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문제 정의
- 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 적용한 단독 말뚝기초, 전면기초, 무리말뚝기초, 말뚝지지 전면기초의 하중-재하 시험을 수행하였으며, 조밀한 사질토지반과 느슨한 사질토지반을 대상으로 동일한 실험조건을 반영하여 지반 조건에 따른 상호작용 특성변화를 분석하고자 하였다. 말뚝지지 전면기초의 상호작용은 각각 무리말뚝기초-지반, 무리말뚝-지반-전면기초의 상호작용으로 구분하여 각각의 영향인자 및 하중단계에 따른 기초의 하중-침하 특성을 분석하였다.
- 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 적용한 무리말뚝, 말뚝지지 전면기초, 전면기초, 단독 말뚝기초의 하중-재하 시험을 수행하였다. 이를 통하여 무리말뚝기초-지반 및 무리말뚝기초-지반-전면기초의 상호작용에 따른 개별적 지지력요소들의 특성변화를 분석하였으며, 침하량 기준에서의 전면기초-무리말뚝 기초의 상호작용 계수를 제안하였다.
- 본 연구에서는 실제 규모에서의 말뚝지지 전면기초 상호작용 분석을 위해 원심모형시험을 적용한 하중재하실험을 수행하였으며, 국내 교량기초에서 자주 적용되는 PHC 말뚝기초를 모형화 하여 말뚝지지 전면기초의 거동특성 변화를 분석하였다. 이를 위해 분산 공유실험 시스템인 KOCED 지오센트리퓨지 실험센터내의 원심모형시험기[자세한 제원은 Kim et al.
제안 방법
- 말뚝지지 전면기초내의 무리말뚝기초에는 Fig. 3의 (a)와 같이 제작된 센서말뚝기초를 설치하였으며, 말뚝 기초 벽면에 변형률계를 부착하여 재하하중 단계에 따른 하중-전이 특성을 분석할 수 있도록 하였다. 말뚝지지 전면기초내의 말뚝기초의 위치, 재하하중 단계에 따른 무리말뚝기초 - 지반 - 전면기초의 상호작용 및 지지력특성 변화를 분석하기 위해 Fig.
- 5와 같이 가속도 1g 상태에서 모형기초를 지반에 관입하였으며, 하중재 하기 및 계측장치들을 설치하였다. 각각의 기초에 대한 하중재하실험은 Fig. 6에서와 같이 3가지 기초형식에 대해 순차적으로 수행하는 방법을 적용하였으며, 기초의 하중재하실험이 완료된 후 실험기초를 제거한 뒤 다음 순서의 기초를 관입하여 동일한 조건에서 실험이 진행되도록 하였다. 실험 수행에 의한 지반의 교란정도를 최소화 하기위해 단독 말뚝기초, 무리말뚝기초, 말뚝지지 전면기초의 순서로써 진행하였으며, Fig.
- 또한 무리말뚝기초와 말뚝지지 전면기초의 하중재하실험은 근입깊이(250mm, 60g 조건에서 15m)에서의 결과비교를 위하여 6의 (b)에서와 같이 말뚝지지 전면기초(PR)의 경우 250mm의 근입조건에서 전면기초가 지반에 완전히 접합되도록 하였으며, 무리말뚝기초의 경우 250mm 근입된 조건에서 실험지반과 말뚝캡 사이에 20mm의 이격을 두어 하중재하실험 수행중 말뚝캡과 지반의 접촉이 발생하지 않도록 하였다. 각각의 모형 기초 하중재하실험에 있어 원심모형실험기의 하중재하 장치가 지원하는 최대하중 범위(45kN) 까지 수행하였으며, 극한지지력보다 상회하는 경우 실험이 가능한 최대 침하량 범위(무리말뚝기초: 10mm, prototype: 600mm; 단독 말뚝기초: 5mm, prototype: 300mm, 말뚝지지 전면 기초:극한지지력 도달 기준; 전면기초: 극한지지력 도달 기준) 까지 실험을 수행하였다. 또한 모든 기초의 하중재하 실험에서 속도변위 제어(0.
