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과제기본정보

대심도 연약지반의 공간적 지반특성화 및 IGM 소켓 장대 말뚝기초의 실용화 기술개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 04CCTI-C041658-01
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 -
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 대심도 연약지반의 공간적 지반특성화 및 IGM 소켓 장대 말뚝기초의 실용화 기술개발
주관연구기관 대림산업 주식회사
총괄연구 책임자 성명 구석근
소속 대림산업(주) 직위 상무
전화번호 02-2011-8240 FAX 02-2011-8268
총 연구기간 2004-08-20 ~ 2007-08-19
당해연도 연구기간 2004-08-20 ~ 2005-08-19

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 200,000,000 62,000,000 88,000,000 150,000,000 350,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 대심도 연약지반에서 연암을 지지층으로 말뚝을 시공할 경우 초장대 말뚝이 될 수 밖에 없다. 만약, IGM지반을 지지층으로 한다면 말뚝의 지지층을 어디로 할 것인가 하는 심각한 고민에 빠질 수 있다. 또한, IGM소켓 장대 말뚝의 경우 IGM지반에 근입된 말뚝 주면부가 깊어지게 되는데 이 부분의 주면마찰력을 어떻게 예측하여 활용할 것인가 하는 것도 큰 관심사로 대두된다. 초장대말뚝의 경우 IGM(Intermediate Geo-Materials)지반은 말뚝하단부에서 상당한 길이의 말뚝 주면부에 위치하게 되는데, IGM지반은 암반에 비해 강관말뚝의 항타관입과 현장타설말뚝을 위한 천공작업이 수월한 지층인 반면, IGM지층의 주면마찰력은 암반에 근접할 정도로 큰 특성을 보이고 있다.
그러나, 기존의 주요 설계기준들은 토사와 암반의 중간특성을 가진 지반(즉, IGM지반)에 대한 구체적인 설계 방법의 제시가 없어서, IGM의 높은 주면저항력을 고려하지 못해 실측치에 비해 말뚝기초의 지지력을 과소평가하고 있는 실정이다.
최종목표 본 연구에서는 대심도 연약지반에서 경제적이고 합리적인 말뚝기초를 설계 및 시공하기 위하여 체계적인 지반조사법의 도입과 평가를 통하여 말뚝기초의 지지심도를 공간적으로 결정하며, 최종적으로 말뚝기초에 대한 현장실험을 통하여 지지심도를 확인하는 기술을 확립하고 연암층을 말뚝의 지지층으로 채택하는 기존의 관행을 벗어나 풍화대를 포함한 IGM(Intermediate Geo-materials) 지반을 지지층으로 하는 경제적인 장대말뚝기초의 기술을 실용화 하고 시공상의 문제점을 해소하고자 한다.
연구내용 및 범위 본 연구에서는 특정한 대심도 연약지반 현장(예를 들면, 부산지역 또는 인천지역)에서 현장타설말뚝을 풍화대 및 자갈층에 근입하여 시험시공하고, 이들 말뚝에 대한 품질검사시험(말뚝재하시험 및 부재건전도 시험)을 실시할 것이다. 이를 통하여 풍화대 소켓 장대말뚝기초에 대한 시공상의 문제점 해소, 각종 검사장비의 보완, 설계기술 및 전산프로그램 개발, 품질관리기술개발 등을 이루고자 한다. 이를 위해 먼저 대심도 연약지반의 공간적 특성화 연구에서는 대심도 연약 및 풍화대 지반에 대한 지질조사법의 실용화 기술 개발, 연약 및 굳은 점토의 불교란 시료채취기술 개발, 실내토질실험의 기준설정 및 활용기술 개발, 대심도 점토지반의 장기침하특성을 위한 기술 연구, 연약지반에 대한 현장토질실험 및 그 결과를 이용한 지반의 공간적 구역화, 풍화대 지반의 평가기술 연구를 수행하도록 한다. 다음으로 풍화대소켓 장대말뚝기초의 시공기술을 개발하기 위해 실규모 현장타설말뚝에 대한 시공장비 개선 및 시공기술의 정립을 이루기 위한 연구를 수행하고자 한다. 또한 풍화대 소켓 장대말뚝기초의 설계법 정립을 위해 기초 설계법의 적용상 문제점 도출, 부마찰력을 고려한 설계기술, 풍화대 근입말뚝 설계법, 대심도 말뚝의 설계법 정립등을 통해 설계용 실용화 프로그램을 개발한다. 마지막으로 IGM소켓 장대말뚝의 품질검사기술을 말뚝재하시험 과 건전도 검사 항목으로 나누어 수행한다. 먼저 말뚝재하시험 항목에서는 현장타설말뚝에 대한 양방향 재하시험을 수행하며, 재료의 건전도 검사를 위해 CSL 검사 등을 수행한다. 