중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사 地盤調査報告書 ( 주 ) 나우지오컨설턴트

Transcription

1 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사 地盤調査報告書

2 제출문 귀중 귀사에서의뢰하여실시한 " 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 " 에대한과업을수행완료하고그결과로본보고서를작성제출합니다. 본과업수행동안적극협조해주신관계자여러분께깊이감사드리며본보고서가관계자 여러분께서수행하는업무에많은도움이되시기바랍니다 년 1 1 월 서울특별시마포구동교로 주식회사 나우지오컨설턴트 대표이사강태경 토질및기초기술사최성근 TEL: FAX:

3 목 차 제 1 장 조사개요 조사목적 조사위치 조사범위 조사기간 조사장비... 3 제 2 장 조사내용 위치선정 시추조사 표준관입시험 지하수위조사 하향식탄성파탐사 실내토질시험 제 3 장 토질및암반의분류, 기재방법 토질의분류기준 암반의분류기준 지반 ( 토질, 암반 ) 의기재방법 제 4 장 조사결과 지형및지질 지층개요 표준관입시험결과 지하수위측정결과 하향식탄성파탐사결과 실내토질시험결과 제 5 장성과분석방법 토질정수분석 토공성과분석 제 6 장부록... 46

4 6.1 지반조사위치도 6.2 지층단면도 6.3 시추주상도 6.4 실내토질시험 6.5 현장작업사진첩 6.6 하향식탄성파탐사보고서

5 제 1 장조사개요 1.1 조사목적 1.2 조사위치 1.3 조사범위 1.4 조사기간 1.5 조사장비

6 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 1. 조사개요 1.1 조사목적 본조사는 중구을지로2가 근린생활시설신축공사지반조사 로서현장시추조사및현장시험등을실시하여지층의구성상태및토질 ( 지반 ) 공학적특성을파악, 분석하여합리적이고경제적인설계및시공을위한지반공학적자료를제공하는데그목적이있다. 1.2 조사위치 행정구역 : 서울시중구을지로 2 가 번지에위치하고있다. 조사지역 1.3 조사범위 상기목적을위하여실시된조사의범위는다음과같다. 시추조사 (NX)... (BX)... 1 개소 1 개소 표준관입시험 (S.P.T)... 1 식 지하수위측정... 2 개소

7 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 1. 조사개요 하향식탄성파탐사... 1 개소 실내토질시험... 2 회 성과분석및보고서작성... 1 식 1.4 조사기간 본용역은아래의기간중에수행되었다. 현장조사 : 2016년 11월 3일 ~ 2016년 11월 3일 실내시험 : 2016년 11월 4일 ~ 2016년 11월 9일 보고서작성 : 2016 년 11 월 7 일 ~ 2016 년 11 월 11 일 1.5 조사장비 시추기 (WD-4000)... ENGINE (15HP)... 표준관입시험기구... 하향식탄성파탐사기구... 실내토질시험기구... 수위측정기... 기타부대장비... 1대 1대 1조 1조 1조 1조 1식

8 제 2 장조사내용 2.1 위치선정 2.2 시추조사 2.3 표준관입시험 2.4 지하수위조사 2.5 하향식탄성파탐사 2.6 실내토질시험

9 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 2.1 위치선정 본조사를위한위치선정은기작성된배치현황도상에 NX-1, BX-1개소의시추조사위치를계획한후현장에서작업가능한최종위치를선정하였으며, 자세한조사위치는부록 지반조사위치도 에수록하였다. 2.2 시추조사 (Boring Test) 지층의연직분포상태및지질공학적특성등을파악하기위하여회전수세식 (ROTARY WASH TYPE) 시추기를사용하여 NX 및 BX 규격 ( 케이싱외경 =84.0mm 및 73.0mm) 으로조사하였다. 시추심도는지표면에서부터지지층을확인하는것을원칙으로하여계획심도 ( 지표하30.0M) 및연암층확인까지조사하였으며, 또한작업을원활히수행하고, 정확한자료를얻기위하여공벽붕괴가없는비교적견고한지층까지 Casing을삽입하는공법을채택하였다. 각시추공에대하여토사층구간에서는시추시의굴진속도, Slime의상태, 순환수의색조, 표준관입시험에의하여채취된시료및 N치를근거로하여지층분포상태및상대밀도를분석하였다. 또한시추조사과정에서채취된교란시료는색상, 조사일자, 공법, 심도등을기록하여시료상자에정리, 보관하였다. 시추공에대한각위치별시추성과는 4.0 조사결과 < 표 4-1> 과같다. < 그림 2-1> 시추기모식도 < 그림 2-2> 시추전경 2.3 표준관입시험 (Standard Penetration Test) 표준관입시험방법 표준관입시험이란시추작업과병행하여실시하며 BORING HOLE 을이용하여 ROD 의끝에직경

10 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 5.1cm, 길이 81cm 의표준관입시험샘플러 (Split Spoon Sampler) 를부착시킨것을무게 63.5kg 의 햄머로 76cm 의높이에서자유낙하시켜 BORING HOLE 밑 활차 약 5m 낙하높이 75cm 해머 (63.5kg) 와이어로프지지대녹킹해드시추기 의교란되지않은흙속에샘플러가 30cm 관입되는데소요되는타격회수를측정하는시험이며, 이때의타격회수를 N 치라한다. 표준관입시험은한국산업규격 풀리 (KSF-2318) 에준하여지반의지지력과지층의구성재 케이싱 료를파악하기위해토층이변화되거나또는동일지층 시추롯드 이라도일정한간격으로매 15cm 식, 총 45cm 관입에대 시추구경 (65mm-115mm) 한관입저항치를구하였으며, 그중 2,3 번째관입저항치 표준관입시험용샘플러공저예비타 15cm, 본타 30cm 를합하여시추주상도에기록한다. 각위치별표준관입 시험성과는 4.0 조사결과 의 < 표 4-2> 와같다. < 그림 2-3> 표준관입시험모식도 < 그림 2-4> 표준관입시험전경 < 그림 2-5> Split Spoon Sample 시료채취 표준관입시험결과이용표준관입시험에서같은 N 값이측정되어도토질에따라그평가가다르다. 모래와점토에서 N 값이같아도흙의성질이다르므로기초의깊이와설치방법등을달리하게되며, 가끔자갈에부딪히기때문에전체로는느슨한모래층을비교적단단한모래층으로오인하는수가있다. 그러므로 N 값을이용할경우반드시토질분류와겸하여판단하는것이중요하다. N 값으로추정, 산정할수있는사항은다음 < 표 2-1> 와같다.

11 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 N 값으로부터추정또는산정되는사항 < 표 2-1> 구분판별, 추정되는사항 지반으로서 종합판정 사항 지반구성과강도의분포, 지지층의위치, 말뚝이나널말뚝관입의 가능성, 연약층의위치, 투수층의유무, 지반개량의방법과효과의판정, 활동파괴면의유무, 굴착방법의선정 N 값에서 직접추정 되는사항 모래지반 점토지반 상대밀도, 내부마찰각, 지지력계수, 침하에대한지지력, 액상화, 간극비연경도, 일축압축강도 ( 점착력 ), 파괴에대한지지력 말뚝의연직지지력, 말뚝의수평변위, 지반반력계수, 변형계수 1) 사질토지반에서의 N 값이용 1 사질토지반에서 N 값과상대밀도상대밀도란사질지반에대한다짐정도를표시한것이며, 사질토지반의안정척도로써이용하고있다. 상대밀도가크면지반의지지력도크고, 작으면약간의하중이작용하여도침하할수있다. 상대밀도는다음식으로표현된다. 이식에서, D r : 상대밀도 e max : 가장느슨한상태의간극비 e min : 가장조밀한상태의간극비 e : 원지반의간극비 2 사질토지반에서 N 값과전단저항각 < 표 2-2> 사질토에서의 N 값과상대밀도, 전단저항각과의관계 N 값 상대밀도 (relative density) 전단저항각 ø( o ) Peck Meyerhof 0~4 매우느슨 (very loose) 0.0~ 이하 30 이하 4~10 느슨 (loose) 0.2~ ~30 30~35 10~30 보통조밀 (medium) 0.4~0.6 30~36 35~40 30~50 조밀 (dense) 0.6~0.8 36~41 40~45 50 이상 매우조밀 (very dense) 0.8~ 이상 45 이상

12 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 Dunham 은 Terzaghi 와 Peck 의연구결과를정리하여다음식을제안하였다. 입자가둥글고입도분포가불량한것 : 입자가둥글고입도분포가양호한것 : 입자가모나고입도분포가불량한것 : 입자가모나고입도분포가양호한것 : 철도설계기준 (1999) 에는흙의종류와관계없이다음과같이제시되어있다. ( 45 o ) 3 사질토지반에서 N 값과극한지지력 N 값에서전단저항각이추정되면, 다음의계산식을이용해서극한지지력을구할수있다. Terzaghi 에의하면극한지지력은다음식으로표시된다. 1. βγ γ 여기서, q d : 극한지지력 (t/m 2 ) β : 형상계수 = 0.5 ( 연속기초 ) = 0.4 ( 정사각형 ) = 0.3 ( 원형기초 ) B : 정방형기초의폭또는원형기초의직경 (m) γ : 흙의단위체적중량 ( 지하수면이하일때는수중단위중량γ 을이용한다 : tonf/m 3 ) γ 1 : 기초저면하부 γ 2 : 기초저면상부 D f : 기초의유효깊이 (m) N r, N q : 지지력계수 토질시험을실시하지못하였을때는 < 표 2-3> 을이용하여단위중량을추정할수있다.

