사질토 지반에서 단일 강성말뚝의 수평거동에 대한 시공방법의 영향

Effect of Pile Construction on Lateral Behavior of Single Rigid Pile in Sand

본 논문은 균질 및 비균질의 사질토 지반에서 항타 시공된 단일 강성말뚝의 수평거동에 대한 모형실험 결과들을 고찰하였다. 본 연구의 목적은 말뚝의 수평거동 특성에 대한 말뚝 시공상태 (Driven & Embedded), 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 두께비 (H/L),그리고 지반의 상대밀도의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 실험결과를 얻었다. 모형 실험 결과들에 의하면, 수평거동은 느슨한 균질지반에서 시공방법에 상당히 의존하는 것으로 나타났다. 말뚝시공시 항타방법에 의존할 경우 균질지반에서는 느슨한 지반일수록 그리고 비균질 지반 $(E_{h1}/E_{h2}/=0.18)$에서는 상부층 두께가 클수록 수평변위 감소에 상당한 효과를 얻을 수 있으나, 최대 휨모멘트 감소는 수평변위 감소와 정반대의 결과를 나타냈다. 수평변위 측면에서, 매입말뚝에 대한 항타말뚝의 변위비 $(y_{Driven}y_{Embedded})$는 균질지반의 각 상대 밀도에 대하여 0.65-0.88 $(D_r=90%)$와 0.38-0.65 (D$_{r}$=61.8%)의 범위로 그리고 비균질지반에서 0.6-0.88 의 범위로 나타났다. 또한, 본 연구에서는 $y_D/y_E \;와\; NBM_D/MBM_E$에 대한 항타고와 H/L의 영향들을 모형실험 결과들로부터 실험식으로 제안하였다.

This paper shows the results of model tests on the lateral behavior of single rigid pile, which was constructed by driving, in homogeneous and non-homogeneous (two layered) NakDong River sands. The purpose of the present paper is to investigate the effect of ratio of lower layer thickness to embedded pile length, relative density of sand and pile construction conditions (Driven & Embedded piles) on the characteristics of lateral behavior of single pile. These effects can be quantified only by the results of model tests. As a model result, the lateral behavior depends upon the pile construction condition in loose-density soil more than in high-density soil. If the pile construction depends upon driving construction, the decrease of deflection remarkably increases for both loose homogeneous sand and non-homogeneous soil$(E_{h1}/E_{h2}/=0.18)$ with high thickness of upper layer but the decrease of maximum bending moment shows the opposite result to the decrease of deflection. And, with respect to deflection, it was found that the deflection ratio $(y_{Driven}y_{Embedded})$ of embedded to driven piles has the ranges of 0.65 - 0.88 $(D_r=90%)$0.38 - 0.65 $(D_r=61.8%)$ for each relative density of homogeneous soil and the range of 0.6 - 0.88 for non-homogeneous soil. Also, in this study, the experimental equation for the effects of drop height (DH) and H/L on the ratios of $y_D/y_E\; and MBM_D/MBM_ E$ is suggested from model tests.