地 盤 工 學 大 韓 土 木 學 會 論 文 集
第29卷 第2C 號·2009年 3月 pp. 41~49
양방향 재하시험결과를 활용한 바렛말뚝의 하중전이특성 평가
Evaluation of Load Transfer Characteristics of Barrette Pile Based on Bi-directional Loading Tests
박성완*·임대성**
Park, Seong Wan·Lim, Dae Sung
···
Abstract
Due to the increased size of civil infrastructure and the cost of materials, the needs exists for utilizing large sized cast-in- place piles in lieu of conventional precast piles. Among them, the barrette pile has become more commonly used in fields where a diaphragm wall is the retaining wall, to improve workability and economical efficiency, and to ensure hole stability under deep soil layers. In this paper, the bearing capacity and displacement characteristics of the barrette pile are evaluated by using the bi-directional loading test data obtained from four different sites. In addition, the design value of pile shaft resistance, β, is assessed with previous literatures and load transfer analysis. Finally, numerical analyses were performed to analyze the load-displacement behavior, and the interface effect on the piles, using the 3-dimensional finite element method.
Keywords :barrette pile, load transfer, bi-directional loading test, β values, interface
···
요 지
구조물의 대형화와 재료비의 증가로 인해 다수의 기성말뚝을 대체할 수 있는 대형 현장타설말뚝의 사용이 증가하고 있다.
특히, 지하연속벽공법이 적용된 현장의 기초시공에 따른 시공성 및 경제성을 향상시키거나 토사층이 깊게 분포한 경우 공벽 의 안정성을 확보하기 위한 기초형식으로 바렛말뚝의 사용이 증가하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 국내 4개 현장을 대상 으로 바렛말뚝을 시공하고 양방향 재하시험을 실시하여 말뚝의 지지력 및 침하특성을 고찰하였다. 또한 하중전이분석을 통하 여 주면마찰력의 평가를 위한 β값을 분석하여 비교·평가하였고 3차원 유한요소해석을 통하여 양방향재하시험에 따른 경계 면 효과와 하중-침하특성을 살펴보았다.
핵심용어 : 바렛말뚝, 하중전이, 양방향재하시험, β값, 경계면
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1. 서 론
말뚝기초는 전형적인 깊은 기초의 형식으로 토목, 건축, 플 랜트등 다양한 현장에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 구 조물의 하중이 증가함에 따라 사용 말뚝기초의 크기도 대형 화 되고 있다. 이와 같은 추세로 원형 현장타설말뚝이나 대 형 바렛말뚝을 사용한 기초공사 현장이 증가하고 있는 실정 이다.
일반적으로 원형말뚝에 가해지는 하중이 크고 지지층이 깊은 곳에 존재할 경우 공벽의 안정성을 확보하기 위한
Casing 사용이 증가하여 말뚝의 시공성이 떨어지고 비경제
적이 된다. 이러한 이유로 Casing 사용 없이 벤토나이트 슬러리를 이용해 공벽의 안정성을 확보할 수 있는 바렛말뚝 은 대구경 원형 현장타설말뚝의 대안으로 제시되고 있다.
형상학적 측면에서 바렛말뚝은 원형말뚝에 비해 주면장(단
면적 대비)이 더 넓고 방향성을 충족할 때 휨모멘트와 수 평력에 상대적으로 우수한 장점을 가지고 있다. 대부분 바 렛 말뚝은 지하연속벽(Diaphragm Wall) 시공이 이루어지는 현장에 유용하게 사용되는데 이는 동일한 장비와 시공법이 적용되어 별도의 장비를 추가로 투입할 필요가 없으며 장비 이동 및 설치비에 대한 비용절감 및 시간을 절약할 수 있 기 때문이다. 그러나, 원형말뚝에 비하여 이론적 검증이나 실제 하중재하시험의 사례가 미미하여 바렛말뚝의 효율적인 사용을 위한 하중전이 및 침하에 대한 특성 평가가 필요한 실정이다.