- Liu 등(1985)은 총 51개의 무리말뚝기초와 23개의 단독 말뚝 현장시험을 통하여 무리말뚝기초의 거동특성, 말뚝지지 전면기초의 거동특성을 분석하였으며, 이를 토대로 말뚝지지 전면기초의 말뚝 캡(전면기초)과 말뚝 기초의 주면마찰력, 선단 지지력 등의 상호작용을 규명하였다. 또한 대규모의 무리말뚝기초, 단독 말뚝기초의 현장시험결과 및 군말뚝 효과, 말뚝지지 전면기초에서 전면기초에 의한 지반-말뚝의 상호작용을 고려한 설계 방법을 제안하였으며 각각의 개별적인 요소의 합을 통하여 전체 말뚝지지 전면기초의 극한지지력을 산정하는 식 (2)와 같이 제안하였다.
- 각각의 모형 기초 하중재하실험에 있어 원심모형실험기의 하중재하 장치가 지원하는 최대하중 범위(45kN) 까지 수행하였으며, 극한지지력보다 상회하는 경우 실험이 가능한 최대 침하량 범위(무리말뚝기초: 10mm, prototype: 600mm; 단독 말뚝기초: 5mm, prototype: 300mm, 말뚝지지 전면 기초:극한지지력 도달 기준; 전면기초: 극한지지력 도달 기준) 까지 실험을 수행하였다. 또한 모든 기초의 하중재하 실험에서 속도변위 제어(0.04mm/s)를 통하여 하중재하 실험을 수행하였다.
- 전면기초의 하중재하 실험은 동일한 지반조건을 적용한 추가적인 실험을 통하여 수행하였으며, 기초의 배치는 말뚝지지 전면기초와 동일하게 적용하였다. 또한 무리말뚝기초와 말뚝지지 전면기초의 하중재하실험은 근입깊이(250mm, 60g 조건에서 15m)에서의 결과비교를 위하여 6의 (b)에서와 같이 말뚝지지 전면기초(PR)의 경우 250mm의 근입조건에서 전면기초가 지반에 완전히 접합되도록 하였으며, 무리말뚝기초의 경우 250mm 근입된 조건에서 실험지반과 말뚝캡 사이에 20mm의 이격을 두어 하중재하실험 수행중 말뚝캡과 지반의 접촉이 발생하지 않도록 하였다. 각각의 모형 기초 하중재하실험에 있어 원심모형실험기의 하중재하 장치가 지원하는 최대하중 범위(45kN) 까지 수행하였으며, 극한지지력보다 상회하는 경우 실험이 가능한 최대 침하량 범위(무리말뚝기초: 10mm, prototype: 600mm; 단독 말뚝기초: 5mm, prototype: 300mm, 말뚝지지 전면 기초:극한지지력 도달 기준; 전면기초: 극한지지력 도달 기준) 까지 실험을 수행하였다.
- 또한 본 연구에서는 실험결과를 기준으로 제한적으로 적용될 수 있는 지반-전면기초-말뚝기초 상호작용 영향계수 η4(조밀한 사질토지반: η4=0.2; 느슨한 사질토지반: η4=0.4)를 제안하였다.
- 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 적용한 단독 말뚝기초, 전면기초, 무리말뚝기초, 말뚝지지 전면기초의 하중-재하 시험을 수행하였으며, 조밀한 사질토지반과 느슨한 사질토지반을 대상으로 동일한 실험조건을 반영하여 지반 조건에 따른 상호작용 특성변화를 분석하고자 하였다. 말뚝지지 전면기초의 상호작용은 각각 무리말뚝기초-지반, 무리말뚝-지반-전면기초의 상호작용으로 구분하여 각각의 영향인자 및 하중단계에 따른 기초의 하중-침하 특성을 분석하였다.