13 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 기초의설계에이용되는흙의단위체적중량 - 철도설계기준 < 표 2-3> 지반토질 느슨한경우 단위중량 (tonf/m 3 ) 촘촘한경우 모래및모래질자갈 자연지반 사질토 성 토 점성토 모래및모래질자갈 2.0 사질토 1.9 점성토 지하수위아래에있는흙의단위중량은표의값에서 1.0을뺀값으로한다. 2 부순돌의단위중량은자갈과같은값으로한다. 또슬래그, 암괴등의경우에는종류, 형상, 크기및간격등을고려하여정한다. 3 자갈섞인사질토또는자갈섞인점성토에있어서는혼합비율과상태에따라적당한값으로한다. 사질토의 N 값과내부마찰각 ø, 상대밀도및지지력계수와의관계는다음 < 그림 2-6> 과같다. < 그림 2-6> 사질토의 N 값과내부마찰각 ø, 상대밀도및지지력계수와의관계 (Peck-Hanson-Thornburn)

14 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 4 사질토지반에서 N 값, 침하량및허용지지력의관계 Terzaghi와 Peck(1948), Meyerhof(1965) 는사질지반에있어서의침하량에대응하는허용지지력을제시했으나현장시험결과침하량이다소과다하게산출되는경향이있는것으로알려져있다. Bowles은이를보완하여 < 그림 2-7> 과같이지반의침하량 25mm에대응하는허용지지력을산출하였다. < 그림 2-7> 침하량 25mm 기준, 지표면에놓인기초의허용지지력 - Bowles, 1982) 지지력공식에의하면사질토의경우지지력은기초폭의함수이고폭이커짐에따라지지력은증가한다. 그러나기초바닥에놓인하중은기초폭이증가할수록지중으로전달되는응력깊이가깊어지므로결과적으로더큰침하를유발하게된다. 따라서허용침하량을일정값으로제한할경우기초폭이크면지지력은감소한다. 2) 점성토지반에서의 N 값이용 1 점성토지반에서 N 값과일축압축강도 Terzaghi와 Peck(1948) 은점성토의연경도, N 값, 일축압축강도의관계를다음 ( 표 2-4) 과같이정리하였다. 점성토의연경도, N 값과일축압축강도의관계 < 표 2-4> 연경도 N 값 qu (kg/cm 2 ) 매우연약 (very soft) 연약 (soft) 보통견고 (medium) 견고 (stiff) 매우견고 (very stiff) 고결 (hard) 2 이하 이상 0.25 이하 이상

15 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 이관계를정리하여보면 qu = N/8 (kg/cm2) 의관계가있는것으로요약되나그후여러연구결과에의하면흙의소성에따라상기값보다 qu의변화폭이큰것으로알려져있다. 2 점성토지반의지지력 Terzaghi와 Peck(1948) 은 N 값과 qu의관계를근거로점성토지반의극한지지력을제시하였으나전술한바와같이그편차범위가매우크기때문에실용성이적다. 2.4 지하수위조사 (Ground Water Level) 지하수위란정호나시추공내에나타나는수면의위치를말한다. < 그림 2-8> 에서와같이동일지하수위인경우라도일반적인지하수의경우와피압지하수 (confined water) 에의해형성된지하수위는그의미를달리한다. < 그림 2-8> 지하수위와수두의관계지하수위란정호나시추공내에나타나는수면의위치를말한다. < 그림 2-9> 에서와같이동일지하수위인경우라도일반적인지하수의경우와피압지 (confined water) 에의해형성된지하수위는그의미를달리한다. 일반적인경우지하수위는정호나시추공을굴착했을때최초로나타나는수면 ( 이를지하수면또는자유지하수면이라한다 ) 의위치를말한다. 이경우수면은대수층내간극수의수압이대기압과동일한면을나타내고그수위는지하수저류량의증감에따라변동한다. 그러나피압지하수의경우대수층중의간극수는가압층 ( 난투수층또는불투수층 ) 에의해규제되어대기압보다높은압력상태하에놓이기때문에지하수위 ( 수두 ) 는일반적인경우와같이대수층내에형성되는것이아니고, 그위의가압층과의경계면보다높은위치에서나타난다. 피압지하수의경우수위의변동은지하수저수량변화와밀접한관계도있으나직접적으로는압력의증가에영향을받게되므로지하수량의변화가없어도기압등이변화하면수위의변화가생길수있으며수직방향의지하수의흐름이생기는경우에는동일대수층내의정호나시추공에서도정호나시추공의깊이 ( 심도 ) 가다르면측정수위도다를경우가있으므로주의가필요하다. 예를들면 < 그림 2-10> 에서처럼지하수함양지역에서는동일지점에서동일대수층내에정호나시추공을굴착한경우에도지하수위는깊은정호나시추공의것이더낮게나타나며유출지역에서

16 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 < 그림 2-9> 지하수위의흐름에따른수위변화 는반대로깊은정호에서지하수위가높게나타난다. 각시추공에대한지하수위측정은시추조사가완료된후지하수위가안정되기를기다려시추종료후 24시간및 48시간이경과한후측정하였으며, 본수위는계절적인강우량과인근지역의지하수이용여부, 토공사로인한지하수위의유출등에따라변화될수있으므로착공전시험터파기등으로최종지하수위를확인하여결정하여야겠다. 2.5 탄성파탐사 ( 시추공하향식탐사 ) 1) 시험목적 P파및 S파의심도별속도분포를파악하여지반의물성및동적특성치를파악하여설계에필요한기초정보를제공하는데본탐사의목적이있다. 2) 시험개요지반의탄성파속도를측정하는물리탐사법에는굴절법탐사나반사법탐사와같은지표탐사법과시추공을이용하는방법이있다. 지표탐사법은시추를할필요가없다는장점은있으나횡파속도 (shear wave velocity) 를정확하게측정할수없기때문에동탄성계수를구하기위해서는시추공탐사를하는것이일반적이다. 이와같은목적으로가장많이이용되는시추공탐사법에는한개의시추공을이용하여지표에서파를발생시키고시추공내에서파의전파시간을측정하는하향식탄성파탐사법 (Downhole seismic survey) 과시추공에서파를발생시키고인접한다른시추공에서전파시간을측정하는시추공간탄성파탐사법 (Crosshole seismic survey) 이있다. 특히하향식탄성파탐사법은단일시추공을사용할뿐만아니라탄성파발생원이지표에위치함으로인하여그장비및탐사방법이비교적간단하고시추공간탄성파탐사에서는필수적으로수행해야할시추공의편향도를측정하는공곡측정 (verticality test) 을필요로하지않는다는장점이있어지반공학분야에서많이사용되고있다.

17 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 2) 시험장비및모식도 Seismic wave Generator DATA ACQUISITION Seismic Wave 3 성분 GEOPHONE < 그림 2-10> 탄성파탐사장비 < 그림 2-11> 탄성파탐사모식도 2.6 실내토질시험 1) 시험개요지반은많은토립자들로구성되어있어토질의종류나특성또한매우다양하다. 모든토목공사는이렇게불균질하고다양한지반을대상으로하는것이기때문에연약지반, 절성토사면, 토공재료등에대한많은공학적문제가대두되고있다. 이러한지반공학적인문제를해결하기위하여지반을구성하고있는흙에대하여물리적성질을파악하는것이무엇보다중요하며, 이를위하여현장조사에서채취한토질시료에대한실내토질시험을실시하였다. 본조사에서는구조물예정지역의시추조사에서채취한교란시료 ( 표준관입시험시료 ) 에대하여각토질층의공학적 Parameter를파악하기위하여실내토질시험을실시하였다. 시료선정은토질상태를정확히파악하기위하여토질층및채취심도에따라각층을대표하는시료를선정하였고, 실시한실내시험종류와그결과로규명할수있는사항을요약하여 < 표 2.5> 에수록하였으며그결과는 4.6 실내토질시험결과 에수록하였다.

18 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 실내시험의종류및그결과의이용 < 표 2-5> 구분시험종류시험결과사용시료결과이용 비 중 (KS F 2308) 토립자의비중 교란 기본적성질계산 ( 공극비, 포화도 ) 함수비 (KS F 2306) 함수비교란기본적성질계산 입도분석 입경가적곡선 물성시험 # 200체통과량 (KS F 2302 KS F 2309) 유효입경 균등계수 곡률계수 교란 공학적성질 토공재료적합여부 공학적분류 액성한계 (KS F 2303) 액성한계 (LL) 액성지수 (LI) 교란 상태파악공학적성질판단 각종토질정수추정 소성한계 (KS F 2304) 소성한계 (PL) 소성지수 (PI) 교란 2) 시험과정 1 비중 토립자의비중은흙을구성하는주요광물편의비중에의하여결정된다. 2 함수비, 포화도, 간극비함수비 (W) 는흙속의수분의중량 (Ww) 과흙입자의중량 (Ws) 으로나타낸다. 이는개략적인연약성을파악할수있는지표가되며흙의자연상태의특성중가장기본적인사항이다. 포화도 (S) 는간극 (Vv) 에포화되어있는물의용적 (Vw) 의비를백분율로표시하며보통지하수면하부의흙은일반적으로포화된상태 (S=100%) 로간주한다. 간극비 (e) 는흙의간극 (Vv) 과흙입자의용적 (Vs) 에대한비이다. 이는흙입자의상대밀도를나타내는지표가될수있다.

19 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 여기서 : 상대밀도 e max : 최대간극비 e min : 최소간극비 e : 자연상태간극비 또한간극과흙전체용적 (V) 의비로서간극율 (n) 을나타낸다. 함수비 (W), 포화도 (S) 및간극비 (e) 는다음과같은관계가있다. 3 입도분석 Gs W = S e ( 여기서 Gs 는흙입자의비중 ) 흙입경의범위와그분포는흙의특성을파악하는데매우중요한자료가되므로입도분포시 험에서얻어진결과를입경분포곡선으로나타냄으로서입도분포상태를알수있다. 토립자의입 경에의한여러가지분류방법은다음 < 표 2.7> 과같다. 입도분포곡선에서중량백분률 10% 에해당하는입경을유효입경 (Effective Size, D 10) 이라하며 중량백분률 60% 및 30% 에해당하는입경 D 60 및 D 30 으로부터균등계수 (Cu) 및곡률계수 (Cc) 를나타 낼수있다. < 표 2-6> 입경에의한토질분류법 분류법 입 경 (m/m) Gravel Sand Silt Clay KS ( 한국표준분류 ) ~ ~ AASHTO ( 미국도로국분류 ) 75.0~ ~ ~ ASTM ( 미국통일분류 ) 75.0~ ~ ~ USDA ( 미국농업국분류 ) ~ ~ USCS ( 통일분류 ) 76.2~ ~ ~

20 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 2. 조사내용 4 Atterberg 한계 1 세립토는건조한경우고체상태이나함수비가증가함에따라반고체상태, 소성상태, 액성상태로변화하며이는흙의거동상태를개략적으로판단하는데좋은지표가된다. 2 액성한계 (Liquid Limit:LL) 는흙이소성상태에서액성상태로변하는함수비를말한다. 3 소성한계 (Plastic Limit:PL) 는흙이반고체상태에서소성상태로변하는함수비를말한다. 4 소성지수 (Plasticity Index:PI) 는흙이소성상태로존재할수있는함수비의범위를나타낸다. (PI = LL-PL) 5 액성지수 (Liquidity Index:LI) 는흙의액성상태지수로 LI가 1인경우는거의액성상태, 1 이하인경우는소성상태나반고체상태를의미한다.

