[논문]초기항타 및 재항타 동재하시험 결과를 조합한 매입말뚝의 하중-침하량 곡선 산정

서미정; 박종배; 박민철; 이종섭

doi:10.7843/kgs.2020.36.7.15

초기항타 및 재항타 동재하시험 결과를 조합한 매입말뚝의 하중-침하량 곡선 산정
Estimation of Load-Settlement Curves of Embedded Piles Combining Results of End of Initial Driving and Restrike Dynamic Pile Tests 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.36 no.7, 2020년, pp.15 - 28

서미정 (고려대학교 건축사회환경공학부) , 박종배 (한국토지주택공사 토지주택연구원) , 박민철 (고려대학교 건축사회환경공학부) , 이종섭 (고려대학교 건축사회환경공학부)

초록
AI-Helper

매입말뚝의 주면마찰력은 공벽에 주입되는 시멘트풀로 발휘되므로, 시멘트풀이 양생되기 이전에 수행되는 초기항타시험으로 매입말뚝의 주면마찰력을 평가할 수 없다. 또한, 재항타시험 시 항타에너지 부족으로 충분히 선단지지력이 발휘되지 않아 매입말뚝의 최종 지지력이 제대로 평가되지 않을 수 있다. 본 연구에서는 매입말뚝의 초기항타시험과 재항타시험의 결과를 조합하는 새로운 하중-침하량 곡선을 제안하고자 하였다. 현장에 시험말뚝을 매입말뚝공법으로 시공하였으며, 초기항타 및 재항타시험을 수행하고 동재하시험 결과에 대하여 CAPWAP(CAse Pile Wave Analysis Program) 분석을 수행하였다. 초기항타 시 선단 지지거동과 재항타 시 주면 지지거동을 조합한 말뚝 내 하중전이곡선을 가정하였으며, 하중-침하량 곡선을 새롭게 산정하였다. 또한 조합된 하중-침하량 곡선을 이용하여 시험말뚝의 지지력을 평가하였으며 이를 초기항타 및 재항타시험 결과와 비교 분석하였다. 분석 결과, 조합된 하중-침하량 곡선으로 산정된 지지력은 항타에너지 부족으로 인한 지지력 과소평가를 극복할 수 있는 것으로 나타났다. 또한, 가정된 하중전이곡선은 초기항타 및 재항타시험 결과와 비교했을 때 매입말뚝의 지지거동에 더 가까우므로, 조합된 하중-침하량 곡선을 이용함으로써 정재하시험 결과와 더 유사한 지지력을 산정할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 본 연구에서 제안한 조합된 하중-침하량 곡선을 사용함으로써 매입말뚝의 동재하시험 시 지지력을 효과적으로 평가할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

As the skin friction of an embedded pile is produced by the cement paste injected into the borehole, the skin friction cannot be evaluated by the end of initial driving test, which is conducted before the cement paste is cured. In addition, the total resistance of an embedded pile may not be properly evaluated during the restrike test if the base resistance is not fully mobilized because of the insufficient driven energy. The objective of this study is to suggest a new load-settlement curve of embedded piles by combining the results of the end of initial driving and restrike tests. Test piles are installed at fields by using the embedded pile method, and the results of the dynamic pile tests are analyzed using CAse Pile Wave Analysis Program (CAPWAP) after the end of initial driving and restrike tests are conducted. A new load transfer curve, which combines the behaviors of the pile base at the end of initial driving and of the pile shaft at the restrike, is suggested, and a new load-settlement curve is obtained. Subsequently, the resistances of the test piles are evaluated using the combined load-settlement curve, and compared with the results from the end of initial driving and restrike tests. The results showed that the resistances, which are evaluated using the combined load-settlement curve, may overcome the underestimation of the resistance because of the insufficient driven energy. In addition, the resistance resulted from the combined load-settlement curve may be more similar to that from the static load test because the suggested load transfer curve is closer to the behavior of the embedded pile compared to the results of end of initial driving and restrike tests. Therefore, this study demonstrates that the combined load-settlement curve may be effectively used for the evaluation of the bearing capacity of embedded piles.

