(Kyoungtae Moon)
๋ฌธ๊ฒฝํ1
(Sangyeol Park)
๋ฐ์๋ ฌ2โ
-
์ ์ฃผ๋ํ๊ต ํ ๋ชฉ๊ณตํ๊ณผ ๋ฐ์ฌ๊ณผ์
(Jeju National University)
-
์ ์ฃผ๋ํ๊ต ํ ๋ชฉ๊ณตํ๊ณผ ๊ต์
(Jeju National University)
Key words (Korean)
๋งค์
๋ง๋, ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ, ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก, ๋ฐฐํฉ๋น, ์๋ฉํธํ, ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด
Key words
Drilled-in pile, Shaft resistance, Grouting material, Mix proportion, Cement paste, Mortar
-
1. ์ ๋ก
-
2. ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ ๋ฐ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค
-
3. ์คํ๊ณํ
-
3.1 ์๋ฐ๋งค์
๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉดํ๊ดด
-
3.2 ์คํ์ฒด ๋ฐ ๋ณ์
-
3.3 ์ฌ์ฉ์ฌ๋ฃ
-
3.4 ์คํ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฅ์น
-
4. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
-
4.1 ๋งค์
๋ง๋์ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์
-
4.2 ๋งค์
๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๊ฑฐ๋
-
4.3 ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ
-
4.4 ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ
-
4.5 ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ vs. ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ
-
5. ๊ฒฐ ๋ก
1. ์ ๋ก
ํ๋ ฅ๋ฐ์ ๊ธฐ, ์ก์ ํ, ๊ตด๋ ๋ฑ๊ณผ ๊ฐ์ ํ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ํญ์ ๋นํ์ฌ ๋์ด๊ฐ ๋์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๋ก์, ์ธ๋ ฅ์ ์ํด ์ ๋๋ชจ๋ฉํธ๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ฐ์ํ๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์
์ง์งํ๊ธฐ ์ํด์๋ ์๋์ ์ผ๋ก ํฌ๊ธฐ๊ฐ ํฐ ์ค๋ ฅ์ ๊ธฐ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ฑฐ๋ ๋ง๋ ๊ธฐ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํด์ผ ํ๋ค. ์ค๋ ฅ์ ๊ธฐ์ด๋ฅผ ์ฌ์ฉํ๊ธฐ ์ํด์๋ ๋์ ๋ถ์ง์ ๋ถ์ง ๊ตด์ฐฉ์์
์ด
์๊ตฌ๋๋๋ฐ, ๊ธฐ์ด๋ถ์ง๊ฐ ์ ํ์ ์ด๊ฑฐ๋ ์ง๋ฐ์ด ์๋ฐ์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ค๋ ฅ์ ๊ธฐ์ด์ ๋ง๋ํ ๊ณต์ฌ๋น๊ฐ ์์๋๋ค. ์ด๋ฌํ ๊ฒฝ์ฐ ๋ง๋๊ธฐ์ด๋ ์ฐจ์งํ๋ ๋ฉด์ ์ด
์๊ณ ๊ฒฝ์ ์ ์ธ ์ฅ์ ์ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ค. ๋ง๋๊ธฐ์ด๋ ํ์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์์ฉํ๋ ์ ๋๋ชจ๋ฉํธ์ ๋ํด ์๋ก ๋จ์ด์ ธ ์๋ ๋ง๋์ ์์ถ๋ ฅ๊ณผ ์ธ๋ฐ๋ ฅ, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ํ๋ ฅ์ผ๋ก
์ ํญํ๊ฒ ๋๋ค. ํนํ, ๊ตญ๋ด ํด์ํ๋ ฅ๋ฐ์ ๊ธฐ์ ๊ฒฝ์ฐ Fig. 1์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ Jacket ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ์ ์ฃผ๋ก ์ฑํํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ํฐ ์ํ๋ ฅ๊ณผ ํฐ ์ ๋๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ
์ง์งํ๊ธฐ ์ํ์ฌ 3, 4๊ฐ์ ๋ค๋ฆฌ์ ๊ฐ๊ฐ ์๋ฐ๋งค์
๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ด์ฉํ์ฌ ์ง์งํ๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ์์ ๋ณด๋ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ํ์ค์์ฉ์ (๋กํฐ)์์ ์ง์ง์ (ํด์ ๋ฉด)๊น์ง์
๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ์์ฌ์ผ๋ก ์ธํด ๋ ๋ฉ์ด์ง๊ฒ ๋๊ณ , ์ด๋ก ์ธํด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ ํฐ ์ ๋๋ชจ๋ฉํธ๋ฅผ ์ง์งํด์ผ ํ๋ค. ๋ํ ํด์์์ ์์
์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ฏ๋ก ๋ณด๋ค ์์ ํ๊ณ
๊ฒฝ์ ์ ์ธ ์๊ณต์ ์ํด์๋ ๋ง๋์ ์ง์ง๋ ฅ์ ์ ํํ๊ฒ ์ถ์ ํ์ฌ ๋ง๋์ ์ค๊ณํ๋ ๊ฒ์ด ํ์ํ ์ค์ ์ด๋ค. ํนํ, ์ธ๋ฐ๋ ฅ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ผ๋ก๋ง ๊ฒฐ์ ๋๊ธฐ
๋๋ฌธ์ ์ด์ ๋ํ ์ง์ง๋ ฅ ํ๊ฐ๊ฐ ๋์ฑ ์ ์คํ๋ค.
Fig. 1.
Jacket for Offshore Wind Turbine
๋ฐ๋ผ์, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์๋ฐ์ ๋งค์
๋ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์์ธกํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ชจํ์คํ์ ์ํํ๊ณ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํฅ์ ํ๊ฐํ๊ณ ์ ํ๋ค.
2. ๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ ๋ฐ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค
๋ง๋์ ์ง์ง๋ ฅ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ์ค๋ ๊ธฐ๊ฐ ๋์ ์๋ง์ ์ฐ๊ตฌ์๋ค์ ์ํด ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์งํ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ํ ์ฌ์ง๋ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ ์คํ๊ฐ์ ํ ๋๋ก ๊ธฐ์ด์ค๊ณ ์ด๋ก ์ด ์ ๋ฆฝ๋์ด
์๋ค. ๋ํ, ์๋ฐ์ ๊ทผ์
๋ ๋ง๋์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ํ์ฅํ์ค๋ง๋์ ๋์์ผ๋ก ํ ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ฃผ๋ฅผ ์ด๋ฃจ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฐ์ ๊ทผ์
๋ ํ์ฅํ์ค๋ง๋์ ๊ทนํ์ง์ง๋ ฅ์ ๋ํ
์์ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๊ธฐ์ด์ค๊ณ๊ธฐ์ค(KGS, 2015)์์ Table 1๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ๋ฆฌํ๊ณ ์๋ค. ๋ํ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๊ธฐ์ด์ค๊ณ๊ธฐ์ค(KGS, 2015)์์๋ ์ฐ์๋ฐ์ ๊ทผ์
๋
๊ฐ๊ด๋ง๋์ ๋ํ ๊ทนํ์ ๋จ์ง์ง๋ ฅ ์ฐ์ ์์ ๊ฒฝํ์์ผ๋ก ์ ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ ๋จ์ง์ง๋ ฅ ๊ฐ์ ํฌํจ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ฐ์ฃผํ๊ณ ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํํ ์ค๊ณ๊ธฐ์ค์ผ๋ก๋
์๋ฐ์ ๋ง๋์ ๋งค์
ํ๊ณ ์ฃผ๋ฉด์ ๊ทธ๋ผ์ฐํ
ํ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ํด์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ํ๊ฐํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ธ๋ฐ์ง์ง๋ ฅ์ ๋ํ ์ถ์ ๋ํ ๋งค์ฐ ์ด๋ ค์ด ์ํ์ด๋ค.
Table 1. Side Resistance of Drilled Shafts in Rock (KGS, 2015)
|
: Uniaxial compressive strength (UCS) of rock,
: Atmospheric pressure,
: The smaller of UCS of rock and concrete,
: UCS of concrete at 28-days,
: Coefficient of friction
: Drilled shaft of length
|
์๋ฐ๋งค์
๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋ํ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋งค์ฐ ๋ถ์กฑํ ์ค์ ์ด๋ฉฐ, ์๋ฐ์ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ด ๋งค์
๋ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ํด์ Maertens(2002)์ด ๋ฐํํ ๋ฐ ์๋ค.
Maertens(2002)๋ ํํ๋ ํ๋ฌด์์ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ค์นํ ๊ฒฝ์ฐ ๋ง๋์ ์ฑ๋ฅ์ ํ๊ฐํ๊ณ ์๊ณต ์ ์์ ๊ฒฐ์ ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ํ์ฅ์ํ(์์ถ, ์ธ๋ฐ)์ ์ํํ์์ผ๋,
์ ์ฉํ์ฅ์ ๋ํ ์ฑ๋ฅํ๊ฐ๋ง ํ์๋ค๋ ํ๊ณ๊ฐ ์์๋ค. Moon et al.(2014)์ ์๋ฐ๋งค์
๊ฐ๊ด๋ง๋์ ๊ทนํ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๊ฐ๊ด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์
๋ถ์ฐฉ๋ ฅ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค๊ณ ๋ฐํํ ๋ฐ๊ฐ ์๋ค. Moon et al.(2014)์ ์๋ฐ์ ๊ฐ๊ด์ด ์ฝ์
๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๊ฑฐ๋์ ๋ชจํ์คํ์ ํตํด ํ๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ,
์ฝ 1MPa์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋๋ฅผ ๋ํ๋๋ค. Shakir-Khalil(1993a, 1993b)์ Nezamian et al.(2002)๋ ๊ฐ๊ด ์์ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๊ฐ
์ฑ์์ก์ ๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๊ฐ๊ด ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋์ ๋ํด ๋งค์
์กฐ๊ฑด์ ๋ณ์๋ก ํ์ฌ ์คํ์ฐ๊ตฌ๋ฅผ ์ํํ์ฌ ๊ฐ๊ด๊ณผ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ๋ถ์ฐฉ๊ฑฐ๋์ ๋ํด ์ ๋ฆฌํ์๋ค.
๊ธฐ์กด ์ฐ๊ตฌ์ ๊ฒฝ์ฐ, ์๋ฐ์ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ค์นํ์ฌ ์ง์ง์ฑ๋ฅ์ ํ๊ฐํ์์ผ๋ ์ง์ง๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ธ์์ ๋ํ ํ๊ฐ๊ฐ ๋ฏธํกํ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์
๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ ์๋ฐ๋งค์
๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์๋ฉํธ, ๋ฌผ, ์๊ณจ์ฌ(๋ชจ๋)์ ๋ฐฐํฉ๋น๋ฅผ ๋ฌ๋ฆฌํ์ฌ ๋ชจํ์คํ์ ์ํํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ทธ
๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ์ฌ ์๋ฐ๋งค์
๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ ์ฐ์ ์ ๊ธฐ์ด์๋ฃ๋ก ์ ์ํ๊ณ ์ ํ๋ค.
