• Geomechanics and Engineering
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• 제23권6호
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• pp.513-521
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• 2020

In this paper, due to the need for cutting cement-soil group pile composite foundation under the 7-story masonry structure of Zhenghe District and the shield tunnel of Zhengzhou Metro Line 5, a field test was conducted to directly cut cement-soil single pile composite foundation with diameter Ф=500 mm. Research results showed that the load transfer mechanism of composite foundation was not changed before and after shield tunnel cut the pile, and pile body and the soil between piles was still responsible for overburden load. The construction disturbance of shield cutting pile is a complicated mechanical process. The load carried by the original pile body was affected by the disturbance effect of pile cutting construction. Also, the fraction of the load carried by the original pile body was transferred to the soil between the piles and therefore, the bearing capacity of composite foundation was not decreased. Only the fractions of the load carried by pile and the soil between piles were distributed. On-site monitoring results showed that the settlement of pressure-bearing plates produced during shield cutting stage accounted for about 7% of total settlement. After the completion of pile cutting, the settlements of bearing plates generated by shield machine during residual pile composite foundation stage and shield machine tail were far away from residual pile composite foundation stage which accounted for about 15% and 74% of total settlement, respectively. In order to reduce the impact of shield cutting pile construction on the settlement of upper composite foundation, it was recommended to take measures such as optimization of shield construction parameters, radial grouting reinforcement and "clay shock" grouting within the disturbance range of shield cutting pile construction. Before pile cutting, the pile-soil stress ratio n of composite foundation was 2.437. After the shield cut pile is completed, the soil around the lining structure is gradually consolidated and reshaped, and residual pile composite foundation reaches a new state of force balance. This was because the condensation of grouting layer could increase the resistance of remaining pile end and friction resistance of the side of the pile.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권6호
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• pp.523-533
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• 2020

The current study focuses on the effect of the end shape of steel pipe piles on installation effort and bearing resistance using the pressing method of installation under dense ground conditions. The effect of pile rotation on the installation effort and bearing resistance is also investigated. The model steel piles with a flat end, cone end and cutting-edge end were used in this study. The test results indicated that cone end pile with the pressing method of installation required the least installation effort (load) and showed higher ultimate resistance than flat and cutting-edge end piles. However, pressing and rotation during cutting-edge end pile installation considerably reduces the installation effort (load and torque) if pile penetration in one rotation equal to the cutting-edge depth. Inclusion of rotation during pile installation reduces the ultimate bearing resistance. However, if penetration of the cutting-edge end pile equal to the cutting-edge depth in one rotation, the reduction in ultimate resistance can be minimized. In comparing the cone and cutting-edge end piles installed with pressing and rotation, the least installation effort is observed in the cutting-edge end pile installed with penetration rate equal to the cutting-edge depth per rotation.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2023년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.387-388
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• 2023

PHC pile head cutting is an essential work in pile foundation construction. However, since the work has labor-intensive characteristics, there are problems such as productivity and safety. So in previous study PHC pile one-cutting head cutting automation equipment was developed to solve this problem. However, it has been investigated as a limitation that checking the cutting position of the PHC pile can be challenging in place where a rotary laser leveler cannot irradiate cutting position, as the sensing unit of the developed automated equipment utilizes an optical method. Therefore, the objective of this study is to delvelop a GNSS-based methodology for sensing the cutting position of PHC piles to overcome the limitations of the optical method and to examine its feasibility for field application. If the proposed methodology is applied to the construction site, it is expected that the convenience and productivity of the PHC pile cutting position sensing work will be improved.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6D호
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• pp.985-993
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• 2006

