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수치해석을 통한 단일형 현장타설말뚝 외부강관의 적정 보강길이 산정
양우열(Wooyeol Yang),김완호(Wanho Kim),이강일(Kangil Lee) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.6
교각기초 형식으로 적용되는 기초공법 중 하나는 단일형 현장타설말뚝이다. 이 말뚝에 대한 설계 시 주된 관심사항은 말뚝체에 작용하는 수평지지력 확보 여부이다. 현재 말뚝체의 강성증가를 위해 외부강관으로 말뚝체를 보강하여 말뚝의 수평지지력을 증가시키는 방법이 활용되고 있다. 그러나 지반조건에 따라 외부강관의 보강효과와 적정 강관보강 길이가 달라질 수 있음에도 이에 대한 연구가 미흡하여 현장에서는 대부분 말뚝체 전체를 외부강관으로 보강하고 있다. 그러나 시스템 내의 전체 말뚝길이를 외부강관으로 보강할 경우 공사 지연과 공사비의 증가로도 이어질 수 있다. 따라서 좀 더 효과적으로 외부강관을 활용하기 위해서는 외부강관으로 보강된 말뚝체를 대상으로 말뚝의 수평지지특성을 평가하여 강관의 적정한 보강길이를 결정해야 한다. 이에 본 연구에서는 수치해석방법을 통해 각 조건별 외부강관의 보강길이를 적용한 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 지지특성을 평가하고, 이 해석결과를 바탕으로 외부강관의 적정 보강길이를 제안하였다. 본 연구결과, 단일형 현장타설말뚝의 말뚝체에 대한 수평지지력을 효과적으로 증가시키기 위해서는 강관의 보강길이가 말뚝의 휨거동 영향범위인 1/β의 2배를 적용해야 하는 것으로 나타났다. One of the construction methods applied as a pier foundation type is a single type cast-in-place pile. In applying a pile bent system as a foundation type, the main concern in designing can be said to secure the lateral bearing capacity of pile structure in system. In addition, to increase the rigidity of the pile structure, a method of increasing the lateral bearing capacity by reinforcing the pile structure with a casing has been used. However, although the reinforcing effect and appropriate reinforcing length of casing may vary depending on the soil conditions, there is insufficient studies on this, and for this reason, the entire pile structure in a pile bent system is reinforced with a casing, in the field. In addition, if the length of the entire pile is reinforced with a casing, it may lead to delays in construction and increase in construction costs. That is, in order to more effectively reinforce the pile structure with a casing, it is necessary to study the lateral bearing characteristics of the reinforced pile structure in system. And it should be determined the appropriate reinforcing length of the casing from the evaluated bearing characteristics. Therefore, in this study, the lateral bearing characteristics of piles applied with the reinforcing length of casing for each condition were evaluated through a numerical analysis. And, based on the analysis results, the appropriate reinforcing length of casing was proposed. As a result of the study, it was found that in order to effectively increase the lateral bearing capacity of pile structure, the reinforcing length of casing should be applied twice the influence range of the bending behavior of the pile, 1/β.
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비선형해석을 이용한 케이싱 보강조건에 따른 대구경 현장타설말뚝의 수평거동특성
유진호(Jin-Ho Yoo),문인종(In-Jong Moon),이강일(Kang-Il Lee) 한국지반신소재학회 2020 한국지반신소재학회 논문집 Vol.19 No.3
대구경 현장타설말뚝의 경우 수평지지특성은 중요한 요소이며 이를 증가시키기 위한 방안은 말뚝의 인접지반을 개량하여 강성을 증가시키는 방법과 말뚝 자체의 강성을 증가시키는 방법이 있다. 이중 말뚝체에 케이싱을 보강하여 강성을 증가시키는 방법이 많이 제안되고 있는 추세이지만 이와 관련된 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지반조건에 따라 대구경 현장타설말뚝의 적정 케이싱 보강길이를 평가하기 위해 비선형해석을 이용하여 지반조건별로 케이싱 보강길이에 따른 수평지지특성을 연구하였다. 그 결과 대구경 현장타설말뚝의 수평지지특성은 케이싱 보강 길이비(κ)가 1.2인 경우 가장 효과적이며 지반조건에 따라서는 느슨한 지반일수록 큰 보강효과를 나타내었다. The lateral bearing characteristics are important factors in the case of large diameter drilled shafts and the measures to increase this are to improve the adjacent ground of the pile to increase the rigidity and to increase the rigidity of the pile itself. There are many suggestions for increasing rigidity by reinforcing casing on the pile, but few studies have been done related to this. Therefore, in this study, the lateral bearing characteristics according to casing reinforcement length were studied for each ground condition using non-linear analysis to evaluate the appropriate casing reinforcement length of the large diameter drilled shafts depending on the ground conditions. As a result, the lateral bearing characteristics of the large diameter drilled shafts are most effective if the casing reinforcement length ratio is 1.2, and depending on the ground conditions, the more loose the ground, the greater the reinforcement effect.
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