• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권7호
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• pp.5-16
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• 2020

현재 경주지진 및 포항지진 발생으로 내진설계기준이 강화되어 기존 시설물에 대한 내진성능평가를 실시하고 있다. 기존 시설물의 피해를 최소화하면서 국한된 협소한 장소에서 시공이 가능한 마이크로파일공법을 개선하여 지진 시 내진성능효과를 확보하고자 한다. 개선방법은 주 기둥인 연직말뚝 주변에 우산형태로 경사말뚝을 시공하여 말뚝 상부의 사각접시형 플레이트에서 말뚝을 모두 일체화하는 것이다. 본 논문에서는 수치해석으로 사질토지반에서 다양한 지진파에 대해 우산형 마이크로파일의 수평변위 거동을 분석하였다. 수치해석 결과, 지반이 연약할수록 우산형 마이크로파일의 수평저항력의 효과가 우수하였다. 경사말뚝의 근입심도에 따른 분석결과, 동일한 지반강도에서 근입심도가 15m 이상일 경우에 수평변위 저감 효과가 뚜렷했으며, N치 30 이상의 지반에 정착하면 지진 시에 효과가 있는 것으로 확인되었다. 마이크로파일의 근입심도와 수평변위 억제효과가 비례하였으며, 대체적으로 지반이 약할수록 변위억제 효과가 컸다. 우산형 마이크로파일은 수직말뚝이 모멘트에 대한 저항을 하고, 경사말뚝이 축력에 대한 저항을 하는 복합저항효과가 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.19-31
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• 2021

마이크로파일은 소구경 현장타설말뚝으로 간단한 시공법과 비교적 저렴한 공사비용으로 각종 건축물 및 구조물 기초보강 및 내진보강 등에 활용되고 있다. 말뚝 선단에 단순한 메커니즘의 고정 지압 구조체를 장착하여, 상부하중 작용 시 지압구가 압축·팽창하면서 선단 면적의 확대와 주면으로의 쐐기수평력을 발휘하여 지지력을 증대시키는 "선단 확장형 마이크로파일"이 개발되었으나, 개발된 공법에 대한 정확한 검증이 부족하여 실제 현장에서 활용되지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는, 선단 확장형 마이크로파일의 지지 메커니즘과 일반 마이크로파일 대비 지지력 증대효과를 검증하고자 3차원 수치해석을 수행하였다. 선단 확장형 마이크로파일을 모델링하고 수치해석을 위한 입력 물성치를 산정하였으며, Lab-scale 수치해석을 통하여 고정 지압 구조체가 압축·팽창되면서 발현되는 수평력에 의한 지지 메커니즘을 확인하였다. 이와 더불어 Field-scale 수치해석을 통해 일반 마이크로파일과의 지지력을 비교·검증한 결과, 압축 및 인발지지력이 각각 20.0%와 38.9% 증대되는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.141-148
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• 2000

In this study, differential settlements of adjacent structure and behaviour of ground during tunnel excavation and the effect of micropile installed to preserve differential settlement of structure are measured and analyzed by model test. In the test results, the effective range of reinforcement is suggested.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.27-37
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• 2015

마이크로파일은 직경 300mm 이하의 소규모 말뚝기초형식으로, 기초구조물의 보강을 위해 널리 적용되고 있다. 본 연구에서는 일련의 인발재하시험을 통하여 그룹 마이크로파일의 설치조건에 대한 영향을 조사하였다. 본 연구를 위하여, 다양한 설치간격과 설치각도로 설치된 그룹 마이크로파일을 이용한 인발재하시험을 수행하였으며, 실험결과를 통해 인발지지력 증가특성과 인발변위 감소특성을 조사하였다. 인발저항력은 주로 마이크로파일의 설치각도에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 인발저항력의 증가는 설치각도 15도, 30도, 45도에서 각각 33%, 59%, 5%가 증가되는 것으로 나타났다. 설치간격에 따른 인발변위의 감소량은 더 좁은 설치간격조건에서 크게 나타났으며, 동일한 설치간격조건에서의 설치각도에 따른 인발변위 저감율은 설치각도 15도, 30도, 45도에서 각각 50%, 53%, -45%가 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.899-904
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• 2009

This paper presents the analysis result of load-transfer mechanism and pile movements associated with the development of frictional resistance to understand the engineering characteristics of micropile behavior. An field load tests were performed for two different types of micropiles and they are (i) thread bar reinforcement with D=50mm and (ii) hollow steel pipe reinforcement with $D_{out}$=82.5mm and $D_{in}$=60.5mm and wrapped with woven geotextile for post-grouting. The load test results indicated that micropiling with pressured grouting provided better load-transfer characteristics than micropiling with gravity grouting under both compressive and tensile loading conditions in that unit skin frictional resistance is well distributed along installation depth. The unit weight and unconfined compressive strength of cured grout were obtained for each piling method. The strength and unit weight of micropile with pressured grouting was higher than those with gravity grouting. The fact that load bearing quality with pressured grouting is better than that of gravity grouting could be attributed to the dense mutual adhesion between surrounding ground and pile due to pressurized grouting method and better grout quality.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.19-29
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• 2012