3. ์คํ๊ณํ
3.1 ์๋ฐ๋งค์
๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉดํ๊ดด
์๋ฐ์ ๋งค์
๋ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉดํ๊ดด๋ Fig. 2์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด 4๊ฐ์ง ํํ๋ก ๋ํ๋ ์ ์๋ค. ๋จผ์ , ๊ฐ๊ด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉํ๊ดด, ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก
์์ฒด์ ์ ๋จํ๊ดด, ์๋ฐ๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉํ๊ดด, ๋ง์ง๋ง์ผ๋ก ์๋ฐ ์์ฒด์ ์ ๋จํ๊ดด์ด๋ค. ๊ฐ ๋ถ๋ถ์ ์ ํญ๋ ฅ ์ค ๊ฐ์ฅ ์์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๋ ๋ถ๋ถ์์
์ฃผ๋ฉดํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ ๊ฒ์ด๋ค.
Moon et al.(2017)์ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ ์ผ์ถ์์ถ๊ฐ๋์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ์ฐ๊ตฌํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ์ผ์ถ์์ถ๊ฐ๋(28์ผ)๋
๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ผ ์ฝ 7~36MPa์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. Lee(2013)์ ์ํ๋ฉด ์์์ ์ข
๋ฅ์ ๋ฐ๋ผ ์ผ์ถ์์ถ๊ฐ๋๋ ํฐ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ด๊ณ ์์ผ๋ฉฐ ์ํ์์ด๋
์
ฐ์ผ์ ์ ์ธํ๋ฉด 51~320MPa์ ๋ฒ์์ ๋ถํฌํ๊ณ ์๋ค. ์ผ๋ฐ์ ์ผ๋ก ์์์ ์ผ์ถ์์ถ๊ฐ๋๋ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ๋ณด๋ค ๋์ ๊ฐ์ ๋ณด์ด๋ฏ๋ก ์๋ฐ ์์ฒด์ ์ ๋จํ๊ดด๊ฐ
๋ฐ์ํ๊ธฐ ์ ์ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ์ ๋จํ๊ดด๊ฐ ๋ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ๋๋ค. ์ผ๋ฐ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ ์ผ์ถ์์ถ๊ฐ๋์ Eq. (1)๊ณผ ๊ฐ์ ์๊ด๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ
์๋ค. Table 2๋ Moon et al.(2017)์ ์ํ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ์ผ์ถ์์ถ๊ฐ๋์ Eq. (1)์ ์ํ ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋๋ฅผ ์ ๋ฆฌํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ฐ๊ด๊ณผ
์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋๋ณด๋ค ํฐ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์์ด ์๋ฐ๋งค์
๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๊ฐ๊ด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค.
Table 2. Strength of Grouting Materials
|
(1)
์ฌ๊ธฐ์, : ์ง์ ์ธ์ฅ๊ฐ๋, : ์ผ์ถ์์ถ๊ฐ๋
์๋ฐ๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋๋ฅผ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์์์ ๊ตฌ๋ฉ์ ๋ซ๊ณ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ์ฑ์ด ํ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ฐ์ด๋ด๋ ์คํ์ ์ํํ์๋ค. ์์์ ์ ์ฃผ๋
ํ๋ฌด์์ผ๋ก ๊ธฐ๊ณต์ด ์ ์ ๊ฒ(Basalt-1)๊ณผ ๊ธฐ๊ณต์ด ๋ง์ ๊ฒ(Basalt-2)์ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ฐฐํฉ๋น๋ Moon et al.(2017)์
์ฐ๊ตฌ๊ฒฐ๊ณผ์์ ์ผ์ถ์์ถ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ W06S4์ ๊ฐ์ฅ ์์๋ W12S6, ๋ชจ๋๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋์ง ์์ W08S0์ 40% ๋ฐฐํฉ๋ W08S4, ์ด
4๊ฐ์ ๋ฐฐํฉ๋น๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์๋ฐ๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋๋ Table 3๊ณผ ๊ฐ์ผ๋ฉฐ, Basalt-1์ W12S6์ ์ฌ์ฉํ ๊ฒฝ์ฐ, 0.95MPa๋ก
๊ฐ์ฅ ์์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์์ผ๋ฉฐ, Basalt-2์์๋ ๋ฐฐํฉ๋น์ ์๊ด์์ด ์ฝ 2.0MPa์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ๋์ผํ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ๋ฐฐํฉ๋น์์ ์๋ฐ๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก
์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋๊ฐ ๊ฐ๊ด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋๋ณด๋ค ํฌ๊ฒ ๋ํ๋๋ฏ๋ก ์๋ฐ์ ๋งค์
๋ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๊ฐ๊ด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋์ ์ํด
๊ฒฐ์ ๋๋ค. ์ด๋ Moon et al.(2014a)๊ฐ ์๋ฐ์ ๋งค์
๋ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๊ฐ๊ด๋ง๋๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์์ ๊ฒฐ์ ๋์๋ ๊ฒ๊ณผ ๋์ผํ ๊ฒฐ๊ณผ์ด๋ค.