- 4와 같이 이동식 강사장치를 활용하였으며, 강사량과 강사 높이를 조절하여 조밀하고 느슨한 경우의 실험지반을 조성하였다. 모형지반의 깊이방향 균질성 확보를 위해 5mm～10mm 정도의 얇은 층을 반복적으로 강사하는 방법을 적용하였으며, 이동식 강사장치를 통하여 형성되는 모형지반 층의 두께 만큼 강사장치의 높이를 계속적으로 증가시켜 동일한 높이에서 강사가 이루어지도록 하였다. 모형지반 조성을 위한 토조는 직경 900mm, 높이 400mm의 원형으로써 실험에 적용된 중력가속도 60g 조건에서 각각 54m, 24m의 지반조건을 실험에 반영하도록 하였다.
- 6m) 4×4 배열의 16개 말뚝기초의 거동이 반영되도록 하였다. 무리말뚝기초의 경우 270mm의 길이로 말뚝기초를 제작하여 말뚝지지 전면 기초와 동일한 근입조건(250mm)에서 말뚝캡과 지반이 접합하지 않는 조건에서 하중재하실험이 수행되도록 실험 조건을 적용하였다.
- 본 연구에서는 제한적으로 적용될 수 있는 지반전면기초-말뚝기초 상호작용 영향계수 η4(조밀한 사질 토지반: η4=0.2; 느슨한 사질토지반: η4=0.4)를 제안하였으며, Fig. 13에서와 같이 변화하는 η4의 값을 기준으로 안전축의 값을 선정하여 적용하였다.
- 본 연구에서 사질토 지반에서의 말뚝지지 전면기초의 거동을 분석하기 위하여 조밀한 경우의 지반(상대밀도 74%)과 느슨한 경우의 지반(상대밀도 42%)을 대상으로 실험을 수행하였다. 사질토 지반의 조성을 위하여 Fig. 4와 같이 이동식 강사장치를 활용하였으며, 강사량과 강사 높이를 조절하여 조밀하고 느슨한 경우의 실험지반을 조성하였다. 모형지반의 깊이방향 균질성 확보를 위해 5mm～10mm 정도의 얇은 층을 반복적으로 강사하는 방법을 적용하였으며, 이동식 강사장치를 통하여 형성되는 모형지반 층의 두께 만큼 강사장치의 높이를 계속적으로 증가시켜 동일한 높이에서 강사가 이루어지도록 하였다.
- 실제 규모에서의 말뚝기초의 역학적 거동을 실험에 반영하기 위해 Table 2와 같이 원심모형시험 상사비를 적영하여 모형기초를 제작하였으며, 실험 수행 가속도인 60g를 기준으로 역학적 상사비를 적용하여 원심모형 실험에 반영하였다. 각각의 실험에서 적용된 모형기초는 알루미늄 합금(Aluminum alloy)를 적용하여 제작하였으며 단말뚝기초 및 말뚝지지 전면기초에 적용된 말뚝기초는 외경 10mm, 내경 8mm, 길이 250mm의 중공관으로 제작하여 60g 실험조건에서 길이 15m, 외경 600mm, 두께 120mm의 PHC 무리말뚝, 단독말뚝기초 특성을 실험에 반영되도록 하였다.
- 6에서와 같이 3가지 기초형식에 대해 순차적으로 수행하는 방법을 적용하였으며, 기초의 하중재하실험이 완료된 후 실험기초를 제거한 뒤 다음 순서의 기초를 관입하여 동일한 조건에서 실험이 진행되도록 하였다. 실험 수행에 의한 지반의 교란정도를 최소화 하기위해 단독 말뚝기초, 무리말뚝기초, 말뚝지지 전면기초의 순서로써 진행하였으며, Fig. 6과 같이 배치하여 경계조건 및 선행실험에 의한 영향을 최소화하고자하였다. 전면기초의 하중재하 실험은 동일한 지반조건을 적용한 추가적인 실험을 통하여 수행하였으며, 기초의 배치는 말뚝지지 전면기초와 동일하게 적용하였다.
