• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.221-229
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• 2004

강관말뚝 머리를 확대기초 내에 얕게 근입하는 방법은 작업성과 배근의 용이성 등의 이점 때문에 일본과 우리나라에서 널리 적용되고 있다. 또한 일본은 몇 차례의 시방서 개정으로 말뚝머리 연결방법을 표준화하기에 이르렀고, 다양한 연결방법에 대하여 실험적 연구와 이론적 연구가 축적되었다. 따라서 국내에서도 최근 말뚝머리 보강설계에 대한 연구의 필요성이 대두되어 본 연구에서는 도로교 시방서에서 제시하는 대표적인 강관 말뚝머리 연결부 방법B 속채움방법에 대한 구조적 성능 및 특성을 파악하고자 단순 인발실험 및 단순 압입실험을 실시하여 말뚝머리 연결부의 거동 메카니즘을 규명하고자 한다. 또한 인발 및 압입실험의 결과에서 미끄럼 방지턱을 용접대신 고장력볼트로 접합하여 사용했을 경우 구조적 거동안정성을 파악하고자 한다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.57-71
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• 1998

기존의 강관말뚝 머리보강 방법은 대부분 현장제작. 인력으로 강관말뚝을 절단, 그리고 현장용접을 하는데, 이를 각각 공장제작, 자동으로 강관말뚝을 절단, 그리고 볼트조임으로 대체한 볼트식 강관말뚝 머리보강 방법(Bolted Bonding Method : BBM)을 개발하여 현재 사용 중에 있다. 구조검토와 실내시험으로 부터, 볼트식 강관말뚝 머리보강에 대한 설계 및 구조검토 식을 제안하며, 현장 시공성과 경제성을 비교하기 위하여 기존과 볼트식 강관말뚝 머리보강 방법을 고속도로 교량기초에 적용하였다. 시험결과로부터, 공장제품을 사용하는 볼트식 방법은 현장에서 용접하는 기존 방법보다 품질 관리가 용이할 뿐만 아니라 5~10배 이상 작업시간을 단축시킬 수 있었다. 그리고 8개 보강철근을 사용하는 볼트식 방법이 12개를 설치하는 기존의 방법보다 확대기초 철근조립이 매우 용이하였다. 또한 볼트식 방법은 용접 방법보다 말뚝 개당 평균 50%, 그리고 속채움 콘크리트 방법보다 평균 9% 공사비가 절감되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.97-106
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• 2011

본 연구에서는 강관합성 현장타설말뚝의 수평재하시험을 수행하고, 공내재하시험과 표준관입시험 결과에 의한 지반반력계수를 평가하여, 말뚝 머리의 수평거동에 대한 다양한 해석법과 비교 분석하였다. 분석 결과, 표준관입시험의 N값에 의한 지반반력계수를 이용하는 방법은 말뚝의 허용 변위량 내에서 수평거동을 평가하기에 적합하지 않은 것으로 나타났다. 반면 공내재하시험에 의한 지반반력계수를 이용하는 방법은 말뚝의 초기 수평거동을 비교적 잘 모사할 수 있었으며, 프레셔미터 곡선을 직접 말뚝머리의 p-y 곡선으로 이용하는 방법에서, 말뚝 재료에 대한 보정계수를 도입하여 말뚝머리의 수평거동을 타당하게 평가할 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.111-116
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• 2011

본 연구에서는 횡방향 하중을 받는 말뚝의 해석 해를 유도하고 그로부터 말뚝의 거동분석과 더불어 긴 말뚝으로의 거동기준이 되는 임계 말뚝길이(critical pile length)를 지반조건을 달리하여 구하고 비교 분석하였다. 또한 해석 해에 의한 말뚝의 거동과 p-y곡선을 적용한 수치해석을 통해 말뚝의 거동을 비교분석하였다. 해석 해에 따르면 밀도를 달리한 지반조건에 대해 무차원 임계 말뚝길이는 해석에서 고려한 세 가지 말뚝머리 경계조건에 있어 2.3~3.2 사이였다. 해석 해에 의한 결과와 수치해석에 의한 결과를 비교하면 말뚝길이에 따른 말뚝의 변형과 모멘트 분포양상은 유사하였다. 말뚝머리 변형량은 해석에 의한 경우가 수치해석에 의한 경우보다 보수적인 값을 보여주었으며 휨모멘트의 값은 해석에 의한 값과 수치해석에 의한 값 사이에 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.77-80
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• 2008

