지반조사의 목적 및 필요성에 대해 알아보자

지반조사의 목적 및 필요성

 

1. 지질 및 지반조사의 개념

☞ 지질 및 지반 조사는 흙의 종류, 암반까지의 깊이, 지하수위, 암반의 종류, 지층의 경사, 단층의 유무, 지지력 등을 정확하게 확인하는 것

2. 지질 및 지반조사의 목적

(1) 공사 계획과 현장 지반의 전반적인 적합 여부를 파악(공사 계획 자료)

(2) 구조물이나 토공 재료의 안정성과 경제성 조사(경제적인 설계 자료)

(3) 자연 조건의 변동에 대한 원인과 결과 예측(구조물의 위치 선정 자료)

(4) 현 시설의 안전과 시공 중 예상되는 재해의 예경과 대처

3. 조사 단계 및 방법

(1) 예비조사: 자료조사(자료의 수집, 정리 및 분석) → 현지답사(지표 및 지하 조사) → 개략조사

(2) 본 조사: 현지 정밀 답사 → 정밀 조사 → 보충조사

 

보링(boring) 및 샘플링(sampling)

 

1. 보링의 목적

☞ 보링 : 기초 지반을 구성하는 지반의 공학적 성질을 파악하고 설계에 필요한 자료를 얻기 위하여 기초 지반을 착공하는 것

(1) 지반의 토질 구성 파악

(2) 지하수위 파악

(3) 불교란 시료의 채취

(4) 보링 구멍에서 표준관입시험을 하여 N치 측정

 

2. 보링의 종류 ☞ 필수 숙지 사항

(1) 오거보링(Auger boring) : 현장에서 인력으로 간단히 할 수 있는 보링. 공벽붕괴가 없는 지반에 적용하며 교란된 시료를 채취하는데 적합(중간정도의 경도를 가지거나 딱딱한 점성토)

(2) 회전식 보링(Rotary boring) : 흙과 압반 등 모든 지반에 적용되는 기계 보링. 로드 끝에 설치한 비트를 회전시켜 굴착된 흙을 지상으로 배제하는 능률적인 작업임. 확실한 Core를 채취할 수 있으나 시간과 공사비가 많이 소요.

(3) 충격식 보링(percussion boring or Rokassyon boring) : 기계 보링으로 와이어 로프 끝에 percussion bit를 붙여 낙하시킴으로써 그 충격으로 구멍을 뚫는 방법. 즉, 무거운 물체를 떨어뜨려 암반자체를 부수는 충격식 boring

(4) Wossyon boring : 상당히 부드러운 점토 및 중립사에 적용

 

3. 시추 방법의 분류 ☞ 필수 숙지 사항

(1) 회전식 시추 : 수직, 수평굴착이 가능하며, 어떠한 경우라도 코어채취가 가능, 600m이상 굴착 가능

① Metal boring : metal bit을 사용, 수직으로 최대 1500m까지 굴착이 가능

② Diamond boring : diamond bit을 이용, 심도는 6000m이상, 어떤 방향으로도 굴착가능

⇒ 특징 : ┏ 극경암(규암, 규질사암)의 굴착에 용이

┣ 각종 화강암, 역암 등에서 효율적

┣ 코어의 채취율이 높아서 탐광용, 지질조사용으로 많이 사용된다.

┣ sludge가 metal bit보다 적다

┗ 개당 굴착 깊이가 metal bit보다 10～100배 길어서 bit의 교체가 적어 시간과 경비가 감소된다.

③ Short ball boring : short ball 시추는 암석이 굳어서 metal bit로는 굴착이 되지 않을 때 사용하며, diamond의 보급에 따라 현재는 별로 사용되지 않는다.

(2) 충격식 시추

① 엠파이어 드릴 : 충적층의 사금광상에 이용.

② 상총굴 : 우물굴착에 이용

③ 와이어 로우프시추

④ 관시추

 

4. Bit의 종류와 크기

(1) 재질에 따른 분류

① 텅스텐 비트(Metal Bit)

② 다이아 비트(Diamond Bit) : surface bit, impregment bit 등

(2) 형태에 따fms 분류 : 코아비트, 전체면비트, 트리콘 비트

(3) 비트의 크기에 따른 분류(Core Barrel Size) ☞ 필수 숙지 사항

	종류	공경(surface bit, mm)	Core경(impregment bit, mm)
	NX	76.2	54.0
	BX	60.3	41.3
	AX	48.4	30.2
	EX	38.1	20.6

 

5. 시추의 깊이 및 간격

(1) 보링의 깊이 : 보링의 심도는 최대 기초 슬래브의 단변장의 2배 이상 또는 구조물 폭의 1.5~2.0배로 함.

(2) 시추의 간격

☞공사 목적에 따른 시추간격

	공사종류	보통의 토층에서 시추간격
	도로	150～300m
	토취장	60m
	흙댐	30m
	단층건물	30m
	고층건물	15m

 

6. 샘플링(sampling)

(1) 지반 시료의 채취 목적 ☞ 필수 숙지 사항

① 교란시료 : 입도분석, 비중, 액성한계, 소성한계, 수축한계, 현장함수량 등의 물리적 시험.

② 불교란시료: 전단강도, 압밀시험, 투수계수 등과 같은 흙의 조직에 의해서 지배되는 역학적 특성을 추정하는데 사용.

(2) 지반 시료의 채취 방법

① 교란시료의 채취

┏ Auger boring에 의한 공법

┗ Split-barrel sampler에 의한 방법(S. P. T)

② 불교란시료의 채취- 얇은 관에 의한 방법 등

☞ 불교란시료의 처리방법: 충격을 가하지 않고 말려서 조사

(3) 지반의 토양 시료의 관찰 사항

☞ ┏ ① 입도 및 입도의 분포

┣ ② 토시료의 모양

┣ ③ 색

┣ ④ 굳기, 다짐정도

┣ ⑤ 함유물

┗ ⑥ 관입(Penetration)정도

(4) 샘플러의 내부간극율과 면적비

① SCALE 90내부간극률 = {rm D SUB i - rm D SUB E} OVER {RM D SUB E } TIMES 100(%) (내부간극률은 보통 0.5～3%정도이다.)

② SCALE 90 면적비 = {RM D SUB W `SUP 2 - RM D SUB E `SUP 2} OVER {RM D SUB E `SUP 2} TIMES 100(%)

(여기서, Ar ≤ 10% : 불교란 시료,

Ar > 10% : 교란시료)

(5) 각 암반에 따른 코어의 채취목표량

☞	각 암반	채취목표량
	양호한 암반	90%
	균열이 많은 연암	80%
	균열이 많은 경암	65%
	표토, 풍화대의 경우	80%
	단층, 파쇄대, 특수한 지질조건	50～80%

 

7. 기타 주요 사항

(1) Drilling 작업 시 mud를 공급해 주는 이유

┏ 냉각수로 이용하기 위해서

┣ 공벽을 보호하기 위해

┗ 이수를 방지하기 위해

(2) 시추작업 시 전량 누수 될 경우 취해야 할 대책

┏ 누수지점에 cementing을 한다

┣ 누수지점까지 casing을 삽입한다.

┗ 화공약품으로 누수를 방지한다.

 

2014/03/24 - [# 공부방] - 관입저항시험에 대해 알아보자

2014/03/24 - [# 공부방] - 원위치시험 및 파카시험에 대해 알아보자

2014/03/24 - [# 공부방] - 지질공학 단위 및 공식 요점정리