따라서, 본 논문에서는 실물크기의 바렛말뚝에 대하여 양 방향재하시험을 실시하고 하중-침하량 결과를 토대로 등가하 중침하곡선을 추정하였다. 또한 말뚝의 주면마찰력 산정에 영향을 미치는 하중전이계수인 β값의 적절한 평가를 위해 시험대상지반의 지층별 최대단위주면마찰력과 유효주응력에
*정회원·교신저자·단국대학교 토목환경공학과 부교수·공학박사 (E-mail : [email protected])
**정회원·삼보E&C(주) 기술연구소선임연구원 (E-mail : [email protected])
따른 β값의 적용성에 대하여 비교·분석하였다. 또한, 현장 양방향재하시험의 검증을 위하여 3차원 유한요소해석을 실 시하여 바렛말뚝 시공시 발생되는 지반과 말뚝사이 경계면 요소를 적용하고 현장재하시험결과와 비교·분석하였다.
2 문헌고찰
2.1 바렛(barrette)
‘바렛(barrette)’이란 용어는 프랑스어로부터 기원된다. 바렛 은 지하연속장비로 벤토나이트나 폴리머 슬러리를 이용한 짧 고 깊게 굴착된 트렌치 내에 철근과 같은 응력재를 삽입 후 콘크리트를 타설하여 말뚝을 형성하는 공법을 의미한다 (Ramaswamy and Pertusier, 1986; Johnson et al., 1992).
현장타설말뚝의 일종으로 상부구조물의 하중을 견고한 지지 층에 전달시킬 목적으로 사용되어지고 있다. 바렛은 먼저 지 표에 안내벽을 선 시공하고 일정폭의 트렌치 내에 굴착면의 붕괴와 지하수의 침투를 방지하기 위한 안정액(bentonite
slurry)을 공급하면서 굴착기로 소요의 굴착깊이까지 굴착한
후 안정액 속 슬라임(slime)을 디샌딩(desanding)하고 철근망 등의 응력재를 건입한 후 트레미관에 의한 콘크리트를 타설 하는 말뚝을 지칭한다. 하중과 기초의 형식 등에 따라 여러 가지 형태의 벽체식 말뚝을 설치할 수 있으며, 특히, 지층이 연약하고 토사층이 깊은 구간에서 기존 현장타설말뚝(R.C.D 등) 사용시 공벽유지를 위한 케이싱 사용에 따른 케이싱 인 발문제 및 철골의 수직도 문제에 대한 대안 공법으로 바렛 말뚝이 적용되고 있다.
기존 연구로는 Thasnanipan et al.(2001)이 태국에서 연약 지반에 수행한 바 있으며, 이들은 동일한 건물기초로 사용된 바렛말뚝과 원형 현장타설말뚝에 대해 재하시험을 수행하였 다. 최대시험하중은 각각 52,900kN과 27,000kN이고 말뚝길 이는 57.5m이며 말뚝의 선단은 N치 50이상의 견고한 모래 층에 지지되었다. 시험결과 대부분의 하중은 30m 깊이에 존재하는 약 10m 두께의 모래층에서 발현되는 것으로 나타 났다. Felleuius et al.(1999)은 siltstone에 28.2m 길이의 바렛말뚝을 설치하고 O-cell을 이용하여 11,600kN의 재하 시험을 수행하였으며 역해석결과 β값은 약 0.2로 산정되었 다. 그 결과를 유한요소해석을 통해 분석하고, 설계의 타당 성을 검증하고자 하였다. Ho and Tan(1996)은 싱가포르
Old Alluvium층(과압밀된 모래질 퇴적층)에 폴리머 슬러리
아래 시공된 barrette에 대해 실규모 재하시험을 시행하였다.
