• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.19-26
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• 2003

최근 연약지반상의 말뚝기초설계에 있어서 경시효과는 말뚝의 지지력 특성을 나타내는 중요한 요소 중의 하나로 인식되고 있다. 본 논문에서는 이러한 지지력 증가효과를 연구하기 위해 두 곳의 현장에서 13개의 말뚝에 대해, 항타시 EOID(초기 동재하시험)을 실시한 후 일정한 시간이 경과한 다음 재항타시험을 수행하였다. 느슨한 실트지반에 H말뚝, 강관말뚝, PHC말뚝을 항타에 의해 설치하고 9일 후 재항타 한 결과 H말뚝, 강관말뚝의 경우 지지력이 증가된 반면, PHC말뚝은 지지력의 증가가 거의 없는 것으로 나타났다. 7일 후 재항타시험을 수행한 결과 단단한 실트지반의 경우 H말뚝과 강관말뚝은 지지력이 1.17배 증가하였다. 그러나 PHC말뚝의 경우 6일 후 수행한 제 1차 재항타시험에서는 지지력이 감소하였다가, 13일 후 수행한 3차 재항타시험에서는 지지력이 1.38배 정도 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.235-246
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• 2003

국내의 경우 이 등(1994)의 연구를 시작으로 국지 현장별로 타입말뚝의 지지력 증가효과에 대한 사례연구들이 있었다. 그러나 충분한 시험자료를 바탕으로 한 지지력 증가효과에 대한 전반적인 검토는 아직 미흡한 실정이고, 또한 지지력 증가효과에 지반조건 및 말뚝의 형상이 미치는 영향에 대해서는 아직 보고 된 바 없다. 타입말뚝의 지지력 증가효과를 실무적으로 이용하기 위해서는 현장에서 실구조물에 적용된 말뚝에 대한 시험자료의 분석을 실시하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 말뚝기초의 설계 및 향후 사질토에서의 지지력 증가효과 등의 연구를 위한 기본 자료로 활용하기 위해 실구조물에 적용되는 다양한 시험말뚝의 시공과 동재하시험 자료 분석을 통해 지지력 증가효과에 대한 현상을 알아보았다. 말뚝의 동재하시험의 분석 결과, 말뚝지지력의 증가는 토질별로도 영향을 받지만 조성이력에도 영향을 받는 것으로 분석되었으며, 특히 사질토에도 상당한 지지력 증가효과가 나타났다. 이러한 말뚝의 지지력의 증가는 주로 주면부에서 발생하였으며, 선단형상에 따른 지지력 증가효과는 점성토에서는 폐단말뚝이 크고, 사질토에서는 개단말뚝이 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.89-100
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• 2019

본 연구에서는 동재하시험을 통해 매입공법으로 선단이 암반에 근입된 초고강도 PHC 말뚝의 지지력 특성을 분석하였다. 초고강도 PHC 말뚝은 일반 고강도 PHC 말뚝에 비해 콘크리트의 강도가 높아 허용구조내력을 향상시킬 수 있었다. 초고강도 PHC 말뚝의 최적 설계를 위해서는 지반지지력도 증가된 구조내력과 균형을 맞출 수 있도록 증가되어야 할 것이다. 오늘날, 지반지지력 검증을 위한 동재하시험 시 경험적으로 고강도 PHC 말뚝과 유사한 항타에너지를 초고강도 PHC 말뚝에 적용하고 있는 실정이다. 동재하시험 결과를 기반으로 초고강도 PHC 말뚝의 지지력에 영향을 미치는 요소들을 분석한 결과, 선단지지력에 대해 선단 주변지반의 표준관입시험 N값의 영향은 미미하였으며, 항타에너지가 증가할수록 선단지지력이 증가하는 경향을 보였다. 그러나 주면마찰력의 경우, 항타에너지의 증가에 따른 변화가 나타나지 않았다. 또한, 허용지지력을 판단하는 Restrike 시험시 선단지지력의 영향은 극히 작아 허용지지력 판단시 합리적인 방안이 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.17-24
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• 2019

본 연구는 지반 위 얕은 기초의 지지력에 대한 특성을 파악하기 위하여 지반 조건, 기초 크기, 기초 형상 등의 다양한 조건에 대하여 3차원 유한요소해석을 수행하여 기존의 지지력 이론과 비교 검토하였다. 유한요소해석 결과 극한지지력은 기초크기에 따라 지지력이 거듭제곱이나 로그 식으로 차츰 수렴하였고, 지반강도가 증가할수록 지지력 증가가 커지지 않는 직선적인 변화를 보였다. 기존 지지력 이론과 비교한 결과 순수모래는 지지력 비($q_{FEA}/q_{theory}$)가 Terzaghi식의 결과와 가장 유사하였다. 순수점토는 약 0.4~0.6, 일반토사는 0.3~1.3 정도로 산정되었고, 지반강도가 증가할수록 지지력 비가 감소하면서 1.0 이하로 나타났다. 기초 크기에 따른 지지력을 1.0m 기초의 지지력으로 정규화시킨 지지력 비($q_u/q_{u(1.0)}$)는 순수모래에서 ${\phi}=25^{\circ}$, $30^{\circ}$, $35^{\circ}$일 때 이론식의 35%, 15%, 5% 정도로 산정되었고, 순수점토는 크기 효과가 없었으며, 일반토사는 지반강도가 작은 경우에 순수모래의 이론식에 대해 약 10% 이하로 나타났다. 지반강도 증가에 따른 지지력 비는 내부마찰각의 영향이 큰 것으로 나타났다. 기초형상별 지지력 비에 따른 형상계수는 기초형상에 따라 다르게 나타났고, 원형기초는 1.5, 정사각형 기초는 1.3, 직사각형 기초와 연속 기초는 1.1~1.0의 형상계수를 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.179-188
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• 2002