- 여기서 QPR, QGP,s, QGP,p, QR는 말뚝지지 전면기초, 말뚝지지 전면기초 내에 설치된 무리말뚝기초의 주면 마찰력, 선단지지력, 전면기초(말뚝기초 캡)의 지지력을 나타내며, 이는 다음과 같이 단말뚝 기초의 주면마찰력 (qs)과 선단지지력(qp)과 무리말뚝기초의 말뚝기초 개수 (n), 그리고 각각의 주면마찰력과 선단지지력의 말뚝지지 전면기초 상호작용계수(ηs , ηp)을 통하여 산정할 수 있도록 제안하였다.
- 본 연구에서는 실제 규모에서의 말뚝지지 전면기초 상호작용 분석을 위해 원심모형시험을 적용한 하중재하실험을 수행하였으며, 국내 교량기초에서 자주 적용되는 PHC 말뚝기초를 모형화 하여 말뚝지지 전면기초의 거동특성 변화를 분석하였다. 이를 위해 분산 공유실험 시스템인 KOCED 지오센트리퓨지 실험센터내의 원심모형시험기[자세한 제원은 Kim et al.(2012) 참조]를 활용하였으며, 각각의 단독 말뚝기초, 전면기초, 무리말뚝기초, 말뚝지지 전면기초의 하중 재하시험을 수행하여 상호작용에 따른 전면기초와 무리말뚝기초의 하중침하 특성 변화를 분석하고자 하였다. 자세한 실험조건및 실제 규모에서의 각각의 기초조건은 Table 1과 같으며, 조밀한 사질토지반, 느슨한 사질토지반을 대상으로 총 8 세트의 원심모형실험을 수행하였다.
- 본 연구에서는 말뚝지지 전면기초에서 발생하는 지지력요소들의 상호작용을 규명하기 위해 원심모형시험을 적용한 무리말뚝, 말뚝지지 전면기초, 전면기초, 단독 말뚝기초의 하중-재하 시험을 수행하였다. 이를 통하여 무리말뚝기초-지반 및 무리말뚝기초-지반-전면기초의 상호작용에 따른 개별적 지지력요소들의 특성변화를 분석하였으며, 침하량 기준에서의 전면기초-무리말뚝 기초의 상호작용 계수를 제안하였다. 본 연구를 통하여 도출된 결론은 다음과 같다.
- (2012) 참조]를 활용하였으며, 각각의 단독 말뚝기초, 전면기초, 무리말뚝기초, 말뚝지지 전면기초의 하중 재하시험을 수행하여 상호작용에 따른 전면기초와 무리말뚝기초의 하중침하 특성 변화를 분석하고자 하였다. 자세한 실험조건및 실제 규모에서의 각각의 기초조건은 Table 1과 같으며, 조밀한 사질토지반, 느슨한 사질토지반을 대상으로 총 8 세트의 원심모형실험을 수행하였다.
- 전면기초와 말뚝지지 전면기초의 말뚝 캡(전면기초), 무리말뚝기초의 말뚝 캡은 모두 150mm로 제작하여 실제 규모 9m의 정사각형 기초가 반영되도록 하였으며, 무리말뚝기초와 말뚝지지 전면기초의 간격은 40mm로 제작하여 60g 조건에서 말뚝 기초 간격 2.4m(4D; D=0.6m) 4×4 배열의 16개 말뚝기초의 거동이 반영되도록 하였다.
- 6과 같이 배치하여 경계조건 및 선행실험에 의한 영향을 최소화하고자하였다. 전면기초의 하중재하 실험은 동일한 지반조건을 적용한 추가적인 실험을 통하여 수행하였으며, 기초의 배치는 말뚝지지 전면기초와 동일하게 적용하였다. 또한 무리말뚝기초와 말뚝지지 전면기초의 하중재하실험은 근입깊이(250mm, 60g 조건에서 15m)에서의 결과비교를 위하여 6의 (b)에서와 같이 말뚝지지 전면기초(PR)의 경우 250mm의 근입조건에서 전면기초가 지반에 완전히 접합되도록 하였으며, 무리말뚝기초의 경우 250mm 근입된 조건에서 실험지반과 말뚝캡 사이에 20mm의 이격을 두어 하중재하실험 수행중 말뚝캡과 지반의 접촉이 발생하지 않도록 하였다.