슬러리를 사용하지 않은 원형 현장타설말뚝과 비교할 때, 폴 리머 슬러리를 사용한 말뚝의 시험결과 폴리머 슬러리를 사 용하지 않은 말뚝에 비해 주면저항의 감소 영향은 나타나지 않았다.
2.2 양방향재하시험
2.2.1 개요 및 원리
양방향재하시험은 미국 Northwestern 대학의 명예교수인
Osterberg 박사에 의해 처음 고안된 시험이다. O-cell은 특
수하게 고안된 고압의 유압잭과 고압에도 견딜 수 있는 금 속부품 등으로 구성되며, 유압용 액체로는 깨끗한 물과 약 5%정도의 물과 혼합이 가능한 특수 기름이 사용된다
(Osterberg, 1998). 기존의 재하시험 경우 시험하중만큼의 반
력말뚝이나 반력 앵커 등이 필요하고, 반력 하중을 사용할 수 없는 경우에는 말뚝 정재하시험을 할 수 없는 반면 양방 향재하시험은 유압잭을 말뚝 선단 가까이 설치하고 선단지 지력과 주면마찰력의 상호간 반력을 이용하여 시험을 하기 때문에 별도의 반력장치가 필요 없고 좁은 시험공간이나 경 사진 곳에서도 가능하다는 장점이 있다. 기본적인 선단유압 장치(O-cell)는 선단유압장치(O-cell)의 상판과 하판(Plate)에 각각의 탐측관(Steel Pipe)을 장착하고 말뚝을 시공한 후 시 험시 탐측관내에 변위봉을 삽입 설치하여 상부 LVDT를 통 해 그 변위봉의 변위를 측정하여 말뚝의 선단부 지지에 따 른 변위와 주면부 저항에 따른 변위를 직접 분리하여 측정 할 수 있다(정창규, 2004).
2.2.2 등가하중침하곡선
양방향재하시험은 선단지지력과 주면마찰력이 분리되어 측정되기 때문에 두 개의 하중-변위 곡선을 획득할 수 있 다. 그러나 말뚝에 실제로 재하되는 하중은 두부에 작용하 기 때문에 이를 정재하시험과 동일하게 두부재하시의 하중 -침하곡선으로 변환하기 위해서는 등가하중침하곡선을 사용 한다.
말뚝 몸체를 변형이 없는 강체로 가정하면, 말뚝두부와 바 닥에서의 변위는 같다고 가정한다. 따라서 같은 변위에서의 선단지지력과 주면마찰력을 합하면 하나의 점으로 표시할 수 있고, 각각의 변위에서 같은 방법으로 점을 찍어 연결하면 등가하중침하곡선을 그릴 수 있다.
양방향재하시험은 선단지지력이나 주면마찰력이 극한에 도달하거나 유압잭의 용량이 한계에 이르면 시험을 종료하 게 되는데 그림 1은 일반적인 경우의 시험결과를 나타내는 예이다. 그림 1과 같이 양방향 말뚝재하시험의 작용하중은 양방향으로 각각 2,500ton씩 가해졌고, 선단지지력이 먼저 극한에 도달하였다. 이때 점 4에서 상향변위는 약 10.2
mm(0.4in), 작용된 주면마찰력은 약 1,040ton이다. 그리고
선단지지력-변위 곡선에서 같은 크기의 하향변위를 보이는 점 4를 찾으면 작용된 선단지지력은 2,140ton임을 알 수 있다. 따라서 점 4에서의 변위가 10.2mm(0.4in)일 때, 이 두 하중을 합하면 말뚝머리에서 작용된 하중은 3,180ton이 된다.