21 제 3 장토질및암반의분류, 기재방법 3.1 토질의분류기준 3.2 암반의분류기준 3.3 지반 ( 토질, 암반 ) 의기재방법

22 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 3.1 토질의분류기준 토질에대한분류기준은주로흙의육안분류기준 < 표 3-1> 및통일분류법에의한흙의공학적분류방법 < 표 3-2> 를따랐으며, 그기술내용은 N치를근거로 < 표 3-9> 점성토의연경도 (Consistency), < 표 3-10> 사질토의상대밀도, < 표 3-11> 함수상태등을구분하여표기하였다. 여기서건조 (Dry), 습윤 (Moist), 포화 (Saturated) 로나타냈으며, 색은갈색, 회색, 적색등에담 ( 연한 ) 과암 ( 진한 ) 의명암및혼색에대한서술용어를접두어로사용하였다. 흙의육안적분류기준 < 표 3-1> 구분 토립자의육안적판별 과일반적인상태 손으로쥐었다놓음 건조상태 습윤상태 습윤상태에서손가락 으로끈모양으로꼴때 모래 (Sand) 개개입자의크기가판별 될수있는입상을보임. 건조상태에서흩어져내림. 덩어리지지않고 흐트러짐. 덩어리를가볍게 건드리면 흩어짐. 끈모양으로꼬아지지 않음. 실트질 입상이며실트나점토가 덩어리가가볍게 덩어리지며 끈모양으로꼬아지지 모래 섞여서약간점성이있음. 건드리면 조심스럽게 않음. (Silty 모래질의특성이우세함. 흩어짐. 다루면 Sand) 부서지지않음. 모래질실트 (Sandy Silt) 적당량의세립사와소량의점토를함유하고실트입자가반이상임. 건조되면덩어리가쉽게부서져서가루가됨 덩어리지며자유롭게만져도부서지지않음. 부서지면밀가루와같은감촉임. 덩어리지며자유롭게다루어도부서지지않음. 물을부으면서로엉킨다. 끈모양으로꼬아지지않으나작게끊어지고부드러우며약간의점성이있음. 세립사와점토는극소량 덩어리지며 덩어리지며 완전히꼬아지지는 을함유하고실트입 자유롭게만져도 자유롭게 다루 않으나작게끊어 실트 자의함량이 80% 이상임. 부서지지않음. 어도 부서지지 지는상태로 (Silt) 건조되면덩어리지나 않으며물에 꼬아지고부드러움. 쉽게부서져서밀가루 젖으면엉킨다. 감촉의가루가됨. 점토 (Clay) 건조되면아주딱딱한덩어리가된다. 건조상태에서잘부서지지않음. 덩어리지며자유롭게만져도부서지지않으며딱딱함. 덩어리지며자유롭게만져도부서지지않으며찰흙상태로된다. 길고얇게꼬아짐. 점성이크다.

23 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 통일분류법에의한흙의공학적분류방법 (KSF-2324) < 표 3-2> 주요구분 문자 대표적인흙 분류기준 조립토 : 200 번체에 (0.075 mm) 50 % 이상남음 자갈 (Gravel) 4 번체에 (4.76 mm) 50% 이상남음 모래 (Sand) 4 번체에 (4.76 mm) 50% 이상 통과 세립분이 약간또는거의없는자갈 세립분을 함유한자갈 세립분이 약간또는거의없는모래 세립분을 함유한모 래 GW GP GM GC SW SP SM SC 입도분포가좋은자갈또는자갈과모래의혼합토세립분이약간또는없음 입도분포가나쁜자갈또는자갈과모래의혼합토세립분이약간또는없음 실트질의자갈또는자갈, 모래, 점토의혼합토 점토질의자갈또는자갈 모래 점토의혼합토 입도분포가좋은모래또는자갈질의모래세립분은약간또는없음 입도분포가나쁜모래또는자갈질의모래세립분은약간또는없음 실트질의모래모래 점토의혼합토 점토질의모래모래 점토의혼합토 세립분의함유율에의한분류 200 번체통과율이 5 % 이하인경우 GM, GP, SW, SP 200 번체통과율이 12 % 이상인경우 GW, GC, SM, SC 200 번체통과율이 5-12 % 인경우 2 중문자로표시 D 60 C u > 4 C u = D 10 (D 30) 2 C c = 1<C C<3 D 10xD 60 GW의조건이만족되지않을때 Atterberg 한계가 A 선아래소성지수 4 이하 Atterberg 한계가 A 선위소성지수 7 이상 C u > 6 1 < C c < 3 소성지수가 4-7 이면서 Atterberg 한 계가 A 선위 에존재할때는 2 중문자 로표시 SW 의조건이만족되지않을때 Atterberg 한계가 A 선아래소성지수 4 이하 Atterberg 한계가 A 선위소성지수 7 이상 소성지수가 4-7 이면서 Atterberg 한계가 A 선위에존재할때는 2 중문자 로표시 세립토 : 200 번체에 (0.075 mm) 50 % 이상통과 액성한계 50% 이하인실트나점토액성한계 50% 이상인실트나점토 ML CL OL MH CH 무기질의실트매우가는모래, 암분, 소성이작은실트질의세사나점토질의세사 소성이중간치이하인무기질점토, 자갈질점토, 모래질점토, 실트질점토, 소성이작은점토 소성이작은실트및실트질점토 무기질의실트, 운모질또는규소의세사및실트질흙, 소성이큰실트 소성이큰무기질의점토, 소성이큰점토 소성도 (Plasticity Chart) 는조립토에함유된세립분과세립토를분류하기위해사용된다. 소성도의빗금친곳은 2 중표기해야하는부분이다. 세립토의분류를위한소성도 OH 소성이중간치이상인유기질점토 고유기성흙 Pt 이탄및그밖의유기질을많이함유한흙

24 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 < 표 3-3> 흙의기술방법 <ASTM> 토질군기호군이름비고 GW 입도분포좋은자갈 GP 입도분포불량한자갈 조 GM 실트질자갈 GC GW-GM 점토질자갈 실트섞인입도분포좋은자갈 15% 이상의모래를함유하는경우는 모래섞인 이라는말을군이름앞에 붙인다. GW-GC 점토섞인입도분포좋은자갈 GP-GM 실트섞인입도분포불량한자갈 립 GP-GC SW 점토섞인입도분포불량한자갈 입도분포좋은모래 SP 입도분포불량한모래 SM 실트질모래 SC SW-SM 점토질모래 실트섞인입도분포좋은모래 15% 이상의자갈을함유하는경우는 자갈섞인 이라는말을군이름앞에 붙인다. 토 SW-SC 점토섞인입도분포좋은모래 SP-SM 실트섞인입도분포불량한모래 SP-SC 점토섞인입도분포불량한모래 세 CL 소성이낮은점토 200번체를통과하지못하는함량이 15-29% 이면특히두드러진조립질입자의 ML 실트 이름을따라서 모래섞인 또는 자갈섞인 이라는말을붙인다. 립 CH 소성이높은점토 200번체를통과하지못하는함량이 30% 이상이고조립질입자들이대부분모래일경 우는군이름앞에 모래질, 자갈일경 토 MH 탄성있는실트 우는군이름앞에 자갈질 이라는말을붙인다.

25 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 3.2 암반의분류기준 암반코아에대한기술내용은색, 균열 (Discontinuity) 의간격, 풍화상태, 강도, 암석명등이며, 암석의풍화상태, 균열의간격은 ( 절리나파쇄면의간격 ), 강도, 암및암질표시는아래기준에따라기재하였다. 기반암의분류기준 < 표 3-4> 암반분류 시추굴진 상 태 풍화변질 상 태 균 상 열 태 암반의성질 코 아 함마 상 태 타격 침 시 수 험 탄성파 속도 (km/sec) 풍 Metal Crown Bit로암내부까지도균열이많으나세편상의암편이용이하게굴진풍화진행. 암의토사화의진행남아있고손으로 손으로 부서짐 원형보존이거의불가능 화 가능하며, 때로는 구조및조직이으로거의밀착부수면가루가 하며세편상 1.2 이하 암 무수보링도가능함. 남아있음. 상태임. 되기도함. 원형코아가없음. 으로분리됨. 연 암 Metal Crown Bit로암내부의일부균열이많이암편상내지세편함마로치면세편상으로용이하게굴진를제외하고는발달. 균열간상 ( 각착상 ) 원형가볍게분리되고암괴가능함. 풍화진행. 장격은 5cm 이하코아가적고원형부서짐. 로도분리됨. 석, 운모등변이점토협재복구곤란함. 색, 변질됨. 함. 1.2~2.5 보통암 Metal crown bit 로도가능하나 Diamond bit 를 사용하면코아회수물은일부변색 10cm내외. 율이양호한암반. 됨. 균열을따라 균열발달 일부대암편상~단수상함마로치면암괴로분리되 다소풍화진행. 는점토를협재 10cm 이하이며특탁음을내며나입자의분 장석및유색광함. 균열간격은히 5cm 내외의코부서짐. 아가많음. 원형 복구가능 산은거의없 고변화하지 않음. 2.3~3.5 경 암 Diamond Bit 를 사용하지않으면 굴진하기곤란함. 대체로신선함. 균열의발달이균열을따라약적으려균열간풍화, 변질간격은 5내지됨. 15Cm대체로암내부는신선밀착상태이나함일부는 Open됨. 단주상내지봉상함마로치면거의변화하지대체로 20cm 금속음을내않음. 이상 1m당 5내지고잘부서 6개이상임. 지지않으며튀는경향을보임. 3.5~4.8 극 경 암 Diamond bit 의 마모가특히심한 암반. 대단히신선하균열의발달이봉상~장주상. 고풍화변질을적으며간격은 완전한형태 받지않음. 20~50cm로밀착 보유, 1m당 5~6개. 함마로치면거의변하지금속음을내않음. 며튀는경향을보임. 4.5 이상 파 Diamond bit 또는 균열 ( 파쇄면 ) 을 Mosaic 상태의 암편상 ~ 각력상 쇄 Metal crown bit 따라풍화 균열이발달. 으로원형코아가 저속도대 대 사용 간격은 5cm 이하 적음. 엔지니어링진흥협회분류기준참조.

