• Geomechanics and Engineering
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• 제16권4호
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• pp.449-461
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• 2018

The load sharing ratio (${\alpha}_{pr}$) of piles is one of the most common problems in the preliminary design of piled raft foundations. A series of 3D numerical analysis are conducted so that special attentions are given to load sharing characteristics under varying conditions, such as pile configuration, pile diameter, pile length, raft thickness, and settlement level. Based on the 3D FE analysis, influencing factors on load sharing behavior of piled raft are investigated. As a result, it is shown that the load sharing ratio of piled raft decreases with increasing settlement level. The load sharing ratio is not only highly dependent on the system geometries of the foundation but also on the settlement level. Based on the results of parametric studies, the load sharing ratio is proposed as a function of the various influencing factors. In addition, the parametric analyses suggest that the load sharing ratios to minimize the differential settlement of piled raft are ranging from 15 to 48% for friction pile and from 15 to 54% for end-bearing pile. The recommendations can provide a basis for an optimum design that would be applicable to piled rafts taking into account the load sharing characteristics.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권7호
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• pp.15-28
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• 2020

매입말뚝의 주면마찰력은 공벽에 주입되는 시멘트풀로 발휘되므로, 시멘트풀이 양생되기 이전에 수행되는 초기항타시험으로 매입말뚝의 주면마찰력을 평가할 수 없다. 또한, 재항타시험 시 항타에너지 부족으로 충분히 선단지지력이 발휘되지 않아 매입말뚝의 최종 지지력이 제대로 평가되지 않을 수 있다. 본 연구에서는 매입말뚝의 초기항타시험과 재항타시험의 결과를 조합하는 새로운 하중-침하량 곡선을 제안하고자 하였다. 현장에 시험말뚝을 매입말뚝공법으로 시공하였으며, 초기항타 및 재항타시험을 수행하고 동재하시험 결과에 대하여 CAPWAP(CAse Pile Wave Analysis Program) 분석을 수행하였다. 초기항타 시 선단 지지거동과 재항타 시 주면 지지거동을 조합한 말뚝 내 하중전이곡선을 가정하였으며, 하중-침하량 곡선을 새롭게 산정하였다. 또한 조합된 하중-침하량 곡선을 이용하여 시험말뚝의 지지력을 평가하였으며 이를 초기항타 및 재항타시험 결과와 비교 분석하였다. 분석 결과, 조합된 하중-침하량 곡선으로 산정된 지지력은 항타에너지 부족으로 인한 지지력 과소평가를 극복할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 가정된 하중전이곡선은 초기항타 및 재항타시험 결과와 비교했을 때 매입말뚝의 지지거동에 더 가까우므로, 조합된 하중-침하량 곡선을 이용함으로써 정재하시험 결과와 더 유사한 지지력을 산정할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 본 연구에서 제안한 조합된 하중-침하량 곡선을 사용함으로써 매입말뚝의 동재하시험 시 지지력을 효과적으로 평가할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.17-24
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• 2018

순환 유동층 보일러의 연소재를 고로슬래그의 알칼리 활성화 반응 자극제로 활용하여 개발한 새로운 매입말뚝의 주면고정액(ZA-Soil)을 시멘트밀크 공법의 주면고정액으로 사용한 말뚝에 대하여 정재하시험 및 동재하시험을 실시하여 보통 포틀랜드시멘트(OPC)와 비교하여 성능을 평가하였다. 정재하시험을 수행한 결과 말뚝의 허용하중은 1,350kN로 보통 포틀랜드시멘트를 매입말뚝의 주면고정액으로 사용한 결과와 동일하였고, 전 침하량은 6.97mm, 순 침하량은 1.48mm로 보통 포틀랜트시멘트의 전 침하량 7.825mm, 순 침하량 2.005mm와 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 동재하시험 및 CAPWAP분석을 실시한 결과, 새로운 매입말뚝의 주면고정액(ZA-Soil)의 주면 마찰력은 375.0kN, 선단 지지력은 3,045.9kN, 허용지지력은 1,368.36kN으로 나타났고, 포틀랜드시멘트를 매입말뚝의 주면고정액으로 사용한 결과와 유사한 결과를 보이는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.197-203
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• 2008

