• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.197-205
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• 2005

이 논문에서는 속채움 재료로 입도조정 쇄석을 사용하고 해저 연약지반에 말뚝을 조성하되 말뚝의 외벽을 토목섬유 (PE Mat)로 팩을 만들어 보강하는 공법을 개발하여 이를 소개하고자 한다. 이 공법은 주로 해저 연약지반 개량에 적용하고자 해상 대구경 팩 말뚝(Marine Large Pack Pile)이라 명하였으며, 그 적용성을 검토하기 위하여 부산 신항만 현장에서 시험시공을 수행하고, 시공된 해저 지반에서 국내에서는 최초로 해상 구조물 기초 보강지반에 대하여 재하시험을 실시하였다. 또한, 실내 모형시험을 실시하여 압밀 특성 및 팩 말뚝의 자립압축강도를 파악하였다. 시험결과, MLPP 공법은 기존의 SCP나 GCP공법에 비하여 침하저감과 응력분담 측면에서 탁월한 효과를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.159-168
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• 2005

조립토 다짐말뚝의 침하거동에 대한 현재까지의 연구성과들은 주로 응력분담비와 치환율을 토대로 한 침하저감계수의 평가를 위주로 수행되어 왔으나, 조립토 다짐말뚝이 설치된 지반을 복합지반으로 단순화하여 분석을 수행함으로서, 말뚝의 변형시 주로 발생하는 상부영역의 횡방향 거동을 반영하지 못하고 응력분담비로 표현되는 연직방향의 상대강성 차이와 치환율만을 고려한다는 제약성이 있다. 필자 등은 이러한 제약성을 보완하는 데 초점을 두어, 말뚝재료의 강성 및 직경 그리고 지반의 연직방향 강성과 함께 횡방향 변형을 종합적으로 고려하는 침하량 평가기법을 기 제안한 바 있다. 본 연구에서는 기 제안된 기법의 적용 타당성 등을 보다 구체적으로 확인하기 위해, 현장재하시험 및 3차원 수치해석 등을 실시하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 아울러 기 제안된 침하량 평가기법 등을 활용하여, 실무에서 간편하게 수 계산으로 조립토 다짐말뚝의 침하량 산정이 가능한 방법을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.1-7
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• 2017

RAR(Reinforced Abutment for Railways)은 뒤채움을 선 시공하고, 교대를 후 시공하여 접속부의 침하와 교대 수평토압 및 변위를 저감할 수 있는 교대 구조로 교대 구체 및 저판의 사이즈와 말뚝의 설치 수를 줄인 경제적인 교대 구조이다. 본 논문에서는 말뚝 설치 수에 따른 RAR의 성능을 수치 해석을 이용하여 평가하였다. 말뚝의 설치 수를 1~4열을 적용한 RAR을 지반 변형계수를 달리한 조건에 대하여 수치 해석을 수행하고, 그 결과를 동일한 지반 조건에서 기존 교대의 수치해석결과와 비교, 분석하였다. 해석결과 말뚝 설치 수를 증가시키는 경우 접속부 침하저감 효과는 비교적 크지 않았고, 교대수평변위 및 토압 저감에 더 효과적인 것으로 나타났다. 말뚝 설치 열 수가 1~4열로 변할 때 RAR의 수평변위는 기존교대의 26~37%, 수평토압은 59~83%수준으로 말뚝 설치수가 증가할수록 기존교대(말뚝5열)에 비해 수평변위와 토압을 크게 저감할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 RAR의 수평 토압은 보강재, 말뚝, 기초저판, 원지반 강성 등의 영향을 복합적으로 받는 것으로 평가되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권1호
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• pp.41-48
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• 2019

