• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.237-246
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• 2003

항타말뚝은 진동과 소음같은 환경적인 문제점이 있다. 특히 대상 토질이 자갈, 호박돌, 풍화암으로 구성되어있다면 항타말뚝의 적용은 불가능하기 때문에 우리나라에서는 현장말뚝의 적용이 증가하고 있는 추세이다. 일반적으로 이론적인 공식에 의한 현장타설말뚝의 지지력은 과소하게 산정되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 기존에 제안된 국내외 지지력 산정식과 현장시험을 통한 실측데이터를 비교하기위해 광안대로와 수영 3호교의 암반에 근입된 현장 타설말뚝에 대한 정재하시험을 수행하였으며, 현장타설말뚝의 주변마찰력을 측정하기 위하여 변위계를 설치하였다. 현장시험을 통한 현장타설말뚝의 거동은 반복하중 재하시 완전한 탄성거동을 보였으므로 이는 실제말뚝의 극한지지력에 도달하지 못하였음을 입증한다. 이때 측정된 말뚝의 지지력이 이론식에 의하여 산정된 지지력보다 크게 산정되었다. 또한 실험에서 측정된 결과에 의하면 현장타설말뚝의 주된 지지력이 선단지지력이 아닌 주변마찰저항에 의한 것이라는 것을 보였다. 그리고 이와같은 결과에 의거하여 현장타설말뚝의 설계에 대한 몇가지 제안들을 도출하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.59-66
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• 2004

본 연구에서는 연직말뚝과 경사말뚝에 대하여 모형실험과 수치해석을 실시하여 경사말뚝의 거동 특성을 분석하였다. 상대밀도 79%인 모래지반에 경사각도 0$^{\circ}$, $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$의 강관말뚝을 항타 관입하여 하중재하실험을 실시하였고, 상용 유한요소 프로그램인 PENTAGON 3D를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 모형실험에 의한 경사말뚝의 축방향 지지 력은 경사각도가 $10^{\circ}$, 20$^{\circ}$, 30$^{\circ}$에서 연직말뚝에 비하여 111, 95, 81%로 나타났고, 수치해석의 결과도 다소 차이는 있지만 비슷하게 나타났다. 그러나 Petrasovits & Award의 결과는 경사각 $10^{\circ}$에서 모형실험 결과와 유사하지만, 경사각 20$^{\circ}$와 30$^{\circ}$에서는 모형실험결과를 과대평가하였다. 경사각도에 따른 주면마찰력과 선단하중은 모형실험과 수치해석 모두 $10^{\circ}$경사에서 최대값을 나타낸 후, 경사각도가 증가함에 따라 감소하였고, 전체하중에서 주면마찰력과 선단하중의 구성비율은 경사각도에 관계없이 거의 비슷하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.95-104
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• 1999

Set-up현상이 나타나는 지반에 항타된 말뚝의 지지력은 시간경과에 따라 지지력이 증가하게 된다. 파동이론해석법(WEAP해석법)은 말뚝의 항타관입성을 평가하는데 매우 유용한 것으로 평가되고 있다. 그러나 기존의 WEAP해석법은 항타후 변화하는 지반의 강도특성을 고려할 수 없다는 측면에서 재항타시의 신뢰도 있는 지지력을 예측하는데 한계가 있다고 평가된다. WEAP에 의한 항타말뚝의 지지력 평가가 신뢰성 있기 위해서는 set-up효과가 반영되어야만 한다. 그러나 아직까지 이를 고려할 수 있는 만족할 만한 방법이 없다. 본 논문에서는 항타시와 재항타시의 동재하시험 결과들을 통계분석하여 WEAP해석시 set-up효과를 반영할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 현장 시험결과와의 비교를 통해서, 제안된 변수(quake, damping)를 적용한 파동이론해석 결과는 기존의 방법보다 신뢰성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제26권1호
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• pp.106-111
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• 2002