풍화된 암반에 근입된 말뚝의 선단지지거동은 신선암의 강도보다는 절리를 포함한 암반 상태에 의존한다. 본 연구에서는 암반상태가 말뚝의 선단지지력에 미치는 영향을 알아보기 위해 먼저 총 4부지의 암반에 근입된 13본의 현장타설콘크리트 말뚝에 대한 재하시험, 그리고 재하시험 부지의 지반조사 자료를 포함하는 데이터베이스를 구축하고, 말뚝선단부의 거동과 암반물성치의 상관관계를 분석하였다. 선단지반반력계수와 암반물성치의 상관관계 분석 결과 암석의 일축압축강도와 지반반력계수 사이에는 일관된 상관관계를 찾을 수 없었으나, 암반의 상태를 나타내는 물성치인 $E_m$, $E_{ur}$, RMR, 그리고 RQD 등과 지반반력계수의 상관계수는 대부분 0.7 이상으로 매우 뛰어난 상관성을 보였다. 또한, 기존의 방법으로 추정한 선단지지력과 실측 선단지지력의 비교를 통해 기존 방법의 적용성을 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권6호
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• pp.101-111
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• 2006

현장타설말뚝은 상부의 연약층을 관통하여 하부의 강한 암반층 상부에 거치시키는 경우, 말뚝은 선단지지말뚝으로 간주되며, 최소단면에서 말뚝에 발생하는 응력이나 실제 요구되는 설계기준에 따라서 작용하중은 결정된다. 연약하거나 풍화된 암반의 일정 깊이까지 현장타설말뚝을 설치하는 경우, 선단지지력과 주면저항력에 의해 지지력이 발현된다. 선단지지력 성분은 말뚝의 극한지지력에서 큰 비중을 차지한다. 그러나, 일반적으로 주면저항력은 선단지지력에 비해 훨씬 작은 말뚝 침하시 발현된다. 또한, 선단지지력은 근입부 바닥에 잔존하는 슬라임에 의해 영향을 받는다. 따라서, 근입부에 슬라임을 얼마나 잘 확인하는가와 시공법에 따라 선단지지력의 신뢰도는 결정되게 된다. 이것은 실제로 매우 어렵고 고가이며, 깊은 근입부에서는 더욱 심각하다. 따라서 이들 요소들로 인해서 작용하중하에서 말뚝의 거동은 주면저항력에 의해 지배되게 된다. 따라서 현장타설말뚝의 거동예측을 위한 연구는 주로 주면저항력 발현기구에 관심을 가지게 되는 것이다. 본 연구에서는 말뚝 두부에서의 하중 조건을 변화시켜가며 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동 차이를 분석하기 위하여 수치 해석을 수행하였다. 또한, 거칠기 요소의 모델링 유무에 따른 주면부 거동 특성도 조사하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.21-32
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• 2022

강재형 말뚝기초는 안정적인 지지력 확보와 높은 시공성으로 해양구조물 기초로 널리 활용되고 있다. 일반적으로 설계수명에 도달한 해양구조물은 해체수순을 밟게 되는데 말뚝기초는 높은 인발하중과 경제적인 이유로 예외적으로 현장에 존치되는 경우가 많다. 현장에 존치된 기초는 환경오염뿐만 아니라 신규구조물을 건설하는데 장애요인이 될 수 있으므로 말뚝기초 완전해체를 위한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 인발하중을 획기적으로 저감시킬 수 있는 신형식 이중벽 말뚝기초를 제안하고 축소모형실험을 통해 인발하중 저감성능을 실험적으로 평가하였다. 이를 위해 축소된 이중벽 말뚝기초를 제작하고 건조된 모래지반에서 말뚝 설치 및 인발 거동을 모사하였으며, 측정된 인발하중을 동등한 단면의 일반말뚝과 비교하였다. 그 결과, 조밀한 모래지반에서 이중벽 말뚝의 최대 인발력이 일반말뚝에 비해 45% 감소되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 이중벽 말뚝의 인발하중 저감 성능과 메커니즘을 검증하였으며, 설계수명에 도달한 기초를 완전히 회수할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.57-64
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• 2005

