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[국내논문] PHC 항타말뚝에 대한 CPT 선단 지지력 산정식의 적용성
Applicability of CPT-based Toe Bearing Capacity of PHC Driven Piles 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.25 no.12, 2009년, pp.107 - 118  

(진영 엔지니어링) ,  정성교 (동아대학교 토목공학과) ,  김성렬 (동아대학교 토목공학과)

초록
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CPT의 관입과 말뚝의 항타는 그들의 거동이 아주 유사하기 때문에 CPT 결과를 이용한 말뚝의 지지력 예측방법이 많이 제안되어 있다. 본 연구에서는 CPT 결과를 이용한 선단지지력 산정공식의 국내 적용성을 분석하기 위하여 낙동강 하구 대심도 연약지반 현장에서 시공된 PHC 항타말뚝을 대상으로 총 172본의 동재하시험 자료와 82개소의 CPT 자료를 수집하였다. 신뢰성 높은 자료 선정을 위해 4단계의 보정절차를 거쳤으며, 통계적 기법을 이용하여 각 공식의 적용성을 분석하였다. 그 결과, 총 10가지의 공식 중에서 Aoki 방법(1975), LCPC 방법(1982), ICP 방법(2005)의 순서로 그 적용성이 높은 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

As CPT penetration tends to show a similar behavior to that of pile driving, a number of methods for estimating the toe bearing capacity of piles based on CPT data have been proposed. To evaluate the applicability of the methods in this country, a total of 172 dynamic load tests data on PHC piles an...

Keyword

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문제 정의

  • 본 연구에서는 세계적으로 널리 사용되고 있는 CPT에 근거한 지지력 공식(‘CPT-지지력 공식’이라 칭함)에 대한 국내 적용성을 규명하는데 목적이 있다.
  • 본 연구에서는 부산 낙동강 하구 대심도 연약지반에 시공된 PHC 항타말뚝을 대상으로 CPT 결과를 이용하는 선단지지력 공식의 적용성을 분석하였다. 본 연구를 위하여 총 82개소의 CPT 자료 및 172본의 PHC 항타말뚝에 대한 동재하시험 자료를 수집하여 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
CPT 선단지지력 공식의 적용성이 높은 것부터 순서로 나타내면? 상기의 분석으로 얻어진 결론으로서, CPT 선단지지력 공식의 적용성은 Aoki 방법, LCPC 방법, ICP 방법,Phillipponnat 방법, 그리고 Zhou 방법 및 Schmertmann방법 등의 순서로 높은 것으로 나타났다. Meyerhof 방법은 지지력을 평균적으로 40% 정도 과대평가하는 것으로 나타났으며, Meyerhof 방법을 제외한 나머지 방법들은 모두 지지력을 작게 평가하는 것으로 나타났다.
CPT 시험에서 얻어지는 콘 선단저항력과 주면저항력이 CPT 결과를 이용하여 말뚝 지지력을 산정하는 공식이 여러 연구자들에 의하여 제안되어 온 이유는? 과거에는 CPT 콘 관입장비의 재하용량이 작았기 때문에 CPT 시험이 주로 연약 점토층 또는 느슨한 사질토층의 조사에만 이용되어 왔으나, 최근에는 큰 관입력을 가진 대형 CPT 장비가 개발되면서 대심도의 단단한 점토 및 사질토 지반의 조사에도 확대 적용되고 있다. 특히, CPT 시험에서 얻어지는 콘 선단저항력과 주면저항력은 말뚝의 선단지지력 및 주면마찰력과 연관성이 크기 때문에 CPT 결과를 이용하여 말뚝 지지력을 산정하는 공식이 여러 연구자들에 의하여 제안되어 왔다. 따라서 여러 나라에서는 그 지역의 지반 및 말뚝 특성에 적합한 지지력 공식을 개발하여 설계에 적용하고 있다.
CPT 선단지지력 공식의 3가지의 측면의 특징은? ① 콘 선단저항력의 영향범위: 말뚝 선단 위 1D~8D(D=말뚝직경)와 말뚝 선단 아래 1.5D~4D의 범위내에서 상이한 영향범위의 고려 ② 영향범위 내에서 콘 선단저항력의 대표 값을 산정하는 방법 ⦁ 기하평균법: Eslami & Fellenius법 ⦁ 산술평균법 + 보정절차: LCPC법 ⦁ 최소경로법: Schmertmann법, UWA법 ⦁ 단순 산술평균법: 그 외 방법 ③ 보정계수: 말뚝종류, 말뚝 시공방법, 흙의 종류 등에 따라 상이한 보정계수의 적용
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참고문헌 (23)

  1. 김성렬, 정성교, 이봉열 (2008), "잔류하중을 고려한 장대 PHC 말뚝의 양방향 재하시험 결과분석", 한국 지반공학회 논문집, 24(6), pp.85-93 