말뚝에 대한 지지력 평가는 재하시험에 의한 결과를 이용하는 것으로부터 정.동력학적 공식등 다양한 방법들이 사용되고 있다 최근의 국내 조사에 의하면 표준관입시험의 N치에 기초한 Meyerhof공식이 설계단계에서 빈번하게 사용되는 것으로 보인다. 본 연구에서는 국내에서 실시된 다수의 정 동재하시험자료를 가지고 말뚝기초 설계에 사용되는 이론식을 실측값과의 비교를 통해 각종 이론식에 의한 말뚝의 허용지지력 추정의 신뢰성을 알아 보고자 하였다 또한, 경시효과를 고려한 경우 말뚝의 지지력에 미치는 영향에 대해서도 연구가 이루어졌다 본 연구를 통해 얻은 주요 결과로는 Davisson 방법을 기준으로 정도를 평가한 결과, Terzaghi & Peck > Chin > Meyerhof > 수정 Meyerhof 방법순으로 기준값에 근접하였으며 동재하시험결과는 항타공식 중 수정 Engineering News 공식이 가장 실측치에 근접한 결과를 주었으나 이는 해머 효율의 불확실성이라든가 변수의 자체특성, 경시효과등이 고려된 경우에는 다른 결과를 줄 수도 있을 것으로 판단되며, 경시효과를 고려한시험 결과 선단지지력에 비해 주면마찰력이 뚜렷하게 증가하였는데 항타시 대비 주면마찰력은 평균 약 2배정도 증가하였고 Engineering News,수정 Engineering News, Hiley, Danish, Gates, CAPWAP 해석시에 대한 7일의 경시효과를 고려한 관계시은 각각 $Q_{u(Restrike)} / Q_{u(EOID)} = 0.98t_{0.1}$ , $0.98t_{0.1}$, $1.17t_{0.1}$, $0.88t_{0.1}$, $0.89t_{0.1}$, $0.97t_{0.1}$.과 같은 결과를 주었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권2호
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• pp.209-222
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• 2022

Finite element analyses using coupled Eulerian-Lagrangian technique are performed to investigate the effect of soil conditions on plugging of open-ended piles in sands. Results from numerical simulations are compared against the data from field load tests on three open-ended piles and show very good agreement. A parametric study focusing on determination of the coefficient of lateral earth pressure (K) in soil plug after pile driving are then performed for various soil densities, end-bearing conditions, and layering conditions. Results from the parametric study suggest that the K value in the soil plug - and hence the degree of soil plugging - increases with increasing soil densities. The analysis results further show that the K value within the soil plug can reach about 63 to 71% of the coefficient of passive earth pressure after pile driving. For layered soil profiles, the greater K values are achieved after pile driving when the denser soil layer is present near the pile base regardless of number of soil layers. This study provides comprehensive numerical and experimental data that can be used to develop advanced theory for analysis and design of open-ended pipe piles, especially for estimation of inner shaft resistance after pile driving.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.75-95
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• 2019

본 연구에서는 사질토층을 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝에 대한 수치해석 결과를 분석하여 정리한 도표 또는 도해로부터 매입 PHC말뚝의 동원지지력을 구하는 방법을 제안하였다. 즉, 수치해석 결과인 하중-침하량 곡선에서 5% 직경에 해당하는 침하량에서 발현된 사질토층의 동원주면마찰력, 풍화암층의 동원주면마찰력과 동원선단지지력을 산정할 수 있는 표해 또는 도해를 제안하였다. 이때 허용압축지지력은 동원 지지력에 안전율 3.0을 적용하여 산정하였다. 사질토층을 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝의 허용압축지지력은 사질토층의 허용주면마찰력과 풍화암층의 허용주면마찰력 및 허용선단지지력을 합산하여 산정하는 것으로 제안하였고, 각 허용압축지지력 성분을 구할 수 있는 절차도 제시되어 있다. 본 연구에서 제안된 동원지지력 산정용 표해(또는 도해)를 사용할 경우, 적정 설계에서 PHC말뚝의 설계효율(D_E)은 85%로 나타났으며, 따라서 최적 설계에서는 PHC말뚝의 장기허용압축하중(P_all) 까지도 활용할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 PHC말뚝의 우수한 압축하중 지지 성능을 효과적으로 활용하기 위하여 지반의 허용압축지지력(Q_all)이 말뚝의 허용압축하중(P_all) 이상이 될 수 있도록 설계할 것을 권장하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.1140-1147
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• 2010

To find the soil plug of steel piles shaped by jet grouting, 4 blocks of cement milk with cube of 1.2m were made. 4 open-ended steel piles on the blocks were rested. The inner end part of 2 the piles was not reinforced. Cement milk 65%(SIG-1) and 100%(RJP-1) were filled into the block and height of 4.2 times of inner the pile diameter respectively. And the other the piles were welded 2 steel ring. The filling of the cement milk was an equal method as before(SIG-2 and RJP-2). Also the strain gauges were installed and the static pile load tests were done at the piles all. As a result, list in great order for effect of soil plug was (1)SIG-1, (2)SIG-2, (3)RJP-1, (4)RJP-2. This is because of strength and filling height of cement milk. And the higher the strength is, the greater the confining coefficient is.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.35-44
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• 2019

