• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.45-53
• /
• 2019

본 연구에서는 건축기초에 적용된 매입 PHC말뚝의 설계사례를 분석하였다. 전반적인 말뚝길이는 최대 35m 이내에서 다양하나, 지지층 조건에 따른 평균 길이는 17.0~18.9m로 큰 차이가 없었다. 지지층 소켓길이는 전체의 약 58%가 시방기준 최소길이인 1m에 따라 설계되었고, 최대 5m까지 설계되었다. 설계효율은 그 편차가 매우 크나 평균 약 70%로서 통상 알려진 범위와 일치하였다. 설계효율이 낮은 용도는 주로 설계하중이 적은 저층건물이나 놀이기구 기초 등으로 나타났다. 풍화암 지지층에서 설계하중은 설계를 지배하는 지반 허용지지력의 65~97%, 허용지지력에 대한 말뚝 허용축하중의 비는 36~115%로 광범위하게 분포하므로 설계효율과 함께 최적화 노력이 요구된다. 반면, 연 경암 지지층의 허용지지력은 대부분 말뚝 허용축하중의 90% 내외로 매우 균등했다. 설계 허용지지력은 선단지지력이 평균 75% 이상을 차지하였으나, 현장재하시험 연구결과를 보면 초기항타 조건에서는 선단지지력이 지배적이며, 재항타 조건에서는 선단지지력이 최소 25%에 불과한 경우도 있었다. 따라서, 설계시 산정된 허용지지력은 시공 초기조건만을 반영하는 것이며, 시간이 경과할수록 말뚝 주면부로의 하중전이가 증가하고, 일부는 시험시 타격에너지 부족으로 선단지지력의 확인이 이루어지지 못한다고 볼 수 있다. 균질한 지반으로 가정했을 때 근입비가 증가할수록 허용축하중이 감소하는 경향이 있었고, 이와 유사하게 지반의 허용지지력도 감소하는 경향을 보여, 큰 설계하중으로 초고강도 말뚝을 적용할 경우 지반의 지지력을 최대한 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제37권11호
• /
• pp.7-22
• /
• 2021

본 연구에서는 현장타설말뚝에서 실시된 양방향말뚝재하시험 자료에 대하여 역해석을 실시하였다. 그리고 실트질 점토, 실트질 모래, 모래질 실트, 모래질 자갈, 풍화암, 연암의 다양한 선단지반에 지지된 대구경 현장타설 말뚝에 대하여 수치해석을 실시하여 지지력을 분석하였다. 지지력 분석은 P-S 방법, Davisson 방법, 25.4mm 허용침하량을 이용하여 산정하였다. 3가지 방법으로 분석한 최소 허용지지력은 19.64MN ~ 24.96MN으로 나타났다. 이때, 선단지지력은 두부재하하중의 2% ~ 12%를 분담하였으며, 주면마찰력은 두부재하하중의 88% ~ 98%를 분담하였다. 선단 지반의 강도가 클수록 허용지지력이 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 최대 허용지지력과 최소 허용지지력의 차이는 5.32MN로 선단 지반종류에 따른 허용지지력의 증가는 27%에 불과하였다.

• 지질공학
• /
• 제30권1호
• /
• pp.59-69
• /
• 2020

CPR 시험말뚝에 대해 인발재하시험을 실시하고, 하중-변위 곡선과 하중-침하량 곡선을 분석한 후 항복하중과 허용지지력을 산정하여 주면마찰력을 평가하였다. 하중-변위 곡선으로부터 분석된 CPR 시험말뚝의 결과에 의하면, CPR 시험말뚝의 직경이 큰 경우의 항복하중과 허용지지력이 작은 경우보다 약 1.4배 이상 크게 나타났다. 하중-침하량 곡선으로 부터 분석된 결과에 의하면, CPR 시험말뚝의 직경 D500의 허용지지력이 D400보다 약 1.2~2.1배 큰 것으로 나타났다. 하지만, Fuller 분석에 의해 산정된 허용지지력은 P-S 곡선과 log P - log S 곡선에 의해 산정된 허용지지력과 큰 차이를 보여, Fuller 분석에 의한 허용지지력 산정은 적절하지 않은 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.107-116
• /
• 2000

4개 현장에 실물크기의 강관말뚝과 PC 및 PHC 말뚝의 축방향에 대한 지지거동을 알아보기 위하여, 강관말뚝에 스트레인게이지를 부착하고 항타시 계측기 손상여부를 조사하면서 동재하시험을 수행하였다. 아울러 동일한 말뚝에 대하여 2일과 7일 경과후에 정재하시험을 실시하여 하중-침하량 거동과 주면 및 선단지지력을 분리 측정하였다. 그 결과, CAPWAP 해석에 Davisson방법을 적용하여 구한 강관말뚝의 허용지지력은 정재하시험에서 구한 허용지지력 보다 약 2~33%정도 크게 나타났다. 그리고 정재하시험 결과에서 구한 산술평균한 허용지지력은 CAPWAP해석에서 Davisson's offset방법으로 구한 허용지지력보다 극한지지력에 FS=2.5를 적용하여 구한 허용지지력에 더 근접하는 경향을 보였다. 또한, 단위면적당 주면지지력은 깊이가 증가함에 따라 증가하였고, 말뚝선단부 1~2m 이내에서 발휘되는 비율이 상당히 큰 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1439-1444
• /
• 1994

