• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.117-126
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• 2004

최근 건축구조물이 대형화됨에 따라 현장타설말뚝을 이용한 Top-Down공법이 공기단축 및 경제성 등의 이유로 자주 채택되고 있다. Top-Down 기초로 시공되는 현장타설말뚝의 경우 설계하중이 크다는 이유로 인해 품질확인용 재하시험을 생략하는 경우가 대부분이며, 대규모 설계하중을 검증하기 위한 전통적인 재하시험 방법 또한 적용하기 곤란한 경우가 많다. Top-Down 공법에 있어 건축구조물의 대형화에 의한 현장타설말뚝의 사용하중이 증대됨에 따라 현장타설말뚝에 대한 품질확인은 점차 중요시되고 있으며, 이에 대한 대안으로서 축소모형말뚝을 이용한 시험방법의 적용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 대구경 현장타설말뚝의 지지력 측정시 전통적인 재하시험 방법의 한계를 극복하기 위하여 축소모형말뚝을 이용하는 방안을 제시하였으며 특히, 시험결과의 해석을 위해 암반에 근입된 현장타설말뚝의 치수효과에 관한 분석 방법을 제안하고 평가해 보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.13-21
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• 2007

암반에 근입된 현장타설말뚝은 뛰어난 암반의 지지능력을 이용함으로써 교량이나 다른 대형구조물의 기초형식으로 널리 사용 중이다. 이러한 암반 근입 말뚝의 지지력은 주면 마찰력과 선단지지력으로 나누어 지는데 이 중 암바부의 주면마찰력이 대부분의 상부하중을 지지하는 경우가 많다. 몇몇의 연구자들에 의하여 암반 근입부의 공벽 거칠기가 주면마찰력에 영향을 준다는 보고를 하였으나, 거칠기에 중요한 영향을 미칠 것으로 판단되는 굴착장비에 따른 거칠기에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 현장시험을 통하여 암반 굴착장비에 따른 공벽 거칠기에 대한 영향을 분석하였고, 그 결과로 굴착도구가 거칠기에 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.5-14
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• 2001

최근 구조물기초에 큰 변형 및 손상을 가하지 않고 안정성에 대한 정보를 비교적 쉽게 얻을 수 있는 비파괴시험(NDT, Non-Destructive Testing)기법이 큰 관심을 얻고 있다. 본 연구에서는 비파괴시험 중 검측공 기법(CSL, CT, PS)과 표면파 기법(SE, IR)을 현장타설말뚝의 건전도 평가에 이용하기 위한 적용성의 문제를 현장시험을 통하여 고찰하였다. 이를 위하여 결함이 없는 한 본의 정상말뚝과 연약선단, 단면축소 확대, 불량콘크리트 타설 등 현장에서 발생하기 쉬운 결함의 종류, 크기, 위치 등을 변화 조합한 9본의 현장타설말뚝(직경 0.4m, 길이 7.0m)을 시공하여 다양한 비파괴시험을 수행하였다. 시험을 통하여 각 기법을 현장타설말뚝의 건전도 평가에 적용할 때의 문제점과 각 기법의 합리적인 조합에 대하여 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.47-63
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• 2015

