• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1992년도 PHC 말뚝 관련 학술발표회
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• pp.1-13
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• 1992

본 연구에서는 일반 PC 말뚝과는 달리 제작시 실리카(silica) 재료를 사용하고 중기양생후 고온,고압의 추가양생(autoclave curing)을 실시 함으로써 말뚝자체의 강성을 높인 PHC 말뚝의 항타 시공성을 컴퓨터 프로그램을 이용하여 파악하였다. 일반적으로 임의의 지반조건, 항타장비에 따른 컴퓨터 프로그램의 실행결과는 PHC 말뚝이 PC 말뚝에 비해 항타장비에 의해서 발휘되는 타격에너지에 대해 보다 큰 저항력을 가지므로 설계지지력을 크게 얻을 수 있으며 항타장비의 선정에 있어서도 보다 큰 효율을 지닌 장비의 선정이 가능하여 경제적인 항타작업을 수행하는데 유리함을 보였다. 이와같은 결과를 실제 현장에서의 말뚝 항타시공을 실시한 후 항타기록 및 재하시험 결과와 비교검토 하였는데 본 연구결과와 재하시험 결과가 잘 일치함을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.529-545
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• 2012

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 실시하여 견고한 점토에 기시공되어 있는 단독말뚝의 하부에서 실시된 open face 터널굴착에 의한 말뚝의 거동을 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인한 말뚝의 거동을 규명하기 위하여 지반, 말뚝의 침하 및 전단응력전이 메커니즘을 심도 있게 분석하였다. 터널굴착으로 인해 Greenfield 조건의 지표면의 침하를 크게 초과하는 말뚝침하가 발생하였으며, 말뚝과 인접지반 사이 경계면에서의 전단응력전이현상으로 인해 말뚝에 작용하는 축력의 분포가 매우 크게 변화하였다. 말뚝침하의 증가로 인하여 말뚝의 겉보기지지력(apparent pile capacity)이 약 30% 감소하는 것으로 분석되었다. 터널굴착에 따른 지중응력 및 변형에 의해 말뚝의 마찰력이 증가하는 현상이 발생하고 이에 따라 말뚝의 축력이 터널의 굴착에 따라 지속적으로 감소하였다. 순수하게 터널굴착에 의하여 단독말뚝에는 설계하중의 최대 21%에 상응하는 인장력이 유발되는 것으로 분석되었다. 말뚝은 터널의 시공이 말뚝의 중심에서 종방향으로 ${\pm}1$-2D (D: 터널직경)에서 실시될 때 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 말뚝선단 인근에서는 (-)의 과잉간극수압이 발생하였으며, 말뚝상부 부근에서는 (+)의 과잉간극수압이 발현하였다. 터널굴착에 의한 말뚝의 사용성은 축력변화에 비해서는 말뚝의 침하에 의해 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권8호
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• pp.35-45
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• 2007

말뚝의 거동특성은 지반조건 뿐만 아니라 말뚝의 형상에 의해서도 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 비배토 테이퍼말뚝과 원통형말뚝의 연직거동과 지지력 특성을 조사하기 위해서 선단지지력과 주면마찰력을 분리해서 측정할 수 있는 모형말뚝과 가압토조를 이용해서 총 12회의 모형말뚝시험을 실시하였다. 시험결과 원통형말뚝의 주면 하중은 말뚝 직경의 4%에 해당하는 침하량에서 극한치에 도달하였다. 반면 테이퍼말뚝의 주면하중은 말뚝이 침하함에 따라 계속 증가하는 경향을 보였으며, 원통형말뚝의 주면하중보다 상당히 큰 것으로 나타났다. 그리고 조밀한 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체지지력이 원통형말뚝보다 작은 반면 상대밀도가 보통인 지반에서는 테이퍼말뚝의 전체 지지력이 원통형말뚝보다 큰 것으로 나타났다. 테이퍼말뚝의 단위 극한선단지지력은 지반의 토압계수가 0.4보다 클 때 원통형말뚝보다 컸으며, 테이퍼말뚝의 단위 극한주면마찰력은 지반의 토압계수와는 무관하게 원통형말뚝보다 큰 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제14권6호
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• pp.41-48
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• 2002

