현장계측을 통한 지하증축공사 중 가설구조물의 거동 사례연구

김의석(Uiseok Kim),민병찬(Byungchan Min),강민규(Minkyu Kang),김동관(Dongkwan Kim),최항석(Hangseok Choi) 한국지반환경공학회 2020 한국지반환경공학회논문집 Vol.21 No.8

노후시설물의 지하공간 확장공사 시 공사 중 소음 및 진동 문제 뿐만 아니라 기존 주민의 임시 거주공간 확보가 필요하고, 상업용, 공업용, 사회용 등의 시설물의 경우에는 시설물 이용의 중단에 따른 피해가 예상되므로, 지하증축 공사 중 소음 및 진동을 최소화하여 공사 중에도 기존 시설물의 이용을 가능하게 하는 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 가설구조물의 안정성 문제와 공사 중 발생되는 소음진동 문제를 효과적으로 해결하여 지하증축 공사 중 시설물을 이용하면서 진행한 공사현장의 시공단계별 계측결과로 가설구조물과 주변지반의 거동을 분석하여 국내 현실에 적합한 지하증축공사 모델을 제시하였다. 시공 시 발생되는 문제를 해결하기 위해 초기 굴착 후 슬라브 선타설공법을 적용한 현장의 계측결과(건물경사계, 균열측정계, 구조물경사계, 지표침하계)를 확인한 결과 건물경사계와 구조물경사계는 슬라브 선타설후 변위가 감소하거나 수렴하는 경향을 확인할 수 있었으며, 균열측정계와 지표침하계는 관리기준 이내의 안정적인 모습을 확인할 수 있었다. 이 결과로 볼 때, 지하증축 공사 시 지하층 슬라브를 선타설하는 것은 공사 중 발생하는 소음․진동의 문제를 해결해주는 것 뿐만 아니라 지하증축 공사 시 가설구조물의 안정성을 확보하는데 큰 역할하고 있는 것을 확인할 수 있었다. During the construction of underground space expansion of old facilities, it is necessary to secure temporary residence space for existing residents as well as noise and vibration issues during construction, and in the case of commercial, industrial, and social use, damage is expected from suspension of the use of facilities. There is a need for a technology that minimizes noise and vibration during underground expansion, enabling the use of existing facilities even during construction. In this study, a practical underground extension model is proposed by analyzing the behavior of the temporary structure and the surrounding ground as a result of measurement at each construction stage for a actual construction site. In order to solve the problems that occurred during construction, the basement slabs were placed in advance after the initial excavation. The measurement results (building inclinometer, crack measurement system, structure inclinometer and surface settlement meter) at the site were reviewed to analyze the behavior of the temporary structure and surrounding ground. As a result, it was confirmed that the inclinometer of the building and the structural inclinometer showed a tendency that the displacement after the slab line was placed was reduced or converged. The placement of basement slabs during underground extension not only relived the noise and vibration problems during construction, but also secured the stability of structures.

지지력 향상을 위한 확장형 강관말뚝에 관한 연구

김의석(Uiseok Kim),김정훈(Junghoon Kim),김지윤(Jiyoon Kim),민병찬(Byungchan Min),최항석(Hangseok Choi) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.12

기존의 뜬구조공법의 문제점을 개선하여 지하층 리모델링, 증축 시 안정성 확보와 공사비 절감이 가능한 공법을 개발하기 위하여 일반적인 마이크로파일에 비해 경제적이고 안정성 높은 확장형 강관말뚝을 개발하였다. 확장형 강관말뚝은 지중에서 강관을 확장하여 강관의 성능을 향상하는 공법으로 본 논문에서는 확장형 강관말뚝의 강관 형상에 따른 좌굴강도의 변화를 파악하고, 수치해석 모델을 개발하여 강관확장으로 인한 요철부의 턱효과를 규명하고, 재료시험을 통하여 최적 강관 확관량을 산정하였다. 강관의 확장 직경이 클수록 확관 턱 개수가 많을수록 좌굴강도가 커짐을 알 수 있었으며, 수치해석 결과에 따르면 확관률보다 확관 턱개수가 좌굴강도에 큰 영향을 미침을 알 수 있었으며, 확관률는 1.2배 이상일 때, 확관 턱 개수는 증가할수록 좌굴강도 증가 효과가 크게 발생함을 알 수 있었다. 또한, 확장 각도가 45° 이하이고, 확관률이 1.3배 이상일 때 요철부의 턱효과가 크게 발생하는 것을 알 수 있었다. 강관이 파단되는 항복 시, 신율은 20~32%로 평균 25.4% 수준으로 확인되어 그 이상 변형은 강관의 성능을 발휘할 수 없었다. 재료시험을 통해 강관의 성능을 발휘하기 위한 최대 확관량은 항복 시 최저값으로 확인된 신율 20%에 안전측 80%를 고려하여 16%로 제한하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. Expandable steel pipe piles have been developed to ensure stability and reduce construction costs during underground floor remodeling and extension work. Expandable steel pipe piles are more economical and stable than micropiles. Extensible steel pipe pile is a method of improving the performance of steel pipes by expanding steel pipes underground. In this paper, the changes in buckling strength according to the shape of steel pipes in an extended steel pipe pile were identified, a numerical analysis model was developed to determine the expended part effect of bumps due to steel pipe expansion, and the optimal steel pipe expansion was calculated through material tests. The larger the expansion diameter of the steel pipe and the greater the number of expanded part, the greater the buckling strength. Numerical results showed that the number of expanded part has a greater effect on buckling strength than the expansion rate. When the expansion rate is more than 1.2 times, it can be seen that as the number of expanded part increases, the effect of increasing buckling strength increases significantly. It was also noted that the expanded part effect of the bumps occur significantly when the extension angle is less than 45° and the expansion rate is 1.3 times higher. When the steel pipe is failure, the expanded rate is 20 to 32%, averaging 25.4%. Through the material test, it was analyzed that it is desirable to limit the maximum expansion rate for performing steel pipes to 16%.