주제어

표/그림 (13)

그림 Fig. 1. Embedded pile construction process by Separated Doughnut Auger (SDA) method: (a) boring with inner auger and outer casing; (b) reaching weathered rocks; (c) pulling out inner auger; (d) inserting precast pile; (e) injecting cement paste and pulling out outer casing; (f) tapping with a drop hammer
그림 Fig. 2. Comparison of capacity behaviors of an embedded pile during: (a) end of initial driving test; (b) restrike test
그림 Fig. 3. Schematic drawing of settlement behavior.
표 Table 1. Summary of test piles
그림 Fig. 4. Standard Penetration Test (SPT) N values according to depths near: (a) TP-1; (b) TP-2; (c) TP-3
그림 Fig. 5. Measured force and velocity waveforms resulted from dynamic pile tests of: (a) TP-1; (b) TP-2; (c) TP-3. Z denotes the impedance of the pile
그림 Fig. 6. Load-settlement curves resulted from dynamic pile tests of: (a) TP-1; (b) TP-2; (c) TP-3
표 Table 2. Soil conditions for CAPWAP analyses
표 Table 3. Resistances of test piles
그림 Fig. 7. Schematic drawing of the load transfer curve of the combined method
그림 Fig. 8. Load transfer curves of the combined method in: (a) TP-1; (b) TP-2; (c) TP-3
그림 Fig. 9. Load–settlement curves at pile heads of: (a) TP-1; (b) TP-2; (c) TP-3
표 Table 4. Change in the estimated resistances

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	매입말뚝공법이 개발된 주요 이유는 무엇인가?	1990년대에 건설현장의 소음 및 진동이 사회 문제로 대두되어 이를 최소화하기 위한 매입말뚝공법이 개발 되었으며, 최근 국내에서는 대부분의 도심지 현장에서 깊은기초 시공 시 매입말뚝공법이 채택되고 있다(Hong and Chai, 2007; Cho, 2010; Woo et al., 2016; Park et al.
	매입말뚝의 동재하시험은 어떤 것이 있는가?	매입말뚝의 동재하시험으로는 Fig. 1(f)와 같은 시공 마무리 단계 시 경타로 수행되는 초기항타시험과 시멘트풀이 충분히 양생되어 주면마찰력이 발휘된 이후에 수행하는 재항타시험이 있다(ASTM, 2017; Woo et al., 2016; Park, 2017).
	새로운 하중-침하량 곡선이 필요한 이유는 무엇인가?	매입말뚝의 주면마찰력은 공벽에 주입되는 시멘트풀로 발휘되므로, 시멘트풀이 양생되기 이전에 수행되는 초기항타시험으로 매입말뚝의 주면마찰력을 평가할 수 없다. 또한, 재항타시험 시 항타에너지 부족으로 충분히 선단지지력이 발휘되지 않아 매입말뚝의 최종 지지력이 제대로 평가되지 않을 수 있다. 본 연구에서는 매입말뚝의 초기항타시험과 재항타시험의 결과를 조합하는 새로운 하중-침하량 곡선을 제안하고자 하였다.

참고문헌 (31)

ASTM D4945-17 (2017), Standard test method for high-strain dynamic testing of deep foundations, ASTM International, West Conshohocken, 10p.
Cho, C. W. (2010), Piling engineering practice, ENG Book, Seoul, 744p.
Chun, B. S. and Cho, C. W. (1999), Consideration of Set-up Effect in Wave Equation Analysis of Pile Driving, Journal of the Korean geotechnical society, Vol.15, No.2, pp.95-104.
Coyle, H. M. and Reese, L. C. (1966), Load Transfer for Axially Loaded Piles in Clay, Journal of the soil mechanics and foundations division, Vol.92, No.2, pp.1-26.
Davisson, M. T. (1972), High Capacity Piles, Proceedings of lecture series on innovations in foundation construction, ASCE, pp.81-112.
Fellenius, B. H. and Massarsch, K. R. (2008), Comments on the Current and Future Use of Pile Dynamic Testing, Proceedings of the eighth international conference on the application of stresswave theory to piles, Lisbon, pp.7-20.
Fellenius, B. H. and Terceros, H. (2014), Response to Load for Four Different Bored Piles, Proceedings of the DFI-EFFC international conference on piling and deep foundations, Stockholm, pp.99-119.
Goble, G. G., Rausche, F., and Likins G. (1980), The Analysis of Pile Driving - A State-of-the-art, Proceedings of the first international conference on the application of stress-wave theory to piles, Stockholm, pp.1-34.
Hong, W. P. and Chai, S. G. (2003), The Skin Friction Capacity of SDA (separated doughnut auger) Pile, Proceedings of the 13th international offshore and polar engineering conference, Hawaii, pp.740-745.
Hong, W. P. and Chai, S. G. (2007), Estimation of Frictional Capacity of SDA Augered Piles in Various Grounds, Journal of the Korean society of civil engineers, Vol.27, No.4C, pp.279-292.
Hussein, M. H., Sharp, M. R., and Knight, W. F. (2002), The Use of Superposition of Evaluating Pile Capacity, Deep foundations 2002: An international perspective on theory, design, construction, and performance, Florida, pp.6-21.
Kim, J. and Yea, G. (2013), Case Study of Comparative Analysis between Static and Dynamic Loading Test of PHC Pile, Journal of the Korean geo-environmental society, Vol.14, No.11, pp.13-23.

