슬라임 개량토를 활용한 친환경 Piled Raft 복합기초의 최적 설계에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study presents an optimized design of an Eco-friendly Piled raft foundation system using slime-improved soil for soft clayey ground at the Nakdong River estuary. Finite element analyses with GTS NX were performed to compare shallow, pile, and slime-improved Piled Raft foundations. The shallow foundation showed sufficient bearing capacity but excessive settlement (204.9 mm), while applying the slime-improved layer beneath the slab reduced total and differential settlements by 43.3% and 97.2%, respectively. The pile foundation met the displacement criterion (≤25 mm) but incurred higher costs with deeper embedment. The proposed Piled raft system, combining Jet grouting piles (∅1,000 mm) with a slime-improved layer, was analyzed by varying the slime stiffness (5 ∼ 18 MPa), pile spacing (C.T.C 2 × 2 m, 4 × 2 m, 2 × 4 m), and pile arrangement (uniform, linear, centralized). Optimal performance occurred at 18 MPa, C.T.C 2×2 m, and centralized layout (Case-3), producing a maximum settlement of 20.6 mm and differential settlement of 0.2 mm within allowable limits. Compared with conventional pile foundations, the proposed system reduced settlement, improved stress uniformity, and lowered construction cost by 20– 40%, demonstrating strong potential as a sustainable and practical foundation method for soft ground conditions.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구 내용 및 구성 4
• 제2장 국내·외 연구동향 및 이론적 배경 6
• 2.1 연약지반 기초 형식 발전 및 기술 동향 6
• 2.2 Piled raft 기초 형식 및 원리 8
• 2.3 Piled raft 예비해석 13
• 2.4 수치해석 기법을 통한 복합기초 거동 분석 14
• 2.5 Piled raft 기초 설계 사례 16
• 제3장 Piled raft 기초 설계 및 수치해석 18
• 3.1 적용 설계기준 18
• 3.2 해석단면 19
• 3.2.1 직접기초 단면 20
• 3.2.2 말뚝기초 단면 20
• 3.2.3 Piled raft 단면 22
• 3.3 해석조건 30
• 3.4 모델링 31
• 제4장 수치해석 결과 및 기초 성능 분석 38
• 4.1 직접기초 해석 결과 38
• 4.1.1 지지력 및 침하량 검토 38
• 4.1.2 변위 및 응력 분포 40
• 4.2 말뚝기초 해석 결과 43
• 4.2.1 지지력 및 침하량 검토 43
• 4.2.2 변위 및 응력 분포 47
• 4.3 Piled raft 기초 설계 및 해석 결과 51
• 4.3.1 슬라임 개량토 탄성계수 최적화 51
• 4.3.2 Jet grouting 말뚝 간격 최적화 55
• 4.3.3 Jet grouting 말뚝 배치 최적화 58
• 4.4 기초 형식 간 성능 비교 및 종합 분석 61
• 4.4.1 기초 성능 비교 61
• 4.4.2 경제성 분석 65
• 제5장 결론 및 향후 연구방향 67
• 5.1 결론 67
• 5.2 향후 연구방향 69
• 참고문헌 70