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정종범(Jong-Bum Jung),김형섭(Hyung-Sub Kim),박유철(Yu-Chul Prak),송영재(Young-Jae Song) 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2 No.춘계
SCP공법은 진동 또는 충격하중을 이용하여 연약점토 지반 중에 일정한 간격으로 모래 말뚝을 타설하여 연약지반 개량공사에 사용되는 대표적인 지반개량공법 중의 하나로서 부산신항의 가장 중요한 구조물인 안벽케이슨 구조물 기초지반 개량에 사용되었다. 부산신항 1단계 SCP 개량공법이 적용되는 연약층은 표준관입시험에 의해 N치가 15이하인 점성토지반을 대상으로 하고 있다. 부산신항 1단계 총 9선석에 적용된 SCP 개량심도는 약 DL.(-)65.0m에서 약 DL.(-)45.0m 정도이다. 본 논문에서는 개량심도를 기준으로 다음과 같이 심도인 DL.(-)50.0m 까지는 일반구간 SCP공법이라 칭하고, DL.(-)50.0m 이상인 구간에 대해서는 대심도 SCP 공법으로 분류하여 시공관리 및 압밀침하특성을 분석하였다.
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박민철(Park, Minchul),권혁찬(Kwon, Hyukchan),신효희(Shin, Hyohee),장기수(Jang, Gisoo),이송(Lee, Song) 한국지반환경공학회 2011 한국지반환경공학회논문집 Vol.12 No.12
연직배수공법은 효과적인 연약지반 압밀촉진 방법으로 적용빈도가 증가하고 있다. 연직배수 공법 중에서 PBD공법은 현재 가장 많이 사용되고 있는 압밀촉진공법으로 경제성 및 시공성 면에서 우수하나, 환경오염 및 대심도의 경우 배수재의 굴곡으로 인한 통수능 저하 문제점을 지니고 있다. SCP공법은 과거에 통수능력이 우수하여 많이 사용되었으나, 재료의 수급불균형으로 인한 가격급등으로 현재는 과거보다 사용이 많이 줄고 있는 실정이다. 이에 따른 대책 재료로 쇄석말뚝을 이용한 GCP공법이 대두되고 있다. 따라서 GCP공법의 통수능 효과를 분석하기 위하여 ?38×70cm의 원형토조를 이용하여 쇄석말뚝과 비교대상인 모래말뚝, PBD공법의 3종류의 연직배수재를 이용하여 복합통수능 실험을 실시하였다. 또한, 쇄석말뚝의 클로깅(Clogging) 범위를 파악하기 위하여 1.0m×0.5m×1.1m 대형토조를 정면에 투명 아크릴로 제작하여 하중단계별 클로깅(Clogging) 범위를 분석하였다. 복합통수능 시험결과 하중증가에 따른 간극비 감소 및 클로깅(Clogging) 현상이 많이 발생한 GCP공법에서 가장 적게 발생하였으며, 또한 GCP 공법의 클로깅(Clogging)의 범위는 거의 10% 내에서 발생하는 것으로 분석되었다. An application frequency of vertical drainage method is increasing as an effective consolidation acceleration method. PBD method is most frequently used as a consolidation acceleration method in vertical drainage methods. PBD is economical and easy to operate but has some problems those are an environmental pollution and a decrease of a discharge capacity caused by bending of drainage materials when it is used in great depth. SCP method was frequently used because it"s discharge capacity was good but now it is rarely used because of an increase of the material price because of an order imbalance. As the way to solve these problems, GCP method has been to the fore. For analyzing the effect of GCP method on the discharge capacity, three types of composite discharge capacity tests are done by using GCP, SCP and PBD respectively with the circle case, Φ38×h70cm. On the contrary to this, GCP shows the worst discharge capacity for a decrease of the void ratio and the clogging phenomenon caused by increasing load. Also to figure out the clogging range of GCP, the clogging of GCP is checked in each load stage with a large case(1.0m×0.5m×1.1m) which has clear acrylic front face. The diameter of GCP was 35cm and a clogging phenomenon occurred in 10% approximately. The result shows that the discharge capacity of GCP was given the lowest value for a decrease of the void ratio and the clogging phenomenon causing by increasing load. And the clogging phenomenon mostly occurred within 10% of GCP’s diameter range.
