• 한국지반공학회논문집
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• 제38권7호
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• pp.25-37
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• 2022

본 논문에서는 연약지반개량을 위해 활용되고 있는 모래다짐말뚝 공법의 개선을 위해 개발된 입도조정골재 다짐말뚝의 구근 형성 및 품질을 평가하고자 다짐말뚝 시공을 모사하는 축소모형실험 시스템을 개발하고 일련의 실험을 수행하였다. 현재 모래다짐말뚝 공법의 경우 모래의 공급 부족으로 인해 경제성이 하락하였고, 쇄석다짐말뚝 공법은 해상 초연약점토지반에 시공 시 구근의 팽창 파괴로 인한 불균일한 구근과 퍼짐 현상 발생으로 해상 연약지반 적용에 한계가 있어왔다. 구근의 균일한 형성은 다짐말뚝의 지지력에 큰 영향을 미치나, 현재까지 구근 형성에 대한 연구사례는 전무하다. 따라서, 본 연구에서는 다짐말뚝 구근이 시공되는 절차를 모사하여 구근 형성 메커니즘을 규명하고, 기존 다짐말뚝 공법을 개선하는 입도조정골재의 품질 평가를 목표로 하였다. 본 연구에서는 다짐말뚝 재료와 지반 강도를 매개변수로 하여 4차례 실험을 수행하였다. 다짐말뚝 재료는 입도조정골재와 모래를 비교·분석하였다. 실험결과, 입도조정골재 다짐말뚝의 구근은 모래다짐말뚝과 유사한 품질로 나타났으며, 입도조정골재 다짐말뚝의 지지력이 모래다짐말뚝 보다 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.65-77
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• 2002

여러 가지 현장 시험과 실내 시험 결과 진동쇄석말뚝공법은 기존의 모래말뚝공법에 비해 지지력증대, 지반보강, 사면보강, 액상화 방지억제 그리고 배수촉진 등의 효과를 극대화할 수 있는 공법으로 알려져 있으나, 설계실무에서는 경험적인 방법이나 공식에만 의존하여 설계가 이루어지고 있는 상태이다. 또한, 이 공법은 경제성을 갖춘 대체재료(즉, 쇄석)의 활용이 가능한 공법으로 해안 구조물의 시공에 적극적으로 활용가능한 공법이다. 본 연구에서는 쇄석말뚝에 대한 현 단계에서의 기술적 수준과 향후 연구방향 및 연구의 필요성에 대하여 고찰하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.53-58
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• 2012

일반적으로 연약지반인 점성토 지반이나 느슨한 사질토 지반을 개량하기 위하여 모래다짐말뚝(SCP)공법 또는 쇄석다짐말뚝(GCP)공법이 쓰여지고 있다. 하지만 모래다짐공법은 모래의 수급부족과 모래채취로 인한 환경파괴와 같은 문제점이 있으며, 쇄석다짐공법은 쇄석다짐재료의 클로깅으로 인하여 배수재의 투수계수가 저하되는 문제점이 있다. 최근, 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 모래의 대체 재료로 활용하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 저회혼합다짐말뚝에 대한 기초적 연구로써 조립재료 및 치환율에 따른 조립재료 혼합다짐말뚝의 거동특성을 수치해석적으로 규명하였다. 특히, 말뚝중심부로부터 거리에 따른 침하저감비(SRR)를 산정하였다. 연구 결과는 다음과 같았다. 조립재료에 따른 혼합다짐말뚝의 침하저감비 변화값은 유사한 형태를 보였으며 치환율에 따라 복합지반의 강성이 증대하여 침하저감비는 감소하는 형태를 보였다. 특히, 치환율 20~40%의 범위에서는 일반적으로 침하저감비의 증가가 큰 것으로 나타났고, 치환율 40% 이상에서는 증가치가 서서히 감소하는것으로 나타났다. 본 연구에서 적용한 연약지반과 유사한 지반에 혼합다짐말뚝 적용 시 경제성을 고려하였을 때, 30~40%의 치환율이 적절할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.5-11
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• 2007

국내에서는 조립토를 이용한 연약지반 처리공법 중 모래다짐말뚝공법이 많이 활용되고 있으나, 모래자원의 고갈과 단가상승으로 인해 적용이 제한되고 있어 대체공법이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 육상부 현장에 시험시공된 단일쇄석다짐말뚝에 대한 정재하시험을 수행하였다. 시험시 말뚝의 직경을 700mm로 고정하구 재하판의 면적을 변화시켰으며, 치환율 20, 30, 40%에 대하여 정재하시험을 실시하였다. 그 결과를 토대로 하여 단일쇄석다짐말뚝의 지지력 증가효과를 평가하였다. 치환율이 증가할수록 침하량이 작아지는 경향을 보였다. 또한, 치환율이 고려된 단일쇄석다짐말뚝의 항복지지력 공식을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권7호
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• pp.57-63
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• 2010