2001년도 년간 302만 4,000ton의 사용실적을 보이고 전체 콘크리트 말뚝 사용량의 99.5%를 점유하고 있는 PHC 말뚝은 국내에 도입된 1992년이래 약 10년 동안 양적, 질적으로 많은 발전을 거듭하여 왔으며 현재 우리나라의 건축 토목공사용 기초자재로서 없어서는 안될 중요한 위치를 확보하고 있는 것이 사실이다. 1970년대까지 주로 사용되었던 RC 말뚝은 1970년대 후반부터 PC 말뚝으로 대체되었고, 1990년도 초반 생산되기 시작한 PHC 말뚝이 우리나라 콘크리트 말뚝의 주류를 이루어 현재콘크리트 말뚝의 대명사로 자리 매김하며 발전을 거듭하고 있는 것이다. 또한 PHC 말뚝에 사용되는 콘크리트의 압축강도는 800kgf/$\textrm{cm}^2$ 이상이 확보되어야 함으로 콘크리트 공장제품 중에서 보기 드물게 고강도를 요구하고 있으며 고강도화를 위한 제조공정의 품질관리도 높은 수준이 요구되어 우리나라 콘크리트 공장제품의 고강도화와 품질향상에 기여한 정도가 이루 말할 수 없을 정도로 크다고 볼 수 있다.(중략)

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2505-2510
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• 2013

점토지반에서 횡방향하중을 받는 불균질말뚝과 균질말뚝의 거동에 영향을 미치는 인자를 파악하고 개발된 해석기법을 적용하여 매개변수 연구를 수행하였다. 매개변수연구에서 고려한 2개의 균질말뚝에 있어 말뚝 근입깊이에 따른 매개변수는 휨강성이 클수록 크게 계산되었다. 불균질말뚝에 대한 매개변수는 재료경계점에서 멀어짐에 따라 동일한 휨강성을 갖는 균질말뚝의 매개변수에 수렴하였다. 균질말뚝과 유사한 하중지지능력을 발휘할 수 있도록 하는 적절한 불균질말뚝의 상부길이를 결정하기 위해서는 균질말뚝과 불균질말뚝의 매개변수 변화양상과 해석을 통해 얻는 횡방향변위 및 부재력 등을 종합적으로 비교해야 한다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권3호
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• pp.5-12
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• 1992

본 논문은 모래지반에 박힌, 기하학적 특성과 설치방법이 서로 다른 모형말뚝의 극한상장지지력에 대한 연구이다. 기하학적 특성의 측면으로는 균일직편말뚝, 선단확대말뚝, 다층확대말뚝과 앵커플레이트가 시험되고 기일직경말뚝에 대한 말뚝설치방법이 극한지지력에 미치는 영향을 조사하기 위해 매설, ao입, 진동관입방법이 연구되었다. 실험결과에 의하면 기초가 상장력과 압축력을 받는 경우에는 선단확대 말뚝이, 오직 상장력에 대해서는 앵커플레이트가 가장 효과적이며, 또한 말뚝설치방법 및 타입 말뚝의 선단 모양은 상장지지목에 큰 영향을 준다는 것이 밝혀졌다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.27-34
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• 2010

본 연구에서는 유한요소해석을 실시하여 지반굴착으로 인해 융기(heaving)가 발생하는 지반에 사전에 근입된 말뚝의 거동에 대한 분석을 실시하였다. 수치해석에서는 말뚝과 점토사이 경계면에서의 미끄러짐(소성항복)을 고려하여 그 상호거동에 대하여 고찰하였다. 본 연구에서는 말뚝의 상향변위, 말뚝과 인접지반의 상대변위, 말뚝에 작용하는 전단응력 및 인장력을 분석하였다. 특히, 수직응력의 감소로 인해 말뚝과 인접지반에서의 전단응력이 전이되는 메커니즘에 대한 심도있는 분석을 실시하였다. 굴착에 의해 수직응력이 감소하여 말뚝과 인접지반 사이에서의 상대변위 및 전단응력이 변화하였다. 말뚝 대부분의 위치(Z/L=0.0-0.8)에서는 상향의 전단응력이 발생하였으나, 말뚝 선단부 부근(Z/L=0.8-1.0)에서는 하향의 전단응력이 발생하였고, 이로 인해 말뚝에는 인장력이 발생하였다. Z는 임의의 심도, L은 말뚝의 길이이다. 수치해석을 통해서 분석된 말뚝의 거동에 대하여 상세히 보고하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.33-43
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• 2011

