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4-2Ast E}O|모델4-7ol ilx]Yoo,OFSSUS 714(2021.02.25.)[J a7: & 기초설계시 aaera극한 평 형 법에의해산정 하여, [수 평 지지력 : 010ㅁ(탄성지보반한 수 평 변위 산정시 으러조우 주 HALy 기준 제시가 모 호 하여 ,(본 검토는 기성말뚝에asin, 현 . 개 현설계 실태디 말뚝기초 횡방향설계관련 기준(KDS 2414 51:* 2017AASHTOLRFDBridgeDesign Specifications(8th)* 2017AASHTOLRFDBridgeDesign Specifications (8th)※ 국내ㆍ외CxssceayOo aa agㅇ 극한 평 형법 (8005방법)(이하 “극한 평 형 봅“이 라한 다과 탄성 지반 반력 법flo동시에 수행 하여 허용 수 평 지 력지으로 결정 하고 있으나, 대부Az극한 평 형 법으로 지 배 됨ㅇ 스스 코 말뚝기초 허용 수 평 지지력설계 결과구몬 | 04064. | 69000| 3008볼 |00 고상시138.1318.3170.9극한 평 형법지배- 극한 평형 법 : 극한 중하을 구하고 적정한안전 율 (2.5을 나누어 결정- 탄성 지반 반력법 : 허용 변위 (150000에 대 응 하는 하중으로 결정ㅇ 허용 수 평 변 위 량은설계법및 말뚝머리 구속 조건과 관계 없이 말뚝지름에 따라 1500이하로 적용ㅇ 극한 형평 법은 적용 대상으로서 불합리x%ㅁXR상말뚝짧은 말뚝ㆍ중간 말뚝ㆍ말뚝 머 리가 자유로운 말뚝말뚝 머 리가 구속 된 긴 말뚝 중에서 지중부 최대 휠 모멘트가 항 복 값에도달할 때 까지 말뚝 머리 휠 모멘트가 항 복 값을 유지하며 변 형될수 있는우( 붙임 #2 참고)- 지반조건: 순수점성 (6=09)토또는순수사질 토 (=0)에만 적용ㅇ 허용수평 변 위량 기준모호-설계법에 따라 기준값 상이-) 62-54 47) 48 (15mm?) sh), eA)5] 2 Al(38mm?) St)- 수평 변 위 량 계산시, 결합 조건 기준에 대한명 시가 없음ay발생 수평 변 위량(700)4) 7강 결 조건힌지 조건kL -브상시6.512.4힌 지 조건에 지배161구Cxsaceay애 . 개 기술 자문 결과[] 자문개요ㅇ 자문위원: 연 세대학)J매- 극한평형법a)Ww탄성해ㅎ 석법 사용 적정성주요 내용조치 계획및 검토결과뚝에 해당 |-해외설계 사 례 조사및 관련 기준검4 토되어 탄성지반HLu}덕wy법 사용이 적합결과 탄성 지반 반력 법 사용은 타당함JojouDK76Fo!Te이!~-db OTEmwNowRx} 일iDxnxnqoqaLW}BKBs법과 병행 히 }여 사용가능느1117메kKex한국도로공사. 궤설계개선방안검토[| 말뚝기초 횡방향설계기해석 방법및 특징ag개 요 |-ㆍ말뚝 본 체와 지반의과 괴 형태를 고려하는 해석 법aeㆍ해석 법이 비교적간 편 하나, 오차가 커서용예 비 검토으로 활용Groms | 특 징 |ㆍ순수 점성토-사질 토 지반에만 적용가능극한 하중을 구하고 적정안전 율로 나누어 결정 하는 방법탄성 지보Ne |. Sef탄성 지반에 지지 된 보로가정한 해석법‘negggRE SERBS ES GS SS 고려 하기 어려우나,때7° ㅣ 풍부한 실적을 토대로 신뢰 성이 확보 된 방범개 요 ㅣㆍ말뚝 변위와 지반 반력 관계를 고려한 비선형 해석 법구성법|: 깊이 별로지반의 특성을 반영한정밀 해석이가능 하나a7S국내설계 실적이 적어설계 실무 적용이 미미 함Ores및 수 평 력 관련설계개선방안관계 없이 탄성 지반 반력법 사용가능함- ㅁ ㅠㅜ 극선 법은 상 구조사유로 그간설계실무에서는 배 제 하고 있었으나, 구조기술자 판단에 따라 적용가능 국)에서는 ㅁ 곡선-) 국 외(미법을 보 편 적으로설계적용중이며,국내에서도 인 천 대 교에 적용한사 례가 있음18 | +CXwares애2. 수 변위평설계 방안ㅇ 결합 조건에 따른 허용 변 위량 적 | QHO구분강 결 조건 힌지 조건설계가정 | 구 극 머 리 결 합에이상 없 음으로가정 |-팔 뚝머리 결 합이 지진으로 인해 파손될수 있는 것으로가정axza |- 사용한계 상태- 극 단 상 황한계 상태하중 조합,ex) A}-$ I (LODL+1.0LL+--)60 극 단 상황 1 (1.25101+0.511.+1.080+…)허용 변 위량15mm_°] 3}38mm_°]3}3. 수 평 력설계 방안- 보강 철근이 말뚝 체 내가 아닌강 결 합의 20% 추가 변 위가 발 ^4\\Om Ol1으|ㅇ rtNw브복 합 말뚝(강관 +2110)합성 말뚝(21102+()ihe,| 균 단면열바 6강 말뚝관Eh합성_ |, 강성 변화강 변화성L22.5D+100PHC 22amElePHCCxssceay구I119배[애O10 Rill 매L] AEmJ 4=평변위설계4Fㅇ 수 평 지지력설계- 말뚝 본체설계에 활용wy뽀} 평형법 적용 배제 근거 자료#( 말뚝(8×-216)설계적용방안120ㅣ구 Cxsaceay메a-외 관련 기준iteai mo 드도로교설계기준 해 (2008)셜도로교설계기준 해설대한 토목 학회ㆍ교량설계 핵 심 기술연구단Cxssceay구I121na애5.8말뚝기초의설계5.8.1적 범위|이 장은도 교의로교각과 교대를 지지 할 말뚝기초의설계에 적용한다.ㆍ5.8.2설계의 기본(1) 말뚝기초에 히 중이 작용 하여 생 구조는 말뚝 머 리 부의 축방향 반력은 말뚝의 허용지지력이내 라 야한다.(2) 말뚝기초의 번 위가 허용 변 위 량 보다 작 아 야한다.(3) 말뚝기초의설계는 “예 비설계, 검증 시 (8700험1660, 예 비설계의 보완"의 절차를 거쳐 수행하는 것이 바람직 하다. 검증 시 혐이란 일정 규모이상의 교량공사에서는 말뚝의 시공시방 설정, 깊이에 따른 말뚝지지력의 평가, 그리고 말뚝의 주문 길이 결정, 말뚝의 하중 지지 거 동의 확인등을 위하여 실시 하는 시험이다.설계단계에서 시 혐 말뚝에 대한 정재하 시 혐이 곤란할 경우에는 시공 초 구조에설계 확인및 본 시공 관리 기준의 설정을 위한말뚝 재하 시 혐이 되도록 계획한다.| 해설ㅣ (1) 상부 구조에서 각 각의 말뚝에 전 달되는 축방향 압축력 , 축방향 인 발 력이 허용지지력을 넘지 않도록설계 해야한다.이 경우 말뚝의 허용지 력지은 말뚝 머 리의 지지력을 말하며, 지반의 지지력 또는말뚝 머 리의 변 위 량으로 정 해 지는 값이다.설계 조건에 따라 부 주면 마찰력이나 편 심 토압등과 같이 말뚝 본 체에 직접 작용 하는 힘에 대하여소요의안전 율이 확 되도록보설계 할 필요가 있다. 그러고 필요 하다면 군 말뚝의 영향에 대하여 검토하여야한다. (2) 말뚝 초 구조의설계에서 허용 변 위 량은, 5.5.3 절의 (2) 항에 규정되어 있는 바와 같이, 상부 구조의 조건에따라 정 해 지는 허용 변 위 량과 하부구조의 조건에 따라 결정 되는 허용 변 위 량을 함께 고려해야한다.하부구조의 조건에 따라 정 해 지는 허용 변 위 량은 말뚝 지름의 1%로 하는데, 지름이 15000이하인 발 뚝은이 제 까지의 실적을 고려하여 1.5 00로한다. 다만, 편 토압이 작용하는 경우설계 지반 면의 말뚝 지름의 크고 작 음에 관계 없이 평상시 수 평 위변 량을 1.5 07 까지로한다.단, 지반의 저 력항과 말뚝 변 위의 비 선형 성을 고려할수 있는 ＊-) 해석등의 정밀한 해석을 하는 경우 말뚝 본 체에 기초인 결함이 발생 하지 않고 상부 구조물에 유해한 영향을 미치지 않는변 위 까지 말뚝의 변 위를 허용할수 있다. (3 말뚝기초의설계 절차를 해설 그림 5.8.1과 같이설정할수 있는데,이와 같은설계단계를 거쳐 말뚝기초의설계를 완성 할수 있도록 해야한다.제5 장 하부구조 2831122ㅣ 7공COXsaszaybymc LJ S2ol 977] ze:4 (2015)도로교설계기준(한계 상태설계법) 해설2015CxssceayI123bymc애7.7 타입 말뚝00000rae2D,3등가 기초피J“Tp,31 3{b)28 7.71 57} Sch7 12) H4\(Duncanz} Buchignani, 1976)7.7.2.2 수평 변 위에 대한 기준 기초의 수평 방향 허용 위변 량은 구조물의 구조 능과 형태, 예상 사용수명, 차량 주행성,과대변위 발 갱 시기물에 미치는 영향 둥을 고려하여 결정 하며, 38 ㅁ7를 초 해서는과만 된다.단 , 지반의 저항력과 말뚝 변 위의 비 선형 성을 고려할수 있는 2-7 해석등의 정밀한 해석을하는 경우 말뚝 본 체에 기초인 결함이 발생 하지 많고 상부 구조물의 유해한 영향을 미치지 않는 변 위 까지 허용할수 있다.Ci a]그 동안 국에서는내관 행적으로 15000, 뜨는 말뚝 직경의 1%를 허용가능한 말뚝의 횡 변 량위으로 간주해왔다. °] 7/82] 38mmi= 2]s+ AASHTO 4]4}4]9]4] 4/2] 2224] Bozozuk(1978), Walkininshaw(1978), Moulton등 (1985), \8108(01990)의 연구에 근거한 것이다. 그러나 &4.8911100 시방서 최신판@ 7-79124 ㅣ 구조물공CxssceayCoH 설 】.무리안의 어떤 외 말뚝에 작용하는 하중( 하중 계수를 적용한 값)은 힘과 모멘트를 받는단면에 대한전통 적인 탄성 강 법도을 통해 구한다. 단면 특성 값 들은 말뚝의 단위 면적에 근거한 다. 인발에 대한 저항계수는 정 적인 주 면 마찰력에 대한 저 항 계수의 80%로이미 줄어든 값이다. 따라서 인 발효과를 고 려하기 위하여 주 면 마찰력을 따로 저감 시킬 필요는 없다. 축방향 인장에 대한 저 항 계수가압축 시에 비하여 작은이 유는 말뚝이 인장력을 받으면 흙의 상 재하중이 줄 어 들 구조 때 문이 다. 