건설현장에서 기성 콘크리트 파일의 사용이 점차적으로 증가하고 있다. 파일기초를 형성하는 주요 작업들 중의 하나가 콘크리트 파일의 두부를 $800kg/cm^2$ 이상의 압력으로 파쇄하는 것이다. 일반적으로 파일 두부정리 작업은 크러셔와 3~4명의 숙련공에 의하여 실시된다. 최근 파일 두부정리에 관한 보고에 의하면 파일의 강도를 상당히 감소시키는 균열이 작업 중에 많이 발생하고 있고 파일 두부정리 작업이 매우 반복적이고 노동집약적인 것으로 나타났다. 기존의 파일 두부정리 작업의 생산성, 안전성, 품질을 향상시키기 위하여 두부정리 자동화 장비를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 두부정리선을 인식하기 위한 센싱방법과 작동 프로세스 알고리즘을 제시하고 있다. 이것은 두부정리 자동화 장비를 개발하기 위하여 매우 중요하다. 제안된 센싱방법 중 1가지를 적용한 파일롯 타입의 두부정리 자동화 장비를 개발하였으며, 현장에서 기능을 실험하였다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제35권2호
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• pp.37-44
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• 2019

The primary objective of this study is to develop a prototype of all-in-one attachment-based PHC pile head cutting robot that improves the conventional work in safety, productivity, and quality. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)literature review, 2)development of an all-in-one attachment-based PHC pile head cutting robot prototype, 3)performance evaluation of each device, 4)economic analysis of an automated method. As a result, PHC pile cutting level sensing device, PHC pile cutting device, PHC pile handling device are developed. Futhermore, working process of an automated method is developed based on result of performance evaluation. According to the economic analysis result, the cost of the automated method was 21.37% less than that of the conventional method, and the economic efficiency was also superior(ROR 215.44%, Break-even Point 5.52month). It is expected that conclusions for future improvements are used in the development of the all-in-one attachment-based PHC pile head cutting robot to practical use.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제4권4호
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• pp.173-181
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• 2003

기성 콘크리트 파일(PHC파일)은 대규모 건축공사 및 토목공사에서 주로 사용되며, 최근 건축물이 중량화, 대형화, 고층화됨에 따라 그 수요가 지속적인 증가 추세에 있다. 이와 같은 PHC파일은 건물 구조체의 기초와 연결되어 지지력을 확보하기 위해 두부정리 작업이 반드시 요구된다. 두부정리 작업은 800$\cal{kg}f/cm^2$이상으로 압축된 기성 콘크리트 파일의 두부를 파쇄하고 약 30-40cm 정도의 강선을 남겨놓아 구조체의 기초와 정착시킬 수 있도록 하는 작업이다. 국내 재래식 두부정리 작업은 노동 집약적이면 노무자간의 숙련도 차이에 의해 품질 및 작업 생산성이 크게 영향을 받고 있다. 또한, 백호에 연결된 크러셔에 의한 무리한 작업으로 인해 PHC파일 그라인딩면에 다량의 균열이 발생됨으로써 구조체의 지지력 확보에 문제점이 있는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 재래식 두부정리 작업의 문제점을 해결하고 두부정리 작업을 자동으로 수행학 수 있는 자동화 장비를 개발하고자 기존 문헌 고찰 및 국내외 치신기술 동향, 현장조사를 바탕으로 개념디자인을 제시하고 두부정리 자동화 장비의 파일롯타입을 제작$\cdot$실험함으로써 제안된 개념 디자인의 기술적 타당성 제시 및 자동화 장비 개발을 위해 요구되는 설계파라미터를 도출하였다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2004년도 제5회 정기학술발표대회 논문집
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• pp.531-534
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• 2004

재래식 두부정리 작업은 노동 집약적이며 노무자간의 숙련도 차이에 의해 품질 및 작업 생산성이 크게 영향을 받고 있다. 국내 $\cdot$ 외에서는 두부정리 작업의 생산성 및 안전성, 품질을 향상시키기 위해 자동화 장비를 개발 중에 있으나 기존에 개발된 두부정리 자동화 장비는 파일 파쇄 작업만을 자동화 대상으로 하고 있고, PHC 파일에 종방향 균열을 발생시켜 두부정리 작업의 품질을 크게 저하시키고 있는 실정이었다. 기존 두부정리 자동화 장비가 PHC 파일에 종방향 균열을 발생시키는 원인은 PHC 파일의 물리적 특성을 고려한 자동화 장비 말단장치의 설계 및 제작, 배치가 제대로 이루어지지 못한 것으로 분석되었다. 따라서, 본 연구에서는 기존에 개발된 두부정리 자동화 장비 및 본 연구를 통해 현재까지 개발된 두부정리 자동화 장비 파일롯타입의 실험결과를 토대로 PHC 파일을 종방향 균열 없이 효과적으로 파쇄할 수 있는 두부정리 자동화 장비 프로토타입의 말단장치를 개발하고자 한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.142-151
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• 2005