Table 3. Max. Bond Strength (Rock vs Grout)
|
3.2 ์คํ์ฒด ๋ฐ ๋ณ์
์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์คํ๋ณ์๋ก ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์๊ณจ์ฌ๋น๋ฅผ ์ ํํ์๋ค. ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๋ ๊ตฌ์กฐ๋ฌผ๊ธฐ์ด์ค๊ณ๊ธฐ์ค(KGS,
2015)์์ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ์ ์ํ๋ 83~100%์ ๋ฒ์๋ฅผ ํ์ฅ์์ผ 60~120%์ ๋ฒ์์์ 20%๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 4๊ฐ์ ๋ณ์๋ฅผ ์ ์ ํ์๋ค. ๋ํ ์๊ณจ์ฌ๋น๋
์๋ฉํธํ๊ณผ ์๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ ํน์ฑ์ ๋น๊ต, ๊ฒํ ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ 0~60%์ ๋ฒ์์์ 20% ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก 4๊ฐ์ ๋ณ์๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์
์๊ณจ์ฌ๋น๋ฅผ ๋ณํ์์ผ ๋ฐฐํฉํ 16๊ฐ์ ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ํด ์ํํ์์ผ๋ฉฐ ์ด๋ฅผ Table 4์ ์ ๋ฆฌํ์๊ณ , ์คํ์ฒด ๋ช
์ Fig. 3์ ์ ๋ฆฌํ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๋
W, 60~120%์ ๋ฒ์๋ฅผ 06~12๋ก ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์๊ณจ์ฌ๋น๋ S, 0~60%์ ๋ฒ์๋ 0~6์ผ๋ก ํ์ํ์๋ค. ๊ฐ ๋ณ์ ์์์ ๊ฐ๊ฐ์ ์คํ์ฒด๋ฅผ
๊ตฌ๋ถํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ง์ง๋ง์ ๋ฒํธ๋ฅผ ๋ถ์ฌ์ ๊ตฌ๋ถํ์๋ค.
Table 4. Experimental Parameter
|
Fig. 4.
Experimental Specimens for Shaft Resistance
์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ๊ฐ๊ด์ D50mm์ธ ๊ตฌ์กฐ์ฉ๊ฐ๊ด์ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ์ฑ์ฐ๊ธฐ ์ํ์ฌ D100mm์ PE๊ด์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๋ฐ๋ฅ์๋ 150ร150mm์
๊ฑฐํธ์ง์ฉ ํฉํ์ ์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ง๊ฐํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ด ์์๋ ํ ๋ฐ๋ฅ๋ฉด์ ์ ๊ฑฐํ์ฌ ์ํํ์๋ค. ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ถ์ฐฉ๊น์ด๋ 300mm (6D)๋ก ์ ํ์ฌ PE๊ด์
300mm๋ก, ๊ฐ๊ด์ 500mm๋ก ์ฌ๋จํ์ฌ ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ ์ํ์๋ค. ์คํ์ฒด๋ 16๊ฐ์ ๋ณ์๋ณ๋ก 5๊ฐ์ฉ ์ด 80๊ฐ์ ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ ์ํ์์ผ๋ฉฐ, Fig. 4๋
์์ฑ๋ ์คํ์ฒด๋ฅผ ๋ณด์ฌ์ฃผ๊ณ ์๋ค.
3.3 ์ฌ์ฉ์ฌ๋ฃ
์คํ์ฒด ์ ์์ ์๋ฉํธ๋ ๊ตญ๋ด D์ฌ์์ ์ ์กฐํ ํฌํ๋๋ ๋ณดํต์๋ฉํธ(Type I)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์๊ณจ์ฌ๋ ์ํด ์ฐ์์์ ์ฑ์ทจํ์ฌ ์ธ์ฒ๋ ๋ฐ๋ค๋ชจ๋๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
๋ชจ๋๋ ๋ฐฐํฉ ์ ์ 100ยฐC์ด์์์ 24์๊ฐ ์ด์ ์์ ๊ฑด์กฐ์์ผฐ์ผ๋ฉฐ, ์
๋๋ถํฌ๋ Fig. 5์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ์ฌ์ฉ๋ ๋ชจ๋์ ๋ฌผ๋ฆฌ์
ํน์ฑ์ Table 5์ ์ ๋ฆฌํ์์ผ๋ฉฐ, ๋น์ค์ 2.64, ๊ฑด์กฐ๋จ์์ค๋์ 15.78์ด๋ค. ์ด ๋ชจ๋๋ ํ ์ง๋ถ๋ฅ๊ธฐ์ค์ธ ํต์ผ๋ถ๋ฅ๋ฒ(USCS)์ ์ํ์ฌ ๋ถ๋ฅํ๋ฉด SP๋ก ๋ถ๋ฅ๋๋ค.
Fig. 5.
Particle Size Distribution Curve of Sand
Table 5. Physical Properties of Sand
|
3.4 ์คํ๋ฐฉ๋ฒ ๋ฐ ์ฅ์น
์คํ๋ฐฉ๋ฒ์ ๋ง๋์ ์ ์ฌํ์ํ๋ฐฉ๋ฒ(KS F 2445)์ ์ฐธ์กฐํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ณธ ์ํ์์๋ ๋ง๋์ ์ต๋ ๋ถ์ฐฉ๋ ฅ์ ์ธก์ ํ ๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๊ทธ ์ดํ์ ์ฃผ๋ฉด๋ง์ฐฐ๊ฑฐ๋์
๋ํด์๋ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ณ์์ ์ด๋ก, ์ฌํ์๋๋ฅผ 1.0mm/min๋ก ์คํํ์๋ค. ์คํ์ ์ต๋๋ถ์ฐฉ๋ ฅ ์ดํ ์ด ๋ณ์๊ฐ 20mm๋์์ ๋ ์ข
๋ฃํ์ฌ ์ฃผ๋ฉด๊ฑฐ๋์
ํ๊ฐํ์๋ค. ๋ณธ ์คํ์์๋ ๋ชจํ ๋ง๋ ๋๋ถ์ ์์ฉํ๋ ํ์ค์ ๊ตญ๋ด C์ฌ์์ ์ ์ํ ๋ก๋์
(CLS-50t)๋ก ์ธก์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ๋๋ถ์ ๋ณ์๋ฅผ 2๊ฐ์ LVDT
CDP-50, CDP-25)๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์ฌ ์ธก์ ํ์๋ค. Fig. 6์ ์คํ์ ์ฌ์ฉ๋ ์ฅ๋น์ ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ค์นํ ๋ชจ์ต์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค.
