짧은 쇄석다짐말뚝의 지지력에 관한 연구

Abstract

짧은 다짐쇄석말뚝(Rammed Aggregate Pier)공법은 깊은 기초와 얕은 기초의 중간개념(Intermediate Foundations)으로 연약한 지반에 천공을 시행한 후 높은 다짐에너지를 이용하여 쇄석을 다짐으로써, 원지반의 전단강도 및 지지력을 높이는 공법으로 긴말뚝과 직접기초의 중간적인 개념이다. 지반보강 및 기초공법 용도로 사용되며 침하량을 기준치내로 제어함으로써 상부구조물을 지지하는 공법이다. 이에, 본 연구에서는 RAP 공법을 구조물 기초로서의 지지력 특성을 비교하기 위하여 본 실험결과와 파괴형상에 따른 지지력을 예측하기 위한 제안식(Terzaghi-Buisman)과 깊은기초의 극한지지력을 예측하기 위한 Janbu, Vesic, Meyerhof의 제안식들을 비교하였다. 그리고 파괴거동을 파악하기 위한 실내 모형실험을 수행하였다. 사질토 지반에서 상대밀도별(60%, 70%, 90%), 직경별(45mm, 60mm, 70mm)로 RAP를 설치한 후 깊이별(5cm, 10cm, 15cm, 20cm, 25cm, 30cm)로 토압계를 각각 RAP에 인접한 곳과 RAP 중심에서 1D 떨어진 곳에 설치하여 하중재하 실험을 수행하여 RAP의 지지력 및 파괴거동을 검토하였다. 실험 결과, RAP의 파괴거동은 깊이 5~10cm(1D~2D)에서 최대 횡토압을 받아 일반적인 RAP의 파괴 형태인 Bulging 파괴가 발생하는 것으로 판단되었다. 그리고 RAP의 파괴 형태인 Bulging 파괴가 발생하는 것으로 판단되었다. 그리고 RAP에 하중을 가하였을 경우 상대밀도가 낮을 경우에는 RAP의 직경변화가 컸으며 상대밀도가 높을 경우에는 RAP의 직경변화가 작음을 알 수 있었다. 깊이별 횡방향 응력 분포도는 상부에서 횡토압의 영향이 크게 나타났으며 하부로 내려갈수록 작아지는 것을 알 수 있었다. 말뚝의 간격이 중심으로부터 짧을수록 지지력이 증가하고 길수록 지지력이 감소하였다. 구속효과 및 변형억제 등의 상호작용 효과가 증대하고 지반이 조밀해지고 지지력이 증가하며 침하량이 감소하였다.