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베트남 중부 연안의 대심도 점토지반에 시공된 강관 마찰 말뚝의 항타시공관리
설훈일(Seol, Hoon-Il) 한국지반공학회 2024 한국지반공학회논문집 Vol.40 No.3
국내 항타 말뚝기초의 경우 대부분 풍화암 이상의 단단한 지층에 선단 지지되는 경우가 대부분이며, 서남해 지역의 연약지반이 깊게 발달한 일부에서 마찰 말뚝(friction pile)이 사용되었으나 시공관리의 불확실성으로 제한적으로 적용되고 그 사례가 많지 않다. 또한 시공과 관련하여 국내의 경우 소음 및 진동 등의 민원문제로 매입 시공이 주를 이루고 있으나, 퇴적지반이 깊은 동남아 국가(캄보디아, 미얀마, 베트남 등) 등에서는 경제성 확보를 위해 항타 시공을 통한 말뚝 시공 비율이 높으며, 그에 따른 시공 및 현장관리 경험이 많이 축적되어 있다. 현재 국내 많은 건설 기업들이 동남아 등 해외 시장 진출 사례가 크게 증가함에 따라, 해당국가에서의 경쟁력 확보를 위해서는 항타시공을 이용한 마찰지지 말뚝 시공사례에 따른 문제점들을 파악하고 현장관리 역량을 강화해야 할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 베트남 중부 연안의 대심도 점토지반에 항타 시공된 마찰지지 강관 말뚝의 동적/정적 재하시험 결과의 비교분석과 이를 토대로 수정된 항타공식을 이용한 강관 말뚝의 시공관리 방안을 제안하였다. In Korea, driven piles are generally penetrated up to weathered rock or harder strata. Friction piles have been used to some extent in the southwest coastal area with deep soils; however, friction piles are not extensively due to uncertainties about construction quality. The embedded pile construction method is primarily used due to noise and vibration complaints. However, in Southeast Asian countries (e.g., Cambodia, Myanmar, and Vietnam), where soft sediments are deep, the driven pile method is commonly used due to its economic advantages. Construction companies are increasingly entering overseas construction markets, e.g., Southeast Asia; thus, it is necessary to understand the behavior of driven friction piles in the soil and improve on-site engineering management to gain market competitiveness in these countries. In this study, the bearing capacity of friction piles driven into clayey coastal soils in Vietnam with time-dependent characteristics was evaluated based on the dynamic and static pile load tests. Based on the results, a modified Danish formula is proposed for on-site quality management.
말뚝-지반 상호작용을 고려한 수정된 하중전이함수법 제안
설훈일(Seol Hoon-Il),정상섬(Jeong Sang-Seom),김영호(Kim Young-Ho) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 C Vol.28 No.6
말뚝의 하중전이거동 및 변형특성 해석을 위해 하중전이함수법이 널리 사용된다. 본 연구에서는 말뚝-지반의 상효작용 즉, 지반의 연속성을 고려한 하중전이해석에 고찰하였으며, Mindlin 해를 이용하여 이를 고려함으로써 말뚝의 실제 거동에 보다 부합되도록 수정된 하중전이 해석방법을 제안하였다. 이를 통해 말뚝지반 상호작용의 영향인자인 말뚝직경-지반계수의 비(D/Es)과 주면마찰력-재하하중의 비(Rs/Q)를 고려할 수 있었다. 제안된 하중전이함수법의 타당성을 검증하기 위하여 현장재하시험 사례와의 비교분석 결과, 제안된 해석방법은 암반 근입 현장타설말뚝의 하중침하 거동 및 하중전이특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다. The load distribution and deformation of pile subjected to axial loads are evaluated by a load-transfer method. The emphasis is on quantifying the effect of coupled soil resistance that is closely related to the ratio of pile diameter to soil modulus (D/Es) and the ratio of total shaft resistance against total applied load (Rs/Q), in rock-socketed drilled shafts using the coupled load-transfer method. The proposed analytical method that takes into account the soil coupling effect was developed using a modified Mindlin's point load solution. Through comparisons with field case studies, it was found that the proposed method in the present study estimated reasonable load transfer behavior of pile and coupling effects due to the transfer of shaft shear loading, and thus represents a significant improvement in the prediction of load deflections of drilled shafts.
일정수직강성조건의 직접전단시험을 통한 말뚝-암반 경계면의 전단거동 분석
정상섬(Jeong Sang Seom),우상윤(Woo Sang Yoon),설훈일(Seol Hoon Il) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 C Vol.27 No.4
본 연구에서는 암반에 근입된 현장타설말뚝의 전단거동 분석을 위하여, 기존 문헌 및 실내외시험을 수행하여 암반 거칠기를 정량화하였으며 말뚝-암의 경계면의 전단거동을 모사할 수 있는 일정수직강성도(CNS) 전단시험을 수행하여 암의 거칠기, 일축압축강도, 초기수직응력 등에 따른 암석과 콘크리트 부착면의 전단거동을 파악하였다. 이를 토대로 암석시편의 거칠기 및 일축압축강도 뿐만 아니라 거칠기의 탄성압축에 의한 영향을 반영 가능한 전단 강도식을 산정하였으며, CNS 직접전단시험 결과와의 비교분석 결과 본 제안식이 전단거동의 여러 영향요소들을 적절히 반영하고 있음을 알 수 있었다. 또한 본 제안식과 기존의 국내 기준식을 통하여 산정된 말뚝-암 시편의 전단강도의 비교분석 결과, 본 제안식을 통해 산정된 최대전단강도는 암석시편의 거칠기와 초기수직응력이 커질수록 기존 기준으로부터 산출된 최대전단강도에 비해 상당히 크게 나타냄을 알 수 있었다. This paper described the theoretical shear strength function proposed to predict the shear behavior of pile-rock joint under constant normal stiffness condition. The quantified values of rock socket roughness were determined through previous studies and this study. Constant normal stiffness direct shear tests were carried out to quantify the shear behavior characteristics based on major influencing factors of shear behavior such as asperity angle, unconfined compressive strength, initial confining stress. Based on CNS test results, this paper proposed the shear strength function simulating the major influencing factors of shear behavior of pile-rock joint, including asperity angle, unconfined compressive strength and elastic compression displacement as well. The proposed function was verified by the CNS test result performed to artificial rocks molded to describe regular asperities, granite and gneiss. Through comparisons with the CNS test results, it is shown that the shear strength function by this study is in good estimation with the general trend observed by the tests. Through comparisons of the maximum shear strength between the domestic criterion of shaft resistance and shear strength function of this study, it was shown that the maximum shear strength by the function of this study considerably increased than the strength by the doemstic criterion along with the higher asperity angle and initial confining stress.