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고성토 암버력 동다짐 지반에 시공된 PHC 말뚝의 거동특성 사례연구
A Case Study of PHC Pile Behavior Characteristics on Dynamic Compacted High Rock Embankment 원문보기

한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회, 2010 Sept. 09, 2010년, pp.519 - 526  

유남재 (한국건설생활환경시험연구원) ,  윤동균 (한국건설생활환경시험연구원) ,  배경태 ((주)대우건설 기술연구원) ,  김형석 (한국전력공사 경인건설단) ,  이달호 (한국전력공사 경인건설단) ,  박용만 (한국전력공사 경인건설단)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The construction site for $\bigcirc\bigcirc$ transformer substation was located at a mountain valley. In order to prepare the site, the valley was first filled with crushed rock debris up to 63m. Since the main concern of this project is to minimize differential settlement of the foundati...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 말뚝 정재하시험은 반복하중에 따른 하중-침하 관계를 통해 지반의 변형계수와 누적 소성변위의 거동을 확인하고 creep 변형에 대한 거동을 확인하기 위한 목적으로 시행하였다. 따라서 반복하중에 의한 누적 소성변위의 거동과 creep 변형에 대한 거동을 확인하기 위한 목적으로 반복재하패턴과 지속재하패턴을 그림 4.
  • EMP공법은 자갈, 전석 및 암반(풍화암, 연·경암) 지반에서 Air Percussion 천공과 동시에 공내 안정액인 Ez-Mud를 분사하여 일정시간 공벽을 유지시킨 후 파일을 근입하고 유압 햄머로 선단안착을 확인하는 공법으로 당 현장과 같이 전석층 및 암반층에서도 시공성이 양호하고 경제적인 공법이다. 본 연구에서는 고성토 암버력 동다짐 지반에 EMP 공법으로 시공된 PHC 말뚝에 대하여 각각 동재하시험 및 정재하시험을 실시하여 지지력 특성을 비교, 분석하고 장기하중에 대한 거동특성을 평가하기 위하여 정재하시험 과정에서 장시간 일정한 하중을 유지하면서 침하거동 특성을 고찰하였다. 또한, 암버력에 시공된 PHC 말뚝에 대한 동·정재하 시험결과를 비교, 분석하여 말뚝의 시공 품질관리기준을 제시하였다.
  • 본 연구에서는 기초부지 PHC 말뚝 시공에 따른 품질관리를 위해 동재하시험을 실시하여 항타관리기준을 설정하였다. 또한, 동일한 말뚝 3개소에 대하여 정재하시험을 수행하여 지지력을 확인하고 하중-침하 및 creep 거동을 고찰하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
말뚝재료가 압축됨에 따라 말뚝입자 압축변위를 일으키는데, 이러한 말뚝입자의 변위속도를 무엇이라 하는가? 이 힘(F)은 다시 말뚝을 따라 아래 방향으로 전달되면서 인접한 말뚝입자를 차례로 압축하게 된다. 말뚝재료가 압축됨에 따라 말뚝입자 압축변위를 일으키며 이러한 말뚝입자의 변위속도를 입자속도(Particle Velocity, V)라고 부른다. 질량 m을 갖는 말뚝의 한 입자가 Δt의 시간 동안 어떤 크기의 변위속도 V를 갖게 되면 이 입자는 가속되어 관성력(V/Δ t)․m을 유발하게 된다.
본 연구에서 고성토 암버력으로 조성된 지반에 EMP 공법을 이용하여 PHC 말뚝에 대한 동·정재하시험 결과를 분석한 결과는 무엇인가? (1) 말뚝의 항타 시공 관리기준은 허용지지력과 관입량을 이용하여 낙하고 0.6m, 관입량 18㎜이내로 관리하면 설계지지력을 만족하게 되며 재항타의 시험에서는 시항타시 지지력의 18%이상 증가된 결과가 예상된다. 단, 말뚝항타 시 관입량이 18㎜ 이상 초과되는 경우에 초기 항타일로 부터 7～10일 이후에 반드시 동재하시험을 실시하여 지지력을 확인해야 할 것으로 사료된다. (2) 암버력으로 조성된 성토지반에서 말뚝에 대한 장기침하에 대한 안정성을 검토하고자 설계하중의 125%에 대하여 12시간 하중을 유지하는 creep 시험을 수행하였으며, 60ton 재하 시 1st loop에서 0.3～0.5㎜가 발생하여 설계에서 요구하고 있는 허용침하량 5㎜ 이내에 있는 것으로 분석되었다. (3) 동다짐 성토공사 후 piled raft를 적용할 경우 장기 creep 침하까지 고려하여 부등 침하기준을 만족시킬 수 있는 동다짐 지반의 탄성계수는 25,000t/m2으로 산정되었다. 동다짐공사 기초지반의 품질 기준인 수치해석 결과와 정재하시험 결과를 비교 분석한 결과 품질기준을 만족하는 것으로 판단되었다.
EMP공법은 어떤 공법인가? 국내 ○○변전소 현장은 산간분지에 위치하여 계곡부에 암버력을 7m씩 분할 성토한 후 층별 동다짐을 실시하여 최대 63m의 고성토(高盛土) 부지를 조성한 후 변전기기 기초의 부등침하량을 최소화하기 위하여 선 천공후 고강도 콘크리트말뚝(Pretensioned spun High strength Concrete pile, PHC pile)을 일종의 매입말뚝 공법인 EMP(Ez-Mud Piling)공법을 적용하여 시공하였다. EMP공법은 자갈, 전석 및 암반(풍화암, 연·경암) 지반에서 Air Percussion 천공과 동시에 공내 안정액인 Ez-Mud를 분사하여 일정시간 공벽을 유지시킨 후 파일을 근입하고 유압 햄머로 선단안착을 확인하는 공법으로 당 현장과 같이 전석층 및 암반층에서도 시공성이 양호하고 경제적인 공법이다. 본 연구에서는 고성토 암버력 동다짐 지반에 EMP 공법으로 시공된 PHC 말뚝에 대하여 각각 동재하시험 및 정재하시험을 실시하여 지지력 특성을 비교, 분석하고 장기하중에 대한 거동특성을 평가하기 위하여 정재하시험 과정에서 장시간 일정한 하중을 유지하면서 침하거동 특성을 고찰하였다.
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