• 한국지반공학회논문집
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• 제35권11호
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• pp.75-95
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• 2019

본 연구에서는 사질토층을 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝에 대한 수치해석 결과를 분석하여 정리한 도표 또는 도해로부터 매입 PHC말뚝의 동원지지력을 구하는 방법을 제안하였다. 즉, 수치해석 결과인 하중-침하량 곡선에서 5% 직경에 해당하는 침하량에서 발현된 사질토층의 동원주면마찰력, 풍화암층의 동원주면마찰력과 동원선단지지력을 산정할 수 있는 표해 또는 도해를 제안하였다. 이때 허용압축지지력은 동원 지지력에 안전율 3.0을 적용하여 산정하였다. 사질토층을 지나 풍화암에 소켓된 매입 PHC말뚝의 허용압축지지력은 사질토층의 허용주면마찰력과 풍화암층의 허용주면마찰력 및 허용선단지지력을 합산하여 산정하는 것으로 제안하였고, 각 허용압축지지력 성분을 구할 수 있는 절차도 제시되어 있다. 본 연구에서 제안된 동원지지력 산정용 표해(또는 도해)를 사용할 경우, 적정 설계에서 PHC말뚝의 설계효율(D_E)은 85%로 나타났으며, 따라서 최적 설계에서는 PHC말뚝의 장기허용압축하중(P_all) 까지도 활용할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 PHC말뚝의 우수한 압축하중 지지 성능을 효과적으로 활용하기 위하여 지반의 허용압축지지력(Q_all)이 말뚝의 허용압축하중(P_all) 이상이 될 수 있도록 설계할 것을 권장하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.5-15
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• 2004

SIP 공법이 국내에서 저소음 저진동 말뚝공법으로 널리 사용되고 있지만 품질관리기준이 명확히 정립되지 못하고 실무자들의 공법의 원리에 대한 이해 부족으로 시공시 혼선을 초래하고 있어 공법이 본래 가진 지지력을 충분히 발휘되지 못하고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 2002년에 대한주택공사에서는 SIP 공법의 시공 및 재하시험기준을 개선하였다. 개선된 기준에 의하여 현장에 시공된 SIP 말뚝에 대하여 재하시험을 통하여 지지력을 평가한 결과 이전 방법으로 시공된 말뚝에 비하여 시공하중의 설계만족도 및 지지력 특성이 크게 향상된 것을 확인할 수 있었으며 이를 설계에 반영하면 기초 공사비도 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 향상된 지지력 특성을 설계에 반영하기 위하여 재하시험결과를 국내에서 많이 사용하고 있는 말뚝 설계식들과 신뢰성 분석을 실시하여 적합식을 찾고자 하였다. 분석결과 개선된 기준으로 시공된 SIP 말뚝은 Meyerhof(1976)의 타입말뚝 설계식과 유사한 지지거동을 하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.19-29
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• 2012

일반마이크로파일의 저항성능을 개선시키기 위해 최근에 토목섬유을 활용한 팩마이크로파일이 개발되었다. 팩마이크로파일은 일반마이크로파일의 강봉이나 강관을 토목섬유팩으로 감싸고 주입재와 주입압을 토목섬유팩 내부에 가하여 제작한다. 이 주입압에 의하여 천공 직경이 크게 확대된다. 동일한 한 지반 속에 설치된 세 개의 마이크로파일을 대상으로 일련의 말뚝인발시험을 실시하였다. 세 말뚝 중 두 개는 팩마이크로파일였고 나머지 하나는 강봉을 사용한 일반마이크로파일이였다. 토목섬유팩에 적용된 주입압에 의하여 팩마이크로파일의 경우 천공직경이 152mm에서 220mm으로 확대되었다. 마이크로파일의 주면에서 발달하는 단위주면마찰력은 말뚝두부의 인발변위량의 증가와 함께 서서히 증가하여 한계상태에 도달한 한계변위량에서 수렴치에 도달한다. 팩마이크로파일의 인발저항력은 일반마이크로파일의 인발저항력보다 크게 나타난다. 이와 같은 팩마이크로파일의 인발저항력을 증대시킬 수 있는 원인으로는 크게 두 가지를 생각할 수 있다; 첫째는 마이크로파일에 설치한 토목섬유팩내 주입압으로 마이크로파일의 단면적을 증대시키므로 말뚝주면의 마찰저항면적을 증대시킬 수 있기 때문이고, 둘째는 마이크로파일의 단면이 확대될 때 확대되는 부분의 체적만큼의 토사가 주변지반을 압축시켜 말뚝과 지반 사이의 마찰저항력을 증대시킬 수 있기 때문이다. 이 압축효과는 지표면 부근 보다 깊은 지층에서 크게 나타났다. 말뚝 주면에서 발휘되는 단위주면마찰력은 말뚝의 직경이 작은 경우가 더 크게 발휘된다. 즉 마이크로파일의 주면에서 발달되는 단위주면마찰력은 대구경 현장타설말뚝의 주면에서 발달되는 단위주면마찰력보다 크게 나타난다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.69-89
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• 2019