26 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 < 표 3-5> 암종별분류기준및지질특성 암반분류지반조사에의한분류기준지질특성 연암 TCR : 20~40% RQD :<25% Js : 6cm~20cm 일축압축강도 ( 건조상태 ) : 700~1000kg/cm 2 암의내부를제외하고균열에따라다소풍화가진척되어있으며, 장석및유색광물이변색됨 ( 심한풍화 ~보통풍화 ) 햄머로 1~2회치면둔탁음을내고부서지거나갈라짐 보통암 TCR : 40~70% RQD : 25~50% Js : 15cm~30cm 일축압축강도 ( 건조상태 ) : 1000~1300kg/cm 2 절리면을따라다소풍화진행, 석영을제외한장석및유색광물이변색됨 ( 보통풍화 ~ 약간풍화 ) 햄머타격시탁음을내고 2~3회에서갈라지며갈라진면이날카로움 경암 TCR : 70~100% RQD : >50% Js : 20cm~50cm 일축압축강도 ( 건조상태 ) : 1300~1600kg/cm 2 대체로신선하며절리면을따라약간풍화, 암내부는대체로신선함 ( 약간풍화~ 신선 ) 햄머타격시금속음을내고잘부서지지않으며튀는경향을보임 건설교통부표준품셈또는도로설계실무편람 < 표 3-6> 암종별탄성파속도및내압강도 암종그룹 자연상태에서의 속도 V(km/sec) 암편탄성파속도 Vc(km/sec) 암편내압강도 (km/cm 2 ) 비 고 풍화암 A B 연암 A B 보통암 A B 경암 A B 극경암 A B , ,000-1, , 이상 5.7 이상 800이상 4.2 이상 5.8 이상 1,600이상 내압강도 - 시편 : 5cm 입방체 - 노건조 : 24hr - 수중침윤 : 2일 - 시험방향 ( 가입방향 ) Z 축 ( 결면에수직 ) ( 탄성파속도가장느린방향 ) 암편탄성파속도 - 시편 : 두께 15-20cm 상하면이평행면 -. 측정방향 X 축 ( 탄성파속도가가장빠른방향, 결면에평행 ) 건설공사표준품셈분류방법

27 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 < 표 3-7> A, B 구룹의구분 구분 A B 대표적암명함유물등에의한시각판정 gr 햄머타격에의한판정 편마암, 사질편암, 녹색편암, 각섬암, 석회암, 사암, 휘록응회암, 역암, 화강 흑색편암, 녹색편암, 휘록응회암, 혈암, 섬록암, 감람암, 사문암, 유문암, 암, 이암, 응회암, 집괴암현암, 안산암, 현무암 사질분, 석영분을다량함유하고암질이 사질분, 석영분이거의없고응회분이단단한것. 결정도가높은것거의없는것. 천매상의것 타격점의암은작은평평한암편으로되 타격점에서암자신이부서서지지않고어비산되거나거의암분을남기지않분상이되어남으며암편이별도비산는것되지않는것 암석의일축압축강도에따른분류기준 < 표 3-8> 시대구분제3기중생대고생대및선캠브리아기 암반분류암종퇴적암화성암퇴적암화성암퇴적암화성암및변성암 일축압축강도 ( kg / cm2 ) 적용 중경암풍화암연암경암극경암 ( 보통암 ) 역암, 쳐트, 규질아질라이트, 셰일, 응회암규질아질라이각암석의집괴암, 유문암, 반암, 안산암,, 사암, 이암, 트, 조면암, 풍화암현무암조면암, 집괴암, 각력응회암석영안산암 ( 다공질 ) 현무암 ( 조밀 ) 역암, 경사암, 사질셰일, 규질셰일, 화강암, 각암석의셰일, 탄질석영맥, 쳐트, 실트스톤, 반암, 규장암, 풍화암셰일혼펠스장석질사암화강편마암, 쳐트, 혼펠스사암, 역암, 규질셰일, 셰일,, 규질석회암, 섬록암, 실트스톤, 슬레이트, 섬장암, 반려암, 탄질셰일, 백운암, 석영반암, 화강반암, 각암석의석회암, 흑운모편암, 경사암, 규암, 페크마타이트반암, 풍화암대리석, 흑연편암, 석영맥화강편마암, 석영편암, 점판암, 녹리석편암, 운모편마암, 각섬편암, 천매암, 견운모편암각섬편마암, 운모편암, 사문암호상편마암 1,200이상 125이하 125~ ~ ~1,200 경우에는 1,800 상기한암석의일축압축강도는암반분류의한요인으로서암반을종합판정할경우에는풍화정도, 균열상태, 코아형성등의제성질을참작하여실시한다. Foliation 및잠재균열이발달한일축압축강도는저하함. 지질조사표준품셈, 한국기술용역협회

28 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 3.3 지반 ( 토질, 암반 ) 의기재방법 토질의기재방법토질의기재방법기술내용은 N - 치를근거로다음의표를참고로토질상태즉점성토인경우 Consistency, 사질토인경우 Compactness와함수상태, 색, 구성성분, 토질명등이다. 점성토의 CONSISTENCY < 표 3-9> 관입저항치 (N치) 연경도 (Consistency) 비고 2 이하 매우연약함 (Very soft) 연약함 (Soft) 중간정도단단함 (Medium stiff) 단단함 (Stiff) 매우단단함 (Very stiff) 30 이상 고결됨 (Hard) 사질토의 COMPACTNESS < 표 3-10> 관입저항치 (N 치 ) 상대밀도 (Relative Density) 비고 4 이하 매우느슨함 (Very loose) 느슨함 (Loose) 중간정도조밀함 (Medium dence) 조밀함 (Dence) 50 이상 매우조밀함 (Very dence) 함수상태 < 표 3-11> 함수비 (%) 함수상태 (Water Content) 비고 이상 건 조 함 (Dry) 습 함 (Moist) 축 축 함 (Wet) 포 화 됨 (Saturated)

29 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 암반의기재방법암석 Core에대한서술내용은색, 불연속면의간격, 풍화상태, 암석명, 강도, 코아회수율및암질표시율등인데암석의강도, 불연속면의간격 ( 절리나파쇄면의간격 ) 및풍화상태는다음의표에기준을따라시추주상도에기재하였다. 암석강도 (Hardness) 에의한분류 < 표 3-12> 강도암석의상태분류기호 Very Weak ( 아주약함 ) Weak ( 약함 ) Medium Hard ( 보통강함 ) Hard ( 강함 ) Very Hard ( 매우강함 ) 손가락으로눌러부서짐. S - 5 Hammer로눌러부서짐. S - 4 Hammer로한번타격하여쉽게모서리가부서짐. S - 3 Hammer로한두번정도강하게타격할시부서지며모서리가날카로움. S - 2 Hammer로여러번강하게타격하여부서지고모서리가매우날카로우며조각모양으로깨어져나감. S - 1 암반의풍화정도에의한분류 < 표 3-13> 풍화도풍화의상태분류기호 Fresh ( 신선한상태 ) Slightly Weathered ( 약간풍화 ) Moderately Weathered ( 보통풍화 ) Highly Weathered ( 심한풍화 ) Completely Weathered ( 완전풍화 ) 모암의색이변하지않고결정이광택을보인다. Joint면이부분적으로얼룩이져있고타격을가했을때맑은소리가난다. 일반적으로신선한상태를보이나구조면의주변부가다소변색되어있고모암의강도는신선한경우와별차이가없다. 장석이다소변색되어있으며 Open Joint의경우는점토층이협재되어있다. 상당히많은부분이변색되어있으며구조선은 Open Joint로서구조면안쪽까지변질되어있고강도는야외에서도신선한상태와쉽게구분된다. 대부분의장석의변질되어있으며일부는점토화되어있다. 석영을제외한대부분의입자들이변색되어있으며구조선은거의 Open Joint로서구조면으로부터상당히깊은곳까지변질되어있다. Core의상태는그대로유지된다. 입자들이부분적으로존재하기는하나완전히변질을받는상태이다. 이단계에서부터는토양으로분류된다. D - 1 (FR.) D - 2 (SW.) D - 3 (MW.) D - 4 (HW.) D - 5 (CW.)