이런 방식으로 각각의 변위에서의 상응하는 하중들을 구하 고 이들을 도시하면 그림 1의 우측과 같은 등가하중-침하량 곡선을 그릴 수 있다. 점 5까지는 측정된 결과를 이용한 곡 선이고, 그 이상의 점들에 대해서는 외삽법을 이용하여 추정 한 곡선이다. 이것은 양방향 말뚝재하시험의 단점 중 하나로 선단지지력과 주면마찰력 중 어느 한쪽이 극한에 도달하면 더 이상 시험을 진행할 수 없으므로 등가하중-침하량 곡선에 서 극한 지지력이 분명하게 판별 되지 않을 경우가 발생하 며 이 경우 외삽법에 의한 추정곡선을 사용할 수 있다. 실 제에 가까운 등가하중침하곡선을 얻는데 있어 보다 간단한 방법으로 말뚝에 부착한 계측기를 통하여 말뚝에 분포하는 축하중의 분포를 알고 말뚝두부에서 측정한 상향 변위량이 있다면 말뚝의 압축량을 고려한 말뚝두부에서의 등가하중침 하곡선을 작성할 수 있다(권오성 외, 2006).
3. 현장재하시험
3.1 말뚝 시공
본 연구에서는 비교적 지층구성이 비슷한 4개 현장(A, B,
C, D-현장)에 바렛말뚝을 시공하고 양방향재하시험을 실시하
였다. 그림 2는 말뚝이 근입된 지층 및 시험말뚝의 모사도 를 나타내고 있다. 지반조건은 현장마다 다소차이는 있으나 상부 매립층은 5m 이내로 N치 6이상의 모래 및 자갈로 구 성되어 있으며 아래 퇴적층은 연약한 실트질점토 및 실트질 모래층으로 주로 N치 2~15정도로 형성되어있고 그 아래 N 치 50이상의 하부 자갈층이 분포하며 유문암 및 안산암으로 이루어진 연암층이 분포하는 것으로 나타났다. 암반부는 공 내재하시험을 실시하였으며 일축압축강도시험결과 20MPa~55
MPa의 강도가 발휘되는 것으로 나타났다.
말뚝의 하중전이특성 평가를 위하여 각각의 시험말뚝에 깊 이별로 전기저항식 변형률계를 부착하고 축하중분포를 측정 하였다. 양방향재하시험방식은 ASTM D1143-81에서 규정하 고 있는 완속 표준재하방식과 반복재하방식에 따라 수행하 였으며 각 현장별 시험시공말뚝의 제원은 표 1과 같다.
3.2 양방향재하시험결과
현장별 바렛말뚝에 대한 양방향재하시험을 실시한 결과 깊 이별 변형율 센서를 통해 각 위치에 따른 축하중분포를 측 정하였으며 토사구간과 하부 연암구간으로 나눠 볼 때 층별 근입심도 대비 연암층의 저항력이 우수하나 토사층에서도 하 중의 일정부분이상을 주면에서 저항하는 것으로 나타났으며 그림 1. 하중-변위곡선및등가하중침하곡선예(Osterberg, 1998)
그림 2. 각현장별시험말뚝및지층분포현황
그 결과는 그림 3과 같다.
말뚝의 양방향재하시험은 단계별 잔류침하량을 확인하기 위하여 반복주기 재하방법을 병행하여 실시하였다. 그림 4는 각 현장별 시험말뚝에 계획된 하중을 재하 후 선단 및 주면 부 하중-변위곡선을 나타낸 것이다.
그림 4는 하중단계별 최대변위 곡선으로 A-현장 바렛말뚝 의 경우 26,000kN 재하시 선단 6.51mm, 주면 21.75mm의 변위를 보이고 있는데 이는 암반에 근입된 선단부가 짧아 선단에 비해 상대적으로 주면저항이 작게 발휘되어 주면부 변위가 크게 발생된 것으로 판단된다. B-현장은 선단변위
62.73mm, 주면변위 12.18mm로 암반 근입부가 상대적으로
주면저항을 잘 발휘하고 있는 반면 선단부는 추론 결과 암 상태가 취약하거나 시공중 하부 슬라임에 의한 변위로 예측 되어 선단변위가 크게 발생하였다. C-현장은 선단변위
59.86mm, 주면변위 6.17mm의 결과를 보이고 있으며 이 현
장 역시 B-현장과 같은 이유로 선단변위가 크게 발생한 것 으로 나타났다. D-현장은 선단변위 25.29mm, 주면변위
13.04mm의 결과를 보이고 있으며 말뚝 주면부와 선단저항
이 비교적 동등하게 작용하는 것으로 나타났다.