본 연구에서는 현행 설계기준상의 강관말뚝머리 연결부의 결합방법이 갖고 있는 철근 배근 및 정착길이 확보, 전단키 용접 등의 문제점을 개선하기 위해 퍼포본드 전단연결재(Perforated Rib Shear Connector)를 활용한 강관말뚝머리 보강방법을 고안하고 이에 대한 압발저항성능을 실험적으로 검증하였다. 그 결과 퍼포본드를 활용한 보강방법은 연직하중에 대해 기존 방법을 대체할만한 동등 수준이상의 구조 안전성은 물론 시공성 및 경제성 측면에서도 우수한 성능을 갖는 구조 시스템인 것으로 나타남에 따라 상부구조의 작용하중을 강관말뚝으로 전달하기 위한 효율적인 강관말뚝머리 연결부 보강방법의 하나로 자리매김할 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권7호
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• pp.61-73
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• 2008

다수의 말뚝을 캡(확대기초)으로 연결하여 하중을 지지하는 다주식 기초에 대하여 캡의 연결부를 강결합 조건과 힌지결합 조건으로 구분하여 말뚝 반력 해석의 합리성을 분석하였으며, 널리 사용 중인 탄성변위법과 라멘식 프레임 해석에 기반한 비선형 해석기법을 비교하여 검토하였다. 특히 실제 해상 장대교량의 조건을 대상으로 상부구조와 기초를 연계한 전체 구조계 해석 결과를 분석하여 말뚝머리 구속 조건에 대한 기초 부재 단면력 산정의 적정성을 파악하였다. 이를 위해 캡과 연결된 각 말뚝에서 발생하는 휨모멘트, 전단력, 압축력 등 반력을 산정하고 PM상관도 분석과 지지력 산정을 통해 말뚝 부재의 안정성을 검토하였다. 일반적인 규모의 교량, 또는 강성이 크지 않은 말뚝을 적용한 기초에서는 말뚝-캡 결합 조건에 따른 말뚝 단면 설계의 차이가 현저하지 않으나, 말뚝이 지면 위로 일정 길이 이상 돌출되는 다주식 기초의 해상교량에서는 말뚝머리를 힌지로 고려할 경우 지중부에서 매우 큰 휨모멘트와 전단력이 유발되며, 말뚝머리의 수평변위량이 극단적으로 증가하였다. 해상 장대교량에 대해서는 비현실적 가정조건에 기반한 탄성변위법 보다는 말뚝머리를 캡에 강결합하고 말뚝이 탄성판에 지지된 보로 간주하는 라멘(rahmen) 모델링을 통해 상부구조와 연계한 전체 구조계 해석을 수행하는 것이 바람직하다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권3호
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• pp.21-30
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• 1987

말뚝머리에 수평력을 받는 단일주동말뚝의 극한수평저항력을 산정할 수 있는 몇몇 방법이 수평직 반반력, 말뚝길이 및 말뚝두부구속조건을 고려하여 확립제안된다. 말뚝의 이동에 의하여 주동말뚝 이 지반으로 부터 받게 되는 극한수평지반반력은 말뚝주변지반의 소성상태 및 말뚝형상을 고려하 는 것에 중점을 두어 유도한 산정이론식을 이용하여 산정될 수 있다. 말뚝은 짧은말뚝, 긴말뚝 등 으로 구분되며 이는 말뚝에 발생하는 최대횡모멘트와 항복모멘트의 비교에 의하여 구분된다. 말뚝 머리의 구속조건으로는 두부자유 및 두부요전구동의 두가지 경우가 취급된다. 실측치와의 비교에 의하면, 본이론에 의한 극한수평진항력은 Broms이론에 의한 이론치보다 더 잘 실측치에 접근하고 있음을 보여 준다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.130-137
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• 2017