30 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 3. 토질및암반분류, 기재방법 < 표 3-14> 암반의파쇄정도 (Fracturing) 에의한분류 Joint 의간격용어분류기호 5cm 이하 Highly Fractured ( 매우파쇄 ) F ~ 10cm Fractured ( 파쇄 ) F ~ 30cm Moderately Fractured ( 중간파쇄 ) F ~ 100cm Slightly Fractured ( 약간파쇄 ) F cm 이상 Solid ( 괴상 ) F - 1 < 표 3-15> 코아회수율및암질표시율 정의시추심도에대한회수된코아의백분율 코아회수율 (T.C.R) 내용 시추기의회전속도, 시추구경, 사용비트 (bit) 및시추압력등의 작업조건에따라서코아회수율이달라진다. 회수된 길이 굴착시추공의길이 정의시추심도에대한길이가 10cm 이상인 core 의백분율 암질표시율 (R.Q.D) 내용 절리의발달간격을나타내는한지수로서암반의특성을판단 하는데중한요소이며, 보링코아의관찰에서암반의질을정량 적으로표시하는지표이다. 회수된 이상 길이 굴착시추공의길이 비 고

31 제 4 장조사결과 4.1 지형및지질 4.2 지층개요 4.3 표준관입시험결과 4.4 지하수위측정결과 4.5 하향식탄성파탐사결과 4.6 실내토질시험결과

32 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 4. 조사결과 4.1 지형및지질 본조사지역은서울시중구을지로 2 가 번지에위치하고있다. 인근수계의영향에의한 퇴적층이기반암대인풍화암층상부에분포하고있으며특별한산계와의연관성은찾아볼수없 다. 본조사지역에분포하는기반암은쥬라기의서울화강암으로분포하고있다. 본암은조립질내 지중립질로서등립상조직을나타내고있으며, 주요광물은석영, 사장석, 정장석, 미사장석, 퍼 사이트, 각섬석, 흑운모, 백운모등으로구성되어있다. < 지질계통계 > 제4기쥬라기시대미상선캠브리아기 충적층홍적층 ~ 부정합 ~ 산성암맥 ~ 부정합 ~ 서울화강암 - 관입 - 반상화강암 - 관입 - 각섬석편암 운모편암 호상편마암 반상변정질편마암 화강암질편마암 4.2 지층개요 본조사지역의지층구조는최상부로부터매립층, 점토층 (NH-1), 실트질모래 (BH-1) 및기반암대 인풍화암층의순으로분포하고있으며, 이들지층을요약하면다음과같다. 지반조사총괄표 < 표 4-1> ( 단위 : M) 공번 구분 매립층 점토층 실트질모래층 풍화암 계 S.P.T ( 회 ) 규격 NH NX BH BX

33 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 4. 조사결과 매립층 (1) 두께 : 2.8 ~ 3.7M (2) 색조 : 회갈색 ~ 갈흑색. (3) 구성성분 : 인위적인성토에의해조성된지층으로서주성분은실트, 모래섞인암편으로매립되어져있으며부분적으로약간의폐기물이혼재되어있다. (4) 표준관입시험결과 : 조사지역에서 18/30~28/30( 회 /cm) 의 N 값으로, 보통조밀한상대밀도를보이고있다 점토층 (NH-1) (1) 두께 : 5.0M (2) 색조 : 갈색. (3) 구성성분 : 충적층으로서주성분은실트섞인점토질로분포하고있다. 대부분강한점성을보이고있으며일부구간 (6.0m) 은실트섞인모래질이협재되어있다. (4) 표준관입시험결과 : 조사공에서 10/30~22/30( 회 /cm) 의 N 값으로, 견고 ~ 매우견고한연경도를보이고있다 실트질모래층 (BH-1) (1) 두께 : 4.3M (2) 색조 : 회색. (3) 구성성분 : 충적층으로서주성분은실트섞인모래질로분포하고있다. 세립 ~ 중립사로이루어져있으며비교적실트질이강하게함유되어있다. (4) 표준관입시험결과 : 조사공에서 12/30~21/30( 회 /cm) 의 N 값으로, 보통조밀한상대밀도를보이고있다 풍화암층 (1) 두께 : 7.0 ~ 22.2M 확인.( 지표하 7.8 ~ 8.0M에서출현 ) (2) 색조 : 회갈색. (3) 구성성분 : 기반암인서울화강암의풍화암층으로서상부는세편, 실트섞인모래질, 하부는실트, 모래섞인암편으로분포하고있다. (4) 표준관입시험결과 : 조사지역에서 50/7~50/2( 회 /cm) 의 N 값으로, 매우조밀한상대밀도

34 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 4. 조사결과 를보이고있다. 4.3 표준관입시험결과 전술한 2.3 장에의하여시추작업시병행한각시추공별표준관입시험성과는다음의 < 표 4-2> 와같다. 공별표준관입시험성과표 < 표 4-2> ( 단위 : 회 / cm ) 심도 (M) 공번 NH - 1 BH - 1 N 치지층명 N 치지층명 /30 매립층 21/ /30 28/ /30 12/30 점토층 /30 15/30 매립층 실트질모래 /30 21/ /5 50/ *50/4 50/ *50/4 *50/4 풍화암 13.5 *50/4 풍화암 *50/ *50/4 *50/ *50/4 15.0M 시추종료 18.0~30.0 관입시험불가 (* = No Sample) 4.4 지하수위측정결과 전술한 2.4 장에의하여실시된지하수위의측정결과는다음의 < 표 4-3> 과같다.

35 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 4. 조사결과 지하수위측정성과표 < 표 4-3> ( 단위 : M) 공 번 공내지하수위 ( 현지표면하 ) 비고 NH BH 측정된공내수위는단기간의측정치로서계절적인강우량과인근지역의지하수이용여부또는 주변공사장에의한지하수위의유출등에따라시시로변할수있으므로착공전시험터파기등 으로최종지하수위를확인하여반영하여야겠다. 4.5 하향식탄성파탐사결과 (NH-1) NH-1 시추공을이용, P파및 S파의심도별속도분포를측정하여지반의물성및동적특성치를파악, 설계에필요한기초정보를제공하는시험으로서그결과는다음과같으며자세한내용은부록의 하향식탄성파탐사보고서 에수록하였다 적용단위중량산정 동적물성치산정시적용단위중량은별도의밀도검층이수행되지않았으므로주상도에나타난 토질종류및조성상태를토대로문헌자료에제시된값을적용하였다. 적용단위중량산정 < 표 4-4> 지층 적용단위중량 (g/cm 3 ) 매립층 1.8 점토층 1.7 풍화암 탄성파속도및동적물성치산출 측정구간별로산출된탄성파속도및동적물성치는시추주상도를토대로각지층별로구분하여 다음식을이용하여각지층별평균탄성파속도및동적물성치를산정하였다.

36 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 4. 조사결과 υ υ - = 토층 의두께 (m) - υ = 토층 의전단파속도 (m/sec) 탄성파속도및동적물성치산출 < 표 4-5> 지층 Vs (m/sec) Vp (m/sec) Dynamic Parameter ν (Mpa) (Mpa) (Mpa) 매립층 E E E+02 점토층 E E E+02 풍화암 661 1, E E E 전단파속도에의한지반분류 (1) 지반의분류지진에의한지반운동은지반의특성에따라달라지므로지반의특성을반영할수있도록하기위하여지반을분류하여그에따른지반계수를정의한다. 국지적인토질조건, 지질조건과지표및지하지형이지반운동에미치는영향을고려하기위하여원칙적으로지반을다음표와같이 S A, S B, S C, S D, S E 의 5종으로분류한다. < 표 4-6> 전단파속도에의한지반분류방법 지반 분류 지반종류의호칭 전단파속도 (m/sec) 상부 30M 에대한평균지반특성 표준관입시험 (N 치 ) 비배수전단강도 (10-3 N/mm 2 ) S A 경암지반 1,500 초과 - - S B 보통암지반 760 ~ 1,500 S C 매우조밀한토사또는연암지반 360 ~ 760 > 50 > 100 S D 단단한토사지반 180 ~ ~ ~ 100 S E 연약한토사지반 180 미만 < 15 < 50

37 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 4. 조사결과 (2) 지층별전단파속도및지반분류 < 표 4-7> 지층별전단파속도및지반분류 지층전단파속도 (m/sec) 지반분류지반분류의호칭 매립층 223 S D 단단한토사지반 점토층 231 S D 단단한토사지반 풍화암 661 S C 매우조밀한토사또는연암지반 상부 30m 439 S C 매우조밀한토사또는연암지반 4.6 실내토질시험성과 조사지역토층의물리적특성을파악하고, 통일분류법에의한공학적인토질분류를위하여실 시된실내토질시험결과를요약하면다음과같다. < 표 4-8> 실내토질시험성과표 공번 심도 (m) 함수비 (%) 비중 (Gs) 액성한계 (%) 소성지수 (%) mm No. 200 No. 100 체분석통과율 (%) No. 40 No. 10 No. 4 mm 12.7 mm 19.1 USCS NH / CL BH NP NP SM

38 제 5 장성과분석방법 5.1 토질정수분석 5.2 토공성과분석

39 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 5.1 토질정수분석 일반적으로조립토 ( 사질토 ) 위에재하하였을경우대부분의침하가재하와동시에즉시침하가발생되어그값이작으나세립토 ( 점성토 ) 에재하하였을경우침하는장기적으로발생되며침하량도크다. 증가하중에의한흙의침하속도는재하로인하여간극속에발생되는간극수압의소산속도에의하여달라지며이배수조건에따라사질토와점성토로구분하는것은주지의이다. 본검토에서는흙에대한역학시험을실시하지않았으므로시추조사내용 ( 지층상태, 표준관입시험결과인 N치 ) 을유추해석하여적용한자료이다. 1) 사질토층본지역의상부에분포하는사질토층의전단강도는입자간의마찰저항과 Interlocking으로이루어졌으며이의크기는내부마찰각 (φ) 의함구로표시되며 < 표 5-1> 에나타난바와같이여러요인들에의해영향을받는다. < 표 5-1> 내부마찰각에영향을미치는요인 Factor Effect Void ratio e e,ø Angularity A A,ø Grain size distribution Cu,ø Surface roughness R R,ø Water W W,ø slightly Particle size S No effect (with constant e) Intermediate principal stress Overconsolidation or prestress Little effect