4. ์คํ๊ฒฐ๊ณผ ๋ฐ ๊ณ ์ฐฐ
4.1 ๋งค์
๋ง๋์ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์
์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ ๋ฐฐํฉ์์๋ ์์ ํ ์ํ์์ฉ์ ์ํด ์ค๋๋น๋ก ์ฝ 25%์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ์์๋๊ณ , ์ ๋์ฑ์ ํ๋ณดํ๊ธฐ ์ํด 35~40%์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๋ฅผ
์ฌ์ฉํ๊ฒ ๋๋ค(Min, 2016). ๋งค์
๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ผ๋ก ์ฌ์ฉ๋๋ ์๋ฉํธ ํ์ ์ผ๋ฐ์ ์ธ ์ฝํฌ๋ฆฌํธ์ ์ฌ์ฉ๋๋ ์๋ฉํธ ํ์ 2๋ฐฐ ์ด์์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๋ฅผ
์ฌ์ฉํ์ฌ ๋ฌผ์ ์์ฌ๋์ด ๋งค์ฐ ๋ง์ ์ฌ๋ฃ๋ถ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ์์ฌ์์ ์ฆ๋ฐ๋ก ์ค์ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ด ๊ฐ์ํ์๋ค. ๋งค์
๋ง๋์ ์ค๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ๊ณ์ฐํ๊ธฐ์ํด ์คํ์ฒด
์ ์๊ณผ์ ์์ ๋ํ๋ ๋ธ๋ฆฌ๋ฉ, ๊ฑด์กฐ์์ถ์ผ๋ก ์ธํ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ด ๊ฐ์ํ ๊น์ด๋ฅผ ์ธก์ ํ์๋ค. Fig. 7์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ PE๊ด์ 300mm
๋์ด์ ๋ง๊ฒ ํ์คํ์์ผ๋ฉฐ, ๋ชจ๋์ ์๋ฉํธ๊ฐ ํผํฉ๋์ด ๊ฐ๋ผ์๊ณ () ์์ฌ์๊ฐ ๊ณ ์ด๊ฒ ๋๋ค. ์์ฌ์์ ๋ถ์ ํ๊ณ ์๋ ์๋ฉํธ์ ๋ชจ๋์ ๋ฏธ์ธ์
์๋ค์ด ์๊ฐ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋๊ณ ๊ฐ๋ผ์์ผ๋ฏ๋ก ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด์ธต() ์์ 10~14mm ๋๊ป์ ์๋ฉํธ์ธต()์ ํ์ฑํ์๋ค(Fig. 8). ์คํ์ฒด์ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ Fig. 7์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ถ์ฐฉ๊ธธ์ด()์ ๊ฐ๊ด์ ๋๋ ๋ฅผ ๊ณฑํ์์ผ๋ฉฐ, ์ค๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ๊ณผ ๊ณํ๋ฉด์ ์ ๋น๋ฅผ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ์์ฌ์จ๋ก ์ ํ์๋ค.
Fig. 8.
Longitudinal Section (W08S6)
Fig. 9.
Effect of W/C Ratio on Bond Area
Figs. 9 and 10์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ์์ฌ์จ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ด๋ค. Fig. 9๋ฅผ ๋ณด๋ฉด ์์ํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ
์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ์์ฌ์จ์ ์ ํ์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํ๊ณ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ๊ธฐ์ธ๊ธฐ ๊ฐ์ด ๊ฐ์ํ์ฌ ๊ฐ์ํญ์ด ๋ํ๋๊ณ ์์ด ์๊ณจ์ฌ
๋ฐฐํฉ์ด ์ค๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ๊ฐ์๋ฅผ ์ํํ๋ ์ญํ ์ ํ๊ณ ์์์ด ํ์ธ๋๋ค. Fig. 10์ ์๊ณจ์ฌ๋น์ ๋ํ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ์์ฌ์จ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก, ์์์ ์ธ๊ธํ
๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์๊ณจ์ฌ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ์์ฌ์จ์ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค. ๋ํ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ์์์๋ก ์์ฌ์จ์ด ํฐ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์์ผ๋, ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ
์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ณํ์ ์ํ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ๋ณํํญ์ด ์ปค์ง๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ์๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋จ์ ๋ฐ๋ผ ์๋ฉํธ ํ์ ๋ฐฐํฉ์์ด ์๋์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํ๋ฏ๋ก
๋ฌผ์ ์์ด ์ค์ด๋ค๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ์ด๋ฌํ ๊ฒฝํฅ์ด ๋ํ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 10.