Since the allowable bearing capacities of piles in weathered/fractured rock are mainly governed by settlement, the load-displacement behavior of the rock socketed pile should be well known. To predict pile head settlement at the design stage, the exact understanding of the load-transfer mechanisms is essential. Therefore, in this research, the load-transfer mechanisms of drilled shaft socketed into weathered rock was investigated. For that, 5 cast-in-place concrete piles with diameters of 1,000 mm were socketed into weathered gneiss. The static axial load tests and the load-transfer measurements were performed to examine the axial resistant behavior of the piles. A comprehensive field/laboratory testing program on weathered rock at the field test sites was also performed to describe the in situ rock mass conditions quantitatively. And then, the effect of rock mass condition on the load transfer mechanism was investigated. The side shear resistance of the pile in moderately weathered rock reached to yielding point at a few millimeter displacements, and after that, the rate of resistance increment dramatically decreased. However, that in the highly /completely weathered rock did not show the obvious yielding point, and gradually increased showing the hyperbolic pattern until with the relatively high displacement (>10 mm). The end bearing-displacement curves showed linear increase at least until with the base displacement of approximately 10 mm, regardless rock mass conditions.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.691-699
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• 2008

In the design of a foundation, settlement of the foundation may exceed allowable design criteria even with a competent bearing stratum. In such a case, a piled-raft foundation system may be adopted using piles as settlement reducing component. In this paper, Disconnected Piled Raft Foundation (DPRF) system, which installs disconnected piles underneath the raft and uses the piles as ground reinforcements, is studied as a cost effective design method against the classical piled-raft foundation system. To this end, large size loading tests were carried out on weathered ground changing area replacement ratio and length of piles. The results indicated that the settlement of the reinforced ground was reduced by 34~87% and the allowable bearing pressure increased by 70% on average from those of the unreinforced original ground, respectively. The correlating formula between the area replacement ratio and the load bearing ratio of piles were derived from the test results and numerical analysis. From the correlation, a design method determining the size and the quantity of the disconnected piles to enhance the bearing capacity of original ground to the desired value was proposed based on one inch settlement criteria.

• 토지주택연구
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• 제9권3호
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• pp.1-8
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• 2018

유럽과 미국에서는 말뚝기초 설계에 한계상태설계법 사용이 거의 정착되었으며, 세계적 추세에 따라 국내에서도 국토해양부가 한계상태설계법에 기반한 교량하부기초 설계기준을 제정하였지만, 국내 말뚝공법 및 지반조건에 대한 저항계수 연구가 부족하여 당장 설계에 반영하기에는 어려운 여건이었다. 이에 본 연구에서는 국내에서 많이 사용되고 있는 PHC 매입말뚝의 저항계수를 구하기 위하여 LH설계기준과 도로교설계기준 방법으로 산정한 지지력과 LH 현장에서 실시한 정재하시험(21회)과 동재하시험(EOID 21회, Restrike 21회) 결과를 신뢰성분석을 실시하였으며, 선행 논문(재하시험에 의한 PHC 매입말뚝의 저항계수 산정)에서 수행한 결과보다 2배 이상 많은 데이터를 추가하여 분석하였다. 그 결과 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수는 설계식 및 목표신뢰도지수에 따라 0.64~0.83, 동재하지지력(극한)으로 구한 저항계수는 0.42~0.55로 나와 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수보다 약 33% 작게 나타났다. 반면 수정동재하지지력(EOID의 극한선단지지력 + Restrike의 극한주면지지력)으로 구한 저항계수는 0.55~0.71로 나와 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수와 비교 시 그 차이가 약 14%로 줄어들었다. 데이터 추가에 의해 저항계수를 산정한 결과 이전 저항계수와 같거나 0.04정도 증가하여 데이터가 2배 이상 추가되어도 저항계수가 의미 있을 정도로 크게 변하지 않은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구에서 정재하 및 동재하시험으로 산정한 전체 저항계수는 전반적으로 도로교설계기준(2015)에서 제시한 저항계수 0.3보다 커서 경제적인 설계가 가능한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
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• pp.692-700
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• 2007

There are several types of foundations for light-weight structures, such as low story buildings, on soft clay deposits. Those foundations, such as piled raft, compensated foundation, mat foundation, floating foundation are commonly used rather then end-bearing piles to get more benefits on the construction and cost savings. In this study, settlement behaviors are computed and compared for several types of foundations on soft clay deposits. Also, theoretical expressions of parameters for piled raft system were provided with co-relations for design purposes. The predictions of settlements of piled rafts foundation are proposed based on the pile dimensions and design loads. From this study, the piled raft foundations is more benefits for reducing the settlement of clay deposits, and it is found that the piled raft system is applicable and effective on thick clay deposits, and that differential settlements of the foundation should be managed by designing the configuration of pile lengths.