본 연구에서는 풍화토에 근입된 현장타설말뚝을 대상으로 수평 반복하중에 대한 말뚝-지반의 상호거동을 파악하기 위하여 현장타설말뚝 재하시험 및 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 현장재하시험은 국내에 널리 분포하고 있는 풍화토 지반에 근입된 현장타설말뚝을 재하시험 대상으로 하였다. 반복하중의 방향을 달리하여 일방향과 양방향으로 반복하중을 재하 하였으며, 반복하중의 방향에 따른 시험말뚝의 수평변위 및 휨모멘트를 분석하였다. 또한, 지반 물성이 말뚝-지반의 상호거동에 미치는 영향과 반복하중의 횟수, 방향 등, 하중특성 인자들의 영향 정도를 살펴보기 위하여 3차원 유한요소 모델링 및 해석을 수행하였으며, 국내 외에서 수행된 현장재하시험의 사례들 및 기존에 제안된 경험적 반복하중 p-y 곡선 함수들과 비교 분석함으로서 3차원 유한요소 모델링의 타당성을 확인하였다. 3차원 유한요소해석 결과, 풍화토에 근입된 현장타설말뚝에 작용하는 반복하중의 방향성을 고려할 수 있는 쌍곡선 형태의 p-y 곡선 함수식을 제안하였다. 또한 쌍곡선 형태의 정적하중 p-y 곡선 함수식에 반복하중에 의한 지반반력계수와 지반의 극한저항력의 감소 효과를 동시에 고려할 수 있는 감소계수를 도출하여, 말뚝의 변위와 지반의 극한 저항력의 관계를 하나의 함수식으로 표현하였다. 사질토에 근입된 말뚝의 반복하중 재하시험 사례들을 이용하여 결과를 비교 분석한 결과, 제안된 p-y 곡선 함수는 현장 실측치와 비교적 잘 일치하였으며, 기존의 경험적 반복하중 p-y 곡선 함수보다 말뚝-지반의 수평거동 특성을 더 적절히 예측함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.87-98
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• 2004

본 연구에서는 현장타설말뚝에 보강재를 정착시킴으로써 주변지반의 강성을 높이고 보강재의 저항력에 의해 지지력을 향상시키기 위한 연구를 수행하였다. 보강형 및 무보강 현장타설말뚝에 대하여 보강효과에 영향을 미치는 인자들인 보강재의 단수, 경사, 배열에 따른 일련의 실내모형실험 및 3차원 수치해석을 수행하였다. 또한 보강효과의 검증과 실제 현장에서의 적용성을 알아보기 위하여 현장재하시험을 수행하였다. 실내모형실험 및 수치해석 결과, 보강재3단, 8개, 40$^{\circ}$ 경사의 교차배열에서 최적의 보강효과가 발현됨을 알 수 있었다. 1/8 모형재하실험에서는 압축, 인발, 수평 모두 보강재에 의한 지지력 증가효과가 나타났으며, 변위 25mm를 기준으로 압축 및 수평실험에서는 100% 이상의 보강효과가 나타났다. 또한 무보강 현장타설말뚝의 하중 단계에 따른 변위와 주면마찰력 검토결과, 철탑기초와 같은 대규모 현장타설말뚝 설계 시 사용되는 주면마찰력 값인 풍화암 10t/$\textrm{m}^2$, 연암 15t/$\textrm{m}^2$ 보다 큰 주면마찰력 값을 얻을 수 있었다. 1/2 모형재하실험에서는 약 25m의 변위가 발생하였을 때 인발하중 650ton에서 파괴가 일어났으며, 약 22%의 보강재에 의한 지지력 증가효과가 있는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권1호
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• pp.71-86
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• 2022

In Taiwan, an efficient approach for enhancing the stability of colluvium slopes is the drilled shaft method. For slopes with drilled shafts, the soil arching effect is one of the primary factors influencing slope stability and intertwines to the failure mechanism of the pile-soil system. In this study, the contribution of soil arching effect to slope stability is evaluated using the FEM software (Plaxis 3D) with the built-in strength reduction technique. The result indicates the depth of the failure surface is influenced by the S/D ratio (the distance to the diameter of piles), which can reflect the contribution of the soil arching effect to soil stability. When α (rock inclination angles)=β (slope angles) is considered and the S/D ratio=4, the failure surface of the slope is not significantly influenced by the piles. Overall, the soil arching effect is more significant on α=β, especially for the steep slopes. Additionally, the soil arching effect has been included in the proposed stability charts. The proposed charts were validated through two case studies, including that of the well-known Woo-Wan-Chai field in Taiwan. The differences in safety factor (FoS) values between the referenced literature and this study was approximately 4.9%.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.37-47
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• 2004