Effect of Sand Proportion on Bond Area
4.2 ๋งค์
๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๊ฑฐ๋
์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ผ ์ค๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ฏ๋ก ์คํ๋ฐ์ดํฐ๋ ์ค๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ ๋ฆฌํ์๋ค. Fig. 11์ ๋ชจํ๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ๋ณ์์
๊ด๊ณ๋ฅผ ๊ฐ ๋ณ์๋ณ๋ก ๋ํ๋๋ ์คํ์ฒด๋ฅผ ์ ์ ํ์ฌ ๋์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๋ก ๊ตฌ๋ถํ์ฌ ๊ทธ๋ํ๋ฅผ ์ ๋ฆฌํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ๊ทธ๋ํ ๋ด์์๋ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ผ
๋์ํ์๋ค. Fig. 11์ ๋ํ๋ธ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์ด๊ธฐ์๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ๋ณ์๊ฐ ์ ํ์ ์ผ๋ก ๋น๋กํ์ฌ ์ฆ๊ฐํ๋ค๊ฐ 0.5~1.5mm์ ๋ณ์์์ ์ต๋๊ฐ์ ๋ณด์ด๊ณ ,
์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ ์ดํ์๋ ์ง์ง๋ ฅ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฑฐ๋์ ํ๊ณ ์๋ค. ๋ํ, ์ต๋๊ฐ ์ดํ์๋ ์ง์ง๋ ฅ์ ํฐ ๋ณํ์์ด ๋ณ์๋ง ์ฆ๊ฐํ๋ ํํ์ ๊ฑฐ๋์ ๋ชจ๋
์คํ์ฒด์์ ๋์ผํ๊ฒ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๊ฐ๊ดํ๋ฉด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ํํ์ ๋ถ์ฐฉ๋ ฅ๊ณผ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ง๋ฌผ๋ฆผ์ ์ํด ๋ํ๋๋ ๊ฐ(Nezamian et
al., 2002)์ด๋ฉฐ, ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ ์ดํ ์ง์ง๋ ฅ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๊ฐ์ํ์ฌ ๊ฑฐ์ ์ผ์ ํ ๊ฐ์์ ๋ณ์๋ง ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ตฌ๊ฐ์ ์ง์ง๋ ฅ์ ๊ฐ๊ดํ๋ฉด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์
๋ง์ฐฐ์ ์ํด ๋ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด๋ผ ํํํ์๋ค.
์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์์ด์ ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ๋ฐฐํฉํ๋ ๊ฒ(20~60%)์ด ๋ฐฐํฉํ์ง ์์ ๊ฒ(0%)๋ณด๋ค ํฌ๊ฒ ๋ํ๋๊ณ ์๋ค. ๋ํ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ์๊ณจ์ฌ
๋ฐฐํฉ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ง์ง๋ ฅ์ ํธ์ฐจ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น๋ ๊ฒ์ ํ์ธํ ์ ์๋๋ฐ, ์ด๋ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๊ณผ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ์๋ฉํธ์ ์์ ์๋์ ์ผ๋ก ๊ฐ์์์ผ ๊ณ ์ ์ก์
๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ ์ ํ์ํค๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 11.
Shaft Resistance-Displacement Curves
Fig. 12.
Effect of the Proportion of Grouting Material on Maximum Shaft Resistance
4.3 ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ
Fig. 12๋ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๊ฐ ๋ณ์ ๋ด์์ ๊ฐ์ ํธ์ฐจ๊ฐ 300kPa์ ๋ฒ์๋ก ๋ค์ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
Fig. 12(a)๋ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋ํ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์ํฅ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ๋ณํ์ ๋ฌด๊ดํ๊ฒ ์ฝ 350~650kPa์
๋ฒ์์ ๋ถํฌํ๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๊ณ ์์ผ๋ฉฐ, ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์
๋ฐ๋ผ ๊ฐ์ํญ์ด ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์๋ค. ์๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋์ง ์์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์์์๋ ์ธ๊ธํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์ํ์์ฉ์ ํ์ํ ๋ฌผ์ ์๋ฉํธ์ ์ฝ 25%์ด๋ฉฐ, ๋ณธ ์คํ์
์ฌ์ฉ๋ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๋ ์ํ์์ฉ์ ๋งค์ฐ ์ถฉ๋ถํ๋ฏ๋ก ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ๋ณํ๊ฐ ์๋ฉํธํ์ ๊ฐ๋ ๋ณํ์ ํฐ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น์ง ๋ชปํ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ๋ฐ๋ฉด, ์๊ณจ์ฌ๊ฐ
๋ฐฐํฉ๋ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น์ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ๊ฒฐํฉ์ํค๋ ์๋ฉํธ์ ์์
์๋์ ์ผ๋ก ๊ฐ์์์ผ ๊ณจ์ฌ์ฌ์ด์ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ ์ ํ์ํค๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
Fig. 12(b)๋ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ํฅ์ ํ๋๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ฆ๊ฐํ๋ ๊ฒฝํฅ์
๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ์ด๋ ์๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋ ๊ฒฝ์ฐ ๊ฐ๊ด๋ง๋์ ํ๋ฉด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์์ ์๋ฉํธํ์ ์ํ ๋ถ์ฐฉ๋ ฅ๊ณผ ๋๋ถ์ด ๋ง๋ฌผ๋ฆผ ํจ๊ณผ๊ฐ ๋ฐ์ํ์ฌ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์
์ฆ์ง์ํค๋ ํจ๊ณผ๊ฐ ์๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ฌ๋ฃ๋๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ 80~120%์ธ ๊ฒฝ์ฐ, ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ 60% ๋ฐฐํฉํ์์ ๋, ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ 40%์ธ ๊ฒ๊ณผ ๋น์ทํ๊ฑฐ๋
๊ฐ์๋ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ด๋ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ํฌ๊ณ , ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ 60%๋ฐฐํฉํ ๊ฒฝ์ฐ ์๋ฉํธ์ ์์ด ์๋์ ์ผ๋ก ๋ถ์กฑํ์ฌ ์๊ณจ์ฌ ์ฌ์ด์ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ด ์ ํ๋๋ฏ๋ก
์คํ๋ ค ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋๊ฐ ์ ํ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ์ถ์ธก๋๋ค.
4.4 ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ
Fig. 13์ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ณ์๋ณ๋ก ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์ ์ฌํ ๊ฒฝํฅ์ฑ์ ๋ํ๋ด์๋ค.
