토질조사 (펌글)

 배나온사장 ・ 2024. 1. 27. 20:17

[출처] 토질조사 -1|작성자 배나온사장

□ 개요

• 토질조사는 토층의 구성, 두께, 상태 및 흙의 성질을 알기 위한 조사로서 기초설계를 위한 가장 기본이 되는 조사이다.
• 공사가 계획되어 있는 구조물의 기초와 사면의 안정, 지하 터파기의 설계 및 시공이 안전하고도 경제적으로 이루어지도록 하는데 필요한 흙에 관한 정보를 얻는 목적으로 시행한다.

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□ 필요성

• 구조물 기초의 형태, 크기 선택
• 기초의 지지력 산정
• 구조물의 예상침하량 산정
• 지하수위 확인
• 지하 구조물에 대한 횡토압 산정 횡토압=횡방향 토압
• 지층의 심도와 지반상태에 따른 시공법 결정

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□ 순서

1. 사전조사

1) 자료조사는 구조물 기초설계를 위한 토질조사의 계획 및 현장 상황을 판단하기 위해 지형도, 지질도, 항공사진, 과거 공사기록 등을 수집하는 것을 말한다.

2) 현장답사는 자료조사 결과를 현장에서 확인하고 예비조사 계획을 수립하는데 필요한 사항을 확인하는 것으로 용출수, 지하수, 배수상태, 수도 및 하천상태, 지하구조물 현황, 재해, 환경 등의 조사를 행한다.

2. 예비조사

1) 자료조사나 현장답사 결과를 근거로 하여 구조물이 요구하는 제반사항을 파악하는 조사이다.

2) 자료조사, 현장답사, 보링, 원위치 시험 및 실내시험 등이 있으며, 본조사가 효율적으로 수행되도록 실시해야 한다.

3. 본조사

1) 예비조사에서 개략적인 지층의 구성을 파악하여 예상되는 지질 및 토질 공학적 문제점을 도출하고 이에 대한 조사의 방법, 위치, 수량을 계획하고 실시하는 것이다.

2) 지반조사, 암반조사, 보링 및 물리탐사 등에 의해 지반의 구성상태를 파악하고, 원위치 시험과 채취시료에 대한 실내시험으로 흙의 공학적 성질을 상세히 판단하여 흙 또는 지반을 종합적으로 판정한다.

4. 추가조사

본 조사 후에 추가로 조사하여 보완 보강 목적으로 실시한다.

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□ 토질조사의 종류

1. 지하탐사법

1) 짚어보기

① 직경 9mm 철봉을 이용하여 인력으로 삽입, 지반의 저항정도를 분석

② 지반의 경연 파악 경연: 단단함과 부드러움

2) 터파보기

① 소규모 공사에 적용하며 삽으로 구멍을 파보는 법

② 간격 5~10m, 구멍지름 1m 내외, 깊이 1.5~3m

3) 물리적 탐사법

① 지반의 구성층 및 지층변화의 심도를 파악하는 방법

② 전기저항식, 강제진동식, 탄성파식 탐사방법이 있으나 주로 전기저항식을 이용

2. Boring

지중에 철판을 꽃아 천공하여 토사의 채취, 관찰 및 지중의 토질분포, 흙의 층상, 구성등을 알 수 있고 표준관입시험, Vane Test 등과 같은 다른 지반조사법과 병용하기도 한다.

1) 오거 보링

① 나선형으로 된 송곳을 인력으로 지중에 박아 지층을 알아보는 방법

② 깊이 10m 이내의 점토층에 사용

2) 수세식 보링

① 선단에 충격을 주어 이중관을 박고 물을 뿜어내어 파진 흙과 물을 같이 배출

② 흙탕물을 침전시켜 지층의 토질을 판별

3) 충격식 보링

① 와이어 로프의 끝에 달린 충격날의 상하작동에 의한 충격으로 토사 암석을 파쇄 천공하여 파쇄된 토사는 Bailer로 배출

② 공벽토사의 붕괴를 방지할 목적으로 안정액 사용

공벽: 공사 중 말뚝기초 등을 위해 땅에 뚫은 구멍의 벽

③ 안정액은 황색점토 또는 Bentonite를 사용

4) 회전식 보링(Rotary Boring)

① 드릴 로드의 선단에 첨부한 날을 회전시켜 천공하는 방법

② 안정액은 드릴 로드를 통하여 구멍 밑의 안정액 펌프로 연속하여 송수하고 슬라임을 세굴하여 지상으로 배출

https://youtu.be/YoUGs6w7MoE

 

3. Sounding

로드 선단에 부착한 저항체를 흙 속에 관입시켜서 관입, 회전, 인발 때의 저항정도로서 지반의 상태를 파악하며 보통 Boring 방법과 병행하여 실시한다.

1) 표준관입시험(SPT)

① Split Spoon Sampler를 Drill Rod에 장착하여 63.5kg의 해머로 760mm의 높이에서 타격하여 샘플러가 300mm 관입될 때까지 요구되는 타격횟수 N치를 구하는 시험

② N치는 모래의 상대밀도와 점토의 컨시스턴시(연경도) 추정에 사용

③ 주로 사질토에 적용

https://youtu.be/3WEFw5K1tF8

 

 

2) Vane Test

① 로드 선단에 장착된 십자형 날개(vane)를 시추공 아래에 내려 지중에 압입한 후 회전시켜 원위치 점토의 전단강도를 직접적으로 구하는 방법

② 보통 연약점토 지반에 적용

https://youtu.be/bqVGrmoV9hg

 

3) Cone 관입시험

① 강봉선단의 원추체를 땅속에 관입시켜 원위치 지반토에 대한 정적관입 저항치를 측정하는 시험

② 사질토와 점성토 모두에 적용 가능

4) 스웨덴식 Sounding

① 선단에 스크류포인트를 달아 중추(100kg)의 무게와 회전력에 의하여 관입저항을 측정하는 방법

② 관입량과 회전수로 토층의 상황판단

③ 연약지반에서 굳은 지반까지 모든 토질에 사용

5) 인발시험

지반에 뚫어놓은 보링공 속에 접혀진 날개를 와이어에 묶어 집어 넣은 다음 저항날개를 펴고 와이어 로프를 감아 올리면서 이때의 인발 저항력을 연속적을 측정하여 전단 저항값을 측정하는 시험

4. Sampling(시료채취)

1) 교란 시료 샘플링

① 리몰드 샘플링

② 표준관입용 Auger에 의한 연속적인 샘플채취

2) 불교란 시료 샘플링

① Thin Wall Sampling: 연약한 점성토, 신뢰도가 높다

② Composite Sampling: 굳은 점토 혹은 모래에 적합

③ Denison Sampling: 단단한 점성토에 적합

④ Foil Sampling : 길고 연속적인 시료 가능, 연약지반 적용, 완전한 토질시험 가능

[출처] 토질조사 -1|작성자 배나온사장