 m whilst the heat exchange pipes were installed to about 30 m deep from the ground surface. The W-shaped and S-shaped heat exchange pipes were installed in the opposite sections of the same drilled shaft. In-situ thermal response tests were performed for both the shapes of heat exchange pipes. To avoid underestimating the thermal performance due to hydration heat of concrete inside the drilled shaft, the in-situ thermal response tests for the energy pile were performed after four weeks since the installation of the energy pile.

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단주 구조 송전탑 기초의 횡방향 거동에 관한 연구 (Laterally Loaded Behavior of Short Drilled Shaft Foundation for Single-Pole Structures)

  • 최호영;김영훈;이승래;김대학;김대홍
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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    • pp.1106-1116
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    • 2008
  • Single-pole transmission structures which are supported by drilled shaft foundations are usually subjected to large overturning moments with modest vertical and lateral loads. To analyze the behavior of the drilled shaft under such loading conditions, an analytical model was developed based on beam-column and subgrade reaction methods. Field model tests were performed to calibrate the developed analytical model in which additional subgrade spring models were adopted. The field test results estimated from the calibrated analytical model were compared with those calculated by one spring model and other commercial program. According to the comparison study, the developed analytical model was proven to be a useful tool to analyze the laterally loaded behavior of foundations for single-pole structures.

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보강형 현장타설말뚝의 최적보강효과 분석 (Optimization of Reinforcement Effect of Large-diameter Drilled Deep Foundation)

  • 남대승;김수일;이준환;윤경식
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.207-216
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    • 2003
  • 본 연구에서는 철탑의 기초로 사용이 증가되고 있는 현장타설말뚝의 크기를 줄이기 위한 방안으로 말뚝주면에 가시모양의 보강재를 타설.정착시켜 지지력을 증가하는 보강형 현장타설말뚝에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 보강재에 의한 지지력 증가효과의 크기를 정량적, 정성적으로 알아보기 위해 풍화토, 풍화암, 연암지반 등 국내의 대표적 지반을 대상으로 보강재의 단수, 경사 및 위치 등을 변화시켜 해석을 실시하였다. 보강재 단수변화의 경우, 풍화암과 연암지반에서는 단수증가에 따라 비례적으로 보강효과가 증가하였지만 풍화토의 경우 단수의 증가에 따라 보강효과 증가율이 작아지는 결과가 나타났다. 위치변화의 경우, 수평하중재하시 보강재가 상단에 위치한 경우가 하중을 직접적으로 지지하기 때문에 가장 보강효과가 좋은 것으로 나타났지만 압축, 인장하중의 경우 큰 차이가 나타나지 않았다. 경사변화의 경우, 연직하중일 때는 보강재 전 길이에 걸쳐 축력이 최대로 발휘되는 60$^{\circ}$의 경사일 때 보강효과가 가장 크게 나타났다. 하지만 수평하중일 때는 하중재하 방향과 일치하는 0$^{\circ}$에서 보강효과가 전반적으로 좋게 나타났다.

암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면부 거동에 영향을 미치는 변수분석을 위한 수치해석 (Numerical Analyses for Evaluating Factors which Influence the Behavioral Characteristics of Side of Rock Socketed Drilled Shafts)

  • 이혁진;김홍택
    • 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.

해상 강관말뚝 활용을 위한 방식기법 선정 및 경제성 검토 (Economical assessment and selection of corrosion protections for marine steel piles)

  • 이주형;이종구;박재현;곽기석;정문경
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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    • pp.551-560
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    • 2009
  • Introduced was a new anti-corrosive method with improved ease of construction, economy, and durability that could be applicable for steel-composite drilled shaft. The feasibility and economy of sea-water-resistant steel was evaluated under the assumption that it was to substitute carbon steel for steel casing of drilled shaft foundation as a load carrying structural member not just as a sacrifice casing, and that anti-corrosive protection measures as required by the domestic standards was applied. Sea-water-resistant steel was found to cost 30% to 55% more, depending on pile diameter and the type of applied anti-corrosive measures, than carbon steel for the service life time of 70 years: 50% to 90% more for 100 years of service life.

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