40 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 사질토의전단강도추정에가장많이쓰이는방법은표준관입시험결과인 N 치와의경험적인관계 이며, Peck(1974), Dunham(1954) 및오오자끼등은 < 그림 5-1> 과같이 N 치와내부마찰각 (φ) 의 관계를직접수식으로제시하고있다 Meyerhoff Dunham Ohsaki f = 12N + 25 = 20N + 15 Peck ( Angle of internal friction ) = 12N + 20 = 12N + 15 f N Value < 그림 5-1> N 치와내부마찰각 (φ) 과의관계 (Terzaghi, Peck, Meyerhof Dunham, 大崎 ) 또한 < 그림 5-2> 에서보는바와같이사질토의건조단위중량, 간극비또는간극율을알고내 부마찰각을추정할수있으며 < 표 5-1> 의경험적인자료를이용할수있다. Angle interval friction ' (degrees) f Angle of internal friction vs density (for coarse grained soils) ML SM AND SP In this range 25% 0 Relative density 100% GP SW 50% GW Material type Dry unit weight( g), PCF Void ratio, e 75% f' obtained from effective stress failure envelopes approxmate correlation is for cohesionless materials without plastic fines Porosity, n (G=2.68) < 그림 5-2> Correlations of Strength Characteristics for Granular Soils. (NAVFAC DM 7.1 P.149)

41 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 Common Properties of Cohesionless Soil. < 표 5-2> 재료다짐 D R, % N * γ dry, 간극비 e 강도 φ GW : 입도가양호한자갈 조밀중간조밀느슨 < GP : 입도가불량한자갈 조밀중간조밀느슨 < SW : 입도가양호한모래 조밀중간조밀느슨 < SP : 입도가불량한모래 조밀중간조밀느슨 < SM : 실트질모래 조밀중간조밀느슨 < ML : 무기질실트, 매우세립모래 조밀중간조밀느슨 < * N치는 SPT시험시 1피트당관입저항타격횟수. 입도조정은 Burmister(1962) 24 에서인용. D R 과 N치의일반적인관계는표 5.1참조. 주어진밀도는 Gs= 2.68인경우임 ( 석영입자 ). 마찰각 φ는광물질의종류, 수직응력및입자의각짐성그리고 D R 과입도에따라다르다 ** Hunt(1984) 1 에서인용. 2) 점성토층점성토의비배수전단강도는흐트러지지않은시료를채취하여실내시험값을적용하나자연시료의채취는다소어려운점 ( 시료의상태, 모래의함유율, 토층형태 ) 이많아 N치를적용시에는일축압축강도와 N치와의관계를이용한다. 일축압축강도와 N치와의관계는 Terzaghi 와 Peck (1948) 에의하여다음과같은간단한식으로표시되었다. N q u = 8 여기서 q u : 일축압축강도 (kg/cm 2 )

42 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 N : 표준관입시험의관입저항값 (N 치 ) Sowers 등은점성토에서 N 와일축압축상도와의관계가 < 그림 5-3> 에서보는바와같이흙소성토 (Degree of Plasticty) 에따라영향을받는다고하였다. < 그림 5-3> 표준관입시험치와일축압축강도와의관계 (NAVFAC, 1982) < 표 5-3> N 치와점성토의일축비배수전단강도와의경험적인관계 구분일축압축강도 q u (kg/cm 2 ) 비고 Terzaghi 와 Peck Peck Dunham Sowers 森田紀元福岡保특기사항 N q u = 8 N q u = 6 N q u = 7.7 N N q u = 4 ~ 13 N N q u = ~ C u = N C u = 0.1 = 0.075N C u : 비배수전단강도 (kg/cm 2 ) N C u : (kg/cm 2 ) 8 소성의정도에영향을받음 예민비가높은점토를제외 실트질점토 (N<10) 점토 (N<10) 3) 풍화대층 풍화대는지층하부의모암이원위치에서풍화되어형성되는층을일컬으며고유한물리적인구조나역학적인특성을나타내며그의조직이나광물학은모암의구조를유지하고있다. Deere and patton등 (1971) 은풍화대층에대하여여러시험결과를 < 표 5-4> 과같이제시하고있다.

43 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 < 표 5-4> 풍화대의전단강도 φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ φ

44 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 5.2 토공성과분석 목적 절토및성토작업과같이흙을재료로한시공작업에있어서흙에대한제반작업이경제적이 고합리적으로수행되게함을그목적으로한다 절토부토공작업따라서, 본지역에서의토공작업시기반암을피복하고있는토사층은 Back-Hoe 또는 Dozer작업으로대부분굴착가능할것으로판단되며기반암은 Ripper, 발파등을병행하여실시하여야할것이다. 특히, 기반암층의경우일반적으로굴착방법에관해서암질의종류, 층리, 절리, 균열등의발달여부와풍화의정도등그변화요인이대단히많고뚜렷하게정리된것이없어단정적으로굴착방법을규정할수는없으나조사된기반암에대한굴진속도, Core의회수율 (TCR) 및 R.Q.D, 균열, 절리및층리등의발달여부에따라굴착방법을추정하면다음의표와같다. 그러나, 조사된시추공이외의일부지역에서는추정암반선이본조사성과와다소상이한구간이발견될가능성도있으므로이는시공과정에서제반현장여건을고려한면밀한추가조사가이루어져야할것으로사료된다. < 표 5-5> 지층별굴착방법 구분굴착방법비고 토사층 Back-Hoe, Dozer 매립층, 퇴적토층및풍화잔류토층포함 풍화암 Ripper 연암발파균열, 절리및층리등이심하게발달된부분은 RIPPER 경암발파

45 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 1) 토공작업결정방법 1 탄성파속도및암반의성질에따른굴착방법기반암굴착시 Rippability는일축압축강도 (Uniaxial Compressive Strength) 와점하중시험, 불연속면의간격, 그리고현장암반의탄성파속도등아래의그림들을참고로하여판단할수있다. < 그림 5-4> 탄성파속도와굴착난이도범위 상부토층 (Top Soil) 토층 (Clay) 자갈층 (Boulders) 셰일 (Shale) 사암 (Sand Stone) 편마암 (Gneiss) 석회암 (Limestone) 화강암 (Granite) 각력암 (Breccia) 방해석 (Calcite) 역암 (Conglomerate) 점판암 (Slate) Could be ripped using D-9 tractor Marginal Zone Could not be ripped < 그림 5-5> 암반의성질에따른굴착방법의선택

46 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 2 일반적인적용방법균열등의발달여부와풍화의정도등그변화요인이대단히많기때문에단정적으로굴착방법을규정할수는없으나기반암에대한굴진속도, Core 회수율 (TCR), 균열, 절리및층리등의발달상태등에따라굴착방법을다음과같이적용할수있다. < 표 5-6> 토층별굴착방법 비고구분굴착방법비고 토사층 Back-Hole, Dozer 매립층, 퇴적토층및풍화잔류토층 굴착방법 1 풍화암연암경암 Ripping Blasting 대규모전석 (D=100~200cm) 은일부발파필요 균열이심한부분은 Ripping 지층구분굴착방법 토사층 ( N 치 <50 회 /10cm ) 일반적인굴착방비 굴착방법 2 풍화암 (N 치 >50 회 /10cm) 완전풍화상태 부분풍화상태 Ripping Blasting 또는 Hand Breaker 사용 신선한암 Blasting 2) 굴착시공시유의사항 1 환경조건설계구간에서발파공법적용시소음, 진동및낙석에대해위해하지않도록대책을세워야한다. 2 시공시굴착경계조정시추조사성과는조사지점의수직방향의지층변화상태를나타내며노선횡단방향의지층변화상태를직접파악할수없으므로지층종류별토공량산정은측점별지층경계선은시추조사결과를기준으로현재지형을고려하여선정하였다. 따라서, 다음과같은지질조건일때는설계내용과시공시노출되는지층의분포상태가다소상이할수있으므로토공작업시현장확인, 측량성과, 시험성과등을종합적으로검토하여조정여부를결정하여야할것이다. 또한, 절토부의기반암이암맥을관입단층파쇄대의발달에의해차별풍화작용등의영향을받아암질의변화가심한경우나절토심도가낮은구간의지층분포는인접절토부시추조사성

47 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 과를이용하였으나실제분포암질이상이한경우도마찬가지이다. 3 굴착장비의적용풍화암을절취법상리핑암으로분류하였으나, 절리균열등이발달되지않은괴상의풍화암이분포하여 Ripper 작업시절취작업이어려운경우는적절한장비조합으로토공작업을시행하여야한다 성토부토공작업 1) 개요성토부의안정해석은성토재료의특성, 지형조건, 지지층의강도특성을고려하여이루어진다. 따라서, 설계에사용하는각종정수도이러한요소들을고려하여선택, 적용되지만설계정수는시공이이를뒷받침해줄때를가정한것이고또한입력정수는약간의차가안전율을크게변동시키므로안정검토에의한안전율확보판단여부도중요하지만효과적시공관리를통해경제적이고안정적인시공이되도록하여야한다. 2) 성토사면다짐성토는사면표층부의다짐이특히중요하며성토본체는다짐기계등을사용하여수평으로다짐할수있지만사면에서의다짐은불충분하게될수있기때문에주의를요한다. 사면표층부근이불균일하게되었을경우는이상간극수압이발생해서사면의붕괴를일으키는경우가많기때문이다. 따라서이러한붕괴를방지하기위해서사면표층부의시공은성토본체와동시에실시하여균일하게될수있도록해야하며사면의다짐방법은다음과같다. 1 불도져등에의한사면다짐성토의전폭을 1층마다다짐하고 1~3층올라갈때마다사면을상하로주행시켜다짐. 2 인력과소형기계에의한다짐소규모사면, 구조물뒷채움에이용하고성토본체를구성한후사면에흙을보충하면서진동램머, 진동평판, 진동로울러등의소형다짐기계이용한다. 3 성토폭보다넓게완성한후굴착, 정형하는방법용지폭의여유가있거나, 부채도로가있는경우에는성토폭보다여유있게흙을쌓아다짐이불충분한성토단부를드래그라인, 트럭쇼벨등으로절취한다.