본 연구에서는 등가 지반면 스프링 모델을 적용한 단일 현장타설말뚝의 간편해석(기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석)을 수행하였다. 이 때 지반조건, 하중, 말뚝직경 등의 영향인자에 따라 검증하였으며, 단일 현장타설말뚝에 적용된 철근량을 분석하여 말뚝의 최소 철근비 적용성을 평가하였다. 본 연구결과, 기존 기둥과 말뚝을 단일부재로 모델링하는 일체해석과 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석의 결과에는 서로 차이가 없었으며, 이를 통해 가상,고정점을 통한 해석법은 단일 현장타설말뚝의 정확한 거동파악이 어려움을 알 수 있었다. 또한 재료의 비선형성을 고려한 해석결과, 말뚝부에서 발생하는 휨모멘트는 말뚝재료의 균열모멘트 이내에서 모두 발생하였으며, 수평변위도 허용 수평변위 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 따라서 단일 현장타설말뚝의 말뚝부에는 최소철큰비 기준인 0.4% 철근량만을 배근하여도 안정성이 확보되는 것을 알 수 있었으며, 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석은 상하부 일체해석으로 가는 중간단계의 비교적 정확하고 경제적인 설계법임을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.5-15
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• 2020

말뚝의 동적거동은 말뚝과 지반 사이의 동적 상호작용에 큰 영향을 받는다. 특히, 경사지반에 설치된 말뚝은 진동방향에 따른 지반저항력 차이, 지반 변위 등에 의해 말뚝-지반 동적상호작용이 매우 복잡해진다. 본 연구에서는 건조 사질토 경사지반에 설치된 단일말뚝과 2×2 무리말뚝에 대하여 동적 원심모형실험을 수행하였다. 그리고, 말뚝과 지반 변위 사이의 위상차 및 동적 p-y 곡선 등을 산정하여 경사지반, 단일말뚝과 무리말뚝, 입력가속도 진폭 등의 조건이 말뚝-지반 동적 상호작용에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과, 지반-말뚝 사이의 운동학적 힘이 말뚝의 동적거동에 큰 영향을 주며, 동적 p-y 곡선이 지반경사, 잔류변위, 운동학적 힘의 영향 등으로 매우 복잡한 형상을 보여주는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권2호
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• pp.85-94
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• 1996

말뚝직경이 개단말뚝의 폐색정도와 지지력에 미치는 영향을 규명하기 위하여 응력상태와 상대밀도의 조절이 가능한 토조와 직경이 다른 세개의 모형말뚝을 이용하여 모형말뚝실험을 수행하였다. 모형말뚝은 말뚝의 지지력 성분을 분리측정하기 위하여 직경이 다른 두개의 파이프로 만들어졌다. 실험결과에 의하면 말뚝이 완전폐색 상태로 되는 관입깊이는 말뚝직경과 지반의 상대밀도가 증가할수록 커지는 것을 알 수 있었으며, 관입비와 관내토 증분비가 동일하더라도 단위 관내토 지지력은 말뚝의 직경이 커질수록 감소하는 경향을 보였다. 그러나 기존의 지지력 산정식은 말뚝의 관입비나 폐색정도가 동일한 상태에 대하여 관내토 지지력은 말뚝의 직영에 관계없이 일정하거나 직경이 증가할수록 커지는 결과를 주고 있다. 이는 본 연구의 실험결과와 상반되는 것으로서 관내토 지지력의 산정시 말뚝의 폐색정도 뿐만 아니라 크기효과도 고려하는 것이 필요한 것으로 밝혀졌다.