그림 5는 각 현장별 등가하중침하곡선을 도시하였다. A-현 장의 경우 선단부와 주면부가 동일한 변위(최대 6.51mm)를 기준으로 등가하중침하곡선을 추정하였으며, 변곡점은 상대 적으로 주면마찰력이 작아서 선단에 비해 변위량이 크게 나 타난 것에 기인한 것으로 실제 항복과는 관련성이 적으며 외삽법에 의한 추정선을 연장하여 도시하였다. 추가로, 실제 에 가까운 등가하중침하곡선을 얻기 위해 말뚝 두부 변위를 측정하여 탄성압축량을 고려한 등가하중곡선을 도시하였다.
D-현장의 경우 현장여건상 말뚝두부변위를 측정하지 못한 관 표 1. 각현장별시험바렛말뚝제원및시험하중
단면 규격 길 이 설계 하중 최대 시험 하중
A-현장 2.8m × 1.0m 15.1m 12,000kN 26,000kN
B-현장 2.8m × 1.2m 20.9m 30,000kN 85,000kN
C-현장 2.8m × 1.0m 14.5m 16,840kN 22,500kN
D-현장 2.8m × 1.7m 19.5m 14,600kN 30,000kN
그림 3. 축하중분포곡선
그림 4. 하중 - 변위곡선
그림 5. 등가하중침하곡선
계로 탄성압축량을 고려한 등가하중곡선은 나타내지 못하였 다. 동일한 방법으로 각 현장에 대한 등가하중침하곡선을 나 타내었으며 하중증가에 따른 지속적인 침하곡선을 나타내고 있다. 따라서, 등가하중침하곡선으로 평가시 바렛말뚝은 계 획된 설계하중을 기준 침하량 이내에서 충분히 지지하는 것 으로 판단된다.
3.3 주면마찰력에따른 β값
바렛말뚝과 지반의 변위에 근거한 하중전이분석을 통해 주
면저항을 측정한 결과를 중심으로 Bjerrum-Burland 계수인 β값(= )을 지층별로 평가하고 기존 문헌과 비교·평가 하였다. 시험말뚝이 설치된 지층은 실트질점토, 자갈, 연암의 순으로 구성되어 있으며 각 지층별 변위에 따른 단위주면마 찰력을 측정한 결과는 그림 6과 같다.
그림 7은 각 현장별 하중전이시험을 통해 해당 말뚝이 시 공된 지층을 대상으로 층별 유효주응력을 산정하여 β값을 추정한 결과로 실트질 점토층에서 0.14~0.44의 분포로 평균 0.25를 보이고 있으며 자갈층의 경우 0.33~0.74로 평균
τs⁄σ'v
그림 6. 지층별단위주면마찰력-변위곡선
그림 7. 지층별단위주면마찰력-유효주응력관계
0.45의 값을 나타내고 있다. 외국의 사례에서 홍콩 Sapro-
lites 지층에 시공된 7개의 바렛말뚝을 대상으로 β값을 산정
한 결과 0.11~0.44사이로 평균 0.27로 산정되었고, 필리핀의 Tuff에 시공된 바렛말뚝을 O-cell로 양방향재하시험을 한 결 과 상대적으로 낮은 β=0.2를 얻었다(Fellenius et al, 1999;
Lei and Ng, 2007).
O'Neill과 Reese(FHWA, 1999)는 모래지반에 시공된 현장
타설말뚝의 설계에 있어서 β값은 깊이( )(h≤26m)에 비례 하여 감소하나 최소 β=0.25로 제안하고 있다. 이는 본 연구 에서 조사한 바렛말뚝의 β값을 충족하는 결과이다.