평판재하시험으로 부터 실제 기초지반의 지지력 및 침하량을 산정할 때, 재하판과 실제기초의 크기가 상이하므로 인해 일어나는 영향, 즉 Scale effect가 고려되어야 한다. 본 논문에서는 재하폭에 따른 지지력 및 침하량의 변화특성을 분석하기 위해 5종류의 모형기초지반을 형성하고, 크기가 각각 l0cm, 15cm, 20cm, 25cm인 4가지 크기의 정사각형 평판으로 재하시험을 실시하여 재하폭에 따른 지지력 및 침하 특성을 분석하였다. 재하시험을 실시하여 분석한 결과, 순수모래 지반에서는 재하폭이 커지면 극한지지력은 증가하였으나 Scale effect에 관한 기존의 식과 같이 비례적으로 증가하지는 않았고, 순수점토 지반에서도 재하폭이 커지면 극한지지력은 약간 증가하여 재하폭에 무관하지 않은 것으로 나타났다. 또한 재하폭과 침하량의 관계를 보면 순수모래 지반은 재하폭이 커지면 침하량은 증가하였으나 Terzaghi and Peck(1967)의 실험식에 의한 값만큼 증가하지는 않았으며, 순수점토 지반에서도 재하폭이 커지면 침하량은 증가하였으나 Scale effect에 관한 기존의 식과 같이 비례적으로 증가하지는 않았다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.37-47
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• 2005

본 연구는 화강 풍화암반의 지지력 및 침하특성을 평가할 목적으로 수행된 것으로 흡수율에 따라 풍화도를 고찰하고 원위치 심도에서 평판재하시험을 수행하여 이를 기존의 예측방법 및 공내재하시험 결과와 비교, 검토하였다. 이를 위하여 국내의 대표적인 화강 풍화암 분포 지역인 경기 $\bigcirc\;\bigcirc$지역을 시험 부지로 선정하였으며 그 시험 결과에 의하면 평판재하시험시 풍화도가 증가할수록 지지력은 지수적으로 감소하고 특정 풍화도를 경계로 지지력 감소폭이 크게 증가하는 것으로 확인되었다. 또한, 기 제안된 지지력 공식을 이용하여 화강 풍화암반의 지지력을 추정한 결과 풍화도가 증가할수록 평판재하시험 결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 나타났다. 한편, 평판재하시험이 수행된 동일 위치에서 실시된 공내재하시험 결과 지지력은 비교적 평판재하시험과 유사한 경향을 보이고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.31-39
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• 2014

헬리컬 파일(helical pile)은 한 개 이상의 나선형 원판을 중공형 축에 부착한 후 지반에 회전 관입시켜 지지력을 발현하게 하는 말뚝기초의 하나이다. 헬리컬 파일은 나선형 원판이 부착된 철제 축과 나선형 원판이 모두 지지력을 발휘하기 때문에 기존의 말뚝 지지력 식으로 헬리컬 파일의 지지력을 예측하기 위해서는 검증이 필요하다. 본 연구에서는 중소구경 헬리컬 파일의 지지력을 확인하기 위하여 김포 일대에서 헬리컬 파일의 축의 직경과 원판의 형상, 관입 깊이를 변화시키며 시공한 후 재하시험을 수행하였다. 현장시험은 동일한 조건에서 헬리컬 파일 축의 직경을 73mm, 114mm 두 가지로 시공하여 지지력을 측정, 비교하여 축의 직경이 헬리컬 파일의 지지력에 미치는 영향을 검토하였다. 같은 방법으로 원판의 개수가 1개, 3개로 제작된 헬리컬 파일 및 원판의 직경을 400mm에서 250mm으로 변화시키며 시공한 헬리컬 파일의 재하시험 결과를 바탕으로 원판의 형상이 지지력에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 헬리컬 파일의 관입 심도를 3m에서 6m까지 설정하여 관입 심도에 따른 지지력을 비교하였다. 현장 시험 결과 원판의 개수가 증가할수록, 원판과 축의 직경이 증가할수록 헬리컬 파일의 지지력이 증가하는 경향을 보이나, 축의 직경은 헬리컬 파일의 지지력에 상대적으로 적은 영향을 미치는 것을 확인할 수 있으며, 원판의 형상이 지지력에 미치는 영향이 상대적으로 큰 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.331-339
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• 2020

