삼척지역 고강도 타입 강관말뚝의 극한 지지력 산정 및 항타 관입성 분석

Abstract

강관말뚝 재료의 고강도화로 인하여 고강도 강관말뚝을 활용한 시공이 많아짐에 따라 강관말뚝의 적절한 설계 및 시공이 중요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 강원도 삼척시 LNG 탱크 기지 건설현장에서 실시한 강관말뚝 현장재하시험의 결과를 분석하여, 극한지지력을 산정하고 직경 812.8mm, 914.4mm의 고강도 강관말뚝을 삼척지역 현장 지반조건을 기준으로 GRLWEAP 프로그램으로 항타관입성 분석을 수행하였다. 현장재하시험을 실시한 송도, 광양, 익산지역의 기존 시험결과와 삼척 준설매립지역에서 현장재하시험 결과들을 종합하여 비교분석하였다. 선단지지력의 경우에는 국내외 설계기준에서 선단지지력 산정식 중 하나인 Meyerhof 식을 기준으로 하여 분석하였다. Meyerhof 식에서는 지반조사를 통하여 얻을 수 있는 N값을 이용하여 극한지지력을 산정할 수 있는데 계수 m(300)을 보정된 N값에 곱하여 나타낸다. 여기에서 상한값을 50회로 대입하여 15,000kPa로 규정하고 있는데 삼척지역의 경우 설계지지력 확인을 목적으로 항타에너지가 부족하여 이 상한값에 미치지 못하였다. 삼척지역 주면마찰력의 경우도 마찬가지로 Meyerhof 식의 상한값 100kPa에 도달하지 못하였다. 반면, 송도, 광양지역에서는 선단지지력과 주면마찰력 모두 Meyerhof 식의 상한값을 상회하였다. 현장재하시험의 결과를 이용하여 파동이론에 근거한 GRLWEAP 분석을 실시하였다. 항타장비와 말뚝 직경에 따른 일반 강관말뚝과 고강도 강관말뚝의 항타 가능한 관입깊이를 추정할 수 있었다. 높은 항타에너지로도 항타가 가능한 고강도 강관말뚝은 일반강관말뚝과 비교하여 상대적으로 우수한 항타 관입성을 가진다고 판단할 수 있다. 또한, 항타장비 선정의 예시를 차트로 만들어 항타장비에 따른 관입 가능 깊이를 추정해 보았다.