즉 , 인장력에의해상 재어유 효 응력이 감소 하고,이에 따라 말뚝의 인 발주 면 저항력도 줄는다.7.7.3.8 수평 하중수 평하중을 받는 말뚝의 경우 말뚝 머 리는 말뚝 캡에 고정 되어야한다. 말뚝을 타입 하여 설치 하는과정에서 생 구조는 주변의 교란 부위와 빈 공 간은 조립 질 재료로 치 환 하여 다 져 야한다. 수평 방향 하중을 받는 말뚝의 경우, 무 말리 뚝을이루는 말뚝수와 말뚝 간격을 포함 하여지반과 말뚝 사이, 즉 흙-구조물 또는 암반- 구조물 사이의 상 호작용 효과를 고려해야한다.[해설 】확대 기초(말뚝캡) 내 말뚝의 근 깊이입 기준은 말뚝이 모 덴 트에 대한 저항력을 최대로 발휘할수 있도록 하기 위한 것이다. 횡방향 하중을 받는 말뚝의 지지력은 7.7.9에 제시된 것과 같이, 사용한계 상태의 횡방향 변 위 량 기준 또는 극한한계 상태에서 말뚝의 기초 파 괴에의해 좌우 된다.횡방향 하중을 받는 말뚝의 거 동은 88766등 (1991) p-y ANS 통해 평가할수 있다. 무리 말뚝이횡방향 하중을 받는경우, 말뚝 사이에 있는지반을 통해 말뚝 간에 상 호 작용이 일어나게 되어 무 리말뚝은 말뚝 하나 당 같은 횡방향 하중을 받는외 말뚝의 경우 보다 큰 변 형을 일으키게 되고 무 리 말 내의 뚝말뚝에 발생하는 횡모 멘트 또한 크게 된다.861@등(1991)과 206860984)의 연 구결과를 참고한다.횡방향 하중을 받는 말뚝의 해석에는 극한 평 형법 , 탄성 지반 반력 ,법 ㅁ -》 곡선법등의이 론을 적용한다.극한 평 형 법인 2020008(1964)의 수 계산 BPHS Hannigan등 (2006)이 자세하게 다룬 바 있고, 6686(19860)가 제안한 0ㅁ -# 곡선을이용한 수 저항력평해석 법은 전산 프로그 램 화 되어 외 말뚝과 무 리 말뚝에널리적용 되고 있다.이 해석을 할 때는, 극한한계 상태를 아직 정립하지 못한 상태이므로 하 계중 수를적용 하여 공 칭 수 하평 중을 정 하 ,며 0-7 곡선으로 대 되는표공 칭 저항력에 대해서는,이 값이이미 극한 조건에 해당되므로 저 항 계수를 곱 하지 않는다. ㅁ -7 방법의 대안으로 변형 률 쪼 구조이 론(6810 1'608ㅇtheory)이용하기도 하며,가능 하다면적정한 방법의 재하시험을 통해 외 말뚝의 횡방향 저항력을 산정하는 것이 바람직 하다.흙- 구조물 상 호 작용을 고려한전산프로 램그을 활용 하면설계시에 말뚝의 수평 변형도 해석 할수 있다.푸팅(말뚝 캡), 교각과 상부 조구 물을 포함한전체 구조계를 고려한 해석과설계도가능 하다.다열로 배 되는치무리 말뚝에서는 앞 열의 말뚝이 뒷 열을가리는 효과로 인해 전체 수 평 저항력은 모든외 말뚝의 수 평 저항력의 합보다 작 아진다. 일반 적으로 하중이 작용 하는 방향의 말뚝 중 심 간 간격이 말뚝 직경의 8 배이하일 때 무 말뚝리효과를 고려하며, 하중 직각 방향의 말뚝 간격이 직경의 2.5배이상이 면 그 방향의 무 말뚝 리효과는 무시할수 있다. 무 리 말뚝의 횡방향 저항력도 재하시험( 모 형 시험포함)을 통해 확인 하는 것이가장 바람직 하다. :@ 7-97CxssceayI125bymc애L] we347A47)7)4(KDS24 14 51 : 2016)KDS24 00 00 교량설계기준6052414 51: 2016 기준 om41네SHMyJ|(한계 상태설계법)2016년 6 월30일제정http: //www.kcsc.re. kr126I +Cxssceaybe애교량하부구조 설계기준(한계 상태설계법)KDS 24 14 51 : 20163.3.22 수평 변 위에 대한 기준 기초의 수평 방향 허용변위 량은 구조물의 구조능과 형태. 예상 사용수명. 차량 주행성.과 대변 위발생 시기물에 미치는영향등을 고려하여 결정 하 ,며 38 00를 초과 해서는안 된다. 단. 지반의저항력과 말뚝 변 위의비 선형 성을 고려할수 있는 2 해석등의 정밀한 해석을 하는 경우말뚝본 체에 기초 인 결함이 발생 하지 않고 상부 구조물의 유해한 영향을 미치지 않는 변 위 까지허용할수 있다.3.3.2.3 침하(1) 일반 사항말뚝기초의 침 하는 3.2.2.2에 규정된 허용 침하량을 초과 해서는안 된다.(2) 점성토무 리 말뚝의 침하량은 그림 3.3-1에 규정된등가 확대 기초의 위치와 확대 기초에 사용한 절차를 사용 하여 구할수 있다.(3) 사질토사 토의질무 리말뚝 침 하는 현장 원 위치 시험 결과와 그림 3.3-1의등가 확대 기초의 위치를이용하여 계산할수 있다. 사질 토에 설치된 무 리 말뚝의 침 하는 다음과 같은 식으로 계산할수 있다.SPT=p=30q7 VX(3.3-1)Nig__qXxICPT=p=% 1,(3.3-2)여 구조서,7= 1- 0.195== 0.5(3.3-3)Noone = [o-7710830| 10 |(3.3-4)여 구조서.6= 2933-194 BE AAD 2D,/3 7AM ASE순 기초 압력.이 압 력은 무리 말뚝의 상부에가해진 하중을등가 확대 기초의 면적으로 나눈 것으로. 말뚝의 무 게 나 말뚝 사이의 흙 무 게는 포함 하지 않는 (5408).X=무 리 말뚝의 폭이나 최소 치수 (0220)ㅇㅎ=무 리 말뚝의 침하 (020)7=무 리 말뚝의 유 효 근입 깊이에 대한 영향 계수77=유 효 깊 (=2.224.73)74= 그럼 3.3-1에서 보는 것처럼 지지 층에 근입 된 말뚝의 길이0200)(06 24 00 00 교량설계기준44CxssceayI127bemc애|] AASHTOLRFDBridge Design Specifications(8th, 2017)AASHTO LRFDBridge DesignSpecifications8'" EditionSeptember 2017Publication Code: LRFD-8+ ISBN: 978-1-56051-654-5128ㅣ +Cxssceaybymc애SECTION 10: FOUNDATIONS10-2910.4.6.6--Erodibility of RockC10.4.6.6Consideration should be given to the physicalThere is no consensus on how to determinecharacteristics of the rock and the condition of the rockerodibility of rock masses near bridge foundations. Refermass when determining a rock’s susceptibility to erosionto Richardson and Davis (2001) “Evaluating Scour atin the vicinityof bridgefoundations.PhysicalBridges-FourthEdition,”Mayneet al.(2001),characteristics that shouldbe consideredin theAppendix M for guidance on two proposed methods. Theassessment of erodibility include cementing agents,first method was proposed in an FHWA memorandum ofmineralogy, joint spacing, and weathering.July 1991 and consists of evaluating various rock indexproperties. The second method is documented in Smith(1994) “Preliminary Procedure to Evatuate Scour inBedrock” which uses the erodibility index proposed byG. W. Annandale.The Engineer should consider theappropriateness of these two methods when determiningthe potential for a rock mass to scour.10.5-LIMITSTATESANDRESISTANCEFACTORS10.5.1- GeneralThelimitstatesshallbeas specifiedinArticle 1.3.2;foundation-specificprovisionsarecontained in this Section.Foundations shall be proportioned so that thefactored resistance is not less than the effects of thefactored loads specifted in Section 3.10.5.2--Service Limit States10.5.2.1-GeneralC10.5.2.1Foundationdesignat the servicelimit state shallin bridges where the superstructure and. substructureinclude:are not integrated, settlement corrections can be madeby jacking and shimming bearings. Article 2.5.2.3settlements,requires jacking provisions for these bridges.horizontal movements,The cost of limiting foundation movements shouldoverall stability, andbe compared with the cost of designing thescour at the design flood.superstructure