국토의 70%를 산이 차지하고 있는 우리나라의 여건으로 볼 때 효율적이고 경제적인 연약지반 개량의 필요성이 점차 높아지고 있다. 해양개발을 위한 연약지반개량 공법에는 모래다짐말뚝공법, 치환공법, 프리로딩공법, 대기압공법, 지하수위 저하공법, 팩드레인공법, 생석회말뚝공법 등이 있는 데, 그 중 모래다짐말뚝공법은 모래의 수급이 어려워져 수입하는 등의 경제적인 문제점과 모래채취로 인한 자연 훼손의 문제점을 야기하므로 이에 대한 대책공법이 시급한 실정이다. 최근, 모래와 공학적 성질이 유사한 화력발전소 부산물인 저회를 대체 재료로 활용하기 위한 연구가 이루어지고 있으나 연약지반 개량 재료로 활용하기 위한 연구는 미미한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 10~80%의 치환율로 복합지반을 조성하여 대형직접전단시험, 전단시험, 표준압밀시험을 실시한 후 저회다짐말뚝의 전단특성과 압밀특성을 규명하였다. 연구결과 저회다짐말뚝의 치환율이 증가에 따라 전단강도 정수는 증대하고, 침하저감 계수 및 $t_{90}$은 감소하는 경향이 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1993년도 준설.매립 연약지반의 해석 및 처리기술
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• pp.2-18
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• 1993

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.43-55
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• 2012

본 연구에서는 연약지반개량공법의 하나인 쇄석다짐말뚝공법의 저항계수를 산정하기 위한 저항편향계수를 산정하였다. 쇄석다짐말뚝공법의 저항편향계수를 산정하기 위하여 국내외 현장에서 수행된 41개 말뚝의 재하시험 결과로부터 산출된 2.54cm 침하량기준의 극한지지력과 말뚝직경의 2~3배의 깊이에서 팽창파괴가 지배적인 파괴유형이므로 팽창파괴에 대한 7개의 극한지지력공식을 사용하여 저향편향계수를 분석한 결과 확률밀도함수는 쇄석다짐말뚝의 7개 팽창파괴에 대한 극한지지력식 모두 로그정규분포 형태를 보였고, 저항편향계수/변동계수는 Greenwood(1970) 제안식에서는 0.91/0.38, Hughes & Withers(1974) 제안식에서는 1.19/0.39로 팽창파괴에 대한 극한지지력식 중에서 저항계수설계법의 저항계수 산정 시 적합한 제안식으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.51-62
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• 2004

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과뿐 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었던 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을 산정하기 위한 기법을 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가기법의 타당성을 실내모형실험을 통하여 검증하였으며, 실험결과를 토대로 하여 군말뚝의 지지력 증가효과 및 압밀계수의 변화에 대하여 비교, 분석을 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.181-191
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• 2001

조립토 다짐말뚝 공법은 자갈이나 쇄석 등의 조립질 재료를 진동기로 다지면서 지중에 조립토 말뚝을 형성하여 지반을 보강하는 공법으로 연약한 기초지반의 지지력 증가와 침하량 감소 및 압밀배수에 의한 지반개량 효과 등이 있으나, 국내에서는 아직 널리 활용되고 있지 않은 공법이다. 본 연구에서는 정방형 대칭형태 뿐만 아니라 다양한 임의의 배치형태로 설치된 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 대해서도 극한지지력의 평가가 가능한 방법을 제시하였으며, 탄소봉을 이용한 실내모형실험을 통해 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 파괴메커니즘의 규명과 조립토 다짐말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따른 지지력의 변화양상에 대한 규명이 이루어졌다. 탄소봉을 이용한 조립토 다짐말뚝의 모형실험결과, 무리형태의 조립토 다짐말뚝에 있어서 파괴형상은 팽창파괴의 중심점을 서로 연결할 때 중심부로 갈수록 깊어지는 원추형태의 양상을 나타냈으며, 말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 원추형태의 경사각도는 급해지는 경향을 알 수 있었다. 또한 탄소봉실험에 있어서 모형말뚝의 중심간격이 좁아짐에 따라 인접한 말뚝에 의한 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과로 지지력이 증가하였다. 본 연구에서 제안한 극한지지력 평가방법을 이용하여 무리 형태의 조립토 다짐말뚝에 대한 최적 배치형태를 검토한 결과, 지지력 측면에서 조립토 다짐말뚝의 최적배치형태는 중앙부에 집중적으로 설치된 경우로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.115-124
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• 2004

조립토 다짐말뚝(granular compaction pile)공법은 비교적 강성이 크고 압축성이 작은 자갈, 쇄석 및 모래 등의 조립질 재료를 사용하여 연약한 지반에 말뚝을 조성하는 공법으로, 기초지반의 지지력 증가, 침하량 감소 및 압밀배수 촉진 등에 의한 지반개량 효과 뿐만 아니라, 사질토 지반에 적용시 지진에 의한 액상화 방지효과도 큰 공법으로 알려져 있으나 국내에서는 아직까지 널리 사용되지 않고 있다. 일반적으로 조립토 다짐말뚝은 Piled-raft system으로 시공되므로, 이 때 조립토 다짐말뚝의 극한지지력에 대한 평가는 팽창파괴 중심부의 깊이에 따라 달라지게 된다. 또한 조립토 다짐말뚝과 주변지반과의 하중분담에 대한 영향 및 지반내에서 조립토 다짐말뚝에 작용하는 구속응력의 변화를 적절하게 고려하여 조립토 다짐말뚝의 극한지지력이 결정되어야 한다. 본 연구에서는, 김 등(1998)에 의하여 연구되었면 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가에 대한 해석기법을 토대로, 단일 말뚝에 대하여 상재하중의 크기, 재하면적의 크기 및 파괴깊이에 따른 수평구속응력의 변화를 고려하여 극한지지력을산정하기 위한 기법을 부시네스크 식을 이용하여 제안하였다. 또한 제안된 조립토 다짐말뚝의 극한지지력 평가 기법의 타당성을 실내모형 실험 및 수치해석 프로그램인 PFC-2D 프로그램을 이용한 수치해석 결과와의 비교, 분석을 통해 검증하였다.