• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.43-50
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• 2018

Applicability of constructing piled raft foundations on soft clay has been given attention in recent years. Lack of sufficient stiffness for soil and thus excessive settlements to allow higher contribution of piles is the major concern in this regard. This paper presents a numerical investigation of performance of piled-raft foundations on soft clay with focusing on a case study. A 3D FEM numerical model is developed using ABAQUS. The model was calibrated by comparing physical and numerical modeling results of other researchers. Then the possibility of using piled-raft system in construction of foundation for a water storage tank in Sarbandar, Iran is assessed. Soil strength parameters in the numerical model were calibrated using the instrumentation data of a heavily instrumented preloading project at the construction site. The results indicate that choosing the proper combination of length and spacing for piles can lead to acceptable differential and total settlements while a high percentage of total bearing capacity of piles can be mobilized, which is an efficient solution for the project. Overall, the construction of piled-rafts on soft clays is promising as long as the total settlement of the structure is not imposing restrictions such as the common 25 mm allowable settlement. But instead, if higher allowable settlements are adopted, for example in the case of rigid steel tanks, the method shall be applicable with considerable cost savings.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.29-34
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• 2013

본 연구에서는 연약지반 상에 Piled Raft 기초의 지지력 특성과 침하 및 말뚝의 거동 특성을 분석하기 위해 수치해석을 실시하였다. 그 결과, 단말뚝에서 군말뚝으로 갈수록 선단지지력 증가율이 증가하여 군말뚝의 효과를 입증할 수 있었다. Piled Raft의 중앙에 위치한 말뚝의 하중이 다른 곳에 위치하고 있는 말뚝의 하중보다 큰 값을 나타내며, 말뚝수량이 증가함에 따라 하중의 증가가 크게 나타남을 알 수 있었다. 이는 선단지지력과 마찰단면적의 증가의 영향으로 보인다. 또한 말뚝의 항복하중 이후의 하중지지가 말뚝에서 Raft로 전이되는 것으로 나타났으며, 말뚝의 항복 후에도 Raft가 하중을 추가적으로 지지할 수 있는 것으로 판단되었다. 말뚝의 근입깊이에 따른 횡방향 변위를 분석해 본 결과 단일 말뚝일 경우 횡방향 변위가 없었으며, 군말뚝일 경우 근입깊이가 깊어질수록 횡방향 변위는 크게 일어남을 확인할 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권2호
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• pp.163-173
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• 2017

Structural health monitoring (SHM) of civil infrastructure using fiber Bragg grating sensor networks (FBGSNs) has received significant public attention in recent years. However, there is currently little research on the health-monitoring technology of high-piled wharfs in coastal ports using the fiber Bragg grating (FBG) sensor technique. The benefits of FBG sensors are their small size, light weight, lack of conductivity, resistance corrosion, multiplexing ability and immunity to electromagnetic interference. Based on the properties of high-piled wharfs in coastal ports and servicing seawater environment and the benefits of FBG sensors, the SHM system for a high-piled wharf in the Tianjin Port of China is devised and deployed partly using the FBG sensor technique. In addition, the health-monitoring parameters are proposed. The system can monitor the structural mechanical properties and durability, which provides a state-of-the-art mean to monitor the health conditions of the wharf and display the monitored data with the BIM technique. In total, 289 FBG stain sensors, 87 FBG temperature sensors, 20 FBG obliquity sensors, 16 FBG pressure sensors, 8 FBG acceleration sensors and 4 anode ladders are installed in the components of the back platform and front platform. After the installation of some components in the wharf construction site, the good signal that each sensor measures demonstrates the suitability of the sensor setup methods, and it is proper for the full-scale, continuous, autonomous SHM deployment for the high-piled wharf in the costal port. The South 27# Wharf SHM system constitutes the largest deployment of FBG sensors for wharf structures in costal ports to date. This deployment demonstrates the strong potential of FBGSNs to monitor the health of large-scale coastal wharf structures. This study can provide a reference to the long-term health-monitoring system deployment for high-piled wharf structures in coastal ports.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.67-72
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• 2012

본 연구에서는 사질지반에서 말뚝전면기초와 전면기초와의 거동을 유한요소해석을 이용하여 비교하였다. 25개의 시추공의 표준관입시험의 결과를 이용하여 구한 토질정수를 유한요소해석에 사용하였다. 말뚝을 사용하지 않은 전면기초의 경우 $8m{\times}8m$ and $15m{\times}15m$의 크기의 정규화된 침하계수는 각각 1.02~1.15 and 0.64~0.81의 범위로 나타났다. 전면기초의 두께는 부등침하와 휨모멘트에 영향을 미치고 하중분담과 최대침하에는 큰 영향이 없었다. 말뚝의 간격은 최대침하와 부등침하, 휨모멘트에, 말뚝의 하중분담에 영향을 받고 반면에 부등침하와 휨모멘트는 말뚝의 길이에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.358-365
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• 2002

In this paper the model tests have been conducted and the results were compared with those by the theoretical methods to study the behaviors of the piled raft. The size of model box is 2.2m${\times}$2m${\times}$2m. The raft is made of rigid steel plate and piles are made of steel pipes. Generally the bearing capacity of group piles is designed with only the pile capacities, which is Ignored the bearing capacity of raft. But the uncertainty of pile-raft-soil interaction leads to conservative design ignoring the bearing effects of raft. In the case of considering the bearing capacity of raft, the simple sum of bearing capacity of raft and that of each pile cannot be the bearing capacity of piled raft. Because the pile-raft-soil interaction affects the behavior of piled raft. Thus the effects of pile-raft-soil interaction are very important in the optimal design. In this paper, the behaviors of piled raft are studied through model tests of 2${\times}$2, 2${\times}$3, and 3${\times}$3 pile groups. The spacing between piles is changed in the model tests. And the behaviors of free standing and piled raft are also studied.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권5호
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• pp.829-853
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• 2015