so that it can tolerate larger movements orof correcting the consequences of movements throughConsideration of foundation movements shall bemaintenance to determine minimum lifetime cost. Thebased upon structure tolerance to total and differentialOwner may establish more stringent criteria.movements,rideability andeconomy.FoundationThedesignfloodfor scouris definedinmovements shall include all movement from settlement,Article 2.6.4.4.2, and is specified in Article 3.7.5 ashorizontal movement, and rotation.applicable at the service limit state.Bearing resistance estimated using the presumptivePresumptive bearing pressures were developed forallowable bearing pressure for spread footings, if used,use with working stress design. These values may beshall be applied only to address the service limit state.used for preliminary sizing of foundations, but shouldgenerally not be used for final design. If used for finaldesign, presumptive values are only applicable at servicelimit states.CxssceayI129nc10-30AASHTOLREDBribGE DESIGN SPECIFICATIONS, EIGHTH EDITION, 201710.5.2.2-Tolerable Movements and Movement C10.5.2.2CriteriaFoundation movement criteria shall be consistentExperience has shown that bridges can and often dowith the function and type of structure, anticipatedaccommodate more movement and/or rotation thanservicelife,and consequencesofunacceptabletraditionally allowed or anticipated in design. Creep,movementson structureperformance.Foundationrelaxation,andredistributionofforceeffectsmovementshall includevertical,horizontal,andaccommodate these movements. Some studies haverotational movements. The tolerable movement criteriabeen made to synthesize apparent response. Theseshall be established by either empirical proceduresorstudies indicatethat angulardistortionsbetweenstructural analyses, or by consideration of both.adjacent foundations greater than 0.008 rad. in simpleFoundation settlement shall be investigated usingspans and 0.004 rad. in continuous spans shouldall applicable loads in the Service | Load Combinationnot be permitted in settlement criteria (Moulton et al.,specified in Table 3.4.1-1. Transient loads may be1985;DiMillio,1982;Barkeretal.,1991).Otheromittedfrom settlement analyses for foundationsangular distortionlimitsmaybeappropriateafterbearing on or in cohesive soi! deposits that are subject toconsideration of:time-dependant consolidation settlements.All applicable service limit state load combinations«cost of mitigation throughlargerfoundations,in Table 3.4.1-1 shall be used for evaluating horizontalrealignment or surcharge,movement and rotation of foundations.«-rideability, *aesthetics, and ©safety.Rotation movements should be evaluated at the top of the substructure unit in plan location and at the deck elevation.Horizontal] movement criteria should be establishedTolerance of the superstructure to lateral movementat the top of the foundation based on the tolerance of thewill depend on bridge seat or joint widths, bearingstructure to lateral movement, with consideration of thetype(s), structure type, and load distribution effects.column length and stiffness.10.5.2.3-Overall StabilityThe evaluation of overall stability of earth slopeswith or without a foundation unit shall be investigated atthe service limit state as specified in Article 11.6.2.3.10.5.2.4-Abutment TransitionsC10.5.2.4Verticaland horizontal movements caused bySettlementoffoundationsoilsinducedbyembankmentloads behind bridge abutments shall beembankment loads can result in excessive movements ofinvestigated.substructure elements. Both short and long term settlement potential should be considered.Settlement of improperly placed or compacted backfill behind abutments can cause poor rideability and a possibly dangerous bump at the end of the bridge. Guidance for proper detailing and material requirements for abutment backfill is provided in Cheney and Chassie (2000).Lateral earth pressure behind and/or lateral squeeze belowabutmentscanalsocontributeto lateral movement of abutments and should be investigated, if applicable.130I=Cxssceay애 LJ 기타참고설계기준국 토 교통부 제정구조물 기초설계기준 해 실2015. 8(사)한국 지 공학회반CxssceayI131 be nc애U.S. Department of TransportationFederal Highway AdministrationPublication No. FHWANHI-05-042April 2006NHICourses No. 132021and 132022Design and Construction ofDriven Pile FoundationsReference Manual-Volume IAnNational Highway Institute132| 7Cxssceaybemc애mamama머 리에서iycymw0 Raaaadadayp ®evel고a34EphoKR~~od©고=cc … 극한 평 형 법은 말뚝 매리 횡 모멘트가 항 복 치에도달한이후 말로가정1a때),|weArWw30060\4ㆍs0°Boosh본 체의 2 단계wr.ojooirSSrlale888버aThah말뚝 본체 SDHWES비 | 88및i,퍼:드 브ㅜㅜ단계에 따a8ccjal술 되어 말180글아중+OFa곡구K00없이azm ulmuola한국도로공사nOLHodoxyo!LH뚝 머리것으로#2-WT] 그nw4l4 orir__ & woa_ 40 40_ BT yo re}호 바| 몰때 5= 바 ~tau | anestau=말 1ㅁN|ㅣ03.