4. 수치해석
본 논문에서는 MIDAS-GTS로 3차원 비선형 유한요소해석 을 실시하여 바렛말뚝에 대한 해석을 수행하였다. 해석조건 은 말뚝구조체의 경우 탄성모델을 적용하였고, 지반은 Mohr-
Coulomb의 파괴규준을 따르는 탄소성 모델을 적용하였다.
말뚝의 거동해석시 평면변형율 조건이 적용되는 2차원으로 해석할 경우 단계별 하중재하에 따른 정확한 지지거동 및 하중전이 특성의 파악이 어려운 관계로 단일 바렛말뚝에 대 한 3차원 모형해석을 수행하였다. 또한 말뚝과 지반과의 슬 립효과를 고려하기 위하여 경계면 요소를 적용하였다. 해석 순서는 원지반과 말뚝을 동시에 모형화하고 응력상태를 초 기상태로 안정화한 후 재하하중을 단계별로 나누어 실행하 였다. 전체적인 모형 및 요소망은 그림 8과 같다.
4.1 Interface 요소
말뚝과 지반의 경계면 상호작용으로 인한 슬립을 모사하기
위해 Mohr-Coulomb의 파괴규준을 따르는 경계면요소를 사 용하였다. 본 해석은 물성이 서로 다른 재료나 큰 강성차를 갖는 재료간 발생하는 미끄러짐을 허용할 수 있도록
Goodman의 경계면요소를 사용하였고 이러한 모델링이 가능
하게 하기 위해 등매개변수(isoparametric)요소를 사용하였 다. 경계면요소는 수직강성 kn과 전단강성 ks으로 구성되 며 경계면 요소에서 강성을 산정하는 방법은 식 (1), (2)와 같다.
(1)
(2)
여기서, ,
Fn, Fs: 수직 및 접선방향 하중, un, us: 수직 및 접선방향 상대변위
4.2 수치해석결과
말뚝의 수치해석은 현장 양방향재하시험과 동일하게 모사 하기 위하여 셀을 기준으로 상부말뚝과 하부말뚝으로 나누 어 반복주기 재하방법을 사용하여 수치해석을 실시하였고 현 장재하시험결과와 비교하였으며 그 결과는 그림 9와 같다.
그림 9는 하중단계별 최대변위곡선으로 A-현장 바렛말뚝 의 경우 단계별 하중재하시 선단변위 6.1mm, 주면변위
48.1mm의 결과를 보이고 있다. 이는 현장시험결과와 비교할
때 선단 변위는 비슷한 결과를 보이고 있으나 주면부의 변 위는 시험결과보다 더 크게 발생하였다. 이는 경계면 효과를 h
Fn=knun
Fs=ksus
kn Fnmax unmax ---
= ks Fsmax
usmax ---
=
표 2. 수치해석대표입력물성치
구 분 τt
(kN/m3)
C (kN/m3)
φ (o)
E
(kN/m2) υ ks, kn
(kN/m3)
실트질점토층 18 30 25 18000 0.35 각 지층별
T-Z곡선이용
kn=100kn (문헌참조)
모래질자갈층 20 0 37 160000 0.3
연암층 28 50 40 37000000 0.25
말뚝 23 - - 25000000 0.17
그림 8. 수치해석모델링및요소망
그림 9. 하중 - 변위곡선 (현장재하시험/수치해석)
그림 10. 등가하중침하곡선 (현장재하시험/수치해석)
수치해석적으로 고려하면 동일 지층에 균등하게 적용되는 반 면 현장재하시험은 불균질 지층에 흙과 콘크리트 사이 경계 면 요소가 균일하지 않기 때문인 것으로 판단된다. B-현장은 선단변위 81.9mm, 주면변위 19.2mm의 결과를 보이고 있으 며 현장시험결과와 비교할 때 주면부의 거동은 비슷하게 나 타났으나 선단부는 차이가 큼을 알 수 있었다. 이는 선단부 를 수치해석에 적용하는데 있어 시공 중 발생되는 슬라임이 나 선단부 암반상태를 정확히 모사하기 어려운 문제로 추정 된다. C-현장도 B-현장과 같이 주면부 변위결과는 현장시험 결과와 유사하나 선단부 변위결과 값의 차이가 크게 나타났 다. D-현장은 선단변위 22.5mm, 주면변위 10.0mm의 결과 를 보이고 있으면 A~D현장 중 현장시험결과와 가장 유사한 결과가 나타났다.