사질토를 지나 풍화암에 4D 소켓된 매입 PHC말뚝에 대한 매개변수 수치해석 자료를 분석하여 지지력 표해 및 도해(I)이 제안된 바 있다(Choi et al., 2019a). 본 논문에서는 이를 활용하여 직경의 5% 침하량에서 발현되는 동원지지력을 산정할 수 있는 새로운 산정공식을 제안하였다. 제안식은 두 가지이며, 그 중에서 EQ-G1 제안식은 각각의 상대근입길이(L/D)에서 말뚝직경과 ${\bar{N}}$값(보정 N 값)을 고려하여 각 지지력 성분을 평가하며, 검증 결과는 다음과 같다. RQP는 약 71~94%로 나타났으며, 이는 일반 설계에서 사용하고 있는 지지력 산정공식으로 구한 SRF(26~37%)보다 큰 값을 나타냈다. RQP는 적정 설계의 범위로 분포하였는데, 4개 사례에서는 78, 136, 142, 180%로 나타났다. D_E는 β₁에 따라 달라질 수는 있는데, 본 연구에서는 0.85로 가정하였으므로 D_E는 약 85%로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제안한 EQ-G1 제안식을 사용하여 PHC말뚝 몸체의 허용압축하중(P_all)까지 활용할 수 있는 적정설계를 수행할 수 있는 것으로 판단된다. 그리고 EQ-G2-3 제안식은 D, ${\bar{N}}$ 및 L/D를 동시에 고려하여 지지력 성분들을 평가할 수 있으며, 매입 PHC말뚝에서 지반의 압축지지력 산정 시 근사해법으로 활용할 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권7호
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• pp.5-13
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• 2015

압입강관말뚝공법은 기초보강, 상부 및 지하 증축, 부등침하 복원 등에 사용되는 공법으로 유압잭을 이용하여 좁은 공간에서 시공이 가능한 기초 보강공법이다. 이 공법의 특징은 협소한 공간, 낮은 층고, 근접 시공이 가능하고, 무소음 및 무진동 공법이며 슬라임을 배출하지 않아서 시공현장을 청결하게 유지할 수 있다. 또한 모든 말뚝을 유압잭의 압입하중으로 시공하므로 시공 중 지지력 확인이 가능하다. 본 연구에서는 압입강관말뚝에 대하여 하중전이시험을 수반한 말뚝 정재하시험을 수행하여 압입강관말뚝의 하중지지 거동 특성을 파악하였다. 그리고 말뚝 시공 후 경과시간에 따른 압입강관말뚝의 지지거동의 변화를 확인하기 위하여 총 4회의 정재하시험을 실시하였다. 재하시험 결과, 압입강과말뚝의 허용지지력은 최소 637kN 이상으로 나타났고, 재하하중의 81~86%를 마찰하중이 지지하는 것으로 나타났다. 그리고 대체적으로 2개월이 경과하면 단위주면마찰력은 최대값에 도달하는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권5호
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• pp.75-88
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• 1997

본 연구에서는 항타말뚝과 비교한 현장타설말뚝의 극한지지력을 하중전이함수를 적용하여 예측하였으며 이를 토대로 항타말뚝과 비교한 현장타설말뚝의 지지력을 현장재하시험 결과와 비교, 분석하였다. 비교, 분석은 하중전이함수들 중 응력 연화를 고려한 방법, 쌍곡선 함수법 및 탄소성 방법을 대표하는 Vijayvergiya의 방법, Castelli의 방법 및 2중 직선법을 적용하여 지반 종류에 따라 현장타설말뚝의 하중-변위관계를 산정하였다. 본 연구 결과 동일한 지반에 설치된 항타말뚝과 현장타설말뚝의 극한지지력은 총 주면마찰력의 차이로 인하여 항타말뚝이 더 큰 것으로 나타났으며 이러한 차이는 점토질 지반에서 보다는 모래질 지반에서 더 크게 나타났다. 같은 지지력을 발현하기 위해 필요한 말뚝 두부에서의 변위량은 항타말뚝보다는 현장타설말뚝에서 더 크게 나타났으며 현장타설말뚝이 극한지지력을 발현하기 위해 필요한 변위량과 이와 같은 크기의 지지력을 발현하는데 필요한 항타말뚝의 변위량과의 차이는 모래질 지반에서 가장 크게 나타났다. 현장타설말뚝과 항타말뚝의 말뚝직경과 길이의 비(LID)의 변화에 따른 극한지지력의 차이는 점토질 지반의 경우 일정한 것으로 나타났으나 모래질 지반에서는 LID의 비가 증가할수록 극한지지력의 차이가 증가하는 것으로 나타났다.