ㅣ※말뚝ㄷㄷ애석시,극한 ook평 형법 적용배제 근거 자료313], 2002.09]은 기초사 단 법인한국 지반 공학회 제34ㅣ구Cxsaczeayitana애118 깊은 기초3.2 극한수평 지향 력 계신방법+uaFo)AseWE]AeadseSo]Hr]Ba중한 BulSate}결눔정할수 있다. 첫째, 극한 하중(과 괴 하중)을 계산한 후 적절한 만전 올로 나으로써허용지지력을 구할수 있다. 둘째, 허용 수 평 변 위 량에 해당 하는 하중을 구하는 방법이다. 극산한 수 저평 항 력을 계 하는방법에는한센030001 11800580) 빵 법 , 브 롱 스0370009) 방법그의 기타 방법등이 있다. 허용 수 평 위변 량으로수 평 저 력항을 계산 하는 방법 데는 수 됨 자반 반력 해석 법 , 비 션 형 해석 법 (0-# 곡선법), 탄성 해석 법 둥이 있다.무 부 자유 말뚝에 수 평 력과 모멘트가 작용할 때 지반의 응력 상태는 그럼3.4와 같이력나타낼 수 있다. 극한 수 평 저 항 (01101081681081 7661966006) Q,2 SWEMc 극한평지반 반력 《,를 고려하여 수 방향건정 적 형평 조으로부터구할수 있다.평= 수 방향힘의 평형 조건오 ,=0으로부터iiBdxt+|~Badx=0(3.1)또한 말뚝 두부에서의 모멘트 평 형 조건 ㅎ106,=0으로부터Quet [bm Bx de [ba Bx de=0(3.2)“abe B그림 3. 두부 자유 감말뚝의 주 평 저항력연 직 말뚝의 극한 수 평 저항력을 구하기 위하여이상과 같은 구조 본 개념을 80001 Hansen과 800005도 사 하였다.이들 두 방법을 다음 절에 각과 설 명 하였다.COsaceay1 135benc애제 3 잠 수 평 하중 지지 거동 1193.2.1 Brinch Hansen4")이 방법은 토압 론에 근 거 하며 장 점은 다음과 같다.0) 일반 토사 지반(06- @ 지반)에 모두 적용가능 하다.0 다 춤 지반 메 적응가능 하다,그러나 다음과 같은 단 점이 있다.(1) ae Bost 적용가능 하다.(을 회전 중 심의 위치를 구하기 위하여시행 착 모법을 써야한다.이 방법은 하중 작용 점에서 모든 힘의 모멘트 평 형을 취 함으로써 회전 중심 위치를구한다. 그런 다음 수 평 력의 합이 0이 되는 식 (311과 비슷한 방 정 식으로부터 극한 저항 력을 구할수 있다. 따라서 임의의 깊이에서 지반의 극한 저항력은 다음 식 see나타낼 수 있다.Py =Og H, +o K,(3.3)역 구조 ,서 06 = 유 효 연 직 상 재하중ㅇ = 점 착 력K, and K, = ¢와 202의 하수인 계수이다.이 빵 법은 균질 지반이나 다 충 토 지반 모 두에 적용가 눔 하다. 파 력과 같은 단 기하중 조건에서는 비 배수 전단 강도 ㅎ ,(0@,=0)를 해석에 적용 하며 , 장 구조 속지하중이 작 하는용 상에서태는 유 효 배수 강도 ㅇ '및 #' 클 해석에 적용한 다.1) 모래지반ㅇ =0 인 모래 지반의 경우 임의의이메서지반의 극한 저항력은 석 (3.3)으로부터다음 칙 (3.4)와 같이나타낼 수 있다,Pro =Om Ky(3.4)744K = 29 3574+e 수 있다.136 ㅣ 구조물공Cxssceay120 #2 lz22200460759814200areHa10011B나그so649.91 Pa35.710te5.88.24.53.5016-풀6.141.93O62=O#=0 ㅁ05101520a511520808그림 35 계수ㅠ ,와 K,, (Brinch Hansen,1961)2) 점성토 지반# = 0, ㅇ =(,인 점성토 지반의 경우 그림 35에서 # = 0 일 때 표 , = 0이 므로 임의의 깊 어에서 지반의 극한 저항력은 다음 식 (3.5)와 같이나타낼 수 있다,Deu = Cy Ke(3.5)7aKSLY 35444 PS 수 있다.3.2.2 BromsWE거이 방법도 구조 적본으로 토압 론에 근 하는데문 제를 단 순 화 하기 위하여다음과 같은몇가지가 정을 하고 있다.0) 흙은 순수한 모래 지반 (= 0)이 거나 순수한 점성토 지반 (#=0)이 다, 따라서지반의 종 류에 따라 각각 해 하게석된다,@#2Wt A(short2ㅁ 010 008)과 긴변형 말뚝 (1008 16301016 7206)을 각각별도로고려한다. 짧은말뚝의 기준은 L/Ps2 BELIRS 3 OD,긴말뚝의 기준은L/T=4 HEL/R = 3.5이 다. 여 구조서r=ys(3.6)Cxsaceay구I 137bemc애제 3 장 주 평 하중 지지 거동 121 #=( 쓴) 버(3.7)ola,E말뚝 재료의 탄성계수I말뚝의 단면 2차모멘트써 = 00 : 깊이에 따라 지반 반력이 선형 적으로 증가 하는 경우=*: 권이에 따라 지반 반력이 일정한 경우nm =- 지반 반력 계수이다. &,및 #/의 대 략 적인 값이 표 31및 표 3.9에 나타나있다.유및 두부 회전 구속 말뚝의 극한 지반 반력 분포는 그림 3.6및 그림 37과 같다,3) 두부 자 말뚝이상을정 리 하면이 방법의 장 점은 다음과 같다.0)짧은말뚝과 긴 말뚝 모 두에 적용가능 하다.0순수점성토 지반(0=0) 또는 순수 사질토 지반(6=0)에 만 적용가능 하다.03)말뚝머 리의 구속 조건 미 자유화 회 구속전모 두에 적 봉가능 하다.그러나다음과 같은 단점이 있다,0) 다 층 토 지반에 적용 불가능하다.02 일반 토사 지반 (6-# 지반)에는 적용 블가 하능 다,표 311 대 략 적인 &, 값 "Sail TypeValuesfy range from 42 to 5596 ton/m’, is generallyin the range fromGranularO77 to 2770 tom’ , and is appreximately proportional to relativedensityNormally loadedorganic siltnm, range from 11 to 83 ton/m®peatn, is approximately 6 ton/m®cohesive soilsky is approximately 67s,, wheres, is the undrained shearstrength af the soila After Davisson, 1970Note: The effects of group action and repeated Inading are not included in these estimates.138I구조물공COX2 ㅋ ㄷ =3 시| 현설계적용원 지반 토 정수질그 분내부마찰각점 착력(°)C(kPa)도로설계 요령사질토25~3030이하(2020)점성토20~2550이하서 창 ~안 산 ~ 북수원풍화토27.67~32.6213.70~29.45깜 구조, 터널부(확장)풍화암30.88~32.8028.25~31.30인주~ 염 치 Z|,풍화토27.37~29.6612.10~21.94터널부(신설)풍화암32.11~33.0532.06~33.05Cxssceay7애mcMtyyKe140I=Cxssceay메Ml별첨7exc한국도로공사애ncoO) 보강 철근 위치에 따른말뚝의 수평 위변 량tS|도로교설계기준 해 (2008)설913p를 사용할수 있다.(8) 강관말뚝의 속 체 움 콘크리트 방법(방법 8)의 구조세 목은 해설 그림 5.8.39와 같다.#. 말뚝 본체 내의 미 끌 림 방지는 강관말뚝 방법 ㅅ를 따 르 구조로한다.6. 미끌림 방지와 철근의 틈은 일 적반으로 1500이상, 말뚝과 철근의 틈은 철근 지름이상으로한다.6 강관말뚝의 속 채움 보강 철근은 원칙 적으로 철근을 두르는 방식을 따 르 구조로한다. 부 득이하게말뚝 바깥 둘 레에 보강 철근을 용접 하는 경우 5030 또는 5035의 철근을 사용 함과 아울러 반드시 하나씩 확실히 용접 해야한다. 그 경우, 구조세 목은 철근을 두르는 방식에 준한 다.8. 말뚝 머 리에 작용하는 하중을 충분히 저 항 하기 위하여설계에 구한 말뚝 머리 내부 보강 깊이까지 묻은 흙등과 같은이 물질은 깨끗이 청 소한 후 콘크리트를 타설 하여야한다.6. 콘크리트 타설시 다짐을 하여 골재 분리등 조잡 시공 되지 않게 주의 하여야한다.(3) 850, 6말뚝의 구조 세 목은 해설 그림5.8.40과 같다.8. 말뚝본체 내 보강 철근을 배치 할 경우 5.8.12.2의 규정에 따른다.6.가 상 철근콘크리트 단면에의하여 조사 할 경우 656 강재는 무시한 다.ㅇ . 보강 철의근 정착 길이는 강관말뚝 8 방법에 의한 것으로한다. 말뚝 머 리를 잘 라 내는 경우 철근의 길이를 50 / 만큼 증가 시키며이 부의분 말뚝은 철근 콘크리트 단면으로 취급한다.이 경우에 050 강재는 무시 하며는 050 강재의 자름0000이 다. 말뚝 체 내에 보강 철근을 배치 하지 않고, 말뚝 내부의 빈 공 간에만 배 하는치경우 구조상 말뚝 머리 수 평 변위 량을 zy 결합한 경우 1.2 배가 되는 것으로한다.확대 기초 윗면속 저음 보강 철근 ~… ㅣ(118, d)보강( 띠)철근 013q*15000 간격+i시속 채 움 콘크리트!너확대구조조이 러 측 682ft!회Monat느스zi].2Ssa1" i ^확대 기초 아 래 면“op마 끄 럼 빔 지톡 |ols822iff-0~44ny)시8CCTs weltadeeve미끄 헝 지던항두계. 1시{00990900)cEte100i-___L|sg Bae조립 혈근거푸 직 용 원판및 스토프택일측채움 콘크리트거 짐푸 용 토 채움|-” -해설그림5.8.39강관말뚝 (방법ㅁ6}의 구조세목제 5 장 하부구조 2913142 ㅣ 구조물공Cxsaceny4-2Ast E}O|모델4-7ol ilx]Yoo,OFSSUS 714(2021.02.25.)