R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919TBIP-C124991-03 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 말뚝기초 하중분배 기술(선재하) 설계 및 시공 프로세스 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2019-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 이기환 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
19명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 110,000,000 원 기업 : 110,000,000 원 계 : 220,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 370,000,000 원 기업 : 370,000,000 원 계 : 740,000,000 원 |
|||
| 연구기관명 | (주)골든엔지니어링 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
최근 수행된 연구(공동주택 리모델링을 위한 기초구조물 하중 선재하 기술 개발, 한국건설기술연구원) 결과에 따르면, 신설 보강말뚝에 선재하 기술을 적용할 경우 건축물 증축에 따른 추가하중이 보강말뚝으로 효과적으로 전이되어, 기존 말뚝의 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타났다. 핵심기술인 선재하 기술을 현실적으로 실용화하기 위해서는, 다음과 같은 추가 연구개발이 필요하다. (1) 선재하 동시 두부정착 기술 현장검증(실대형 기초구조물 현장재하시험 / 리모델링 현장 선재하 기술 적용) ？ 마이크로파일 선재하 적용 여부에 따른 기초구조물 하중전이특성 차이를 분석하여 개발 기술의 실효성 입증 - 단계별 하중증가시 보강말뚝(마이크로파일)로 전이되는 하중값 계측(단기 및 장기) (2) 신설 말뚝 선재하 기술 설계 및 시공 프로세스 개발 ？ 설계 관련 기술자가 선재하 기술을 설계에 용이하게 적용토록 하기 위해, 아래와 같은 내용이 포함된 설계 프로세스가 필요함 - 선재하 기술 기본 개념 - 설계시 주요 고려사항 ① 지반-기초구조물 상호작용 ② 구조물 보강공사 시공단계별 작용하중 ③ 기존 기초 형식 및 제원 ④ 기초구조물 강성 등 - 보강말뚝 배치 방법(사전 및 상세검토) - 보강 목적별 적정 선재하 하중범위 - 선재하 효과를 반영한 시공단계해석 절차 - 프리스트레스 손실을 고려한 유효 선재하 하중값 산정 방법 - 확대기초 연결부 구조성능 평가 방법 - 기존 기초구조물 보강규모 최적화 방안 등 ？ 공사품질 향상을 위해 선재하 동시 두부정착 공정의 표준화 가 요구됨 - 마이크로파일 선재하 하중 시공관리기준치 표준화(장치 사양별, 하중 규모별) - 선재하 장치 설치방법(체결너트 토크 관리기준 등) 표준화 - 선재하 하중 계측 방법 및 절차 표준화 등 [최종목표] 본 추가 연구를 바탕으로 선재하 동시 두부정착 기술을 실제 기초 보강 현장에 적용하기 위해 다음과 같은 목표를 달성하고자 한다. 1) 신설 보강말뚝 선재하 기술 설계 및 시공 프로세스 개발 ① 선재하 효과를 고려한 시공단계해석이 설계에 반영되도록 하여 경제적인 설계 유도(설계 최적화) ② 선재하 동시 두부정착 공정 표준화를 통한 공사품질 신뢰성 확보 2) 실대형 현장재하시험 및 리모델링 현장적용을 통해, 선재하 기술의 우수성을 검증하여 표준화된 제품 상용화 [연구내용 및 범위] 1) 선재하 하중 손실량 측정 및 선재하 장치(시작품) 최적화 - 마이크로파일 강봉 선재하 및 두부정착 완료후, 시간경과에 따른 프리스트레스 손실량 측정(실내시험) - 수치해석을 통한 정착장치 및 정착장치-확대기초 경계부 변형거동특성 파악 - 실내시험 및 수치해석결과를 바탕으로 선재하 동시 두부정착 장치(시작품) 최적화 설계 - 시공중 선재하 하중 관리기준치(장치 사양별, 하중 규모별) 마련을 위한 기본 데이터로 활용 2) 선재하 동시 두부정착 기술 설계 프로세스 개발 - 기존 기초구조물 보강사례 수집 - 보강사례 분석 및 조건별 수치해석을 바탕으로 선재하 동시 두부정착 기술 설계 프로세스 개발 ① 기존 기초형식/제원, 기초구조물 강성, 지반조건, 시공단계별 하중조건(기존하중 및 추가하중), 보강말뚝 배치형태 및 선재하 하중 크기 등을 고려 ② 마이크로파일 성능을 최대로 활용하는 방안 포함 3) 마이크로파일 축력 측정용 하중계 개선 - 상용되고 있는 마이크로파일 강봉에 설치가능하고, 시공중 선재하 하중값 계측 및 시공후 추가 하중전이 따른 말뚝 축력 변화량 측정이 가능하도록 하중계 개선(계측 정밀도 및 범위 개선) - 실내 압축재하시험을 통한 하중계 계측 성능 평가 4) 실대형 기초구조물 현장재하시험을 통한 기초구조물 하중전이 특성 파악 - 기초 설계 및 시공 ① 지반조사 수행 및 조사결과 분석 ② 기초구조물(기존 말뚝, 확대기초 및 신설 보강말뚝) 설계 ③ 재하시험을 위한 반력구조물(반력앵커 및 재하대 등) 설계 ④ 기초구조물 및 반력구조물 현장시공 - 단일 말뚝 현장재하시험 ① PHC말뚝(기존 말뚝) 하중-변위 거동특성 분석 ② 마이크로파일(신설 보강말뚝) 하중-변위 거동특성 분석 ③ 군말뚝 현장재하시험 결과와 비교 분석 - 군말뚝 현장재하시험 ① 하중단계별 재하시험 수행(시공단계별로 순차적으로 추가되는 하중규모 고려) ② 추가하중 작용시 신설 보강말뚝으로 전이되는 하중값 측정. 마이크로파일 선재하 효과 현장검증(상대 비교) 5) 선재하 동시 두부정착 기술 시공 프로세스 개발 - 마이크로파일 선재하 하중 시공관리기준치 표준화(장치 사양별, 하중 규모별) - 선재하 장치 설치방법(체결너트 토크 관리기준 등) 표준화 - 선재하 하중 계측 방법 및 절차 표준화 6) 국내 리모델링 현장 선재하 기술 적용 - 리모델링 구조물 기존 기초 보강용 마이크로파일(보강말뚝) 설계 및 시공 ① 전통적인 방법에 의한 보강말뚝 설계 ② 선재하 기술을 적용한 시공단계별 해석에 의한 보강말뚝 설계 - 계측계획 수립 및 장기계측 수행 ① 개발 하중계를 포함한 각종 계측기를 설치하여, 증축하중 작용시 신설 보강말뚝으로 전이되는 하중값 측정 ② 리모델링 시공단계별 장기계측을 통해 선재하 기술의 우수성 검증 - 공사비 및 공기 등을 분석하여 리모델링 현장 선재하 기술 적용 성과 검토 7) 마이크로파일 두부정착 장치 설계도면 및 사양서 작성 - 최종 제품과 관련된 도면 및 사양서(제원, 구조적 특성 및 성능 등 명기) 작성 8) 마이크로파일 두부정착 장치 시제품 제작 - 개발 장치 상용화를 위한 시제품 제작 ① 단순 두부정착 장치 ② 선재하 동시 두부정착 장치 |
|||||
| 색인어 | 한글 | 선재하 | 하중분배 | 두부정착 | 마이크로파일 | 기초보강 |
| 영문 | preloading | load sharing | (pile) head connection | micropile | underpinning | |
| 최종보고서 | 02. 최종보고서(제출문_날인).pdf | |||||