R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201313CTAP-C066936-01 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 매입말뚝의 선단지지력을 40% 이상 증대시키는 강관 부착 PHC 파일 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2013-07-30 ~ 2014-07-29 | |||||
| 연구책임자 | 이선복 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
10명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 144,000,000 원 기업 : 200,000,000 원 계 : 344,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 144,000,000 원 기업 : 200,000,000 원 계 : 344,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 동부건설(주) | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
매입말뚝은 시공과정에서 굴착공 저면에 형성되는 슬라임과 응력이완으로 인해 발생하는 지지층의 조밀도의 이완으로 인해 PHC파일 하부 지반의 강도가 원지반 강도보다 매우 작아진다. 그 결과 PHC파일을 사용한 매입말뚝은 원지반의 지지층 강도에 비해 훨씬 작은 수준의 선단지지력을 발현하게 된다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 PHC파일의 경타 관입성을 극대화한 강관 부착 PHC파일을 개발하였다. 강관 부착 PHC파일은 기존 PHC파일의 선단에 짧은 길이의 강관을 부착해서 경타시 파일 선단에 작용하는 관입저항을 최소화함으로써 매입말뚝 시공 시 경타에 의해 강관 부착 PHC파일의 선단이 굴착공 저면의 슬라임과 그 하부의 느슨해진 지지층을 관통해서 원지반 지지층에 관입됨으로써 매입말뚝의 선단지지력을 대폭 향상시키는 것으로 나타났다. 그러나 강관 부착 PHC파일이 실용화되기 위해서는 설계단계에서 매입말뚝의 선단지지력 특성을 산정할 수 있는 타당한 설계기준이 필요할 뿐만 아니라, 강관 부착에 따른 PHC파일의 가격 상승을 최대한 억제하기 위해서는 파일 선단에 부착되는 강관 길이를 최소화하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구를 통해 강관 부착 PHC파일에 의한 매입말뚝의 선단지지력 증대효과를 극대화할 수 있는 최소 강관 길이를 결정하고, 동시에 강관 부착 PHC파일을 사용한 매입말뚝의 선단지지력을 산정할 수 있는 설계기준에 대한 타당성을 검증하고자 한다. 또한 강관 부착 PHC파일을 사용한 매입말뚝의 현장적용성 향상을 위해 초기 동재하시험을 통해 시멘트밀크 경화 후에 매입말뚝의 선단지지력을 추정할 수 있는 기술을 개발하고자 한다. [최종목표] 본 연구를 통해 강관 부착 PHC파일의 실용화에 필요한 요소기술을 개발함으로써 다음과 같은 목표를 달성하고자 한다. ① 기존보다 매입말뚝의 선단지지력을 40% 이상 향상시킬 수 있는 강관 부착 PHC파일의 원가경쟁력 확보 ② 강관 부착 PHC파일에 대한 설계기준 및 지지력 측정법의 구축을 통한 제품의 신뢰도 및 현장적용성 제고 [연구내용 및 범위] 매입말뚝의 선단지지력을 기존 대비 40% 이상 향상시킬 수 있는 강관 부착 PHC파일의 실용화를 위해 강관 부착 PHC파일의 최적 강관 길이 결정 / 설계기준에 대한 타당성 검증 / 초기 동재하시험을 통한 선단지지력 추정기법 개발과 같은 3가지 요소기술을 개발하고자 한다. ① 지반조건별 강관 부착 PHC파일의 최적 강관 길이 결정 동일 조건하에서 강관의 길이를 달리한 강관 부착 PHC파일을 사용해서 매입말뚝을 시공하고 재하시험을 수행함으로써 강관 길이에 따른 매입말뚝의 선단지지력 변화를 측정하고, 이 결과로부터 강관 부착 PHC파일의 허용내력을 고려해서 파일에 부착되는 최적 강관 길이를 결정한다. ② 강관부착 PHC 파일 설계기준에 대한 타당성 검증 기존 연구결과에 근거해서 개발된 강관 부착 PHC파일에 대한 선단지지력 설계기준이 타당성을 확보하기 위해서는 보다 많은 재하시험 결과를 이용해서 측정치와 계산결과를 비교하는 검증 작업이 수행되어야 한다. 이를 위해 보다 다양한 지반조건에서 강관 부착 PHC파일을 사용한 매입말뚝에 대해 동재하시험이나 정재하시험을 수행함으로써 다양한 방법으로 측정된 매입말뚝의 선단지지력을 이용해서 강관 부착 PHC파일의 선단지지력에 대한 설계기준의 타당성을 검증하고자 한다. ③ 초기 동재하시험을 통한 매입말뚝의 선단지지력 추정기법 개발 강관 부착 PHC파일을 사용한 매입말뚝은 선단지지력 메카니즘상 굴착공에 충전되는 시멘트밀크의 경화여부에 따라 선단지지력의 크기가 매우 큰 폭으로 달아진다. 따라서 현장에 시공되는 다수의 강관 부착 PHC파일에 대해 E.O.I.D 시험과 Restrike 시험을 수행해서 시멘트밀크의 경화에 따른 매입말뚝의 선단지지력 변화를 조사하고, 이를 이용해서 지지층의 지반특성별로 E.O.I.D 시험결과로부터 강관 부착 PHC파일을 사용한 매입말뚝의 선단지지력을 추정할 수 있는 방법을 도출하고자 한다. |
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| 색인어 | 한글 | 강관 부착 PHC파일 | 매입말뚝 | 선단지지력 | 말뚝재하시험 | 설계기준 |
| 영문 | hybrid PHC pile | bored pre-cast pile | end bearing | pile load test | design criteria | |
| 최종보고서 | 매입말뚝의선단지지력을40%이상증대시키는강관부착PHC파일개발최종보고서_20140729.pdf | |||||