최근 경제 성장과 건설 기술의 발달로 인해 구조물이 대형화, 고층화됨에 따라 상부구조물을 지지할 수 있는 기초의 역할이 중요시 되고 있다. 이 연구에서는 철근콘크리트 말뚝 성능향상을 목적으로 프리캐스트공법과 철근 및 속채움 콘크리트로 말뚝머리부를 보강한 철근 콘크리트 말뚝(HPC)을 개발하고 한계상태설계법을 바탕으로 말뚝성능을 예측하였고 설계와 실제강도와 비교를 통해 말뚝 내력의 안전성을 평가하였다. HPC말뚝 본체의 단면형상은 최대폭 500 mm, 최소폭 475 mm의 10각 단면으로 말뚝머리부 본체 두께는 70 mm이다. 중공부 본체 내측은 도로교설계기준에서 제시하는 수평전단강도를 확보하기 위해 요철형상으로 제작하였다. 전단강도 실험 결과 사인장균열이 발생하였지만 최종 파괴단계까지 급격한 파괴 없이 안정적인 전단내력을 확보하였고 한계상태설계법으로 예측한 전단강도를 135%, 119% 상회하였다. 말뚝머리 본체부 두께에 가외철근 보강 유무에 따라 제작된 실험체의 항타실험 결과 모든 말뚝 실험체에 균열이 발생하지 않아 충격에 대한 저항이 우수한 것으로 나타났다. 기성 PHC말뚝과 HPC말뚝 연결부 휨실험을 통해 측정된 휨하중을 평가한 결과 기성 PHC말뚝 설계 휨균열 하중에 비해 1.51배 및 1.48배 높은 값을 나타내어 충분한 연결부 휨내력을 확보하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6A호
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• pp.661-669
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• 2009

강 콘크리트 합성구조에서 강재와 콘크리트 사이의 경계면에 효과적인 응력전달과 합성거동을 유도하기 위하여 스터드, 채널, 유공강판 등이 사용된다. 많은 연구자들이 여러 종류의 전단연결재의 특성을 개선시키기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 본 연구에서는 확대기초와 말뚝과의 합성을 위해 개방형 퍼포본드로 보강된 강관 말뚝머리의 인발 및 압발거동을 분석하였다. 다양한 변수해석에서 요구되는 자료를 제공하고자 비선형 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 매개변수 해석을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.267-274
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• 2021

말뚝의 허용횡방향지지력을 결정하는 방법으로는 지반반력법과 극한횡방향지지력에 근거한 방법이 많이 쓰이고 있는데 설계시 지반반력법에 근거한 방법만을 적용하는 경우가 있다. 본 연구에서는 지반조건과 말뚝머리 구속조건 그리고 말뚝길이에 따른 말뚝의 허용지지력을 이들 두 가지 방법을 적용하여 구하고 상호 비교함으로써 해석에서 고려한 조건들이 말뚝의 허용횡방향지지력 결정법에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 연구결과에 따르면 말뚝머리 구속조건 및 말뚝길이에 상관없이 연약 점성토 지반에 설치된 말뚝의 경우 지반반력법에 의한 허용횡방향지지력이 설계를 지배함을 알 수 있었고 점성토의 비배수강도가 커짐에 따라 극한횡방향지지력을 통한 허용횡방향지지력이 설계를 지배함을 알 수 있다. 사질토 지반에 설치된 말뚝의 경우 느슨한 사질토지반에 설치된 말뚝머리 자유인 짧은말뚝의 경우를 제외하고 모든 경우에 있어 극한횡방향지지력을 통한 허용횡방향지지력이 설계를 지배함을 알 수 있다. 횡방향말뚝의 설게시 허용 횡방향변위량에 근거한 설계만으로 충분하다는 견해도 있지만 본 연구결과에 따르면 극한횡방향지지력에 근거한 허용횡방향지지력의 계산 또한 필요함을 알 수 있었다. 수평지반반력계수는 허용횡방향변위량 이내에서는 말뚝폭에 큰 영향을 받지 않음을 알 수 있었으며 실제 많이 쓰이는 말뚝폭의 범위인 20~90cm 인 경우 말뚝폭의 영향을 무시해도 될 것으로 생각된다.