[J a7: & 기초설계시 aaera극한 평 형 법에의해산정 하여, [수 평 지지력 : 010ㅁ(탄성지보반한 수 평 변위 산정시 으러조우 주 HALy 기준 제시가 모 호 하여 ,(본 검토는 기성말뚝에asin, 현 . 개 현설계 실태디 말뚝기초 횡방향설계관련 기준(KDS 2414 51:* 2017AASHTOLRFDBridgeDesign Specifications(8th)* 2017AASHTOLRFDBridgeDesign Specifications (8th)※ 국내ㆍ외CxssceayOo aa agㅇ 극한 평 형법 (8005방법)(이하 “극한 평 형 봅“이 라한 다과 탄성 지반 반력 법flo동시에 수행 하여 허용 수 평 지 력지으로 결정 하고 있으나, 대부Az극한 평 형 법으로 지 배 됨ㅇ 스스 코 말뚝기초 허용 수 평 지지력설계 결과구몬 | 04064. | 69000| 3008볼 |00 고상시138.1318.3170.9극한 평 형법지배- 극한 평형 법 : 극한 중하을 구하고 적정한안전 율 (2.5을 나누어 결정- 탄성 지반 반력법 : 허용 변위 (150000에 대 응 하는 하중으로 결정ㅇ 허용 수 평 변 위 량은설계법및 말뚝머리 구속 조건과 관계 없이 말뚝지름에 따라 1500이하로 적용ㅇ 극한 형평 법은 적용 대상으로서 불합리x%ㅁXR상말뚝짧은 말뚝ㆍ중간 말뚝ㆍ말뚝 머 리가 자유로운 말뚝말뚝 머 리가 구속 된 긴 말뚝 중에서 지중부 최대 휠 모멘트가 항 복 값에도달할 때 까지 말뚝 머리 휠 모멘트가 항 복 값을 유지하며 변 형될수 있는우( 붙임 #2 참고)- 지반조건: 순수점성 (6=09)토또는순수사질 토 (=0)에만 적용ㅇ 허용수평 변 위량 기준모호-설계법에 따라 기준값 상이-) 62-54 47) 48 (15mm?) sh), eA)5] 2 Al(38mm?) St)- 수평 변 위 량 계산시, 결합 조건 기준에 대한명 시가 없음ay발생 수평 변 위량(700)4) 7강 결 조건힌지 조건kL -브상시6.512.4힌 지 조건에 지배161구Cxsaceay애 . 개 기술 자문 결과[] 자문개요ㅇ 자문위원: 연 세대학)J매- 극한평형법a)Ww탄성해ㅎ 석법 사용 적정성주요 내용조치 계획및 검토결과뚝에 해당 |-해외설계 사 례 조사및 관련 기준검4 토되어 탄성지반HLu}덕wy법 사용이 적합결과 탄성 지반 반력 법 사용은 타당함JojouDK76Fo!Te이!~-db OTEmwNowRx} 일iDxnxnqoqaLW}BKBs법과 병행 히 }여 사용가능느1117메kKex한국도로공사. 궤설계개선방안검토[| 말뚝기초 횡방향설계기해석 방법및 특징ag개 요 |-ㆍ말뚝 본 체와 지반의과 괴 형태를 고려하는 해석 법aeㆍ해석 법이 비교적간 편 하나, 오차가 커서용예 비 검토으로 활용Groms | 특 징 |ㆍ순수 점성토-사질 토 지반에만 적용가능극한 하중을 구하고 적정안전 율로 나누어 결정 하는 방법탄성 지보Ne |. Sef탄성 지반에 지지 된 보로가정한 해석법‘negggRE SERBS ES GS SS 고려 하기 어려우나,때7° ㅣ 풍부한 실적을 토대로 신뢰 성이 확보 된 방범개 요 ㅣㆍ말뚝 변위와 지반 반력 관계를 고려한 비선형 해석 법구성법|: 깊이 별로지반의 특성을 반영한정밀 해석이가능 하나a7S국내설계 실적이 적어설계 실무 적용이 미미 함Ores및 수 평 력 관련설계개선방안관계 없이 탄성 지반 반력법 사용가능함- ㅁ ㅠㅜ 극선 법은 상 구조사유로 그간설계실무에서는 배 제 하고 있었으나, 구조기술자 판단에 따라 적용가능 국)에서는 ㅁ 곡선-) 국 외(미법을 보 편 적으로설계적용중이며,국내에서도 인 천 대 교에 적용한사 례가 있음18 | +CXwares애2. 수 변위평설계 방안ㅇ 결합 조건에 따른 허용 변 위량 적 | QHO구분강 결 조건 힌지 조건설계가정 | 구 극 머 리 결 합에이상 없 음으로가정 |-팔 뚝머리 결 합이 지진으로 인해 파손될수 있는 것으로가정axza |- 사용한계 상태- 극 단 상 황한계 상태하중 조합,ex) A}-$ I (LODL+1.0LL+--)60 극 단 상황 1 (1.25101+0.511.+1.080+…)허용 변 위량15mm_°] 3}38mm_°]3}3. 수 평 력설계 방안- 보강 철근이 말뚝 체 내가 아닌강 결 합의 20% 추가 변 위가 발 ^4\\Om Ol1으|ㅇ rtNw브복 합 말뚝(강관 +2110)합성 말뚝(21102+()ihe,| 균 단면열바 6강 말뚝관Eh합성_ |, 강성 변화강 변화성L22.5D+100PHC 22amElePHCCxssceay구I119배[애O10 Rill 매L] AEmJ 4=평변위설계4Fㅇ 수 평 지지력설계- 말뚝 본체설계에 활용wy뽀} 평형법 적용 배제 근거 자료#( 말뚝(8×-216)설계적용방안120ㅣ구 Cxsaceay메a-외 관련 기준iteai mo 드도로교설계기준 해 (2008)셜도로교설계기준 해설대한 토목 학회ㆍ교량설계 핵 심 기술연구단Cxssceay구I121na애5.8말뚝기초의설계5.8.1적 범위|이 장은도 교의로교각과 교대를 지지 할 말뚝기초의설계에 적용한다.ㆍ5.8.2설계의 기본(1) 말뚝기초에 히 중이 작용 하여 생 구조는 말뚝 머 리 부의 축방향 반력은 말뚝의 허용지지력이내 라 야한다.(2) 말뚝기초의 번 위가 허용 변 위 량 보다 작 아 야한다.(3) 말뚝기초의설계는 “예 비설계, 검증 시 (8700험1660, 예 비설계의 보완"의 절차를 거쳐 수행하는 것이 바람직 하다. 검증 시 혐이란 일정 규모이상의 교량공사에서는 말뚝의 시공시방 설정, 깊이에 따른 말뚝지지력의 평가, 그리고 말뚝의 주문 길이 결정, 말뚝의 하중 지지 거 동의 확인등을 위하여 실시 하는 시험이다.설계단계에서 시 혐 말뚝에 대한 정재하 시 혐이 곤란할 경우에는 시공 초 구조에설계 확인및 본 시공 관리 기준의 설정을 위한말뚝 재하 시 혐이 되도록 계획한다.| 해설ㅣ (1) 상부 구조에서 각 각의 말뚝에 전 달되는 축방향 압축력 , 축방향 인 발 력이 허용지지력을 넘지 않도록설계 해야한다.이 경우 말뚝의 허용지 력지은 말뚝 머 리의 지지력을 말하며, 지반의 지지력 또는말뚝 머 리의 변 위 량으로 정 해 지는 값이다.설계 조건에 따라 부 주면 마찰력이나 편 심 토압등과 같이 말뚝 본 체에 직접 작용 하는 힘에 대하여소요의안전 율이 확 되도록보설계 할 필요가 있다. 그러고 필요 하다면 군 말뚝의 영향에 대하여 검토하여야한다. (2) 말뚝 초 구조의설계에서 허용 변 위 량은, 5.5.3 절의 (2) 항에 규정되어 있는 바와 같이, 상부 구조의 조건에따라 정 해 지는 허용 변 위 량과 하부구조의 조건에 따라 결정 되는 허용 변 위 량을 함께 고려해야한다.하부구조의 조건에 따라 정 해 지는 허용 변 위 량은 말뚝 지름의 1%로 하는데, 지름이 15000이하인 발 뚝은이 제 까지의 실적을 고려하여 1.5 00로한다. 다만, 편 토압이 작용하는 경우설계 지반 면의 말뚝 지름의 크고 작 음에 관계 없이 평상시 수 평 위변 량을 1.5 07 까지로한다.단, 지반의 저 력항과 말뚝 변 위의 비 선형 성을 고려할수 있는 ＊-) 해석등의 정밀한 해석을 하는 경우 말뚝 본 체에 기초인 결함이 발생 하지 않고 상부 구조물에 유해한 영향을 미치지 않는변 위 까지 말뚝의 변 위를 허용할수 있다. (3 말뚝기초의설계 절차를 해설 그림 5.8.1과 같이설정할수 있는데,이와 같은설계단계를 거쳐 말뚝기초의설계를 완성 할수 있도록 해야한다.제5 장 하부구조 2831122ㅣ 7공COXsaszaybymc LJ S2ol 977] ze:4 (2015)도로교설계기준(한계 상태설계법) 해설2015CxssceayI123bymc애7.7 타입 말뚝00000rae2D,3등가 기초피J“Tp,31 3{b)28 7.71 57} Sch7 12) H4\(Duncanz} Buchignani, 1976)7.7.2.2 수평 변 위에 대한 기준 기초의 수평 방향 허용 위변 량은 구조물의 구조 능과 형태, 예상 사용수명, 차량 주행성,과대변위 발 갱 시기물에 미치는 영향 둥을 고려하여 결정 하며, 38 ㅁ7를 초 해서는과만 된다.단 , 지반의 저항력과 말뚝 변 위의 비 선형 성을 고려할수 있는 2-7 해석등의 정밀한 해석을하는 경우 말뚝 본 체에 기초인 결함이 발생 하지 많고 상부 구조물의 유해한 영향을 미치지 않는 변 위 까지 허용할수 있다.Ci a]그 동안 국에서는내관 행적으로 15000, 뜨는 말뚝 직경의 1%를 허용가능한 말뚝의 횡 변 량위으로 간주해왔다. °] 7/82] 38mmi= 2]s+ AASHTO 4]4}4]9]4] 4/2] 2224] Bozozuk(1978), Walkininshaw(1978), Moulton등 (1985), \8108(01990)의 연구에 근거한 것이다. 그러나 &4.8911100 시방서 최신판@ 7-79124 ㅣ 구조물공CxssceayCoH 설 】.무리안의 어떤 외 말뚝에 작용하는 하중( 하중 계수를 적용한 값)은 힘과 모멘트를 받는단면에 대한전통 적인 탄성 강 법도을 통해 구한다. 단면 특성 값 들은 말뚝의 단위 면적에 근거한 다. 인발에 대한 저항계수는 정 적인 주 면 마찰력에 대한 저 항 계수의 80%로이미 줄어든 값이다. 따라서 인 발효과를 고 려하기 위하여 주 면 마찰력을 따로 저감 시킬 필요는 없다. 축방향 인장에 대한 저 항 계수가압축 시에 비하여 작은이 유는 말뚝이 인장력을 받으면 흙의 상 재하중이 줄 어 들 구조 때 문이 다. 