선단확장 말뚝의 지지력에 대한 실험적 연구

Abstract

최근 말뚝기초의 사용이 빈번해 짐에 따라 다양한 형태의 말뚝이 연구 개발되어 왔으며, 그 중 말뚝 선단의 확장을 통해 선단지지력을 증가시키는 선단 확장형 말뚝의 사용이 증가하고 있다. 선단확장형 말뚝은 기존 말뚝의 선단부에 확장 보강판을 설치하거나, 다양한 형태의 선단확장 PHC 말뚝을 설치하여 제작하고 있다. 이때 말뚝의 선단지지력은 선단확장부의 직경이 증가함에 따라 비례하여 증가하는 것으로 간주하여 적용하고 있다. 그러나 말뚝의 선단면적 증가에 따른 지지력 및 주변지반의 거동에 대한 연구는 미미한 실정이다.

본 연구에서는 말뚝 선단확장부의 폭과 높이에 따른 말뚝의 지지거동 특성 및 말뚝 주변지반의 거동 특성을 실내실험(급속재하시험)을 통해 분석하고자 하였다.

말뚝 직경(D)을 기준으로 선단확장부 폭은 5mm(0.07D), 10mm(0.14D), 15mm(0.21D)로 변화시키고, 각각에 대해 선단확장부 높이는 50mm(0.7D), 100mm(1.4D), 150mm(2.1D)로 변화시키면서 실험을 수행하였다.

연구결과 말뚝의 선단면적이 7%, 14%, 21% 증가함에 따라 말뚝 선단지지력은 비선단확장 말뚝 대비 약 5%, 12%, 18% 증가하였다. 말뚝의 선단지지력은 선단면적에 비례하여 증가하지 않고 약 3% 작게 나타났다. 선단확장부 높이 변화에 대한 선단지지력의 증가는 미미한 것으로 나타났다.