Fig. 13(a)๋ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋ํ๋ธ ๊ฒ์ผ๋ก ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ๋ฐฐํฉํ์ง ์์ ์๋ฉํธํ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ํฅ์
์ฃผ์ง ์์์ผ๋ฉฐ 100~250kPa์ ๋ฒ์์ ๋ถํฌํ์๋ค. ์๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋ ๊ฒฝ์ฐ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์ฆ๊ฐ๋ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ ํ์์ผฐ์ผ๋ฉฐ, ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ
์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ทธ ์ํฅ์ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ด๋ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ๊ฒฐํฉ์ํค๋ ์๋ฉํธ์์ด ์๋์ ์ผ๋ก ๊ฐ์ํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก
์ฌ๊ฒจ์ง๋ค.
Fig. 13.
Effect of the Proportion of Grouting Material on Residual Shaft Resistance
Fig. 13(b)๋ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋์ํ ๊ฒ์ผ๋ก, ๋ถ์ฐฉ๊ฐ๋์ ์ ์ฌํ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ์๊ณจ์ฌ์ ์ฆ๊ฐ๋ ๊ฐ๊ดํ๋ฉด๊ณผ
์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก ์ฌ์ด์ ๋ถ์ฐฉ๋๋ ์
์์ ์์ ์ฆ๊ฐ์ํค๋ฏ๋ก ๋ ์ ์ด๋ฉด์ด ๋ฏธ๋๋ฌ์ง ๋ ์ ์ด๋ฉด ์ฌ์ด์ ๋ฌผ๋ฆฌ์ ๋ง๋ฌผ๋ฆผ ํจ๊ณผ์ ์ํด ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก
์ฌ๋ฃ๋๋ค. ๋ค๋ง, ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ 80%์ด์์ด๊ณ , ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ 60%์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ๊ฐ์ด ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์ด๊ณ ์๋๋ฐ, ์ด๋ ์๊ณจ์ฌ์ ์ฆ๊ฐ๋ก ์ธํ์ฌ
์๋์ ์ผ๋ก ์๋ฉํธ์ ์์ด ๊ฐ์ํ๋ฏ๋ก ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ๊ฒฐํฉ์ํค๋ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ด ์ ํ๋์ด ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ์ ํ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
4.5 ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ vs. ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ
Fig. 14๋ ๊ฐ ๋ณ์๋ณ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ํ๊ท ๊ฐ์ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ผ ๊ทธ๋ฆฐ ๊ฒ์ด๋ค. ์์ ์ธ๊ธํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ ๋ฐฐํฉํ๋ ๊ฒ์ด
์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ฆ์ง์ํค๋ ํจ๊ณผ๊ฐ ์์์ ๊ทธ๋ฆผ์ ํตํด์ ํ์ธํ ์ ์๋ค. ์๊ณจ์ฌ๊ฐ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ต๋๋ถ์ฐฉ๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์
์๊ด์์ด ๊ฐ๊ฐ ์ฝ 540~560kPa, ์ฝ 170~200kPa์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์๊ณจ์ฌ๋น๊ฐ 40%์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ต๋๋ถ์ฐฉ๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์
๋ฐ๋ผ ๊ฐ๊ฐ ์ฝ 770~870kPa, ์ฝ 180~250kPa์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ๋ค๋ง ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ 20% ๋ฐฐํฉํ ๊ฒฝ์ฐ, ๋ฐฐํฉํ์ง ์์ ๊ฒ๋ณด๋ค ์ฑ๋ฅ์ด
ํฌ๊ฒ ํฅ์๋์ง ์์์ผ๋, 40% ๋ฐฐํฉํ์์ ๋ ์ต๋๋ถ์ฐฉ๋ ฅ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ๋ฐ๋ผ ์ฝ 40~55% ์ฆ๊ฐ๋์๊ณ , ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ฝ 10~40% ์ฆ๊ฐ๋์๋ค.
์๊ณจ์ฌ 60%์ ๋ฐฐํฉ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ 80% ์ด์์์ ์ฑ๋ฅ์ ์ ํ์ํค๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋ณธ ์คํ์์ ๊ฒ์ฆํ ๋ฐฐํฉ์์๋ ์๊ณจ์ฌ๋ฅผ 40% ์ ๋ ๋ฐฐํฉํ๋ ๊ฒ์ด ๊ฐ์ฅ
์ฐ์ํ ์ฑ๋ฅ์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์์ด์๋ 80~100%์ ๊ฐ์ ์ฌ์ฉํ ๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
Fig. 14.
Average Value of Maximum and Residual Shaft Resistance
Fig. 15๋ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์๊ด์ฑ์ ๋ถ์ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ฌ์ฉ๋ ๋ชจ๋ ์ํ์ฒด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ์ฆ๊ฐํจ์
๋ฐ๋ผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๋ ์ ํ์ ์ผ๋ก ์ฆ๊ฐํ๋ ์์์ ๋ํ๋ด๊ณ ์๋ค. ์คํ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํตํ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ ์ฌ์ด์ ์๊ด์์ Eq. (2)๊ณผ
๊ฐ์ผ๋ฉฐ, ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ฝ 30%์ ๊ฐ์ ๋ณด์ด๋ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ถ์๋์๋ค. ์๊ด์์ ๊ฒฐ์ ๊ณ์()๋ 0.47๋ก ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ ์ฌ์ด์ ์๊ด์ฑ์ ์์ด ๋ณด์ด๋ ๊ทธ ํธ์ฐจ๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
Fig. 15.
Relationship of Max. and Residual Shaft Resistance
(2)
์ฌ๊ธฐ์, : ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ, : ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ
5. ๊ฒฐ ๋ก
์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฐ๋ฅธ ์๋ฐ๋งค์
๊ฐ๊ด๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์๊ณจ์ฌ๋น๋ฅผ ๋ณํ์์ผ ๋ชจํ์คํ์ ์ํํ์ฌ ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ์ํ
๊ฒฐ๋ก ์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ๋ค.