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

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-103
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• 2005

대구경 현장타설말뚝에 대하여 하중전이 측정을 수반한 정재하시험, 동재하시험 및 유한차분해석을 수행하여 주면 마찰력 거동특성에 대한 연구를 실시한다. 주면 마찰력은 말뚝과 지반의 상대변위와 직접적으로 관계되므로 임의의 심도에서 측정한 말뚝의 하중전이량과 유한차분해석에 의한 주면지반의 변위와 응력을 이용하여 거동특성을 분석한다. 하중전이측정결과에 의하면 현장타설말뚝 주면을 따라 발휘되는 극한단위주면 마찰력은 중간 깊이인 모래자갈층과 자갈층 상부에서 먼저 나타난다. 또한 동일한 현장타설말뚝에 대하여 동재하시험과 정재하시험을 실시한 결과 주면 마찰력과 선단지지력의 거동특성이 상이하게 평가되었으며, 그 차이점에 대하여 논의한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권8호
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• pp.5-16
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• 2017

근입깊이가 직경에 비하여 상대적으로 작은 말뚝은 편심이 큰 횡방향 하중을 받는 경우 전도되어 파괴된다. 지금까지 횡방향하중을 받는 짧은말뚝의 지지거동에 대해서는 주로 모형실험을 적용한 연구가 수행되었지만, 전주, 표지판, 가로등 기초와 같이 매우 큰 모멘트를 받는 짧은말뚝의 지지거동은 아직까지 명확히 규명된 바 없다. 본 연구에서는 직경 750mm의 실물크기 말뚝에 대한 재하시험을 수행하였다. 실제 하중조건을 모사하기 위하여 기초로 부터 8m 이격된 지점에 횡방향 하중을 가하여 매우 큰 모멘트를 유발하였으며, 말뚝의 근입깊이를 2.0m, 2.5m, 3.0m로 변화시킨 3회의 시험을 수행하였다. 시험결과 큰 모멘트를 받는 짧은말뚝은 파괴 직전까지 변위나 회전각이 거의 발생하지 않다가 전도로 인해 급격한 변위가 발생하는 취성형태로 파괴 되었다. 이러한 거동은 기존의 횡방향 위주의 하중을 받는 짧은말뚝에서 나타난 연성파괴 거동과는 대조적이다. 기존에 제안된 세 종류의 지지력 예측식으로 부터 구한 짧은말뚝의 극한 횡방향지지력을 시험결과와 비교하였으며, 말뚝 근입깊이가 상대적으로 작은 경우는 말뚝선단 중심의 회전을 가정한 제안식이 적절하지만, 근입깊이가 커지면서 회전점을 중심으로 응력방향이 반전되는 토압분포를 가정한 제안식이 보다 적절한 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권12호
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• pp.51-61
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• 2014

연구에서는 사질토 지반에서 개단말뚝의 지지력에 영향을 미치는 폐색효과를 조사하기 위하여 현장재하시험을 수행하였다. 현장재하시험은 직경이 다른 총 3본의 시험말뚝(508.0, 711.2, 914.4mm)을 제작하여 각각 동재하시험과 정재하시험을 실시하였다. 내주면마찰력과 외주면마찰력을 분리 측정하기 위하여 시험말뚝을 이중관으로 제작하였고, 외부말뚝의 안쪽과 내부말뚝의 바깥쪽 표면에 변형률계를 부착하였다. 정재하시험 결과, 내주면마찰력은 선단부로부터 총 관내토 길이의 약 18-34%의 부근에서 집중적으로 발생하였고, 이를 통해 말뚝 선단부근의 관내토가 내주면마찰력 발현에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝직경이 클수록 전체지지력에 대한 내주면마찰력과 순단면적의 선단지지력의 합의 비가 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 말뚝의 폐색율을 정량화하기 위해 시험말뚝의 incremental filling ratio(IFR)를 측정하여 분석한 결과, SPT의 N값과 상관관계가 있는 것으로 나타났다.