Bending moments in the raft of a pile raft system is affected by pile-pile interaction and pile-raft interaction, amongst other factors. Three-Dimensional finite element program has to be used to evaluate these bending moments. Winkler type analysis is easy to use but it however ignores these interactions. This paper proposes a very simplified and novel method for finding bending moments in raft of a piled raft based on Winkler type where raft is supported on bed of springs considering pile-pile and pile-raft interaction entitled as "Winkler model for piled raft (WMPR)" The pile and raft spring stiffness are based on load share between pile and raft and average pile raft settlement proposed by Randolph (1994). To verify the results of WMPR, raft bending moments are compared with those obtained from PLAXIS 3D software. A total of sixty analysis have Performed varying different parameters. It is found that raft bending moments obtained from WMPR closely match with bending moments obtained from PLAXIS 3D. A comparison of bending moments ignoring any interaction in Winkler model is also made with PLAXIS-3D, which results in large difference of bending moments. Finally, bending moment results from eight different methods are compared with WMPR for a case study. The WMPR, though, a simple method yielded comparable raft bending moments with the most accurate analysis.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.3729-3744
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• 2011

토목구조물이 대형화되고 규모가 커짐에 따라 하부 기초 지반 조건도 위치마다 상이하게 나타나게 되어 일부구간에서 기초지반의 불균일성으로 인해 국부적으로 지내력이 부족한 경우가 빈번하게 발생되고 있다. 일반적으로 상부 구조물의 안정성 확보 차원에서 기초지반이 균질하지 않은 경우에는 가능한 보수적인 기초공법을 적용함으로써 안정성 확보를 그 주안점으로 두고 있다. 직접기초와 파일기초가 혼용되는 복합기초의 경우에 대한 연구가 미비하여 그 적용성과 안정성이 검증되지 못하고 개략검토를 통한 복합기초의 시공이 적용되고 있는 점이 원인으로 사료된다. 본 연구에서는 직접기초와 파일기초가 혼용되는 복합기초에 대한 적용가능성을 평가하고, 석고와 주문진 표준사, 쇄석 등을 이용하여 다양한 지반을 조성한 실내 모형실험을 수행하여 동일기초와 복합기초의 거동을 비교, 분석하였다. 이와 같은 모형실험을 통한 연구결과를 근거로 복합기초(직접기초+말뚝기초)와 보수적인 말뚝기초 및 전면기초의 거동을 확인하고 지내력이 급격히 변화하는 지반의 경우 기존의 기초보다 효율적이고 경제적인 복합기초의 안정성 및 적용성을 평가하였다. 그 결과, 복합기초의 적용시 보수적인 말뚝기초보다 전체적인 침하량이 증가하였으나 그 차이가 미비하였고, 구조물의 부등침하에 대한 안정성평가 결과, 적용 가능한 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.57-67
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• 2013

마이크로파일 기초는 1950년대 Lizzi에 의해 개발된 이후 널리 이용되고 있다. 무리 마이크로파일의 효과에 대한 연구는 많은 연구자들로부터 수행되어 왔다. 무리 형태로 설치된 마이크로파일의 지지성능 발휘 효과는 지반조건 및 말뚝의 길이, 말뚝의 설치 간격(S), 말뚝의 설치각도(${\theta}$), 말뚝의 배치조건 등 다양한 변수에 의해 변화된다. 본 연구에서는 다양한 조건에서의 연직재하시험을 통하여 무리 마이크로파일의 저항력증가효과와 침하억제효과를 규명하도록 하였다. 본 연구를 위하여, 전면기초(Mat)와 무리 마이크로파일 기초(GP), 마이크로파일을 이용한 마이크로파일지지 전면기초(MPR)에 대한 연직재하시험을 다양한 설치간격과 설치각도 조건에서 수행하였다. 실험결과 마이크로파일지지 전면기초(MPR)의 저항력이 전면기초(Mat)와 무리 마이크로파일(GP)의 저항력의 80%(S=3D)-110%(S=7D)로 측정되는 것으로 나타났으며, 마이크로파일지지 전면기초(MPR)의 침하억제효과가 전면기초(Mat)의 20%(S=3D, ${\theta}=45^{\circ}$)에서 70%(S=7D, ${\theta}=15^{\circ}$) 수준까지 측정 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.27-37
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• 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
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• 제23권6호
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• pp.53-66
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• 2007