- ③ 실험목표가속도 60g에서의 하중재하실험 수행. 지반조성이 완료된 실험토 조를 원심모형실험기로 이동하여 Fig. 5와 같이 가속도 1g 상태에서 모형기초를 지반에 관입하였으며, 하중재 하기 및 계측장치들을 설치하였다. 각각의 기초에 대한 하중재하실험은 Fig.
대상 데이터
- 실제 규모에서의 말뚝기초의 역학적 거동을 실험에 반영하기 위해 Table 2와 같이 원심모형시험 상사비를 적영하여 모형기초를 제작하였으며, 실험 수행 가속도인 60g를 기준으로 역학적 상사비를 적용하여 원심모형 실험에 반영하였다. 각각의 실험에서 적용된 모형기초는 알루미늄 합금(Aluminum alloy)를 적용하여 제작하였으며 단말뚝기초 및 말뚝지지 전면기초에 적용된 말뚝기초는 외경 10mm, 내경 8mm, 길이 250mm의 중공관으로 제작하여 60g 실험조건에서 길이 15m, 외경 600mm, 두께 120mm의 PHC 무리말뚝, 단독말뚝기초 특성을 실험에 반영되도록 하였다. 전면기초와 말뚝지지 전면기초의 말뚝 캡(전면기초), 무리말뚝기초의 말뚝 캡은 모두 150mm로 제작하여 실제 규모 9m의 정사각형 기초가 반영되도록 하였으며, 무리말뚝기초와 말뚝지지 전면기초의 간격은 40mm로 제작하여 60g 조건에서 말뚝 기초 간격 2.
- 모형지반의 깊이방향 균질성 확보를 위해 5mm～10mm 정도의 얇은 층을 반복적으로 강사하는 방법을 적용하였으며, 이동식 강사장치를 통하여 형성되는 모형지반 층의 두께 만큼 강사장치의 높이를 계속적으로 증가시켜 동일한 높이에서 강사가 이루어지도록 하였다. 모형지반 조성을 위한 토조는 직경 900mm, 높이 400mm의 원형으로써 실험에 적용된 중력가속도 60g 조건에서 각각 54m, 24m의 지반조건을 실험에 반영하도록 하였다. 사질토 지반에 적용된 규산질 모래의 기본물성치는 최대건조단위중량 γd,max = 16.
- 본 연구에서 사질토 지반에서의 말뚝지지 전면기초의 거동을 분석하기 위하여 조밀한 경우의 지반(상대밀도 74%)과 느슨한 경우의 지반(상대밀도 42%)을 대상으로 실험을 수행하였다. 사질토 지반의 조성을 위하여 Fig.
성능/효과
- (1) 무리말뚝기초-지반의 상호작용은 침하량을 기준으로 복합적으로 작용하고 있으며, 초기의 재하하중에서는 침하량 증가 효과가 더욱 크게 작용하며, 많은 침하가 발생한 이후에는 지지력 증대효과가 더욱 큰 것을 확인할 수 있다.
- (2) 무리말뚝기초 - 전면기초 상호작용으로 전면기초 침하에 의한 부마찰력 발생효과보다 응력중첩에 의한 지중응력 증가 및 지지력 증대효과가 크게 작용 하는 것으로 나타났다. 무리말뚝기초-전면기초 상호작용은 말뚝지지 전면기초 내에서 Center, Edge 말뚝기초의 상부부분에서 발생하여 말뚝기초의 주면마찰력을 증대시키며, 이는 조밀한 사질토 지반에서 더욱 크게 나타났다.