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Uiseok Kim(김의석) 한국디자인학회 2022 한국디자인학회 국제초대전도록 Vol.2022 No.11

OurTube: 소셜 및 카테고리 선호도 기반 유튜브 채널 추천 시스템

김의석(UiSeok Kim),박상근(Sangkuen Park) 한국정보과학회 2023 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.2023 No.12

확장형 강관말뚝의 성능에 대한 실험적 연구

김정훈(Junghoon Kim),김의석(Uiseok Kim),김지윤(Jiyoon Kim),강민규(Minkyu Kang),최항석(Hangseok Choi) 한국지반환경공학회 2022 한국지반환경공학회논문집 Vol.23 No.1

확장형 강관말뚝은 강관말뚝 내부에 확관장비를 삽입하여 강관을 확관하여 강관의 단면적을 증가시키는 공법으로 기존에 사용되는 마이크로파일과 비교하여 말뚝의 성능을 향상시킬 수 있는 공법이다. 본 연구에서는 실제 현장에서 강관의 확관이 가능한 확관장비를 개발하였다. 일련의 실내시험 및 현장시험을 통해 개발된 확관 장비의 강관 확장 성능을 확인하였다. 확관장치의 강관확관능력과 확관이 가능한 범위를 평가하기 위해 강관 확관장치의 최대압력에 대한 변형량과 확관시간을 측정한 결과, 강관두께가 얇을수록 변형량이 크게 발생하였으며 확관시간은 증가하였다. 두께 4.0㎜ 강관의 경우 두께 2.9㎜ 강관과 비교하여 변형량은 약 30% 적게 발생하였으나, 확관시간이 줄어드는 효과(약 40% 감소)를 얻을 수 있었다. 그리고 실제 지중에서 강관의 확관이 가능한지 확인하기 위해 현장 확관시험을 수행하였으며 지중에서 확관 후 확관 상태를 확인한 결과, 본 연구에서 개발한 강관 확관장치는 지중응력 조건에서도 강관 확관 성능을 발휘할 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 확관하기 전 원상태의 강관과 확관 후 강관의 재료성능을 비교하여 확관형 강관말뚝의 역학적 안정성을 검증하였다. Expandable steel pipe piles are installed by inserting expansion equipment to increase the cross-sectional area of steel pipes, which can improve the pile performance compared to micro-piles. In this paper, a hydraulic expansion device was developed to expand steel pipe piles in practice. A series of laboratory and field tests were conducted to verify the performance of the developed expansion device to expand steel pipes. The expansion capability and expandable range was evaluated by measuring the strain and expansion time at the maximum pressure of the hydraulic expansion device. The thinner steel pipe, the larger strain but longer expansion time required in the test. For example, the 4.0-㎜-thick steel pipe showed strain reduction by 30% and a decrease in the required expansion time by 40% compared to the 2.9-㎜-thick steel pipe. In addition, in-situ expansion tests were performed to verify the expandability of steel pipes under the ground, and the exhumed specimen showed clear expanded sections. The structural integrity was determined by comparing the material performance the original and expanded specimens.