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압축지수의 불확실성이 압밀침하 거동에 미치는 영향에 대한 수치적 평가
변요셉(Byun, Yoseph),김광윤(편집자),이창기(Lee, Changki),천병식(Chun, Byungsik) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.11
본 연구에서는 국내외 적용 중인 압밀지수의 값을 조사하고 조사된 표준편차 범위를 분석하였으며, 편차에 따른 침하량을 계산하였다. 또한 지반에서 내재한 불확실성 변수인 압축지수가 연약지반 처리공법 하에서 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석을 통해 프리로딩 공법, 배수촉진 공법, 치환 공법을 적용하여 성토단계별 침하거동을 분석하였고, 추가적으로 장기적인 침하에 안정적인 Piled Raft 공법을 추가로 분석하여 침하거동을 파악하였다. 그 결과, 최종침하량에 따른 평균분석 결과는 해석 값의 평균, 해석값의 최대 최소의 중간값, 평균 압축지수(Cc=0.35)를 사용할 경우에 발생된 침하량이 상이한 것으로 나타났다. 최종침하량에 따른 변동계수의 비교·분석 결과, 각 공법별로 시간에 따라 변동계수의 차이를 보였다. 그 중 Piled Raft 공법이 시간의 경과와 상관없이 일정한 변동계수 값을 보이며, 다른 공법보다 낮은 값으로 불확실성 지반정수의 압축지수에 영향이 가장 적은 것으로 확인되었다. In this research, the value of consolidation index was investigated. The range of the investigated standard deviation was analyzed and the deviation based settlement was calculated. Also, the compression index, which is the effect of the uncertainty in the ground was analyzed using the flimsy ground construction method. The settlement behavior in each embankment compaction stage was analyzed by applying the precompression load method, drainage expediting method, and displacement method through numerical analysis. In addition to the above, the settlement behavior was studied by analyzing the Piled Raft method which is stable for long term settlement. As a result, the final settlement amount based on average analysis results was that the settlement based on each of the average interpretation value, mean value of the maximum and minimum value and average compression index was different. The result of the comparison shows the difference in variation coefficient by the difference in time. Amongst them, the Piled Raft method shows the most consistent variation coefficient regardless of time and it also was least affected by the compression index of uncertainty.
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쇄석다짐말뚝에 발생하는 간극막힘 저감방안에 관한 수치해석적 연구
정재원(Jaewon Jeong),이승준(Seungjun Lee),박노원(Nowon Park),천병식(Byungsik Chun) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회논문집 Vol.14 No.1
현재 연약지반 처리에 있어 장기침하 및 부등침하, 지지력 부족으로 인한 지반 전단파괴 및 허용 침하량 초과 등과 같은 지반공학적 문제점들을 보완하고자 연약지반의 침하 저감 및 지지력 증대, 압밀촉진을 목적으로 SCP 공법과 GCP 공법이 대표적으로 적용되고 있다. 그러나 압밀촉진효과 즉, 두 다짐말뚝의 배수능 차이에 대해서는 아직 충분히 규명되지 않을 뿐 아니라 특히 실무에서는 GCP 공법의 간극막힘 현상을 최소화시키기 위한 노력으로 소정 비율의 모래를 혼입하여 다짐말뚝을 적용하고 있지만, 이 또한 정량적으로 명확하게 규명되어 있지 않고 경험적인 방법으로 수행되고 있는 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 SCP와 GCP, GCP에 소정의 모래를 혼합한 형태의 공법에 대한 압밀촉진효과를 비교 · 평가하기 위하여 각각의 다짐말뚝이 적용된 복합지반에 먼저 대형직접전단시험을 수행하여 큰 지지력을 나타낼 것으로 기대되는 배합비를 산정하여, PFC3D를 활용한 개별요소법과 MIDAS GTS를 활용한 유한요소해석을 수행하여 간극막힘 현상을 저감할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 대형직접전단시험 결과, 배합비쇄석:모래가 70:30에서 가장 큰 지지력이 기대되는 것으로 추정되며 수치해석을 수행한 결과, 기존 쇄석다짐말뚝에 소정의 모래를 혼입함으로써 지지력 확보와 간극막힘 현상 저감 및 간극수를 더 빨리 배출하여 연약지반을 더 빨리 안정화할 수 있을 것으로 사료된다. Recently, engineering problems such as long-term settlement, differential settlement, and the resultant structural damage, have been frequently reported at construction sites. Use of Sand Compaction Piles(SCP) and Granular Compaction Piles(GCP) are good at remedying existing problems, improving bearing capacity and promoting consolidation. However, such compaction piles have the potential for clogging, which would limit their usability. Investigations into the potential for clogging in SCP, GCP, and GCP mixed with sand has not been thoroughly conducted and is the objective of this current study. Large scale direct shear tests were performed on sections of SCP, GCP, and sand mixed GCP to evaluate bearing capacity. Discrete Element Method analyses were conducted with PFC3D and Finite Element Analyses were conducted with MIDAS GTS to propose an algorithm to help reduce clogging in the granular compaction piles. Results from the large scale direct shear test and multiple simulations suggest a 70% gravel and 30%sand mixing ratio to be optimal for bearing capacity and reducing clogging.
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강연익,정종범,양상용 한국항해항만학회 2007 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2 No.추계
부산신항 북컨테이너터미널 민자부두 1단계 공사에 적용된 안벽기초는 하부 대섬도 연약점토층 개량을 위한 SCP(Sand Compaction Pile) 개량층과 그 상부에 약 6m정도의 사석층으로 구성되어 있다. 안벽은 케이슨식으로 상부의 크레인 등의 공용하중 작용시에 발생이 예상되는 안벽기초의 과도한 지반침하 방지를 위해 근고블럭에 의한 Preloading공법이 적용되었다. 따라서, 프리로딩에 의한 하부기초지반의 침하관리가 중요 공사관리 포인트가 된다. 그러나, SCP층이나 사석층에 대한 침하량 예측은 반경험적 방법에 의존하기 때문에 실제와 상당한 차이가 발생하게 된다. 본 연구에서는 사석층의 진동다짐에 의한 시공 특성을 반영하기 위해 굴착치환구간의 사석층에 대한 실측값을 이용하여 Terzaghi 변형식의 침하계수 a를 재산정하여 SCP개량구간에 적용함으로써 보다 합리적인 안벽기초의 침하량을 분석하였고 이를 사석층의 여성고 산정에 이용하였다.
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