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지반조사, 지질조사, 토질조사
1. 지반조사.지질조사
지질조사는 토목 및 건축물의 기초 지반의 지질 공학적인 제반자료, 즉 지층의 분포상태, 지반의 물리적 성질 및 압밀상태를 파악하여 그 자료를 제공 반영함으로서 구조물의 기초 설계 및 시공을 경제적이고 효과적인 방법으로 수행할 수 있도록 지원하는 것이다.
지반조사는 구조물이 축조될 기초 지반의 지층구조와 물리적 특성을 파악하는 과정이다.
축조될 구조물에 적합한 기초의 종류와 깊이 결정, 기초 지반의지지력 평가, 구조물의 예상되는 침하량 산정, 잠정적인 기초 지반의 문제 결정, 지하수위의 심도 파악, 옹벽과 같은 구조물에 대한 횡토압 예측, 구조물 공사를 위한 가시설 설계 및 지반 조건의 변화에 따른 시공 방법 설정 등을 파악하는데 매우 중요한 자료이다.
2. 지반조사의 대상 및 시험방법
토질시험은 흙의 성격을 정량적 및 과학적으로 판단하는데 필요하며 통일적인 방법하에 측정된 값을 이용하여 공사의 안전하고 경제적인 설계 시공법을 가늠할 수 있다. 따라서 토질조사에서 채취된 흙은 대표시료에 대하여 토질시험을 실시하고 정도가 높은 토질조사를 하는 것이 바랍직하다.
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조사대상
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설계/시공상 주안점
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토질
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지반조사
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토질시험
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얕은기초
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확대기초.
매트기초
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허용지지력
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부드러운 충적점토
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교란되지 않는 시료채취(Thin Wall Sampler등)
베인테스트, CPT
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분류특성
일축 및 삼축 압축
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단단한 점토
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교란되지 않은 시료채취(데니스Sampler등), CPT, SPT
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자갈 섞인 점토, 모래, 자갈
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시료채취, SPT, 재하시험
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분류특성
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침하량
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점성토, 모래, 자갈
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시료채취, 재하시험
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압밀시험
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깊은기초
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피어.
케이슨
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허용지지력
침하량
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모든 흙
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시료채취, SPT
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분류특성
일축 및 삼축 압축
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세굴
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모래, 자갈 및 실트
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시료채취, CPT
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분류특성
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주변마찰력
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모든 흙
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시료채취, SPT, CPT
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분류특성
일축 및 삼축 압축
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선단지지
말뚝
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말뚝길이와
허용지지력
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부드러운 충적점토
하부지지층
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교란되지 않은 시료채취, CPT, SPT
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분류특성
일축 및 삼축 압축
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수평저항
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부드러운 충적점토
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시험말뚝의 수평재하 횡방향 지반계수 측정시험
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침하량
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점토지지층
모래지지층
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교란되지 않는 시료채취
시험말뚝의 재하시험
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압밀시험
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마찰말뚝
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말뚝길이와
허용지지력
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모든 흙
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시료채취, SPT, CPT
시험말뚝의 재하시험
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분류특성
일축 및 삼축 압축
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침하량
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점성토
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교란되지 않는 시료채취
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압밀시험
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조사대상
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설계/시공상 주안점
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토질
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지반조사
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토질시험
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사면절취
및
굴착
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절취
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사면의 안정
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점성토
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교란되지 않는 시료채취 지하수위
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밀도측정
일축 및 삼축시험
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사질토
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CPT, 지하수위
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사면의 보호
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모든 흙
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흙막이 없는 굴착
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사면의 안정성
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부드러운 충적점토
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교란되지 않는 시료채취(Thin Wall Sampler등)
지하수위와 간극수압
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분류특성
일축 및 삼축시험
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단단한 점토
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교란되지 않는 시료채취
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모래 및 실토
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지하수위, 시료채취
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입도측정
투수시험
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흙막이
보통굴착
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횡토압
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점성토
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교란되지 않는 시료채취
지하수위
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분류특성
일축 및 삼축시험
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모래
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시료채취, STP, 지하수위
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밀도측정,
삼축시험
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파이핑
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모래 및 실트
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지하수위, 시료채취, 원위치 투수시험
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투수시험
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히빙
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부드러운 점토
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교란되지 않는 시료채취 지하수위
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일축 및
삼축시험
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깊은
굴착
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지하수 유입
분사현장
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모든 흙
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지하수위, 시료채취
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입도측정
투수시험
일축 및 삼축시험
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참고문헌: 건축기초 구조 설계지침(대한건축학회 2004), 사면 안정화 설계실무편람(도서출판 과학기술), 구조물 기초설계기준(한국 지반공학회), 건설교통부 제정 구조물 기초설계기준 및 해설 2003(한국지반 공학회), 건축기술지침(대한건축학회)
3. 지반조사 구경에 따른 비교표
소규모 건축물에서는 BX만으로 지반보고서를 작성해도 되지만, 일정 규모 이상의 내진설계가 필요항 건축물은 NX 천공이 필수이다. 최소 3지점 이상 시추를 해야 대지 전체에 대한 비교적 정확한 데이터를 얻을 수 있다.