- (3) 전면기초-무리말뚝기초의 상호작용으로 전면기초(말뚝 캡)의 지지력은 감소하는 것으로 나타났으며, 25.4mm 침하량 기준에서 조밀한 사질토지반의 경우 66%, 느슨한 사질토 지반의 경우 32%의 지지력 감소하는 것으로 확인되었다. 또한 본 연구에서는 실험결과를 기준으로 제한적으로 적용될 수 있는 지반-전면기초-말뚝기초 상호작용 영향계수 η4(조밀한 사질토지반: η4=0.
- 그러나 Fig. 9의 (b)에서와 같이 약 100mm의 침하량을 기준으로 각각 말뚝기초의 하중-침하 특성은 변화하고 있으며, 침하량 증가에 따라 Center의 말뚝기초의 지지력이 점차 증가하여 Edge 말뚝기초의 지지력보다 증가하는 경향을 나타내고 있다. 또한 조밀한 사질토지반에서와 같이 Corner 말뚝기초의 지지력이 가장 작게 나타나고 있다.
- 13에서와 같이 침하량 증가에 따라 변화하는 특성을 보이고 있으며, 이로 인해 말뚝지지 전면기초에서 전면기초(말뚝 캡)의 지지력이 동일한 조건의 전면기초 지지력에 비해 크게 감소 하는 경향을 나타내고 있다. 25.4mm 침하량 기준으로 조밀한 사질토지반의 경우 약 66%, 느슨한 사질토 지반의 경우 약 32%의 지지력 감소특성을 확인할 수 있으며, 침하량 증가에 따라 조밀한 사질토 지반의 경우 최대 80%, 느슨한 사질토 지반의 경우 최대 60%의 지지력 감소특성이 나타나고 있다. 이를 통하여 전면기초-무리말뚝기초의 상호작용으로 말뚝지지 전면기초내의 전면기초(말뚝 캡)의 지지력이 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 상호작용에 의한 지지력 감소특성은 조밀한 사질토 지반에서 더욱 크게 작용하는 것으로 확인되고 있다.
- 또한 조밀한 사질토지 반의 실험결과에서와 같이 주면마찰력의 증가특성은 말뚝기초 상부부분에서 발생하고 있으며, 주면마찰력의 증가량은 조밀한 사질토 지반에 비해 적은 것으로 나타나고 있다. 따라서 Liu 등(1985)과 Phung(1993)에 의해 제안된 무리말뚝기초-전면기초의 상호작용은 말뚝기초의 상부부분에서 집중적으로 발생하는 것을 확인할 수있으며, 전면기초(말뚝 캡)에 의한 구속응력 증가특성은 Center, Edge 말뚝기초의 지지력을 증가시키는 것으로 사료된다. 또한 Fig.
- 따라서 무리말뚝기초 - 전면기초의 상호작용은 초기 재하하중 단계에서는 나타나지 발생하지 않는 것으로 사료되며, 말뚝지지 전면기초에 충분한 하중이 작용(조밀한 사질토 지반: 약 60MN, 느슨한 사질토 지반: 약 55MN)하여 전면기초(말뚝 캡)에 의한 지중응력이 상당 부분 증가된 조건에서 작용하는 것으로 판단된다. 또한 사질토지반의 조밀하고 느슨한 정도에 따라 상호작용에 의한 지지력 증가특성은 다르게 나타나고 있으며, 조밀한 사질토지반, 느슨한 사질토 지반 모두 전면기초의 접지압이 크게 작용하는 조건에서 발생하는 것으로 해석될 수 있다.