  2. 김지환, 김민기, 이준환 (2007), "CPT 결과를 이용한 말뚝지지력 예측법의 평가 및 신뢰성 분석", 대한토목학회 논문집, 27(1C), pp.1-9 

  3. 윤길림 (1997), "CPT를 이용한 말뚝지지력 산정식의 신뢰성", 대한토목학회 논문집, 17(III-1), pp.101-109 

  4. Abu-Farsakh, M.Y. and Titi, H.H. (2004), "Assessment of Direct Cone Penetration Test Methods for Predicting the Ultimate Capacity of Friction Driven Piles", Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol.130, GT9, pp.935-944 

  5. Aoki, N., and De Alencar, D. (1975), "An approximate method to estimate the bearing capacity of piles", Proc., 5th Pan-American Conf. of Soil Mechanics and Foundation Engineering, Buenos Aires, Vol.1, pp.367-376 

  6. Bustamante, M., and Gianeselli, L. (1982), "Pile bearing capacity predictions by means of static penetrometer CPT", Proc., 2nd European Symp. on Penetration Testing, ESOPT-II, Amsterdam, The Netherlands, Vol.2, pp.493-500 

  7. Briaud, J.-L., and Tucker, L. M. (1988), "Measured and predicted axial response of 98 piles", Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 114(9), pp.984-1001 

  8. Chung, S.G., Giao, P.H., Kim, G.J., and Leroueil, S. (2002), "Geotechnical properties of Pusanclays", Canadian Geotechnical Journal, 39(5), pp.1050-1060 

  9. Chung, S.G., Ryu, C.K., Jo, K.Y. and Huh, D.Y. (2005), "Geological and geotechnical characteristics of marine clays at the Busan new port", Marine Georesources and Geotechnology, 23(3), pp. 235-251 

  10. Chung, S.G., Kim, G.J., Kim, M.S. and Ryu, C.K.(2007), "Undrained shear strength from field vane test on Busan clay", Marine Georesources and Geotechnology, 25(3) pp.167-179 

  11. Clisby, M. B., Scholtes, R. M., Corey, M. W., Cole, H. A., Teng, P., and Webb, J. D. (1978), "An evaluation of pile bearing capacities", Final Report, Mississippi State Highway Department, Volume 1 

  12. Eslami, A., and Fellenius, B.H. (1997), "Pile capacity by direct CPT and CPTU methods applied to 102 case histories", Canadian Geotechnical Journal, 34(6), pp.886-904 

  13. Jardine, R.J., Chow, F.C., Overy, R.F., Standing, J.R. (2005), "ICP design methods for driven piles in sands and clays", Thomas Telford, London 

  14. Lehane, B.M., Schneider, J.A., and Xu, X. (2005), "CPT based design of driven piles in sand for offshore structures", UWA Report, GEO: 05345, University of Western Australia, Australia 

  15. Likins, G.E., Rausche, F., Thendean, G. and Svinkin, M. (1996), "CAPWAP Correlation Studies", Proc. of the 5th Int'l Conf. on the Application of Stresswave Theory to Piles, University of Florida, Orlando Florida USA 

  16. Likins, G.E., and Rausche, F. (2004), "Correlation of CAPWAP with Static Load Tests", Proc. of 7th Int'l Conf. on the Application of Stresswave Theory to Piles, Petaling Jaya, Selangor, Malaysia. pp. 153-165 

  17. Long, J. H., and Wysockey, M. H. (1999), "Accuracy of methods for predicting axial capacity of deep foundations", Proc., OTRC '99 Conf.: Analysis, Design, Construction, and Testing of Deep Foundation, GSP No. 88, ASCE, Reston, Va., pp.190-195 

  18. Meyerhof, G. G. (1983), "Scale effects of pile capacity", Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 108(3), pp.195-228 

  19. Philipponnat, G. (1980), "Methode pratique de calcul d'un pieu isole a l'aide du penetrometre statique", Rev. Fr. Geotech., Vol.10, pp.55-64 

  20. Robertson, P.K. and Campanella, R.G. (1988), "Guidelines for Use, Interpretation and Application of the CPT and CPTU", UBC, Soil Mechanics Series No. 105, Civil Eng. Dept., Vancouver, B.C., V6T 1W5, Canada, pp.197 

  21. RockWare Inc. (2006), Rockworks program 

  22. Schmertmann, J.H. (1978), "Guidelines for cone penetration test, performance and design", Report No. FHWA-TS-78-209, US. Department of Transportation, Washington, D.C., pp.145 

  23. Zhou, J., Xie, Y., Zuo, Z.S., Luo, M.Y. and Tang, X.J. (1982), "Prediction of limit load of driven pile by CPT", Proc. of the 2nd European Symp. on Penetration Testing, Amsterdam, The Netherlands, Vol.2, pp.957-961 

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