본 연구에서는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 지지력을 높이기 위해 말뚝 주면에 soil nail을 정착한 타설말뚝의 축하중 해석을 수행하여 그 거동을 파악하였으며, soil nail의 유ㆍ무에 따른 보강효과를 분석하였다. 이를 위해 Beam-Column모델을 이용하여 현장타설말뚝과 지반을 모델링하고 하중전이곡선을 사용하여 말뚝지반의 상호작용을 고려하였다. 무보강 말뚝의 경우, 서해대교 현장재하시험결과 및 범용 프로그램인 Shaft 4.0의 해석결과와 비교ㆍ분석을 수행하였다. 보강형 말뚝의 경우에는 말뚝이 타설되는 지반을 [사질토+풍화암], [사질토+연암], [사질토+경암]으로 나누어 지반조건에 따른 soil nail의 보강효과를 파악하였다. 본 해석결과와 현장 실측치, SHAFT 4.0의 해석결과를 분석한 결과 제안된 주면하중전이함수 중 사질토에서는 Vijayvergiya의 함수, 암반에서는 O'Neill-Hassan의 함수가 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동을 비교적 적절히 예측함을 알 수 있었다. 이를 토대로 예측한 보강형 현장타설말뚝의 보강효과는 soil nail까지 하중전이가 나타나는 풍화암층에서 가장 크고, 암질이 양호한 연암과 경암층에서는 그 효과가 그다지 크지 않음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.85-92
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• 2007

최근, 대형구조물의 기초로서 현장타설말뚝의 사용이 증가하면서 신뢰성있는 말뚝 지지력의 산정이 중요해졌다. 이에 따라, 본 연구에서는 국내 풍화암에 근입된 현장타설말뚝을 대상으로 정재하시험 수행결과와 지지력 공식으로부터 구한 지지력값을 비교함으로써 지지력 공식의 신뢰성을 확인하고자 하였다. 분석대상은 4개 현장에서 수행된 총 12본의 정재하시험 말뚝이며, 시험말뚝에 대한 재하시험 자료 및 풍화암의 암반 물성값을 분석하였다. 본 연구에서 분석한 지지력 공식은 실무에서 널리 적용되고 있는 AASHTO 방법(1996), Carter와 Kulhawy 방법(1988), 그리고 FHWA 방법(1999)등이다. 재하시험에서 결정된 지지력과 각 지지력 공식들의 산정 결과를 비교 분석한 결과 Carter와 Kulhawy 방법(1988)이 설계 안전측의 지지력값을 주며 변동계수가 작아서 신뢰성이 높은 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 말뚝기초위원회 워크샵
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• pp.53-64
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• 1999

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권10호
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• pp.33-42
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• 2012

현장재하시험결과를 이용하여 현재 우리나라를 비롯한 많은 나라에서 사용하고 있는 말뚝기초 설계기준에 대한 효율성을 분석하였다. 문헌조사를 통해 12개의 현장타설말뚝 및 매입말뚝 재하시험자료를 수집하였으며 이를 t-z 방법으로 분석하였다. 재하시험결과로부터 각 설계기준에서 제시하고 있는 (1) Davisson 방법, (2) 말뚝직경의 5% 또는 10%의 침하가 발생하는 하중을 이용하여 극한지지력을 평가하였다. 또한, 미국, 캐나다, 유럽, 그리고 일본의 설계기준에서 각각 제시한 방법을 이용하여 현장타설말뚝과 매입말뚝의 극한 지지력을 계산하였다. 재하시험에서 분석된 극한 지지력과 설계기준에 의해 계산된 극한 지지력을 비교한 결과, 대부분의 설계기준은 말뚝기초의 극한지지력을 보수적으로 예측하는 것으로 나타났다. 그러나 일부 설계기준은 현장타설말뚝의 지지력을 과대평가하는 것으로 나타나 일부 설계기준은 적용 시 주의를 요하는 것으로 분석되었다. 또한, 본 연구는 t-z 방법을 이용하여 말뚝기초의 극한 지지력 및 하중전이 관계를 성공적으로 예측할 수 있음을 알 수 있었다.