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종류
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BX 규격
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NX규격
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시추공 내경
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60mm(2 3/8 inch) |
76mm(3 inch) |
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Core 직경
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41mm(1 5/8 inch) |
54mm(2 1/8 inch) |
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장점
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-시추기가 소형이므로 취급이 용이함
시추심도가 작고 일반 토사증에는 효율적임 |
-암반이나 전석층의 굴진능이 우수함
대심도에도 유리하며 전체깊이를 통해 규능한 공경 유지 |
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단점
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-대심도 암반천공이 곤란하여 암반층 분석이 어려움
-암석 Core 채취는 가능하나 일반적으로 채취기준이 아님 |
-시추기가 복잡하고 대형이므로 취급이 용이하지 않음
암석 Core 채취 가능 |
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특징
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-비교란 시료 채취 불가능
-공내 원위치 시험 불가능
-연암반 이상의 암석 Core 채취 가능하나 암석의 불연속면 발달상황 파악이 어려움
-현장투수시험 및 수압시험 규격이 아님(수압시험 불가능)
-토사층 조사에 주로 이용
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-비교란 시료 채취용 샘플러(Sampler)를 이용하여 시료채취(지반의 변형 및 강도정수 추정과 분석)
-공내 원위치 시험(지구물리탐사, 공내탄성파시험, 공내 재하시험, 투수 및 수압시험 등에 적합
-정부 발주처에서 요구하는 규격임 |
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시추기종
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YAMATO-75 |
YAMATO-300이상 유압기
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시추형식
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ROTARY BORING(회전식 보링) |
ROTARY BORING(회전식 보링) |
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용도
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지지지반 확인
설계심의 불가능 |
지지지반 및 암반특성 확인
설계심의 가능 |
시추조사 개요도
4. 조사 및 시험
-지표지질조사
-육상 및 해상시추조사
-재료원조사
-공내재하시험
-피죠콘시험/베인시험
-공내전단시험
-실내토질 및 역학시험
5. 지반조사 분야
- 연약지반, 터널, 댐 및 항만 조사
-기타 일반 지질조사(지표지질조사, 인공위성영상 및 항공사진 판독 등)
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고지형도분석
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위성영상분석
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지표지질 조사
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육상시추
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해상시추
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압밀도 분석
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전단특성 시험
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압밀특성 시험
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지하수 유향 유속
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양수 시험
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지하수 유동분석
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시추공 시험발파
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TBM굴진율 시험 및 분석
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수압파쇄시험
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공내검층 및 시험
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6. 활용분야: 토질 및 기초설계
-사면설계: 사면안정성 검토, 사면보강 설계
-연약지반설계: 연약지반 처리공법 및 안정화 설계
-기초설계: 직접기초, 말뚝기초 안정성 검토
-흙막이설계: 흙막이 안정성검토 및 설계
-내진설계: 수치해석 및 안정성 검토
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암반분류
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암반등급도
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노사 비탈면 분석
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암반비탈면 분석
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비탈면 보강공법 선정
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지층특성분석
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연약지반 처리공법선정
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시공성 분석
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동적특성 분석
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교량기초 동적해석
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비탈면 동적해석
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