본 연구에서는 수직증축 공동주택 하부 신설 보강말뚝의 축강성(K_vr)을 기존말뚝의 열화를 고려한 이론적인 접근과 수치해석을 통하여 산정하였다. 3차원 유한요소 수치해석을 수행하는 과정에서, 이론적인 접근과 38본의 시험 말뚝계측 결과를 통하여 제안된 열화를 고려한 기존말뚝 축강성(K_ve)의 상한 값을 적용하였다. 이를 통해, 수직증축 리모델링으로 인하여 증가된 하중을 안정적으로 지지하기 위한 신설 보강말뚝의 최소 축강성을 산정하였다. 신설 보강말뚝의 축강성 제안은 선단지지 말뚝과 마찰말뚝에 대해 수행하였고, 다양한 세장비(L/D)에 따라 제안하였다. 해석기법은 기존말뚝의 설계 당시의 양호한 상태를 고려한 말뚝지지 전면기초 거동 해석과 열화가 고려된 기존말뚝의 축강성을 적용한 말뚝지지 전면기초 거동 해석을 수행하였다. 두 해석기법에 대한 검증을 수행한 결과 말뚝지지 전면기초 거동해석이 가능한 것으로 확인되었고, 이를 통하여 기존말뚝의 열화가 발생하였을 때 선단지지 신설 보강말뚝 축강성이 44 - 67% 증가되어야 수직증축 구조물의 안정성이 확보됨을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.33-43
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• 2006

직항타공법에서 사용되는 해머 쿠션의 재질 차이가 항타시 주변 지반의 진동과 발생 소음 및 에너지 전달효율에 미치는 영향을 실내 모형시험을 통해 평가하였다. 항타 과정을 모사할 수 있는 모델 말뚝과 항타시스템 및 스트레인 게이지와 홉킨슨 바(Hopkinson bar)를 이용한 에너지 전달효율 측정장치를 제작, 구성하였다. 해머 쿠션 재질로는 상용의 해머 쿠션재인 Micarta 이외, 현장에서 다수 사용하는 Plywood, Polyurethane, Rubber(SBR), Silicone rubber 등의 5가지 재료를 선정하여 항타시험을 실시하였다 항타시험결과 쿠션 재료별 에너지 전달효율은 (1)Micarta, (2)Polyurethane, (3)Plywood, (4)Rubber(SBR), (5)Silicone rubber의 순이었다. 또한 에너지 전달효율이 높은 쿠션재료가 음압레벨의 평균치 또한 높은 비례관계를 보였다. 항타 종료후 말뚝 정재하시험을 실시하여 말뚝의 지지력과 축하중전이 특성을 비교, 분석한 결과 Micarta와 Polyurethane이 다른 쿠션재료에 비해 높은 지지력 값을 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권10호
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• pp.47-66
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• 2019

본 연구에서는 사질토층을 지나 풍화암에 4D 소켓된 매입 PHC말뚝에 대하여 PHC말뚝 직경과 길이 및 사질토 지반의 N값에 따른 매개변수 수치해석을 실시하였다. PHC말뚝과 지반은 Mohr-Coulomb의 탄 소성모델을 적용하였으며, 말뚝 주변 경계면은 가상두께의 인터페이스를 설정하였다. 10종류 직경의 PHC말뚝에 대한 수치해석 결과를 분석하여 사질토의 N값에 따른 말뚝머리 하중-침하 곡선과 말뚝의 근입길이에 따른 축하중 분포도 곡선을 구하였다. 또한 이들 결과로부터 각 하중 성분과 침하 사이의 관계 곡선을 구하였으며, 하중 성분은 전체 하중, 전체 주면마찰하중, 사질토의 주면마찰하중, 풍화암의 주면마찰하중 및 풍화암의 선단하중으로 구분하였다. 수치해석으로부터 구한 하중-침하 곡선에서 변곡상태가 나타나는 하중을 분석한 결과, 대체로 변곡상태를 나타내는 하중 단계는 말뚝 직경의 약 5~7% 수준의 침하량으로 나타났으며, 안전측으로 말뚝직경의 5% 침하량에 해당하는 하중으로 평가하였다. 이 하중 단계를 동원지지력($Q_m$)으로 정의하였으며, 본 연구의 지지력 분석에 사용하였다. 매개변수 수치해석 결과, PHC 말뚝 직경, 상대근입길이 및 사질토의 N값에 관계없이 SRF는 평균적으로 70% 이상으로 나타났다. 또한 전체마찰지지력에서 사질토의 주면마찰지지력이 평균 80% 이상으로 나타났다. 이러한 결과는 매입 PHC말뚝의 지지력 산정에 이용할 수 있으며, 또한 새로운 지지력 산정방법 제안을 위한 연구에도 활용할 수 있을 것으로 판단된다.