본 연구에서는 케이슨 방파제 바닥판 단부 지지력 저감방안에 대해서 고찰하였다. 단부 지지력에 영향을 미치는 핵심변수로 설치수심, 마루높이, 설계파고 및 주기, 방파제 상부구조의 무게중심 위치 등을 선정하여, 이 핵심변수의 변화에 따라 단부 지지력이 어떻게 변하는지를 해석적으로 살펴보았다. 설계파력은 설계기준에서 제시하고 있는 파력식을 적용하여 산정하였으며, 설계파력에 대해 활동과 전도에 대해 안전율 1.2를 갖도록 상부구조 안정중량과 케이슨 최소 폭을 결정하여 적용하였다. 해석결과, 단부 지지력은 수심 증가에 따라 빠르게 증가하여, 일정 수심 이상(해석조건 내에서는 20 m)이 되면 허용지반지지력을 상회할 수 있고, 마루높이가 증가하면 단부 지지력이 완만히 선형적으로 증가하지만, 파고와 주기의 증가에 따라서는 감소함을 확인하였다. 또한, 이러한 단부 지지력은 상부구조 무게중심을 외해측으로 이동시켜 상당 수준 완화(해석조건 내에서는 케이슨 폭의 5% 이동시키면 20% 이상 저감 가능)시킬 수 있음을 확인하였다. 이번 해석결과와 최근에 수행된 연구결과에 기초하여 설계 시 사용할 수 있는 단부 지지력 저감방안을 제시하고 그 적용성을 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.165-180
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• 1999

모형 압력 토조에 개단, 폐단, 관내토 그라우팅, 그리고 선단 하부지반 그라우팅 말뚝들을 설치하여 수행된 재하실험을 통해 그 지지력을 비교하였고, 유사화된(Simulated) 해진시 말뚝의 설치깊이를 변화시켜 선단 하부지반 그라우팅 말뚝의 안정성을 검토하였다. 또한, 재하실험과 해진 실험은 2개와 4개로 된 군말뚝에 대해서도 수행되었다. 관내토 선단부만 그라우팅한 말뚝의 지지력은 선단 지반 교란으로 인한 선단지지력 감소로 개단말뚝에 비해 극한지지력이 약 11.2~30.8%정도 작았다. 관내토 선단 하부지반 그라우팅한 말뚝의 지지력은 개단말뚝의 지지력보다 약 23.8~33.9%정도 증가하였으며, 이는 폐단말뚝의 지지력과 비슷하였다. 선단 하부지반 그라우팅된 군말뚝은 개단 군말뚝에 비해 증가하였는데, 2개의 군말뚝의 경우에는 14.6~31.8%만큼 지지력이 증가하였으며, 4개의 군말뚝의 경우는 15.3~22.4%만큼 증가하였다. 심해에서 발생된 해진시 관내토 선단 하부지반 그라우팅된 개단말뚝의 안정성은 말뚝의 설치 형태와 말뚝의 지중관입 길이에 따라 달라졌다. 외말뚝의 경우에는 지중 관입 깊이가 20m보다 깊어지면 안정한 상태를 유지할 수 있었으나, 12m보다 짧은 말뚝은 파괴될 수 있었고, 12m보다 긴 말뚝의 경우에는 가동(Mobility) 상태를 유지할 수 있었다. 군말뚝의 경우에는 지중 관입깊이가 7m이상이면 지지력의 일부만 감소하여 약간 변위하는 "Mobility" 상태를 유지할 수 있었다.유지할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.13-22
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• 2008

지반조건과 말뚝의 테이퍼각도가 태야퍼말뚝의 지지력에 미치는 영향을 조사하기 위해서 원통형말뚝과 테이퍼각도가 다른 두 개의 메이퍼딸뚝을 이용해서 모형말뚝재하시험을 수행하였다. 시험결과에 띠르면 지반의 평균응력과 상대밀도가 커지면 테이퍼말뚝의 단위 선단지지력은 증가하였고, 말뚝의 테이퍼각도가 커집에 따라 느슨한 지반에서는 단위 선단지지력은 증가하였으나 조밀한 지반에서는 단위 선단지지력이 반대로 감소하였다. 그리고 테이퍼말뚝의 단위 주면마찰력은 지반의 수평 및 연직응력과 상대밀도, 말뚝의 테이퍼각도가 커짐에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 한편, 모형말뚝재하시험의 결과에 근거해서 형상계수를 표함한 테이퍼말뚝의 지지력 산정식을 제안하였고, 이 제안식에서는 지반조건과 테이퍼각도가 말뚝의 지지력에 미치는 영향이 고려되였다. 제안한 지지력 산정식에 대한 정확도를 검증하기 위해서 점토질 모래지반에 설치된 중간규모의 원통형말뚝과 테이퍼말뚝에 대한 현장재하시험이 실시되었고, 이때 측정된 지지력이 제안식에서 얻은 예측치와 비교되었다. 그 결과 제안된 지지력 산정식은 테이퍼말뚝의 지지력을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.