48 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 3) 성토재료의품질및다짐일반적으로투수성이낮은성토일수록지하수가안정에영향을미치며유수하는지층에지하배수구를설치하는방안과더불어투수성이큰조립재를성토하부에사용하는것이바람직하다. 따라서도로노체성토재료의품질및다짐기준을선정하여다음의표와같이적용하였다. < 표 5-7> 성토재료의품질및다짐기준 항목 공종 노체 토사 1) 암괴 2) 시험법 시방최소밀도에서의수침 CBR 2.5 이상 - KS F 2320 다짐도 90% 이상시험시공에의해결정 KS F 2312 시공함수비 다짐시험방법에의한최적함수비부근과다짐곡선의 90% 밀도에대응하는습윤측함수비사이 자연함수비 KS F 2306 시공층두께 30cm 이하시험시공에의해결정 한층의마무리두께 1) 토사란암괴에해당하지않는일반적인성토재료를말한다. 2) 암괴란단단한암석으로된지반을절토또는터널굴착을했을때발생하는암석조각을말한다. 3) 이암, 혈암, 응회암등의재료를사용한성토흙쌓기중에는시공후큰압축침하를일으키는것이있으므로충분한대책을강구해야한다. 4) 도로설계요령, ) 성토재특성에따른다짐시공방법성토시공에있어서성공적다짐효과를얻기위해서는시공함수비를최적함수비로유지하며다짐하는방법뿐만아니라토질의특성에따라적절한다짐기계를선정하여시공효과를높이는것이중요하다. 따라서다짐방법및투입장비에따른효과적다짐관리방안을다음의표와같이적용하였다.

49 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 5. 성과분석방법 < 표 5-8> 토질특성에따른다짐시공방법 다짐방법토질특성적용장비비고 함수비 조 절 입도가좋은조립토 (GW, SW) - 세립토에서는일반적으로자연 함수비가최적함수비보다높고 함수비조절이경제적으로곤란 최적함수비부근, 중량이큰로울러, 중량이 최적함수비보다습윤측함수비 접지압 ( 무게 ) 최적함수비보다 큰로드로울러등 의흙, 입도가갖춰진모래등에 을이용한 건조측함수비의흙 서접지압이지나치게 전압기 크면오버컴팩션, 트레커빌리티 저하등의문제를일으키기쉬움 파쇄효과가 큰전압기 입도분포가좋지않은 암석부스러기 ( 암편, 버력등 ) 탬핑로울러, 컴팩터도져, 대형의진동로울러, 램머탬퍼등 진동을이용 습윤측함수비보다 진동로울러, 한전압기 건조측함수비의조립토 전동컴팩트

50 제 6 장부록 6.1 지반조사위치도 6.2 지층단면도 6.3 시추주상도 6.4 실내토질시험 6.5 현장작업사진첩 6.6 하향식탄성파탐사보고서

51 6.1 지반조사위치도

52

53 6.2 지층단면도

54 지층단면도 FREE SCALE NO-1(NH-1) EL /30 10/30 12/30 18/30 22/30 50/5 50/4 50/4 50/3 50/3 50/ NO-2(BH-1) EL /30 28/30 12/30 15/30 21/30 50/7 50/5 50/3 50/3 50/ 범례 매립층 실트질모래 점토층 풍화암

55 6.3 시추주상도

56 시추주상도 사업명 발주처 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 시추공번 위 치 NH-1 서울시중구을지로 2 가 번지 조사일 2016년11월3일표고 EL+( ) 현지반고 m 굴진심도 30.0 M 시추방법 회전수세식 시추자 P.K.You 지하수위 GL-( ) 4.2 m 케이싱심도 9.0 M 시추기유압기작성자 M.H.Park 시추공경 NX 심도 (m) 표고 (m) 두께 (m) 주 상 도 시료 1.5 표준관입시험 18/ 30 기 매립층 (0.0 ~ 2.8m) - 실트, 모래섞인암편 - 갈흑색 - 보통조밀 술 T C R (%) 암 R Q D (%) D 질 S F 형상 절리간격 cm 최대최소평균 비고 S S S-3 10/ 30 12/ 30 점토층 (2.8 ~ 7.8m) - 충적층 - 실트섞인점토 - 약간의모래성분함유 - 점성강함 - 회갈색 ~ 회색 - 견고 ~ 매우견고 S S S NONE 12.0 NONE 18/ 30 22/ 30 50/ 5 50/ 4 50/ 4 * 6.0m 부분전후토층 - 실트섞인모래 - 세립 ~ 중립사 - 회색 - 보통조밀 풍화암 (7.8 ~ 30.0m) - 기반암은서울화강암 - 완전풍화 - 상부세편, 실트섞인모래 - 실트, 모래섞인암편 (10.5m~) - 회갈색 - 매우조밀 * 10.5m 부터는풍화암구성성분및관입량의저조로인해시험에의한샘플의회수는불가하였음 13.5 NONE 50/ NONE 50/ NONE 50/ 2

57 시추주상도 사업명 발주처 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 시추공번 위 치 NH-1 서울시중구을지로 2 가 번지 조사일 2016년11월3일표고 EL+( ) 현지반고 m 굴진심도 30.0 M 시추방법 회전수세식 시추자 P.K.You 지하수위 GL-( ) 4.2 m 케이싱심도 9.0 M 시추기유압기작성자 M.H.Park 시추공경 NX 심 도 (m) 표 고 (m) 두 께 (m) 주 상 도 시 료 표준 관입 시험 기 술 T C R (%) 암 R Q D (%) D 질 S F 형상 절리간격 cm 최대최소평균 비고 심도 30.0m 에서시추종료

58 시추주상도 DRILL LOG 공사명 PROJECT 위치 LOCATION 날짜 D A T E 표고 Elev. m Scale m 중구을지로 2 가 근린생활시설신축공사지반조사 서울시중구을지로 2 가 번지 2016 년 11 월 3 일 심도 Depth m 층후 Thickness m 주상도 Columnar 지층명 Section 매립층 공번 HOLE No. 지반표고 ELEVATION 지하수위 GROUND WATER 감독자 INSPECTOR 지층설명 Description 매립층 (0.0 ~ 3.7m) - 상부실트, 모래섞인암편 - 하부암편섞인폐기물 - 회갈색 - 보통조밀 (GL-) BH-1 현지반고 4.4 통 U 일 S 분 C 류 S S-1 m m 시료 Sample 시료채취채취 번호방법심도 ( 주 ) 시료채취방법의기호 REMARKS 자연시료 U.D. SAMPLE 표준관입시험에의한시료 S.P.T. SAMPLE 코어시료 CORE SAMPLE 흐트러진시료 DISTURBED SAMPLE / 30 표준관입시험 Standard Penetration Test N 치 ( 회 /cm) N blow S / 실트질모래 실트질모래 (3.7 ~ 8.0m) - 충적층 - 실트섞인모래 - 세립 ~ 중립사 - 비교적실트질강함 - 회색 - 보통조밀 S-3 S / 30 15/ 풍화암 (8.0 ~ 15.0m) - 기반암인서울화강암의풍화암 - 완전풍화 - 세편, 실트섞인모래 - 회갈색 - 매우조밀 S-5 S-6 S / 30 50/ 7 50/ 5 풍화암 L/S / 3 L/S / 심도 15.0m 에서시추종료 L/S / 2

59 6.4 실내토질시험

60 Υ

61 GRADATION CURVES U.S.STANDARD SIEVE OPENING IN INCHES U.S.STANDARD SIEVE NUMBERS HYDROMETER /2 1 3/4 1/2 3/ PER RCENT FINER BY WEIGH PER RCENT COARSER BY WEIGH GRAIN SIZE MILLMETERS COBBLES GRAVEL SAND COARSE FINE COARSE MEDIUM FINE SILT OR CLAY SAMPLE NO CURVE SAMPLE DEPTH CLASSIFICATION W% LL% PL% PI% U.S.C.S PROJECT NO 중구을지로 2 가 NH 실트질점토 CL 근린생활시설신축공사지반조사 BORING NO : DATE :

62 GRADATION CURVES U.S.STANDARD SIEVE OPENING IN INCHES U.S.STANDARD SIEVE NUMBERS HYDROMETER /2 1 3/4 1/2 3/ PER RCENT FINER BY WEIGH PER RCENT COARSER BY WEIGH GRAIN SIZE MILLMETERS COBBLES GRAVEL SAND COARSE FINE COARSE MEDIUM FINE SILT OR CLAY SAMPLE NO CURVE SAMPLE DEPTH CLASSIFICATION W% LL% PL% PI% U.S.C.S PROJECT 중구을지로2가 NO BH 실트질모래 NP - SM 근린생활시설신축공사지반조사 BORING NO : DATE :

63 6.5 현장작업사진첩

64 현장작업사진 시추전경 : NH - 1 시추전경 : NH - 1 표준관입시험 : NH - 1 토사채취 : NH - 1 시추전경 : BH - 1 시추전경 : BH - 1

65 현장작업사진 표준관입시험 : BH - 1 토사채취 : BH - 1 시료상자사진 NH-1, BH-1

66 6.6 하향식탄성파탐사보고서

67 중구을지로2가 근린생활시설신축공사지반조사 하향식탄성파탐사보고서

68 제출문 귀하 귀사에서의뢰하신 중구을지로2가 근린생활시설신축공사지반조사중하향식탄성파탐사를성실히수행하고그성과를정리, 분석하여본보고서로작성제출합니다. 본보고서가귀사의업무수행에많은도움이되기를바라며, 본탐사작업기간중많은협조를하여주신관계자여러분께깊은감사를드립니다. 년 월

69 목 차 제 장조사개요 조사개요 조사목적 조사범위 조사기간 조사장비 제 장조사방법 하향식탄성파탐사 개요 탐사원리및방법 해석방법 토층에서의탄성파속도 암반에서의탄성파속도 파속도의경험적추정방법 제 장조사결과 조사결과 적용단위중량산정 시추공별조사결과 지층별탄성파속도및동적물성치산출 전단파속도에의한지반분류 부록 하향식탄성파탐사 사진대지