- 이와 같은 특성은 상대 적으로 전면기초와의 접합면이 작은 Corner 말뚝기초에서의 영향은 크게 나타나지 않게 되며, Center, Edge 말뚝 기초에서 크게 나타나게 된다(Lee 등, 2001). 또한 Fig. 8에서 무리말뚝기초-전면기초의 상호작용이 나타나는 침하량(조밀한 사질토지반: 70mm, 느슨한 사질토지반:100mm)을 기준으로 Center와 Edge 말뚝기초에서 계속적으로 지지력이 증가하는 것은 말뚝지지 전면기초 상호작용에 의한 주면마찰력 증가특성에 의한 것으로 사료되며, 전면기초에 작용하는 하중이 증가할수록 지반의 지중응력 또한 계속 증가하여 말뚝기초의 지지력이 수렴하지 않고 증가하는 특성을 나타내는 것으로 판단된다.
- 11에서와 같이 Center, Edge 말뚝기초에서 재하하중 증가에 따라 주면마찰력이 계속적으로 증가하는 특성을 보이고 있으며, 조밀한 사질토지반에서와 같이 Corner 말뚝기초에서는 주면마찰력의 증가특성이 나타나지 않고 있다. 또한 조밀한 사질토지 반의 실험결과에서와 같이 주면마찰력의 증가특성은 말뚝기초 상부부분에서 발생하고 있으며, 주면마찰력의 증가량은 조밀한 사질토 지반에 비해 적은 것으로 나타나고 있다. 따라서 Liu 등(1985)과 Phung(1993)에 의해 제안된 무리말뚝기초-전면기초의 상호작용은 말뚝기초의 상부부분에서 집중적으로 발생하는 것을 확인할 수있으며, 전면기초(말뚝 캡)에 의한 구속응력 증가특성은 Center, Edge 말뚝기초의 지지력을 증가시키는 것으로 사료된다.
- 9의 (a)에서와 같이 Corner 말뚝기초의 지지력이 가장 작게 나타나고 있으며, Edge 말뚝기초에서 가장 큰 지지력이 확인되고 있다. 또한 침하량이 증가에 따라 Center, Edge, Corner의말뚝기초 모두 지지력이 계속적으로 증가하는 특성을 보이고 있으며, Center와 Edge의 말뚝기초에서 증가폭이 더욱 크게 나타나고 있다. 느슨한 사질토지반의 경우 초기 재하하중 단계에서는 Center, Edge, Corner 말뚝기초 모두 동일한 하중침하 특성을 보이고 있다.
- (2) 무리말뚝기초 - 전면기초 상호작용으로 전면기초 침하에 의한 부마찰력 발생효과보다 응력중첩에 의한 지중응력 증가 및 지지력 증대효과가 크게 작용 하는 것으로 나타났다. 무리말뚝기초-전면기초 상호작용은 말뚝지지 전면기초 내에서 Center, Edge 말뚝기초의 상부부분에서 발생하여 말뚝기초의 주면마찰력을 증대시키며, 이는 조밀한 사질토 지반에서 더욱 크게 나타났다. 그러나 무리말뚝기초 - 전면기초 상호작용은 전면기초에 의해 충분한 지중 응력 증가효과가 발생한 후에 나타나고 있으며, 실질적인 설계기준인 허용침하량 기준에서는 발생하지 않고 있다.
- 4mm 침하량 기준으로 조밀한 사질토지반의 경우 약 66%, 느슨한 사질토 지반의 경우 약 32%의 지지력 감소특성을 확인할 수 있으며, 침하량 증가에 따라 조밀한 사질토 지반의 경우 최대 80%, 느슨한 사질토 지반의 경우 최대 60%의 지지력 감소특성이 나타나고 있다. 이를 통하여 전면기초-무리말뚝기초의 상호작용으로 말뚝지지 전면기초내의 전면기초(말뚝 캡)의 지지력이 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 상호작용에 의한 지지력 감소특성은 조밀한 사질토 지반에서 더욱 크게 작용하는 것으로 확인되고 있다. 따라서 Liu 등(1985), Phung(1993) 및 Lee와 Chung(2003)에 의해 제안된 영향계수 η4값 1을 기준으로 말뚝지지 전면 기초의 지지력을 산정하는 것은 전면기초-무리말뚝기초의 상호작용을 적절히 반영하지 않은 기준으로 사료 된다.
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