일반마이크로파일의 저항성능을 개선시키기 위해 최근에 토목섬유을 활용한 팩마이크로파일이 개발되었다. 팩마이크로파일은 일반마이크로파일의 강봉이나 강관을 토목섬유팩으로 감싸고 주입재와 주입압을 토목섬유팩 내부에 가하여 제작한다. 이 주입압에 의하여 천공 직경이 크게 확대된다. 동일한 한 지반 속에 설치된 세 개의 마이크로파일을 대상으로 일련의 말뚝인발시험을 실시하였다. 세 말뚝 중 두 개는 팩마이크로파일였고 나머지 하나는 강봉을 사용한 일반마이크로파일이였다. 토목섬유팩에 적용된 주입압에 의하여 팩마이크로파일의 경우 천공직경이 152mm에서 220mm으로 확대되었다. 마이크로파일의 주면에서 발달하는 단위주면마찰력은 말뚝두부의 인발변위량의 증가와 함께 서서히 증가하여 한계상태에 도달한 한계변위량에서 수렴치에 도달한다. 팩마이크로파일의 인발저항력은 일반마이크로파일의 인발저항력보다 크게 나타난다. 이와 같은 팩마이크로파일의 인발저항력을 증대시킬 수 있는 원인으로는 크게 두 가지를 생각할 수 있다; 첫째는 마이크로파일에 설치한 토목섬유팩내 주입압으로 마이크로파일의 단면적을 증대시키므로 말뚝주면의 마찰저항면적을 증대시킬 수 있기 때문이고, 둘째는 마이크로파일의 단면이 확대될 때 확대되는 부분의 체적만큼의 토사가 주변지반을 압축시켜 말뚝과 지반 사이의 마찰저항력을 증대시킬 수 있기 때문이다. 이 압축효과는 지표면 부근 보다 깊은 지층에서 크게 나타났다. 말뚝 주면에서 발휘되는 단위주면마찰력은 말뚝의 직경이 작은 경우가 더 크게 발휘된다. 즉 마이크로파일의 주면에서 발달되는 단위주면마찰력은 대구경 현장타설말뚝의 주면에서 발달되는 단위주면마찰력보다 크게 나타난다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.31-44
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• 2023

선단확장형 마이크로파일은 시공시 강봉 선단에 확장 구조체를 설치하여, 강봉이 지중에 설치될 때 자중 등 압축하중이 작용하여 선단확장구가 팽창, 천공홀 주변 지반을 압착함으로써 선단부에서의 추가적인 마찰력 및 선단 지지력을 확보함으로써 지지력 증대효과를 유발하는 공법이다. 본 연구에서는 마이크로파일이 일반적으로 시공되는 풍화암 근입지반에 마이크로파일을 시공하고 재하시험을 수행하여 선단확장형 마이크로파일의 지지력 증대효과를 분석하였다. 정재하 시험 결과, 선단확장형 마이크로파일의 지지성능은 일반마이크로파일의 주면지지력 대비 약 12% 크게 발현됨을 확인하였다. 추가로, 하중전이분석을 통해 단위 주면지지력과 선단지지력을 비교한 결과, 최대 단위주면지지력은 일반 마이크로파일 대비 약 15.4%, 선단지지력의 경우, 약 315.1% 크게 나타나, 선단 지압구의 효과에 따라 지지력 증대효과가 발생함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.39-51
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• 2015

근래 구조물 기초보강을 위한 마이크로파일공법의 적용사례가 점차 증가하고 있으며, 이에 따른 관련 연구가 다수 수행되고 있다. 그러나 국내 연구는 대부분 Case. I, II-Type의 지지거동에 국한되어 마이크로파일 자체의 구조적 검토에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 주로 사용되는 마이크로 파일에 대한 각각의 강봉 및 그라우트조건에 따른 좌굴특성을 검토하였다. 검토결과 마이크로파일 직경이 작을수록 지반의 임계좌굴점착력($C_{ucr}$)는 증가하게 되며, 특히 임계좌굴길이($L_{cr}$) 이하에서는 마이크로파일 길이가 길수록 임계좌굴하중($P_{cr}$)이 감소함을 알 수 있었다. 또한 축하중을 받는 마이크로파일의 좌굴파괴와 압축파괴 가능성을 구분, 평가할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.89-99
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• 2009

소구경말뚝공법은 시공시 진동이나 소음이 기존의 말뚝공법에 비해 적기 때문에 도심지에서도 원활한 시공이 가능하며, 지반의 교란이 적기 때문에 구조물 보강에도 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 지반의 지내력만으로 상부구조물의 하중을 지지하기 어렵다고 여겨지는 현장을 선정하여 기존 말뚝공법대신 소구경말뚝공법을 적용하였고, 소구경말뚝으로 보강된 지반의 변형계수를 구하여 직접 설계에 반영하였다. 그리고, 재하시험을 이용하여 현 지반의 허용지지력이 설계지지력 조건에 대해 만족하는지의 여부와 시험결과에 의해 산정한 변형계수에 의한 지반의 수치해석을 통한 기초의 안정성검토 결과를 통해 지지력 및 침하량을 관리하는 해석법을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.571-578
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• 2009

Recently, micropiling techniques are increasingly applied in foundation rehabilitation/underpinning and seismic retrofitting projects where working space provides the limited access for conventional piling methods. Micropiling techniques provide environmental-friendly methods for minimizing disturbance to adjacent structures, ground, and the environment. Its installation is possible in restrictive area and general ground conditions. The cardinal features that the installation procedures cause minimal vibration and noise and require very low ceiling height make the micropiling methods to be commonly used for underpin existing structures. In the design point of view, the current practice obligates the bearing capacity of micropile to be obtained from skin friction of only rock-socketing area, in which it implies the frictional resistance of upper soil layer is ignored in the design process. In this paper, a new micropiling method and its verification studies via field installation are presented. The new method provides a specific way to grout bore-hole to increase frictional resistance between surrounding soil and pile-structure and it allows to consider the skin friction of micropiles for upper soil layer during design process.