해석으로 구한 선단 및 주면부 하중변위곡선을 등가하중침 하곡선으로 변환시켜준 결과를 그림 10에 나타냈다. 해석 결 과 주면부와 선단부 변위값이 균등하게 발생되지 않은 A,
B, C 현장의 경우 등가하중침하곡선으로 변화하는 과정에서
주면부와 선단부중 작은 변위값 기준으로 산정되는 특성상 그 이상변위에 대해서는 외삽법을 통한 등가하중침하곡선으 로 나타내었다. 전체적으로 말뚝의 탄성압축량을 고려한 결 과가 수치해석결과와 더 유사한 거동을 보이고 있음을 알 수 있었으며 D 현장의 경우 비교적 균등한 주면부 및 선단 부 변위를 보이고 있어 수치해석으로 모사한 등가하중침하 곡선간 하중-침하 거동도 가장 유사한 결과를 보였다.
상기 결과들에서 양방향 재하시험을 모사한 수치해석은 선 단부보다 주면부를 잘 모사하고 있는 것으로 나타났으며 이 는 주면부의 지층과 말뚝사이 경계면요소를 적절히 고려한 해석결과가 주면부 하중-변위 곡선을 예측하는데 유용할 것 으로 판단된다.
5. 결 론
본 연구에서는 바렛말뚝에 대해 현장 양방향재하시험 및 3 차원 수치해석을 실시하여 하중전이 특성을 평가하였다. 총 4개의 시공현장을 대상으로 하중전이거동과 지층별 주면마찰 력에 따른 β값을 산정하였으며 이를 토대로 3차원 유한요소 해석을 수행한 결과를 종합하면 다음과 같다.
1. 현장 바렛말뚝의 지지력-침하특성을 살펴본 결과 항복이 나 극한상태를 보이지 않았으며 최대 하중 이하 지속적인 침하를 보여 최대 하중 이상의 하중을 지지할 것으로 판 단되며 설계하중이상의 허용지지력을 확보하는 것으로 나 타났다.
2. 바렛말뚝의 주면마찰력 평가를 위한 β값 산출 결과 실트 질 점토층에서는 0.14~0.44의 분포로 평균 0.25의 값을 나타냈으며 자갈층의 경우 0.33~0.74의 분포로 평균 0.45 의 값을 나타내었다.
3. 말뚝의 등가하중침하곡선을 분석한 결과 말뚝의 탄성압축 량을 고려한 등가하중침하곡선는 현장별 실시험결과와 차 이를 보이고 있으며 수치해석결과와 비교할 때 탄성압축 량을 고려한 등가하중침하곡선이 좀 더 유사한 거동을 보 이는 것으로 나타났다.
4. 양방향재하시험을 대상으로 3차원 유한요소해석을 실시한 결과 선단부보다 주면부를 유사하게 모사하고 있는 것으 로 나타나 말뚝 주면부 지층과 말뚝본체사이 경계면 요소 를 적절히 고려하면 주면부 하중-변위 곡선을 예측하는데 유용할 것으로 판단된다.
참고문헌
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(접수일: 2008.10.2/심사일: 2008.11.4/심사완료일: 2009.2.5)