(1)๋งค์
๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ํ์ค ํ ์
์์ ์ค๋ ์ฐจ์ด๋ก ์ธํด ๊ฐ์ฅ ๋จผ์ ๋ชจ๋์ ์๋ฉํธ๊ฐ ํผํฉ๋ ํํ๋ก ์นจ๊ฐํ์ฌ ๋ชจ๋ฅดํ๋ฅด ์ธต์ ํ์ฑํ๊ณ , ์์ฌ์์
๋ถ์ ํ๋ ์๋ฉํธ์ ๋ชจ๋์ ๋ฏธ์ธ์
์๊ฐ 2์ฐจ๋ก ์นจ๊ฐํ์ฌ ์๋ฉํธ์ธต์ ํ์ฑํ๊ณ ๊ทธ ์์ ์์ฌ์๊ฐ ๋ถํฌํ๋ค. ์
์ ์นจ๊ฐ ํ ์์ฌ์๋ ๋ชจ๋ ์ฆ๋ฐํ๋ฏ๋ก ๋ฐฐํฉ๋น์
๋ฐ๋ผ ์
์์ ์ ์ฐจ์ด๋ก ์ธํด ์ค์ ๋ถ์ฐฉ๊ธธ์ด๊ฐ ๋ณ์๋ณ๋ก ์์ดํ๋ค.
(2)๋งค์
๋ง๋ ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ๊ฐ์ํ๊ณ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ํฌ๊ฒ ๋ํ๋๋ฉฐ, ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ ์์ฌ์จ์๋ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๋ณด๋ค ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์ํฅ์ด
๋ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋๋ค. ์งํ์์๊ฐ ์กด์ฌํ๋ ํ์ฅ์์๋ ์ค๊ณ๋ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ก์ ๋ฐฐํฉ๋น์ ๋ฌ๋ฆฌ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ๋ณํ๋ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์์ด ๋ถ์ฐฉ๋ฉด์ ์ฐ์ ์ ์ถฉ๋ถํ ๊ณ ๋ ค๊ฐ
์๊ตฌ๋๋ค.
(3)๋งค์
๋ง๋์ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๊ฑฐ๋์ ์ด๊ธฐ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ๊ฑฐ์ ์ ํ์ ์ผ๋ก ๋ณ์์ ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ฆ๊ฐํ๋ค ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋๋ฌํ๋ฉด ๊ฐ๊ดํ๋ฉด๊ณผ ์ฃผ๋ฉด๊ณ ์ ์ฌ ์ฌ์ด์
๋ถ์ฐฉ๋ ฅ์ด ์์ค๋์ด ์ง์ง๋ ฅ์ด ๊ธ๊ฒฉํ ๋จ์ด์ง ํ ๊ฑฐ์ ์ผ์ ํ ์ง์ง๋ ฅ์์ ๋ณ์๋ง ์ฆ๊ฐํ๋ ๋ง์ฐฐ๊ฑฐ๋์ ํ๋ค.
(4)์๊ณจ์ฌ๊ฐ ๋ฐฐํฉ๋์ง ์์ ์๋ฉํธํ์ ๊ฒฝ์ฐ๋ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ๋ณํ์ ๊ด๊ณ์์ด ๊ฑฐ์ ์ผ์ ํ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๊ณ , ์๊ณจ์ฌ๊ฐ
๋ฐฐํฉ๋๋ ๊ฒฝ์ฐ๋ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ์ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์๊ณจ์ฌ ๋ฐฐํฉ๋น๊ฐ 60%์ด๊ณ , ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๊ฐ 80% ์ด์์ธ ๊ฒฝ์ฐ ์ต๋
์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์คํ๋ ค ๊ฐ์ํ๋๋ฐ, ์ด๋ ์๋์ ์ผ๋ก ์๋ฉํธ์์ด ๊ฐ์ํ์ฌ ๊ณจ์ฌ์ฌ์ด์ ๊ฒฐํฉ๋ ฅ์ด ์ ํ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ผ๋ก ํด์๋๋ค.
(5)์๊ณจ์ฌ๊ฐ ์๋ ๊ฒฝ์ฐ ์ต๋๋ถ์ฐฉ๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ์๊ด์์ด ๊ฐ๊ฐ ์ฝ 540~560kPa, ์ฝ 170~200kPa์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด์๋ค.
์๊ณจ์ฌ๋น๊ฐ 40%์ธ ๊ฒฝ์ฐ์๋ ์ต๋๋ถ์ฐฉ๋ ฅ๊ณผ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ๊ฐ ์ฝ 770~870kPa, ์ฝ 180~250kPa์ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๊ณ
์๋ค. ์ฆ, ์ต๋๋ถ์ฐฉ๋ ฅ์ ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น์ ๋ฐ๋ผ ์ฝ 40~55% ์ฆ๊ฐ๋์๊ณ , ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ฝ 10~40% ์ฆ๊ฐ๋์๋ค. ๋ณธ ์คํ์์ ๊ฒ์ฆํ ๋ฐฐํฉ์์๋
์๊ณจ์ฌ๋น๋ฅผ 40% ์ ๋, ๋ฌผ/์๋ฉํธ๋น๋ฅผ 80~100% ์ฌ์ฉํ ๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ด ๊ฐ์ฅ ํฌ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
(6)๋ณธ ์คํ์์ ์ป์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ๊ฐ์ง๊ณ ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ๊ณผ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ํ๊ท๋ถ์ ํ ๊ฒฐ๊ณผ, ์๋ฅ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ต๋ ์ฃผ๋ฉด์ง์ง๋ ฅ์ ์ฝ 30%์
๊ฐ์ ๋ณด์๋ค.