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삼축 마이크로파일(TMP)의 현장수평재하시험과 3차원 수치해석을 통한 거동 분석
김태현(Taehyun Kim),안광국(Kwangkuk Ahn),안성율(Sungyul An) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.4
마이크로파일의 활용증가로 수행되었던 마이크로파일의 관련연구를 통해 다양한 마이크로파일이 개발되어왔다. 개발되고 있는 마이크로파일 공법들 중 최근 수평지지력(내진저항력)의 증가를 위한 목적으로 개발된 삼축 마이크로파일(Triaxial micropile, TMP)이 대표적이라 할 수 있다. 삼축 마이크로파일은 각축에 경사지게 설치된 3개의 마이크로파일이 수평하중에 저항하므로 좀 더 효과적으로 수평하중에 저항할 수 있는 공법의 장점이 있다. 그러나 삼축 마이크로파일에 대한 지지특성에 대한 연구가 부족하여 이 파일공법을 효과적으로 활용하는데 문제가 있다. 즉, 삼축 마이크로파일(TMP)의 효과적인 활용을 위해서는 파일의 수평지지력에 영향을 주는 요인에 대한 지지력 평가가 요구된다. 이에 본 연구에서는 하중 방향별 현장수평재하시험을 수행하고 3차원 유한요소해석을 통해 현장 재하시험을 검증하고 거동 특성을 고찰하였으며, 수평하중의 방향을 고려한 적정한 수평지지력을 분석하였다. Various micropiles have been developed through research related to micropiles, which have been carried out with the increased use of micropiles. Among the micropile construction methods being developed, the triaxial micropile (tmp), which is recently developed for the purpose of increasing the horizontal bearing capacity (seismic resistance), is representative. The three-axis micropile has the advantage of a method that can resist horizontal load more effectively because three micropiles installed inclined on each axis resist horizontal load. However, there is a problem in effectively using this pile method due to insufficient research on the support characteristics of the triaxial group micropile. In order to effectively utilize the triaxial group micropile (tmp), it is required to evaluate the bearing capacity for the factors that affect the horizontal bearing capacity of the pile. Therefore, in this study, field horizontal loading Tests were performed for each load direction, field loading Tests were verified through three-dimensional finite element analysis, behavioral characteristics of triaxial micropiles were evaluated, and appropriate horizontal bearing capacity was analyzed in consideration of horizontal load directions.
설치조건에 따른 삼축 마이크로파일(TMP)의 수평지지력
김태현(Taehyun Kim),안광국(Kwangkuk Ahn),안성율(Sungyul An) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회논문집 Vol.22 No.5
마이크로파일은 300mm 이하인 소구경 현장타설말뚝을 말하며, 일반적으로 소구경 파일임에도 연직력에 대한 파일의 저항력이 큰 반면, 수평하중에 대한 저항성은 미비한 것으로 알려져 있다. 여러 마이크로파일 공법들 중 최근 수평지지력(내진저항력)의 증가를 위한 목적으로 개발된 삼축 마이크로파일(Triaxial micropile, TMP)이 개발되었다. 삼축 마이크로파일은 각축에 경사지게 설치된 3개의 마이크로파일이 수평하중에 저항하므로 좀 더 효과적으로 수평하중에 저항할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 파일길이 및 설치각도를 달리 설치했을 경우 삼축 마이크로파일에 대한 수평지지력을 평가하고자 3차원 수치해석을 수행하였다. 연구결과, 짧은 파일(L/d < 60)에서 파일길이비 증가에 따른 수평지지력 증가가 발생하였으나, 긴 파일(L/d ≥ 60)에서는 지지력 증가가 미미했다. 마이크로파일 설치각(θ)이 증가함에 따라 수평지지력이 증가하였으나 35° 초과 시 지지력 증가가 급격히 저하되었고, 짧은 파일보다 긴 파일에서 마이크로파일 설치각(θ)의 증가에 따른 수평지지력 상승이 컸다. Micropile refers to a small-diameter cast-in-place pile of less than 300 mm. In general, even though it is a small-diameter pile, it is known that the resistance of the pile to the vertical force is large, while the resistance to the lateral load is insufficient. Among several micropile methods, a triaxial micropile (TMP) was recently developed for the purpose of increasing the lateral bearing capacity (seismic resistance). A triaxial micropile has the advantage of being able to effectively resist lateral loads because three micropiles installed inclined on each axis resist lateral load. As a result of the study, In the short pile (L/d < 60), the lateral bearing capacity increased due to the increase in the pile length ratio, but in the long pile (L/d ≥ 60), the increase in the bearing capacity was insignificant. The lateral bearing capacity increased as the triaxial micropile installation angle (θ) increased, but the increase in the lateral bearing capacity was clearly decreased when it exceeded 35°. The increase in the lateral bearing capacity was greater with the increase of the micropile installation angle (θ) in the long pile than the short pile.