즉 , 인장력에의해상 재어유 효 응력이 감소 하고,이에 따라 말뚝의 인 발주 면 저항력도 줄는다.7.7.3.8 수평 하중수 평하중을 받는 말뚝의 경우 말뚝 머 리는 말뚝 캡에 고정 되어야한다. 말뚝을 타입 하여 설치 하는과정에서 생 구조는 주변의 교란 부위와 빈 공 간은 조립 질 재료로 치 환 하여 다 져 야한다. 수평 방향 하중을 받는 말뚝의 경우, 무 말리 뚝을이루는 말뚝수와 말뚝 간격을 포함 하여지반과 말뚝 사이, 즉 흙-구조물 또는 암반- 구조물 사이의 상 호작용 효과를 고려해야한다.[해설 】확대 기초(말뚝캡) 내 말뚝의 근 깊이입 기준은 말뚝이 모 덴 트에 대한 저항력을 최대로 발휘할수 있도록 하기 위한 것이다. 횡방향 하중을 받는 말뚝의 지지력은 7.7.9에 제시된 것과 같이, 사용한계 상태의 횡방향 변 위 량 기준 또는 극한한계 상태에서 말뚝의 기초 파 괴에의해 좌우 된다.횡방향 하중을 받는 말뚝의 거 동은 88766등 (1991) p-y ANS 통해 평가할수 있다. 무리 말뚝이횡방향 하중을 받는경우, 말뚝 사이에 있는지반을 통해 말뚝 간에 상 호 작용이 일어나게 되어 무 리말뚝은 말뚝 하나 당 같은 횡방향 하중을 받는외 말뚝의 경우 보다 큰 변 형을 일으키게 되고 무 리 말 내의 뚝말뚝에 발생하는 횡모 멘트 또한 크게 된다.861@등(1991)과 206860984)의 연 구결과를 참고한다.횡방향 하중을 받는 말뚝의 해석에는 극한 평 형법 , 탄성 지반 반력 ,법 ㅁ -》 곡선법등의이 론을 적용한다.극한 평 형 법인 2020008(1964)의 수 계산 BPHS Hannigan등 (2006)이 자세하게 다룬 바 있고, 6686(19860)가 제안한 0ㅁ -# 곡선을이용한 수 저항력평해석 법은 전산 프로그 램 화 되어 외 말뚝과 무 리 말뚝에널리적용 되고 있다.이 해석을 할 때는, 극한한계 상태를 아직 정립하지 못한 상태이므로 하 계중 수를적용 하여 공 칭 수 하평 중을 정 하 ,며 0-7 곡선으로 대 되는표공 칭 저항력에 대해서는,이 값이이미 극한 조건에 해당되므로 저 항 계수를 곱 하지 않는다. ㅁ -7 방법의 대안으로 변형 률 쪼 구조이 론(6810 1'608ㅇtheory)이용하기도 하며,가능 하다면적정한 방법의 재하시험을 통해 외 말뚝의 횡방향 저항력을 산정하는 것이 바람직 하다.흙- 구조물 상 호 작용을 고려한전산프로 램그을 활용 하면설계시에 말뚝의 수평 변형도 해석 할수 있다.푸팅(말뚝 캡), 교각과 상부 조구 물을 포함한전체 구조계를 고려한 해석과설계도가능 하다.다열로 배 되는치무리 말뚝에서는 앞 열의 말뚝이 뒷 열을가리는 효과로 인해 전체 수 평 저항력은 모든외 말뚝의 수 평 저항력의 합보다 작 아진다. 일반 적으로 하중이 작용 하는 방향의 말뚝 중 심 간 간격이 말뚝 직경의 8 배이하일 때 무 말뚝리효과를 고려하며, 하중 직각 방향의 말뚝 간격이 직경의 2.5배이상이 면 그 방향의 무 말뚝 리효과는 무시할수 있다. 무 리 말뚝의 횡방향 저항력도 재하시험( 모 형 시험포함)을 통해 확인 하는 것이가장 바람직 하다. :@ 7-97CxssceayI125bymc애L] we347A47)7)4(KDS24 14 51 : 2016)KDS24 00 00 교량설계기준6052414 51: 2016 기준 om41네SHMyJ|(한계 상태설계법)2016년 6 월30일제정http: //www.kcsc.re. kr126I +Cxssceaybe애교량하부구조 설계기준(한계 상태설계법)KDS 24 14 51 : 20163.3.22 수평 변 위에 대한 기준 기초의 수평 방향 허용변위 량은 구조물의 구조능과 형태. 예상 사용수명. 차량 주행성.과 대변 위발생 시기물에 미치는영향등을 고려하여 결정 하 ,며 38 00를 초과 해서는안 된다. 단. 지반의저항력과 말뚝 변 위의비 선형 성을 고려할수 있는 2 해석등의 정밀한 해석을 하는 경우말뚝본 체에 기초 인 결함이 발생 하지 않고 상부 구조물의 유해한 영향을 미치지 않는 변 위 까지허용할수 있다.3.3.2.3 침하(1) 일반 사항말뚝기초의 침 하는 3.2.2.2에 규정된 허용 침하량을 초과 해서는안 된다.(2) 점성토무 리 말뚝의 침하량은 그림 3.3-1에 규정된등가 확대 기초의 위치와 확대 기초에 사용한 절차를 사용 하여 구할수 있다.(3) 사질토사 토의질무 리말뚝 침 하는 현장 원 위치 시험 결과와 그림 3.3-1의등가 확대 기초의 위치를이용하여 계산할수 있다. 사질 토에 설치된 무 리 말뚝의 침 하는 다음과 같은 식으로 계산할수 있다.SPT=p=30q7 VX(3.3-1)Nig__qXxICPT=p=% 1,(3.3-2)여 구조서,7= 1- 0.195== 0.5(3.3-3)Noone = [o-7710830| 10 |(3.3-4)여 구조서.6= 2933-194 BE AAD 2D,/3 7AM ASE순 기초 압력.이 압 력은 무리 말뚝의 상부에가해진 하중을등가 확대 기초의 면적으로 나눈 것으로. 말뚝의 무 게 나 말뚝 사이의 흙 무 게는 포함 하지 않는 (5408).X=무 리 말뚝의 폭이나 최소 치수 (0220)ㅇㅎ=무 리 말뚝의 침하 (020)7=무 리 말뚝의 유 효 근입 깊이에 대한 영향 계수77=유 효 깊 (=2.224.73)74= 그럼 3.3-1에서 보는 것처럼 지지 층에 근입 된 말뚝의 길이0200)(06 24 00 00 교량설계기준44CxssceayI127bemc애|] AASHTOLRFDBridge Design Specifications(8th, 2017)AASHTO LRFDBridge DesignSpecifications8'" EditionSeptember 2017Publication Code: LRFD-8+ ISBN: 978-1-56051-654-5128ㅣ +Cxssceaybymc애SECTION 10: FOUNDATIONS10-2910.4.6.6--Erodibility of RockC10.4.6.6Consideration should be given to the physicalThere is no consensus on how to determinecharacteristics of the rock and the condition of the rockerodibility of rock masses near bridge foundations. Refermass when determining a rock’s susceptibility to erosionto Richardson and Davis (2001) “Evaluating Scour atin the vicinityof bridgefoundations.PhysicalBridges-FourthEdition,”Mayneet al.(2001),characteristics that shouldbe consideredin theAppendix M for guidance on two proposed methods. Theassessment of erodibility include cementing agents,first method was proposed in an FHWA memorandum ofmineralogy, joint spacing, and weathering.July 1991 and consists of evaluating various rock indexproperties. The second method is documented in Smith(1994) “Preliminary Procedure to Evatuate Scour inBedrock” which uses the erodibility index proposed byG. W. Annandale.The Engineer should consider theappropriateness of these two methods when determiningthe potential for a rock mass to scour.10.5-LIMITSTATESANDRESISTANCEFACTORS10.5.1- GeneralThelimitstatesshallbeas specifiedinArticle 1.3.2;foundation-specificprovisionsarecontained in this Section.Foundations shall be proportioned so that thefactored resistance is not less than the effects of thefactored loads specifted in Section 3.10.5.2--Service Limit States10.5.2.1-GeneralC10.5.2.1Foundationdesignat the servicelimit state shallin bridges where the superstructure and. substructureinclude:are not integrated, settlement corrections can be madeby jacking and shimming bearings. Article 2.5.2.3settlements,requires jacking provisions for these bridges.horizontal movements,The cost of limiting foundation movements shouldoverall stability, andbe compared with the cost of designing thescour at the design flood.superstructure so that it can tolerate larger movements orof correcting