원문보기 상세보기
KS F 2591:2019 (2019), Testing method for dynamic pile test, Korean Agency for Technology and Standards, Chungcheongbuk-do, 18p.
Korean Geotechnical Society (2018), Foundation structure design code, CIR, Seoul, 892p.
Korean Geotechnical Society (1997), Improved Design and Construction of Steel Pipe Piles, Korean Geotechnical Society, Seoul, 309p.
Lee, J. S. and Park, Y. H. (2008), Equivalent Pile Load-head Settlement Curve Using a bi-directional Pile Load Test, Computers and geotechnics, Vol.35, No.1, pp.124-133.

상세보기
Likins, G. and Rausche, F. (2004), Correlation of CAPWAP with Static Load Tests, Proceedings of the seventh international conference on the application of stress-wave theory to piles, Malaysia, pp. 153-165.
Likins, G., Rausche, F., Thendean, G., and Svinkin, M. (1996), CAPWAP Correlation Studies, Proceedings of the fifth international conference on the application of stress-wave theory to piles, Florida, pp.447-464.
Murakami, D. K. (2019), A New Concept of Match Quality of Settlements for Signal Matching Analysis on the Dynamic Pile Testing, 10th international conference on stress wave theory and testing methods for deep foundations, California, pp.493-505.
Park, J. B. (2017), A Comparative Study on the Bearing Capacity of Dynamic Load Test and Static Load Test of PHC Bored Pile, Journal of the Korean geo-environmental society, Vol.18, No.9, pp.19-31.
Park, J. B., Kim, J. S., Lim, H. S., and Park, Y. B. (2004), Estimation of Bearing Capacity of SIP Pile by Static & Dynamic Load Tests, KSCE 2004 convention, pp.2356-2361.
Park, J. J., Jeong, S. S., and Park, J. S. (2018), Analysis of Bearing Capacity and Safety Factor of Dynamic Load Test of Prebored and Precast Steel Pile, Journal of the Korean geotechnical society, Vol.34, No.5, pp.5-17.
Park, Y. H. (2000), The behavior of Bearing Capacity for the Precast Piles, Journal of the Korean geotechnical society, Vol.16, No.1, pp.107-116.
Pile Dynamics Inc. (2015), Manual for the PDA 8G and PDA-S software, Pile Dynamics Inc., Cleveland.
Pile Dynamics Inc. (2014), CAPWAP background report version 2014, Pile Dynamics Inc., Cleveland.
Rausche, F. (2019), Combining Static and Dynamic Loading Test Results of Piles, 10th international conference on stress wave theory and testing methods for deep foundations, California, pp. 520-541.
Rausche, F., Likins, G., Liang, L., and Hussein, M. (2010), Static and Dynamic Models for CAPWAP Signal Matching, Proceedings of art of foundation engineering practice, Florida, pp.534-553.
Seo, M. J., Park, J. B., Park, Y. B., and Lee, J. S. (2015), Dynamic Analyses on Embedded Piles based on Wave Equation, Journal of the Korean geotechnical society, Vol.31, No.11, pp.5-13.
Unicorn Technical Institute (2016), Research on load tests for setting up design criteria of bored pile for bridge foundations as enforcement of limit state design (II), Unicorn Technical Institute, Gyeonggi-do, 265p.
Unicorn Technical Institute (2017), Research on load tests for setting up design criteria of bored pile for bridge foundations as enforcement of limit state design (III), Unicorn Technical Institute, Gyeonggi-do, 313p.
Woo, G.S., Park, J. B., Seo, M. J., and Lee, J. S. (2016), Evaluation of Allowable Bearing Capacity of 600 mm Diameter Preboring PHC Piles Using Dynamic Pile Test, Journal of the Korean geotechnical society, Vol.32, No.11, pp.61-72.

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