지난 30년간 소양호의 시공간적 수질 변화 양상

김윤석 ( Yoonseok Kim ),홍은미 ( Eunmi Hong ),염호정 ( Ho-jeong Yeom ),김의석 ( Uiseok Kim ),노연정 ( Yeonjung Noh ),정기은 ( Kieun Jeong ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

우리나라의 강수량은 여름철에 집중되어 있으며 하천경사가 급한 우리나라의 지리적 특성으로 인하여 홍수가 일시에 유출된다. 또한 높은 인구밀도로 인해 1인당 수자원 부존량은 매우 적기 때문에 수자원의 이용면에서 불리한 자연조건을 갖고 있어 인공호의 형태로 수자원을 확보하고 있다. 그중 북한강 최대 지류인 소양강 줄기에 조성된 국내에서 두 번째로 큰 인공호인 소양호는 산업활동과 한강 하류 수도권의 핵심 수자원으로 이용되고 있다. 1973년 소양강댐이 만들어지면서 생긴 소양호는 매우 물이 맑은 호수로 알려져 있었으나, 가두리양식장의 증설에 의해 1986년부터 남조류가 출현하는 부영양화 현상이 나타났다. 이후 1999년 가두리 양식장 철거 후 수질이 개선되었으나 유역의 농업활동 변화로 인하여 영양염류와 탁수의 유입이 점차 증가하였다. 또한, 한강 하류에 위치한 수도권 지역의 핵심 수자원으로 이용되는 만큼 지속적인 수질검사 및 분석이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 소양호 30년간의 모니터링 자료를 통해 장기간의 수질 변화특성을 파악하고 소양호 내 수질 인자의 시공간적 변화 양상을 파악하고자 하였다. 분석을 위하여 1992년 1월부터 2021년 12월까지, 월 2회 0m부터 90m까지 총 14개의 수질항목(수온, pH, EC, Turbidity, DO, BOD, COD, SS, VSS, T-N, T-P, Chl-a, DOC, TOC)을 분석한 자료를 이용하였다. 공간적 특성 파악을 위해 수심별로 표층(0, 2, 5, 10m), 중층(20-50m), 심층(60-90m)의 세 구간으로 나누었으며, 데이터 분석을 위해 시계열 분석과 상관분석을 실시하였다. EC의 경우 장기간에 걸쳐 표층, 중층, 심층에서 증가한 경향을 확인하였으며, 상관분석 결과 Turbidity와 양의 상관관계를 보였다. 본 연구의 결과는 장기간 소양호의 시공간적 특성 변화를 파악하고 나아가 향후 호수 수질 관리의 기초연구자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

지난 30년간 소양호의 시공간적 수질 변화 양상

김윤석 ( Yoonseok Kim ),홍은미 ( Eunmi Hong ),염호정 ( Ho-jeong Yeom ),김의석 ( Uiseok Kim ),노연정 ( Yeonjung Noh ),정기은 ( Kieun Jeong ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

우리나라의 강수량은 여름철에 집중되어 있으며 하천경사가 급한 우리나라의 지리적 특성으로 인하여 홍수가 일시에 유출된다. 또한 높은 인구밀도로 인해 1인당 수자원 부존량은 매우 적기 때문에 수자원의 이용면에서 불리한 자연조건을 갖고 있어 인공호의 형태로 수자원을 확보하고 있다. 그중 북한강 최대 지류인 소양강 줄기에 조성된 국내에서 두 번째로 큰 인공호인 소양호는 산업활동과 한강 하류 수도권의 핵심 수자원으로 이용되고 있다. 1973년 소양강댐이 만들어지면서 생긴 소양호는 매우 물이 맑은 호수로 알려져 있었으나, 가두리양식장의 증설에 의해 1986년부터 남조류가 출현하는 부영양화 현상이 나타났다. 이후 1999년 가두리 양식장 철거 후 수질이 개선되었으나 유역의 농업활동 변화로 인하여 영양염류와 탁수의 유입이 점차 증가하였다. 또한, 한강 하류에 위치한 수도권 지역의 핵심 수자원으로 이용되는 만큼 지속적인 수질검사 및 분석이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 소양호 30년간의 모니터링 자료를 통해 장기간의 수질 변화특성을 파악하고 소양호 내 수질 인자의 시공간적 변화 양상을 파악하고자 하였다. 분석을 위하여 1992년 1월부터 2021년 12월까지, 월 2회 0m부터 90m까지 총 14개의 수질항목(수온, pH, EC, Turbidity, DO, BOD, COD, SS, VSS, T-N, T-P, Chl-a, DOC, TOC)을 분석한 자료를 이용하였다. 공간적 특성 파악을 위해 수심별로 표층(0, 2, 5, 10m), 중층(20-50m), 심층(60-90m)의 세 구간으로 나누었으며, 데이터 분석을 위해 시계열 분석과 상관분석을 실시하였다. EC의 경우 장기간에 걸쳐 표층, 중층, 심층에서 증가한 경향을 확인하였으며, 상관분석 결과 Turbidity와 양의 상관관계를 보였다. 본 연구의 결과는 장기간 소양호의 시공간적 특성 변화를 파악하고 나아가 향후 호수 수질 관리의 기초연구자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

고속도로 및 휴게소 배출 비점오염물질이 인근 수계에 미치는 영향

권혁준 ( Hyeokjoon Kwon ),김의석 ( Uiseok Kim ),김희갑 ( Hekap Kim ),최재석 ( Jaeseok Choi ),홍은미 ( Eunmi Hong ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-