최근 국내 $\cdot$ 외의 경우 기성 콘크리트 파일(PHC) 두부정리 작업의 생산성, 안전성 및 품질 향상을 위해 자동화 장비를 개발중에 있다. 그러나 기존에 개발된 두부정리 자동화 장비는 두부정리 전 작업과정 중 파일 파쇄만을 자동화 대상 작업으로 하고 있고, 파일 파쇄를 위한 말단장치(end-effector) 설계의 오류로 종 방향 균열을 발생시키는 등 문제점이 있는 것으로 분석되었다. 기존 두부정리 자동화 장비가 PHC 파일에 종 방향 균열을 발생시키는 원인은 PHC 파일의 물리적 특성을 고려한 자동화 장비 말단장치의 설계 및 제작, 배치가 제대로 이루어지지 못했기 때문인 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 목적은 최근 국내에서 개발 중인 PHC 파일 두부정리 자동화 장비의 파일롯타입(pilot type)을 대상으로 다양한 형태의 말단장치를 설계 및 제작하고, 실험실 실험을 통해 최적의 말단장치 조합을 제안함으로써 종 방향 균열 없이 PHC 파일 두부를 효과적으로 그라인딩하고 파쇄할 수 있도록 하는 자동화 장비의 프로토타입을 제시하는 것이다. 본 연구를 통해 제시된 PHC 파일 두부정리 자동화 장비가 개발되어 현장에 적용될 경우, 기존 두부정리 작업의 생력화를 통한 품질, 안전성, 생산성 향상 및 이를 통한 경제성 확보가 가능할 것으로 기대된다.

• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권11호
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• pp.45-54
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• 2018

The primary objective of this study is to develop a conceptual design of all-in-one attachment based steel pipe pile cutting robot that improves the conventional work in safety, quality, convenience and productivity. For this, the following research works are conducted sequentially; 1)literature review, 2)field investigation, 3)selection of element technology for conceptual design, 4)deduction of conceptual design and its work process, 5)technical feasibility analysis of the conceptual design and its work process. As a result, leveling laser and laser detector, plasma cutter, rotary grapple are selected as core technologies. Futhermore, a conceptual design and work process of an all-in-one attachment based steel pipe pile cutting robot are developed based on the core technologies. According to the technical feasibility analysis result, at least 76.8% of the respondents are selected positive answer about each device of the all-in-one attachment based steel pipe cutting robot. It is expected that the application range and impact on the construction industry will be enormous due to the increasing trend of the steel pipe pile market.

• 토지주택연구
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• 제2권4호
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• pp.553-558
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• 2011

말뚝두부와 기초판의 연결방법으로서 기존의 강선남김방식은 시공성이 좋지 않고, 말뚝두부에 파손 및 균열이 발생할 가능성이 높을 뿐만 아니라 현장 인명사고가 자주 발생하여 최근에는 대안적인 방법으로서 원커팅에 의한 철근보강 방식이 제안되어 사용되고 있다. 하지만 이러한 방법들은 역학적인 성능규명에 의하여 그 상세가 구체적으로 제안 또는 검증된 사례가 없다. 이 연구는 원커팅 철근보강 방식에 있어서 최적 보강상세를 제안 할 목적으로 후 타설된 말뚝 내 속채움 콘크리트와 말뚝간의 전단마찰 저항력의 부족으로 인한 파괴를 실험을 통하여 규명하고, 적정 채움 깊이를 제안하였다. 실험결과에 근거하여 말뚝 부착파괴 강도를 안전측의 값으로 0.4MPa를 가정한다면, 부착파괴 이전에 철근이 항복에 도달하도록 하기 위해서 속채움 콘크리트의 깊이는 최소한 PHC 450과 PHC 500의 경우 600mm 이상, PHC 600의 경우 1,000mm 이상 확보하여야 할 것으로 판단된다.