기존의 문헌을 고찰해 보면, 지오그리드로 보강된 포화점성토에 축조된 얕은 기초의 극한지지력과 허용지지력에 관련된 이론적, 실험적 연구는 실질적으로 존재하지 않는다. 더 나아가 얕은 기초는 제한된 침하의 수준에 맞게 설계되어야 하며 그리고 적절한 설계를 고려함에 있어서 허용하중조건에 대한 지지력 비를 평가하는 것이 근본이다. 그래서 지오그리드로 보강된 점성토 상에 축조된 줄기초의 침하수준별 극한지지력과 허용지지력에 대한 모형실험 결과를 제시하였다. 최대 가능한 극한지지력을 유도하게 할 수 있는 부강제들의 최적길이, 심도, 그리고 기초밑 부분으로부터 첫번째 보강재 설치위치를 결정하였다. 모형실험 결과를 근거하여 u/B, N 및 b/B에 따른 BCRu와 BCRs의 변위를 평가하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.89-100
• /
• 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
• /
• 제16권2호
• /
• pp.135-143
• /
• 2000

고강도 H말뚝은 다른 말뚝에 비해 관입성이 우수하며, 경제적으로 시공이 가능하여 도로공사 및 건축공사의 기초말뚝으로 광범위하게 전세계적으로 사용되어지고 있다. 따라서 본 논문에서는 고강도 H말뚝, 강관말뚝 및 PHC 말뚝에 정재하시험과 동재하시험을 실시하여 허용지지력을 비교 분석하였으며, 각각의 말뚝에 대한 동재하시험을 통해 시간경과효과를 평가하였다. 정재하시험과 동재하시험을 비교 분석한 결과 하중-침하곡선이 유사한 것으로 조사되었다. 또한 고강도 H말뚝, 강관 말뚝, PHC 말뚝이 지반내에 향타되었을 때의 허용지지력은 시간이 경과함에 따라 증가하는 것으로 평가되었다. 재하시험 결과 시간경과효과로 인해 지반의 허용지지력이 상승됨을 알 수 있어 앞으로 기초말뚝 설계시 참고자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권8호
• /
• pp.27-37
• /
• 2010

해상 매립 간척지와 같은 지반에서는 말뚝기초에서 주변 지반이 말뚝보다 상대적으로 많이 침하함에 따라 하향력이 발생하게 되며, 이 하항력은 말뚝의 침하량과 말뚝재료의 응력을 증가시켜서 기초의 안전 및 상부구조물의 사용성에 영향을 미치게 된다. 현재 국내에서는 부주면마찰력을 고려한 말뚝의 허용압축지지력 공식이 존재하나 그 적용성에 있어서 정확한 기준이 없는 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 수치해석을 실시하여 부주면마찰력이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 분석하고 지지력 산정식의 적용성 검토를 수행하였다. 국내 대표적 해양 매립 간척지라고 할 수 있는 연세대 송도국제화복합단지의 지반과 말뚝 조건을 모델링하여 선단지지 여부에 따른 수치해석을 수행하여, 그에 따른 부주면마찰력의 발생 특성에 대한 경향을 파악하였다. 또한 수치해석을 통하여 얻어진 하중-침하 곡선을 통하여 극한하중을 산정하고 그에 따른 두부하중 작용 시 발생하는 부주면마찰력을 고려하여 허용지지력 공식의 적용성을 검토하였다. 그 결과 부주면마찰력 발생이 지반의 지지력에 미치는 영향은 미미하나, 침하량 및 말뚝 재료의 허용응력에는 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 극한지지력에 안전율 3을 적용해 산정된 허용지지력과 비교시 부마찰력을 고려한 허용지지력산정법에 안전율 3을 사용한 경우 과소평가하는 경향을 보였으나 2를 적용한 경우 말뚝종류에 따라 유사하게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제32권11호
• /
• pp.61-72
• /
• 2016

구조물의 고층화가 진행됨과 동시에 효율적인 기초 설계를 위해 대구경 PHC 말뚝의 사용이 증가하고 있으며, 특히 600mm PHC 말뚝의 사용량이 급증하고 있다. 본 연구에서는 현재 사용되고 있는 설계법의 적정성을 평가하기 위하여, 직경 600mm PHC 매입말뚝에 대하여 수행된 46본의 동재하시험 결과를 분석하였다. 선단지지력은 초기항타시험의 결과를 이용하였으며 주면마찰력은 재항타시험 결과를 이용하여 각각의 허용지지력을 산정하였다. 동재하시험으로부터 산정된 허용지지력을 현재 사용되는 설계법으로 평가된 허용지지력과 비교하였다. 분석결과, 동재하시험으로 산정된 허용선단지지력은 대부분의 말뚝에서 설계기준보다 컸지만, 허용주면마찰력은 많은 말뚝에서 설계기준보다 작게 산정되었다. 이와 같은 큰 선단지지력과 작은 주면마찰력은 천공장비의 성능 향상 및 굴착 깊이의 증가 때문이며 이로 인해 전체지지력에서 선단지지력이 차지하는 비율이 높아졌기 때문이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.63-72
• /
• 2005

석회암은 지질학적, 공학적 특성상 견고하여 지지층으로 충분한 역할을 할 수 있으나, 지반 내의 불안정한 요소인 용해성 공동과 연약점토층이 협재된 파쇄대가 있을 경우 구조물의 지지력과 침하에 대한 장기적인 안정성 검토와 대책이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 석회암 공동의 안정성 검토를 위해 허용지지력과 변위특성에 대해 연구하였다. 허용지지력은 Bell과 Bowles의 결과치가 비슷하지만, Hoek-Brown의 제안식에 의한 값은 다른 제안식들에 비해 상당히 크게 산정되었다. 풍화암질 석회암인 경우 석회공동의 크기와 심도에 따라 안정성 여부가 변화하였지만, 연암 및 경암의 경우 최대 변위량이 허용치 이내에 있어 석회공동이 기초의 안정에 큰 영향을 미치지 않았다.