외삽법을 이용한 풍화암에 근입된 현장타설말뚝의 극한하중 예측 = Prediction of Ultimate Load of Drilled Shafts Embedded in Weathered Rock by Extrapolation Method

국문 초록 (Abstract)

일반적으로 풍화암에 근입된 현장타설말뚝은 지지력이 매우 크므로 많은 경우에 설계하중만을 검증한 다음 극한하중을 확인하기 전에 재하시험을 종료한다. 그러나 만일 미완성 하중-침하 곡선으로부터 신뢰할 수 있는 극한하중의 예측이 가능하다면 설계의 질적인 향상뿐만 아니라 경제적인 면에서도 크게 기여를 할 수 있을 것이라고 생각된다. 본 연구의 목적은 극한하중을 얻지 못한 말뚝 재하시험의 하중-침하 곡선으로부터 외삽법을 이용하여 추정한 극한하중의 신뢰성 판단 방법을 제안하는데 있다. 이를 위해 극한하중이 구해진 10본의 말뚝을 3개 현장에 걸쳐서 수집하였다. 그리고 이 10개의 하중-침하 곡선으로부터 Davisson 방법을 이용하여 구한 실제 계측 극한하중의 25%, 50%, 60%, 70%, 80%, 그리고 90%에 해당하는 하중-침하 곡선 자료만이 확보되었다고 가상하고 각각의 자료에 대하여 쌍곡선 방법으로 외삽한 다음, 극한하중을 새로이 결정하였다. 이렇게 결정된 외삽 극한하중의 신뢰성을 통계분석을 통하여 평가하였다. 그 결과, 확보하였다고 가상한 하중-침하 곡선의 최대 침하량 대 외삽 극한하중에서의 침하량 비가 0.6 이상인 경우 외삽으로 예측한 극한하중은 실제 계측 극한하중보다 평균적으로 20% 이내에서 보수적인 값을 나타내었다. 또한, 항타말뚝의 정재하시험 자료에 대하여 본 논문에서 제안한 방법으로 분석하여 동일한 결과를 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In general, a drilled shaft embedded in weathered rock has a large load bearing capacity. Therefore, most of the load tests are performed only up to the load level that confirms the pile design load capacity, and stopped much before the ultimate load of the pile is attained. If a reliable ultimate load value can be extracted from the premature load test data, it will be possible to greatly improve economic efficiency as well as pile design quality. The main purpose of this study is to propose a method for judging the reliability of the ultimate load of piles that is obtained from extrapolated load test data. To this aim, ten static load test data of load-displacement curves were obtained from testing of piles to their failures from 3 different field sites. For each load-displacement curve, loading was assumed as 25%, 50%, 60%, 70%, 80%, and 90% of the actual pile bearing capacity. The limited known data were then extrapolated using the hyperbolic function, and the ultimate capacity was re-determined for each extrapolated data by the Davisson method (1972). Statistical analysis was performed on the reliability of the re-evaluated ultimate loads. The results showed that if the ratio of the maximum-available displacement to the predicted displacement exceeds 0.6, the extrapolated ultimate load may be regarded as reliable, having less than a conservative 20% error on average. The applicability of the proposed method of judgment was also verified with static load test data of driven piles.

목차 (Table of Contents)

• Abstract
• 요지
• 1. 서론
• 2. 현장타설말뚝 재하시험 자료수집
• 3. 외삽법을 이용한 극한하중 산정
• 4. 외삽 극한하중의 신뢰성 평가
• 5. 항타말뚝의 외삽 극한하중 신뢰성 분석
• 6. 결론
• 감사의 글
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 천병식, "항타 및 매입말뚝의 하중-침하 침하량 곡선의 분석" 한국지반공학회 13 (13): 61-70, 1997

2 전경수, "풍화암에 근입된 현장타설말뚝의 연직 및 횡방향 지지거동 분석" 서울대학교 2000

3 정성준, "풍화암에 근입된 현장타설말뚝 지지력 공식의 신뢰성 분석" 한국지반공학회 23 (23): 85-92, 2007

4 김정환, "편마암에 근입된 현장타설말뚝의 지지거동 분석" 서울대학교 1997

5 권오성, "암반의 풍화도가 암반근입말뚝의 지지거동에 미치는 영향" 서울대학교 2004

6 한국건설기술연구원, "LRFD 기초구조물 설계를 위한 저항계수 결정 연구" 건설교통부 건설교통 R&D 정책·인프라 사업 2차년도 연구보고서 2007

7 한국건설기술연구원, "LRFD 기초구조물 설계를 위한 저항계수 결정 연구" 국토해양부 건설교통 R&D 정책·인프라 사업 3차년도 최종 연구보고서 2008

8 Davisson, M, "High capacity piles" 81-112, 1972

9 Paikowsky, S.G, "Extrapolation of Pile Capacity from non-failed load tests" Federal Highway Administration 1999