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표제지
요지
목차
1. 서론 10
1.1. 연구배경 및 목적 10
1.2. 연구동향 11
1.2.1. 합성말뚝 12
1.2.2. FRP말뚝 13
1.2.3. 복합말뚝 15
1.3. 연구내용 및 방법 17
2. 이론적 배경 19
2.1. 국내·외 말뚝의 설계·시공 현황 19
(1) 외국의 지반조건에 따른 말뚝의 설계·시공현황 19
(2) 국내의 지반조건에 따른 말뚝의 설계·시공현황 20
2.2. 말뚝의 장·단점 비교 20
2.3. 외국의 복합말뚝 적용 현황 22
2.3.1. 미국의 복합말뚝 적용 현황 22
2.3.2. 일본의 복합말뚝 적용 현황 22
2.4. 국내의 복합말뚝 적용현황 24
2.5. 복합말뚝의 제안 25
2.5.1. 복합말뚝(HCP)의 제안배경 25
2.5.2. 복합말뚝의 정의 25
2.6. 수평력이 작용하는 말뚝의 해석 방법 26
2.6.1. 극한평형법 27
2.6.2. 탄성지반반력법 28
2.6.3. p-y 비선형해석법 30
2.6.4. 수평지반반력계수 Kh의 산정 31
2.6.5. 군말뚝 효과에 의한 수평지반반력계수의 보정 32
2.6.6. 수평지반반력상수 nh의 산정 33
3. 현장시험 34
3.1. 현장시험 개요 34
3.1.1. 연결이음부 위치 34
3.1.2. 연결부의 건전성 평가 35
3.2. 항타시험에 의한 복합말뚝의 건전성 평가 36
3.3. 휨강도시험을 통한 복합말뚝의 건전성 평가 39
3.4. 수평재하시험을 통한 복합말뚝의 건전성 평가 40
4. 현장 수평재하시험결과와 Chang의 이론해석 비교 45
5. 결론 49
참고문헌 51
ABSTRACT 53
표 2.1. 말뚝의 장·단점 비교 21
표 2.2. 미국의 복합말뚝 종류와 현황 22
표 2.3. 일본 복합말뚝 적용실적((주)TOYO ASANO) 23
표 2.4. 관발주 토목공사용 복합말뚝 출하실적 23
표 2.5. 국내 복합말뚝 적용 사례 24
표 2.6. 요코야마의 수평지반반력계수(일본도로협회, 2002) 32
표 3.1. 시험말뚝의 구성 37
표 3.2. 말뚝길이에 따른 항타응력 38
표 3.3. 최대항타 응력 39
그림 1.1. SC말뚝 13
그림 1.2. FRP말뚝 14
그림 1.3. 복합말뚝 16
그림 2.1. 유럽지역의 지반조건 19
그림 2.2. 국내의 지반조건 20
그림 2.3. 복합말뚝의 개요도 26
그림 2.4. 말뚝머리 조건별 수평거동 30
그림 2.5. 사질토지반에서 상대밀도와 수평지반반력계수 관계 33
그림 3.1. 말뚝 연결부 위치 선정 35
그림 3.2. 복합말뚝 연결부 보강 및 이음 36
그림 3.3. 지층구성 및 시험 말뚝 항타 현황 37
그림 3.4. 복합말뚝 항타 후 굴착 전경 37
그림 3.5. 복합말뚝의 휨강도시험 전경 39
그림 3.6. 복합말뚝의 휨강도시험 개요도 40
그림 3.7. 콘크리트용과 강재용 변형률계 설치 모습 42
그림 3.8. 시험말뚝이 시공된 지반조건 및 경사계 위치 43
그림 3.9. 경사계 설치 전경 44
그림 3.10. 하중단계별 경사계에서 측정된 수평변위 45
그림 4.1. 이론식(Chang) 및 계측값 깊이별 변위 비교 46
그림 4.2. 하중단계별 깊이에 따른 응력 계측 결과 47
그림 4.3. 이론식(Chang) 및 깊이별 응력계측결과 48
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복합말뚝공법은 일반적인 말뚝시공이 부적합하거나 비경제적인 지반조건에 쓰여왔다. 미국에서는 항만구조물의 방충재나 안벽 구조물 기초에 기존의 강관말뚝을 대신할 수 있는, 부식에 반영구적인 재질을 이용한 복합말뚝에 대한 연구가 2000년 이후에 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 FRP(fiber reinforced polymers)나 탄성섬유로 원형말뚝 안쪽에 PC나 RC콘크리트를 채운 복합말뚝을 구성하여 호안구조물의 유지비용을 획기적으로 줄일 수 있는 복합말뚝에 대한 연구가 진행되고 있다.
우리나라는 전 세계적으로 말뚝 기초의 활용이 가장 활발한 나라 중 하나이다. 그러나 현장에서 실제 적용되고 있는 것은 PHC 및 강관말뚝이 주로 사용되고 있을 뿐 외국에서 보편적으로 사용되는 사각 콘크리트말뚝이나 복합말뚝은 거의 사용되지 않고 있다.
따라서 본 연구에서는 말뚝의 상단은 강관이고 하단은 콘크리트로 구성된 복합말뚝공법을 제안하여 항타시험, 수평재하시험, 휨강도시험을 실시하여 현장적용성을 평가하고자 하였다. 연구결과, 복합말뚝은 횡방향 저항에 대해 우수하게 나타며 구조적 측면, 환경적 측면에서도 우수한 것으로 나타났다.
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