the consequences of movements throughConsideration of foundation movements shall bemaintenance to determine minimum lifetime cost. Thebased upon structure tolerance to total and differentialOwner may establish more stringent criteria.movements,rideability andeconomy.FoundationThedesignfloodfor scouris definedinmovements shall include all movement from settlement,Article 2.6.4.4.2, and is specified in Article 3.7.5 ashorizontal movement, and rotation.applicable at the service limit state.Bearing resistance estimated using the presumptivePresumptive bearing pressures were developed forallowable bearing pressure for spread footings, if used,use with working stress design. These values may beshall be applied only to address the service limit state.used for preliminary sizing of foundations, but shouldgenerally not be used for final design. If used for finaldesign, presumptive values are only applicable at servicelimit states.CxssceayI129nc10-30AASHTOLREDBribGE DESIGN SPECIFICATIONS, EIGHTH EDITION, 201710.5.2.2-Tolerable Movements and Movement C10.5.2.2CriteriaFoundation movement criteria shall be consistentExperience has shown that bridges can and often dowith the function and type of structure, anticipatedaccommodate more movement and/or rotation thanservicelife,and consequencesofunacceptabletraditionally allowed or anticipated in design. Creep,movementson structureperformance.Foundationrelaxation,andredistributionofforceeffectsmovementshall includevertical,horizontal,andaccommodate these movements. Some studies haverotational movements. The tolerable movement criteriabeen made to synthesize apparent response. Theseshall be established by either empirical proceduresorstudies indicatethat angulardistortionsbetweenstructural analyses, or by consideration of both.adjacent foundations greater than 0.008 rad. in simpleFoundation settlement shall be investigated usingspans and 0.004 rad. in continuous spans shouldall applicable loads in the Service | Load Combinationnot be permitted in settlement criteria (Moulton et al.,specified in Table 3.4.1-1. Transient loads may be1985;DiMillio,1982;Barkeretal.,1991).Otheromittedfrom settlement analyses for foundationsangular distortionlimitsmaybeappropriateafterbearing on or in cohesive soi! deposits that are subject toconsideration of:time-dependant consolidation settlements.All applicable service limit state load combinations«cost of mitigation throughlargerfoundations,in Table 3.4.1-1 shall be used for evaluating horizontalrealignment or surcharge,movement and rotation of foundations.«-rideability, *aesthetics, and ©safety.Rotation movements should be evaluated at the top of the substructure unit in plan location and at the deck elevation.Horizontal] movement criteria should be establishedTolerance of the superstructure to lateral movementat the top of the foundation based on the tolerance of thewill depend on bridge seat or joint widths, bearingstructure to lateral movement, with consideration of thetype(s), structure type, and load distribution effects.column length and stiffness.10.5.2.3-Overall StabilityThe evaluation of overall stability of earth slopeswith or without a foundation unit shall be investigated atthe service limit state as specified in Article 11.6.2.3.10.5.2.4-Abutment TransitionsC10.5.2.4Verticaland horizontal movements caused bySettlementoffoundationsoilsinducedbyembankmentloads behind bridge abutments shall beembankment loads can result in excessive movements ofinvestigated.substructure elements. Both short and long term settlement potential should be considered.Settlement of improperly placed or compacted backfill behind abutments can cause poor rideability and a possibly dangerous bump at the end of the bridge. Guidance for proper detailing and material requirements for abutment backfill is provided in Cheney and Chassie (2000).Lateral earth pressure behind and/or lateral squeeze belowabutmentscanalsocontributeto lateral movement of abutments and should be investigated, if applicable.130I=Cxssceay애 LJ 기타참고설계기준국 토 교통부 제정구조물 기초설계기준 해 실2015. 8(사)한국 지 공학회반CxssceayI131 be nc애U.S. Department of TransportationFederal Highway AdministrationPublication No. FHWANHI-05-042April 2006NHICourses No. 132021and 132022Design and Construction ofDriven Pile FoundationsReference Manual-Volume IAnNational Highway Institute132| 7Cxssceaybemc애mamama머 리에서iycymw0 Raaaadadayp ®evel고a34EphoKR~~od©고=cc … 극한 평 형 법은 말뚝 매리 횡 모멘트가 항 복 치에도달한이후 말로가정1a때),|weArWw30060\4ㆍs0°Boosh본 체의 2 단계wr.ojooirSSrlale888버aThah말뚝 본체 SDHWES비 | 88및i,퍼:드 브ㅜㅜ단계에 따a8ccjal술 되어 말180글아중+OFa곡구K00없이azm ulmuola한국도로공사nOLHodoxyo!LH뚝 머리것으로#2-WT] 그nw4l4 orir__ & woa_ 40 40_ BT yo re}호 바| 몰때 5= 바 ~tau | anestau=말 1ㅁN|ㅣ03.