암반층에 근입된 현장타설말뚝의 새로운 설계기법 개발
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본 연구의 최종목표는 새로운 설계법의 국내 적용성 확인을 근거로 만들어진다.1차년도에 시험 및 조사 등을 통하여 검토한 결과로부터 Seidel이 제안한 새로운 설계법이 국내 암반조건에 적합한 경우에는 이를 국내에 적용하기 위한 기본 자료와 신뢰도 있는 설계를 하기 위한 자료 제공과 함께 간편한 설계도표를 작성한 후 과업이 완료된다.그러나,1차년도 연구결과를 통해 기존의 이론적인 소켓팅 전단모델이 수정될 필요가 있는 것으로 판명될 경우 이를 수정하여 국내에 맞는 S/W를 작성하고 기존 시험자료를 통해 최종 평가되는 것으로 계획되었다.1차년도 연구결과,국내 화강암은 기존의 전단 모델을 적용할 수 있는 것으로 평가되었지만 평가위의 의견에 따라 1차년도의 결과를 보완하고 확장하는 방향으로 2차년도 연구내용이 설정되었다.따라서 2차년도에는 편마암에 대한 적용성을 평가하고,화강암에 대해서는 1차년도에 작성된 설계도표를 실무적으로 활용할 수 있도록 자료의 제공과 함께 설계계산쉬트(spread sheet)를 작성한다.아울러 화강암 및 편마암 이외의 암종에 대한 설계법을 고찰한다.
본 연구의 내용는 크게 두 가지로 나눌 수 있다.첫째는 국내 실정에 부합한 록 소켓팅 설계법의 제안이며,둘째는 새로운 설계법인 Rocket(Seidel,2001)의 국내 편마암에 대한 적용성 확인이다.첫 번째 록 소켓팅 설계법의 제안은 먼저 국내 및 국외 기준 등 관련자료를 수집하고 분석하며 이와 더불어,국내 및 국외 현장타설말뚝 시험자료의 수집과 분석을 실시하는 것이다.또한,현재 진행되고 있는 현장타설말뚝 시공 현장을 방문하여 말뚝을 암반에 소켓팅시키기 위하여 굴착한 암반에 대하여 Profile 게이지 또는 Resin 등을 이용하여 거칠기를 측정하고 분석한다.이렇게 분석이 이루어지는 과정에서 거칠기의 통계 분석이 실시된다.그리고 이러한 분석을 통하여 국내 실정에 맞는 록 소켓팅 설계법을 제안한다.먼저 록 소켓팅 설계용 계산쉬트를 작성하고 설계용 가이드 및 자료(shaft resistance coefficient,거칠기,construction factor 등)를 제공하게 된다.두 번째 Rocket의 국내 편마암에 대한 적용성 확인을 위한 작업은 먼저 Rocket을 이용하여 수집된 시험자료를 분석한다.이렇게 도출된 Rocket 분석 결과와 수집된 시험결과를 비교·분석한다.또한 현장 편마암 암편을 이용한 CNS(Constant Normal Stiffness)전단시험 및 관련시험을 실시하여 그 결과를 분석한다.이 과정을 자세히 언급하면,먼저 실내에서 거칠기를 재현하는 시편을 제작하여 소켓(암반 굴착면과 콘크리트의 부착면)부의 전단시험을 수행한다.전단시험은 치수효과(size effect)를 극복하고,현장조건과 같은 경계조건을
먼저 활용방안을 살펴보면,본 과제가 완료되면 연구결과를 토목설계 분야에 직접 활용할 수 있다.아울러 본 연구 성과는 건설환경에 부응하는 현장타설말뚝의 활성화에 기여하게 된다.또한,토목분야 이외에 전기분야의 송전철탑기초 및 교량기초,건축분야의 톱다운기초의 설계 분야에도 활용 가능하며,향후 도심비의 고층화 및 건설환경 문제 등을 고려하면 일반 고층구조물의 기초 설계에도 활용성이 클 것으로 기대된다.그리고 기대효과는 크게 기술적 측면과 경제·산업적 측면으로 분류할 수 있다.기술적 측면에서는 전통적인 경험적 기법을 이용한 기존의 설계방법을 개선하고 최신의 선진기술을 도입,토착화시킴으로써 현장타설말뚝 분야의 발전에 기여하게 된다.또한,전세계적으로 독창성이 있는 대형 CNS 전단시험기의 특성파악과 아울러 국내 제작기술 능력을 전수시킬 수 있다.경제·산업적 측면에서는 새로운 설계 기법이 적용될 경우 풍화암층의 전단저항력을 이용하여 암반의 경도별 최적깊이 설계가 이루어질 수 있으므로 현장타설말뚝 기초공의 경제성에 기여한다고 할 수 있다.