퇴적자갈층 지반에 적용된 소구경 강관말뚝 및 마이크로파일의 지지력 비교 사례연구 = Case Study on the Comparative Bearing Performance of Small-Diameter Steel Pipe Piles and Micropiles Installed in Sedimentary Gravel Layers

국문 초록 (Abstract)

퇴적자갈층 지반에 적용된 소구경 강관말뚝 및 마이크로파일의 지지력 비교 사례연구 상지대학교 사회융합대학원 토목공학과 본 연구는 퇴적자갈층 지반에서의 말뚝기초 지지력 확보를 위한 최적의 공 법을 선정하기 위하여 수행되었다. 당초 풍화암층을 지지층으로 하는 마이크로파일 공법이 검토되었으나, 시공 과정에서 퇴적자갈층 천공 시 공벽 붕괴 및 케이싱 압입이 곤란한 상 황이 발생할 것이 우려되어 동일한 자재를 사용하면서 지지층을 퇴적자갈층 으로 변경한 소구경 강관파일 공법을 대안으로 검토하였다. 연구방법으로는 시추조사 자료를 기반으로 지반 특성을 분석하고, 마이크로 파일과 소구경 강관파일의 구조계산을 각각 수행하여 허용응력, 허용지지력, 수평지지력 등을 비교하였다. 또한 정재하시험을 실시하여 시데이터를 토대로 실측 지지력과 이론치의 차이를 분석하였다. 그 결과, 풍화암층에 지지하는 마이크로파일 보다 파일의 길이를 짧게하고, 말뚝간격을 조정하여 수량을 늘린 소구경 강관말뚝으로도 퇴적자갈층에서 지지력을 확보할 수 있었다. KEY WORDS : 퇴적자갈층, 말뚝기초, 마이크로파일, 소구경 강관파일, 정재하시험, 지지력, 시공성

목차 (Table of Contents)

• 목 차 ⅰ
• 표 목 차 ⅳ
• 그림목차 ⅶ
• 국문요약 ⅸ
• 제 1장 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 필요성 1
• 1.2 연구의 목적 및 목표 2
• 제 2장 국내외 설계기준 및 기존 연구사례 검토 3
• 2.1 설계기준 개요 3
• 2.2 말뚝 지지력의 구성요소 3
• 2.2.1 말뚝 지지력의 기본 개념 4
• 2.2.2 주면마찰력(Skin Friction) 4
• 2.2.3 선단지지력(End Bearing) 4
• 2.2.4 하중 전달 메커니즘 5
• 2.2.5 퇴적자갈층의 특이점 5
• 2.3 국내 설계기준(KDS)의 체계 및 특징 5
• 2.4 해외 설계기준(FHWA, JGS, BS)의 체계 및 특징 6
• 2.5 국내 기존 연구사례 7
• 제 3장 연구방법 9
• 3.1 연구 절차 개요 9
• 3.2 구조 검토 10
• 3.3 현장 시험 11
• 제 4장 연구결과 12
• 4.1 현장개요 12
• 4.2 대상 지반조사 및 분석 12
• 4.3 마이크로파일 구조계산 16
• 4.3.1 설계 하중 16
• 4.3.2 보강재 파단 검토 16
• 4.3.3 허용압축응력 검토 17
• 4.3.4 정착장 산정 17
• 4.3.5 연직침하량 산정 19
• 4.3.6 수평안정성 검토 20
• 4.3.7 검토 결과 24
• 4.4 소구경 강관파일 구조계산 28
• 4.4.1 허용지지력 산정 28
• 4.4.2 연직침하량 산정 31
• 4.4.3 수평안정성 검토 32
• 4.5 공법 선정 43
• 4.5.1 지지력 분석 43
• 4.5.2 경제성 분석 43
• 4.5.3 작업여건 분석 44
• 4.5.4 공법 선정 44
• 4.6 정재하시험 계획 46
• 4.6.1 시험 개요 및 목적 46
• 4.6.2 시험장비 및 순서 46
• 4.6.3 재하시험 방법 47
• 4.7 정재하시험 결과 50
• 4.7.1 결과해석 방법 50
• 4.7.2 시험성과 데이터 52
• 4.7.3 분석결과 정리 58
• 제 5장 결론 59
• 참고문헌 61
• ABSTRACT 63