그밖에 정재하시험의 적용 한계, 양방향 재하시험의 적용 필요성 연구를 통해 오스터버어그셀 시험법의 국산화 기술을 개발하며, 추가로 양방향 재하시험법의 보완 및 정립을 이루고자 한다. 재료의 건전도 검사 연구에서는 기존의 건전도시험들의 적용성 검토를 통해 새로운 건전도 검사지침을 마련하고자 한다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 * 토목지질 조사기술의 실용화 . 시공장비 개선 . 대심도 연약 토사층의 설계 기술, 시험 시공 - 시공, 설계, 품질검사 상의 문제점 분석 - 시공장비 개선 및 제작 - 풍화대소켓 장대 현장타설 말뚝의 시험시공 - 퇴적특성의 분석 및 실용화 - 굳은 점토의 불교란시료채취 기술개발 - 기초조사 및 분석 (문헌, 설계 및 시공사례 등) - 현재까지 개발된 IGM지반의 평가방법 분석 - 설계 상의 문제점 분석 - 대심도 연약 토사층의 설계기술 개발
연구성과 기술적 기대성과 본 연구의 기술적 기대성과는 다음과 같다.
1) 점토의 불교란 시료채취기술과 실내토질실험에서의 문제점을 개선함으로서 양호한 시료의 획득 및 신뢰 있는 토질정수를 결정.
2) 대심도 연약지반의 구역화를 통하여 깊이에 따라 설계정수를 합리적으로 결정.
3) 대심도 퇴적지반을 위한 토목지질학적 기술법의 정립.
4) 풍화대지반에 대한 지반특성 및 풍화대소켓 말뚝의 지지력 추정법 개발
5) 장대 현장타설말뚝 설계기술의 발전
- 국내기술의 자립
- 풍화대지반 소켓 장대말뚝기술 정립
- 풍화대 소켓 장대말뚝의 국내설계기준 및 시공시방 제시
- 풍화대 소켓 장대말뚝의 시공/설계/품질검사 기술의 정립
- 풍화대 소켓 장대말뚝의 시험시공을 통한 설계기술 정립
사회 경제적 파급효과 1) 극한지인 대심도 연약지반의 활용도 제고
2) 건설기술향상을 토대로 삶의 질 향상을 위한 건설의 다양화 가능
3) 기존의 과다설계 관습 개선에 의한 건설비용 절감
4) 수입대체 효과 및 외화유출 방지로 인한 국내산업 활성화
5) 한국형 설계기법 실용화를 통한 국내기술자의 경제적 자립도 달성
6) 엔지니어링 분야의 기술발전을 통한 새로운 산업의 창출효과
활용방안 1) 토목지질 조사법 : 대심도 연약지반의 4기 퇴적층에 대한 퇴적환경의 규명, 지층구분 및 퇴적환경대에 따른 토질정수의 결정을 위하여 활용.
2) 불교란 시료채취기술 : 연약 및 굳은 점토에 대한 불교란 채취기술은 한국표준기준을 재정립하는데 활용.
3) 장기침하특성 : 장기압밀침하거동을 예측하기 위한 실험 및 분석법에 활용.
4) 풍화대 지반의 평가기술 : 풍화대 지반특성화, 지층의 구역화 및 말뚝의 지지층 추정을 위하여 활용.
5) 대심도 연약점토의 특성화 : 실내토질실험의 기준설정 및 활용(실내토질실험을 위한 불교란 시료의 활용방안, 물리적 실험을 위한 기준설정, 점토구조 및 수준, 비배수 전단강도의 결정, 표준압밀실험 결과를 이용한 시료교란도의 정의 및 보정), 현장토질실험에 의한 지반공학적 특성화에의 활용, 피압 및 과잉간극수압의 측정에의 활용, 퇴적환경 및 지층의 구역화를 위한 활용.
6) 풍화대소켓 장대 말뚝기초 실용화 기술 개발을 통하여 국제적 경쟁력 획득
7) 풍화대소켓 장대 말뚝기초의 시공장비 개선으로 인하여 시공안정성 및 우수한 품질확보 가능
8) 풍화대소켓 장대말뚝기초의 설계 기술 확립으로 건설비용 대폭절감
9) 고용량 말뚝재하시험인 양방향재하시험을 활용하여 말뚝의 설계하중 대폭 증가 및 지지력 확인 가능
10) 재료의 건전도 시험법 정립을 통한 우수한 품질 확보 및 확인 가능
11) 불교란 시료채취 기술의 발전
12) 지반조사법 및 말뚝설계에 대한 기술발전
13) 풍화대를 포함한 IGM 지반에 대한 설계기준 제안
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 연약지반 풍화대 현장타설말뚝 말뚝재하시험 품질검사
영문 Soft deposits Weathered formation IGM socketed pile foundation Pile load test Quality control test
최종보고서
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최종보고서 0259_대심도 연약지반의 공간적 지반특성화 및 풍화대 소켓 장대 현장타설말뚝기초의 실용화 기술 개발.pdf   다운로드

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