This is an experimental study to investigate the behaviour of piled raft system in different types of sandy soil. A small scale "prototype" model was tested in a sand box with load applied to the foundation through a compression jack and measured by means of load cell. The settlement was measured at the raft by means of dial gauges, three strain gauges were attached on piles to measure the strains and calculate the load carried by each pile in the group. Nine configurations of group ($1{\times}2$, $1{\times}3$, $1{\times}4$, $2{\times}2$, $2{\times}3$, $2{\times}4$, $3{\times}3$, $3{\times}4$ and $4{\times}4$) were tested in the laboratory as a free standing pile group (the raft not in contact with the soil) and as a piled raft (the raft in contact with the soil), in addition to tests for raft (unpiled) with different sizes. It is found that when the number of piles within the group is small (less than 4), there is no evident contribution of the raft to the load carrying capacity. The failure load for a piled raft consisting of 9 piles is approximately 100% greater than free standing pile group containing the same number of piles. This difference increases to about 4 times for 16 pile group. The piles work as settlement reducers effectively when the number of piles is greater than 6 than when the number of piles is less than 6. The settlement can be increased by about 8 times in ($1{\times}2$) free standing pile group compared to the piled raft of the same size. The effect of piled raft in reducing the settlement vanishes when the number of piles exceeds 6.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.297-304
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• 1998

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권11호
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• pp.33-40
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• 2012

말뚝과 raft의 하중 분담 효과를 고려한 Piled Raft 기초의 설계는, 말뚝의 지지력만을 고려하여 설계하는 기존의 말뚝기초 설계 방식에 비해 경제적인 설계를 가능하게 해준다. 일반적으로 Piled Raft 기초 거동의 해석 및 설계는, 해석의 복잡성으로 인해 주로 컴퓨터를 이용한 수치 해석을 이용하고 있으며, 하중 분담 효과에 대한 해석 또한 개별적 상황에 따른 수치해석의 결과로 이루어진다. 본 연구에서는 기초 요소의 하중-침하 특성을 고려하여 Piled Raft 기초에서의 수직하중에 대한 raft와 말뚝의 하중 분담 효과를 평가할 수 있는 모델을 제안하고자 하였다. 기초의 비선형적 거동을 고려하여 말뚝과 raft의 거동을 각각 쌍곡선(hyperbolic curve) 형태의 정규화된 하중-침하 곡선(normalized load-settlement curve)으로 표현하고, 이를 통해 기초의 침하에 따른 말뚝과 raft의 하중 분담 정도를 평가할 수 있는 모델을 제시하였다. 또한 제시한 모델의 적용성을 평가하기 위하여 Piled Raft 기초에 대한 원심모형실험 결과와 비교하였다. 그 결과, 제시한 모델과 원심모형실험 결과로부터 나타난 침하에 따른 하중 분담률의 변화 양상이 전체적으로 유사한 형태를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.43-53
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• 2012

말뚝지지 전면기초는 무리말뚝 기초뿐만 아니라 전면기초까지도 연직력에 대하여 효과적으로 저항하기 때문에 지지력의 증가, 부등침하의 감소, 전체 침하량 억제 등의 장점이 있어 경제적인 기초형식으로 간주될 수 있다. 그러나 실제 말뚝지지 전면기초의 설계 및 설계 기준에 있어 전면기초의 지지력을 고려하고 있지 않기 때문에 전면 기초에 의한 지지력 증가 및 침하량 억제 효과는 고려되지 못하는 실정이다. 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초의 거동특성을 분석하고 전면기초에 의한 지지력 증대효과를 정량화하기 위하여 원심모형시험을 수행하였다. 이를 위해 말뚝지지 전면기초, 무리말뚝기초, 전면기초, 단독 말뚝기초 등 각 기초형식에 대해 별도의 실험을 수행하였으며, 말뚝지지 전면기초의 지지력 특성 변화를 분석하고 다른 기초형식의 지지력 특성변화 분석 결과와 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.95-104
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• 2006

최근 경제적이고 안전한 기초 설계를 위하여 말뚝지지 전면기초(Piled raft) 또는 말뚝보강기초(Disconnected piled raft)에 대한 설계가 관심을 모으고 있다. 본 연구는 국내에서 연구가 미진한 말뚝보강기초의 거동과 그 효과를 실내 모형 시험을 대신하는 삼축압축시험을 통하여 규명하였다. 주문진 표준사와 탄소봉을 각각 지반과 말뚝으로 사용하여 삼축압축시험기에 보강 지반을 성형한 후 구속응력 상태에서 재하 시험을 실시하였다. 말뚝 보강에 따른 거동 차이를 규명하기 위하여 말뚝 개수, 말뚝 직경 및 말뚝 길이 등의 변화를 주어 하중-침하 관계를 도시하고 그 결과를 분석하였다. 시험 결과 기초지반 면적에 대한 보강 말뚝 면적비를 보강률이라 정의할 때 말뚝 수평단면 보강률이 약 18%이고, 수직단면 보강률이 약 70%일 경우 침하량은 무보강시에 비하여 약 80%까지 감소되는 것으로 나타났다. 또한 수평단면 보강률 및 수직단면 보강률에 따른 말뚝보강기초 지반의 변형계수 변화는 각각 직선식 E(Mpa) = 8.3p(%)+121.2와 E(Mpa) = 1.8p(%)+105.5로 나타났다. 본 연구의 결과 말뚝보강기초에서 소구경, 소량의 말뚝 보강으로도 비교적 큰 기초지반 침하 억제 효과가 있는 것으로 나타났다.