말뚝과 토목섬유로 지지된 성토지반의 아칭효과를 규명하기 위하여 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형실험에서는 단독캡 말뚝을 상하이동이 가능한 철판 사이에 일정간격으로 설치하고, 토목섬유를 포설한 후 성토를 실시하였다. 모형실험에서는 침하판을 하강시킴으로써 연약지반의 침하를 모사하였으며, 침하판이 하강함에 따라 성토지반에 지반아칭이 발휘되었다. 성토지반과 토목섬유의 변형거동은 카메라로 관찰하였다. 또한 계측시스템을 통하여 말뚝캡에 작용하는 하중과 토목섬유의 인장변형률을 측정하였다. 모형실험결과 연약지반부의 침하가 발생할 때, 지반아칭효과로 인하여 말뚝으로 전이되는 성토하중이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 이때 토목섬유가 설치되지 않은 경우는 말뚝에 작용하는 하중이 최대값에 도달한 후 감소하는 반면, 토목섬유로 복합지지된 경우는 침하에 따라 말뚝하중이 점진적으로 증가하면서 일정한 값으로 수렴한다. 이것은 토목섬유에 의한 보강이 성토지반의 변형 억제에 효과적임을 나타내는 것이다. 한편, 침하유발시 말뚝캡 사이의 토목섬유는 원호형태로 변형을 일으키는 것으로 나타났다. 말뚝과 토목섬유로 지지된 성토지반에서 말뚝캡으로 전이되는 성토하중은 지반아칭효과와 토목섬유의 인장변형률을 고려함으로써 모형화할 수 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권1호
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• pp.1-14
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• 2022

Urban deep excavation will affect greatly on the deformation of adjacent existing buildings, especially those with shallow foundations. Isolation piles has been widely used in engineering to control the deformation of buildings adjacent to the excavation, but its applicability is still controversial. Based on a typical engineering, numerical calculation models were established and verified through monitoring data to study the influence characteristics of isolation piles on the deformation of existing shallow foundation buildings. Results reveal that adjacent buildings will increase building settlement δ_v and the deformation of diaphragm walls δ_h, while the isolation piles can effectively decrease these. The surface settlement curve is changed from "groove" type to "double groove" type. Sufficiently long isolation pile can effectively decrease δ_v, while short isolation piles will lead to a negative effect. When the building is within the range of the maximum settlement location P, maximum building rotation θ_m will increase with the pile length L and the relative position between isolation pile and building d/D increase (d is the distance between piles and diaphragm walls, D is the distance between buildings and diaphragm walls), instead, θ_m will decrease for buildings outside the location P, and the optimum was obtained when d/D=0.7.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.63-75
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• 2007

Piled raft 기초는 연약지반상에서 과도한 침하와 raft 및 말뚝의 지지력 산정 문제 등으로 적합한 기초는 아닌 것으로 알려져 왔으나 최근 국내외에서 연약지반내 구조물 시공이 증대되면서 연약지반상 piled raft 기초에 대한 관심이 커지고 있다. 이에 본 연구에서는 연약지반에 시공된 piled raft기초의 거동을 분석하였으며 이를 위해 ABAQUS를 이용한 3차원 유한요소 해석을 실시하였다. 해석 시 하중은 등분포하중과 집중하중을 각각 적용하였으며 동일한 조건의 군말뚝과 piled raft 기초 및 다양한 말뚝 배치를 갖는 piled raft 기초를 대상으로 수행하였다. 본 연구결과, 하중형태, 다양한 말뚝 배치 및 근입 깊이에 대한 각각의 침하 및 하중분담특성을 비교, 분석하였으며 이를 통해 연약지반상의 piled raft 기초의 특성을 파악하였다.