ㅣ※말뚝ㄷㄷ애석시,극한 ook평 형법 적용배제 근거 자료313], 2002.09]은 기초사 단 법인한국 지반 공학회 제34ㅣ구Cxsaczeayitana애118 깊은 기초3.2 극한수평 지향 력 계신방법+uaFo)AseWE]AeadseSo]Hr]Ba중한 BulSate}결눔정할수 있다. 첫째, 극한 하중(과 괴 하중)을 계산한 후 적절한 만전 올로 나으로써허용지지력을 구할수 있다. 둘째, 허용 수 평 변 위 량에 해당 하는 하중을 구하는 방법이다. 극산한 수 저평 항 력을 계 하는방법에는한센030001 11800580) 빵 법 , 브 롱 스0370009) 방법그의 기타 방법등이 있다. 허용 수 평 위변 량으로수 평 저 력항을 계산 하는 방법 데는 수 됨 자반 반력 해석 법 , 비 션 형 해석 법 (0-# 곡선법), 탄성 해석 법 둥이 있다.무 부 자유 말뚝에 수 평 력과 모멘트가 작용할 때 지반의 응력 상태는 그럼3.4와 같이력나타낼 수 있다. 극한 수 평 저 항 (01101081681081 7661966006) Q,2 SWEMc 극한평지반 반력 《,를 고려하여 수 방향건정 적 형평 조으로부터구할수 있다.평= 수 방향힘의 평형 조건오 ,=0으로부터iiBdxt+|~Badx=0(3.1)또한 말뚝 두부에서의 모멘트 평 형 조건 ㅎ106,=0으로부터Quet [bm Bx de [ba Bx de=0(3.2)“abe B그림 3. 두부 자유 감말뚝의 주 평 저항력연 직 말뚝의 극한 수 평 저항력을 구하기 위하여이상과 같은 구조 본 개념을 80001 Hansen과 800005도 사 하였다.이들 두 방법을 다음 절에 각과 설 명 하였다.COsaceay1 135benc애제 3 잠 수 평 하중 지지 거동 1193.2.1 Brinch Hansen4")이 방법은 토압 론에 근 거 하며 장 점은 다음과 같다.0) 일반 토사 지반(06- @ 지반)에 모두 적용가능 하다.0 다 춤 지반 메 적응가능 하다,그러나 다음과 같은 단 점이 있다.(1) ae Bost 적용가능 하다.(을 회전 중 심의 위치를 구하기 위하여시행 착 모법을 써야한다.이 방법은 하중 작용 점에서 모든 힘의 모멘트 평 형을 취 함으로써 회전 중심 위치를구한다. 그런 다음 수 평 력의 합이 0이 되는 식 (311과 비슷한 방 정 식으로부터 극한 저항 력을 구할수 있다. 따라서 임의의 깊이에서 지반의 극한 저항력은 다음 식 see나타낼 수 있다.Py =Og H, +o K,(3.3)역 구조 ,서 06 = 유 효 연 직 상 재하중ㅇ = 점 착 력K, and K, = ¢와 202의 하수인 계수이다.이 빵 법은 균질 지반이나 다 충 토 지반 모 두에 적용가 눔 하다. 파 력과 같은 단 기하중 조건에서는 비 배수 전단 강도 ㅎ ,(0@,=0)를 해석에 적용 하며 , 장 구조 속지하중이 작 하는용 상에서태는 유 효 배수 강도 ㅇ '및 #' 클 해석에 적용한 다.1) 모래지반ㅇ =0 인 모래 지반의 경우 임의의이메서지반의 극한 저항력은 석 (3.3)으로부터다음 칙 (3.4)와 같이나타낼 수 있다,Pro =Om Ky(3.4)744K = 29 3574+e 수 있다.136 ㅣ 구조물공Cxssceay120 #2 lz22200460759814200areHa10011B나그so649.91 Pa35.710te5.88.24.53.5016-풀6.141.93O62=O#=0 ㅁ05101520a511520808그림 35 계수ㅠ ,와 K,, (Brinch Hansen,1961)2) 점성토 지반# = 0, ㅇ =(,인 점성토 지반의 경우 그림 35에서 # = 0 일 때 표 , = 0이 므로 임의의 깊 어에서 지반의 극한 저항력은 다음 식 (3.5)와 같이나타낼 수 있다,Deu = Cy Ke(3.5)7aKSLY 35444 PS 수 있다.3.2.2 BromsWE거이 방법도 구조 적본으로 토압 론에 근 하는데문 제를 단 순 화 하기 위하여다음과 같은몇가지가 정을 하고 있다.0) 흙은 순수한 모래 지반 (= 0)이 거나 순수한 점성토 지반 (#=0)이 다, 따라서지반의 종 류에 따라 각각 해 하게석된다,@#2Wt A(short2ㅁ 010 008)과 긴변형 말뚝 (1008 16301016 7206)을 각각별도로고려한다. 짧은말뚝의 기준은 L/Ps2 BELIRS 3 OD,긴말뚝의 기준은L/T=4 HEL/R = 3.5이 다. 여 구조서r=ys(3.6)Cxsaceay구I 137bemc애제 3 장 주 평 하중 지지 거동 121 #=( 쓴) 버(3.7)ola,E말뚝 재료의 탄성계수I말뚝의 단면 2차모멘트써 = 00 : 깊이에 따라 지반 반력이 선형 적으로 증가 하는 경우=*: 권이에 따라 지반 반력이 일정한 경우nm =- 지반 반력 계수이다. &,및 #/의 대 략 적인 값이 표 31및 표 3.9에 나타나있다.유및 두부 회전 구속 말뚝의 극한 지반 반력 분포는 그림 3.6및 그림 37과 같다,3) 두부 자 말뚝이상을정 리 하면이 방법의 장 점은 다음과 같다.0)짧은말뚝과 긴 말뚝 모 두에 적용가능 하다.0순수점성토 지반(0=0) 또는 순수 사질토 지반(6=0)에 만 적용가능 하다.03)말뚝머 리의 구속 조건 미 자유화 회 구속전모 두에 적 봉가능 하다.그러나다음과 같은 단점이 있다,0) 다 층 토 지반에 적용 불가능하다.02 일반 토사 지반 (6-# 지반)에는 적용 블가 하능 다,표 311 대 략 적인 &, 값 "Sail TypeValuesfy range from 42 to 5596 ton/m’, is generallyin the range fromGranularO77 to 2770 tom’ , and is appreximately proportional to relativedensityNormally loadedorganic siltnm, range from 11 to 83 ton/m®peatn, is approximately 6 ton/m®cohesive soilsky is approximately 67s,, wheres, is the undrained shearstrength af the soila After Davisson, 1970Note: The effects of group action and repeated Inading are not included in these estimates.138I구조물공COX2 ㅋ ㄷ =3 시| 현설계적용원 지반 토 정수질그 분내부마찰각점 착력(°)C(kPa)도로설계 요령사질토25~3030이하(2020)점성토20~2550이하서 창 ~안 산 ~ 북수원풍화토27.67~32.6213.70~29.45깜 구조, 터널부(확장)풍화암30.88~32.8028.25~31.30인주~ 염 치 Z|,풍화토27.37~29.6612.10~21.94터널부(신설)풍화암32.11~33.0532.06~33.05Cxssceay7애mcMtyyKe140I=Cxssceay메Ml별첨7exc한국도로공사애ncoO) 보강 철근 위치에 따른말뚝의 수평 위변 량tS|도로교설계기준 해 (2008)설913p를 사용할수 있다.(8) 강관말뚝의 속 체 움 콘크리트 방법(방법 8)의 구조세 목은 해설 그림 5.8.39와 같다.#. 말뚝 본체 내의 미 끌 림 방지는 강관말뚝 방법 ㅅ를 따 르 구조로한다.6. 미끌림 방지와 철근의 틈은 일 적반으로 1500이상, 말뚝과 철근의 틈은 철근 지름이상으로한다.6 강관말뚝의 속 채움 보강 철근은 원칙 적으로 철근을 두르는 방식을 따 르 구조로한다. 부 득이하게말뚝 바깥 둘 레에 보강 철근을 용접 하는 경우 5030 또는 5035의 철근을 사용 함과 아울러 반드시 하나씩 확실히 용접 해야한다. 그 경우, 구조세 목은 철근을 두르는 방식에 준한 다.8. 말뚝 머 리에 작용하는 하중을 충분히 저 항 하기 위하여설계에 구한 말뚝 머리 내부 보강 깊이까지 묻은 흙등과 같은이 물질은 깨끗이 청 소한 후 콘크리트를 타설 하여야한다.6. 콘크리트 타설시 다짐을 하여 골재 분리등 조잡 시공 되지 않게 주의 하여야한다.(3) 850, 6말뚝의 구조 세 목은 해설 그림5.8.40과 같다.8. 말뚝본체 내 보강 철근을 배치 할 경우 5.8.12.2의 규정에 따른다.6.가 상 철근콘크리트 단면에의하여 조사 할 경우 656 강재는 무시한 다.ㅇ . 보강 철의근 정착 길이는 강관말뚝 8 방법에 의한 것으로한다. 말뚝 머 리를 잘 라 내는 경우 철근의 길이를 50 / 만큼 증가 시키며이 부의분 말뚝은 철근 콘크리트 단면으로 취급한다.이 경우에 050 강재는 무시 하며는 050 강재의 자름0000이 다. 말뚝 체 내에 보강 철근을 배치 하지 않고, 말뚝 내부의 빈 공 간에만 배 하는치경우 구조상 말뚝 머리 수 평 변위 량을 zy 결합한 경우 1.2 배가 되는 것으로한다.확대 기초 윗면속 저음 보강 철근 ~… ㅣ(118, d)보강( 띠)철근 013q*15000 간격+i시속 채 움 콘크리트!너확대구조조이 러 측 682ft!회Monat느스zi].2Ssa1" i ^확대 기초 아 래 면“op마 끄 럼 빔 지톡 |ols822iff-0~44ny)시8CCTs weltadeeve미끄 헝 지던항두계. 1시{00990900)cEte100i-___L|sg Bae조립 혈근거푸 직 용 원판및 스토프택일측채움 콘크리트거 짐푸 용 토 채움|-” -해설그림5.8.39강관말뚝 (방법ㅁ6}의 구조세목제 5 장 하부구조 2913142 ㅣ 구조물공Cxsaceny

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