70

71 제 장조사개요 조사목적본조사는 중구을지로 2가 근린생활시설신축공사지반조사 중앞서수행된시추공을이용 하향식탄성파탐사 을실시하여지반의탄성파속도를파악하고 전단파속도를통해지반의동적거동해석에필수적인동적물성치를산정하여내진설계에필요한기초자료를제공함으로서합리적이고경제적인설계 시공이되도록하는데목적이있다 조사범위본조사에서수행된탐사수량은 표 과같다 구분 공번 시추심도 시험심도 측정간격 비고 표 조사범위 조사기간 현장조사및시험 성과분석및보고서작성 조사장비 본조사에사용된주요장비는 표 와같다 구분규격장비사진 미국하향식 ~ µ 탄성파탐사 성분지오폰 방향 일본 사 햄머 표 조사장비

72

73 제 2 장조사원리및방법 하향식탄성파탐사 개요지반의동탄성계수 는원위치시험을통해측정된탄성파속도 파및 파속도 및지층의단위중량을통해얻을수있다 지반의탄성파속도를측정하기위하여가장일반적으로이용되는방법가운데하나가시추공을이용한하향식탄성파탐사법이다 이방법은단일시추공을사용할뿐만아니라탄성파발생원이지표에위치함으로인하여그장비및탐사방법이비교적간단하고시추공간탄성파탐사에서는필수적으로수행해야할시추공의편향도를측정하는공곡측정 을필요로하지않는다는장점이있어지반공학분야에서많이사용되고있다 파는전파방향과진동방향이서로평행하게진행하며경계면에서반사 굴절시 파및변환된 파로된다 그리고 파는전파방향과진동방향이서로직각으로진행하는데그들의방향이수평방향으로직각일때를 파 수직방향으로직각일때를 파라고한다 이 파는경계면에서반사 굴절할때 파는 파와변환된 파로되나 파는경계면에서변환되지않고고유의성질을유지하고있기때문에보통 파탐사라고하면 파를이용하는것이다 그림 수진성분별초동극성변화 탄성파 파와 파의속도검층이란시추공축을따라 탄성파전파속도를심도에따라연

74 속적으로측정하는것으로 탐사라고한다 이를방법에따라분 류하면 ⅰ 시추공수진 지표진원 ⅱ 시추공진원 지표수진 ⅲ 시추공진 원 시추공수진 방식등이있다 여기서 ⅰ 의방식은다운홀검층 ⅱ 는업홀검층 이라고도부른다 본조사에서는 ⅰ 의방식으로시추공내 성분수진기 를고정시켜측정하였다 탐사원리및방법하향식탄성파탐사의가장중요한목적은지반의 파속도를측정하는것이다 파의발생원으로 의 해머를사용하였다 파의특성상주로낮은주파수로발생되고음원에서발생되는주파수는음원의면적에반비례하므로 의넓은각목을 로사용하여약 의중심주파수를갖는 파를발생시켰다 또한지표와의 을향상시키기위해 상부에약 의 를설치하여 자체의무게를증가시킴으로서지표면과 를일체화시킬수있었다 성분지오폰은 방향의진동을동시에측정할수있는장비로시험심도에삽입후 를이용하여탄성파진동방향과지오폰의 축또는 축방향을일치시키고 를이용하여공벽에밀착시켰다 심도가깊어질수록지표에서발생된파의감쇠가심해지기때문에최소 회이상의타격으로신호를중첩하여신호의세기를강화하였다 이렇게좌 우타격법으로반대의위상을갖는 파를중첩시켜역전되는시점을도달시간으로판독하였다 그림 하향식탄성파탐사모식도

75 그림 하향식탄성파탐사흐름도 해석방법 파의속도 및 파의속도 는,, 와다음식의관계를갖는다 식 식 Vp = ( + 2 ) 식 Vs = 식 여기서 및 는 상수로알려져있으며 특히 는전단변형 에저항 하는척도로서전단계수 또는강성률 라한다 이러한탄 성상수들은양의값을가지므로 파의속도는항상 파의속도보다빠르다 또한 파와 파 의속도의비는포아송비 ν 로표현되는식 과같은관계를가지므로포아 송비가 에서부터 으로감소함에따라 는 에서부터그의최대값 2 으로증가 하게된다 그러므로 파의속도는항상 에서부터 파속도의 범위내에놓이게된다 유체에서는 는 이므로 파의속도는 이되고따라서 파는유체에서는전파되지않는다 Vs 2 Vp 2 = ( 1 - )/(1 - ) 2 식 따라서 파도달주시의발췌작업은 파의속도가 파속도의 를넘을수없다는이론적인사실과파의위상변화 진폭 주파수성분등을고려하여신중하게이루어져야한다 파및 파도달시간의판독이후의자료처리과정은매우간편하게이루어지는바 각심도에서측정된도달시간및주행거리를이용하여 각측정심도간의구간속도를결정하게된

76 다 최종적으로동적물성치 동전단계수 동탄성계수 동체적계수 는각지층의밀도값과하향식탄성파탐사에서측정한 파및 파속도값들을이용하여다음식들에의해계산하게된다 동전단계수 ρ 동탄성계수 ν 동체적계수 ν 여기서 γ γ 단위중량 ν 포아송비상기산정식을적용하기위해서는탐사지층에대한 파속도 및 파속도 와함께기본물성치로써단위중량 γ 이필요하며 이에대해일반적인토질및조성상태별단위중량 γ 이결정되어야한다 다음 표 과 표 는문헌에제시된암석및흙의단위중량을나타낸것이다 암 석 흙 종류 단위중량단위중량종류상태 m3 m3 화강암 밀실한것 입도가좋은것 자갈섬록암 밀실치않은것 입도가나쁜것 반려암 모래 밀실한것 휘록암 섞인자갈 밀실치않은것 안산암 밀실한것입도가좋은것 모래현무암 밀실치않은것 입도가나쁜것 편암 밀실한것 사질토사암 밀실치않은것 혈암 굳은것 손가락으로강하게눌러조금들어감 응회암 점성토약간무른것 손가락으로중간정도힘으로눌러들어감 석회암 무른것 손가락으로눌러쉽게들어감 대리석 굳은것 손가락으로강하게눌러조금 점토들어감 및약간무른것 손가락으로중간정도 실트힘으로눌러들어감 백악암 무른것 손가락으로눌러쉽게들어감 미국 캐나다 한국도로공사 도로설계요령제 권토공및배수

77 표 일반적인암석및흙의밀도 지층명 단위중량변형계수점착력 내부마찰각 포와송비 풍화토 ~ ~ ~ ~ 풍화암 ~ ~ ~ ~ ~ 연암 ~ ~ ~ ~ ~ 보통암 ~ ~ ~ ~ 경암 ~ ~ ~ ~ 극경암 ~ ~ ~ ~ 표 서울지역의지반별지반정수의적용범위 서울시 토층에서의탄성파속도토층에있어서의 파속도는함수상태가가장큰변화의요인이된다 예를들어 파의파장이토립자와같은정도의크기를가지는경우에는인접하는토립자사이에서로다른움직임을해서물도그간섭을받아진동하고간극수가토립자에대해상대적으로다른운동을일으키는작용을한다 그렇지않은경우는토립자와간극수가동시에운동하기때문에양자의상대변위는일어나지않는다 다시말하면비배수상태에서변형이일어나는것이되어토립자의변형에큰제약이가해지는것이된다 이것은물의압축성이흙의압축성에비해작으므로일어나는것이다 간극이물로포화된토층에서의 파속도는실제의속도보다큰수중속도에근접하게나타나게된다 한편 파속도는함수상태에의해증감의영향을받지않으므로지반의특성을좀더정확하게나타낸다고알려져있다 일반적으로지반을구성하는입자의크기에따라영향을받으므로자갈층이가장큰값을가지며지반상태가조밀할수록큰값을보인다 이처럼 파속도는함수량에지배되므로지반의강도를명확히표현하지못하는경우가많으나이에비해 파속도는지반의강도를잘반영하고있으며표준관입시험에의한 치와도어는정도의연관성을보인다 경험에의하면 및점토층에서의 파속도는 치와상당히밀접한상관관계를보이고있으며모래층에서는약간불규칙한분포를보인다 치 이하의자갈층에서도어느정도의상관관계를나타낼수있다 이상에서기술한바와같이토질의성상을정확하게나타내기위해서는 파의유용성이주목되어지고있다

78 암반에서의탄성파속도암반에서의탄성파속도는암석의동적인성질에관한정보로서매우중요하다 암석의탄성파속도에영향을미치는요소로는다음의것들이있다 암석의종류 암석의성인 조직 구성물질 입자크기 고결정도 밀도 밀도가클수록전파속도가증가 공극률 공극률이크면전파속도저하 이방성 층상암석에서는층에평행한방향의속도는수직방향의속도보다크다 구속응력 암석에작용하는구속응력이증가할수록속도증가 함수상태 공극률이큰암석에서의 파속도는함수상태에따라변화하나 파속도는 거 의영향을받지않음 온도 파속도는온도상승과함께감소 연경도관찰상태 탄성파속도 극경암해머로때리면금속음 ~ 경암해머로때리면경 금속음 ~ 중경암 연 ~ 경암 연암 해머로서금속음~ 탁음을발생 코어표면매끄럽고칼로서흠낸굳기해머로서쉽게파괴되고탁음발생 코어표면약간거칠며손톱으로흠낸굳기해머로쉽게파쇄 코어표면매우거칠며손가락으로눌러깨지고찌부러진다 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 연암해머로분쇄됨 ~ ~ 표 암반상태에따른탄성파속도 파속도의경험적추정방법지반의탄성파속도는지층의토질종류및조성상태에따라다르게나타나며 따라서탄성파속도와지반의조성상태를나타내는현장원위치시험결과와상호비교 분석하고자하는많은시도가있어왔다 특히토질조사시현장의대표적원위치시험방법중하나인표

79 준관입시험의결과와연계하여표준관입시험치 와지반의 파속도 와의상관관계에대해많은연구분석이있어왔으며 이를토대로많은경험적산정공식이현재제안되고있다 이러한경험식들은많은현장탐사시험결과를토대로회귀분석식을통하여제안된식으로다소의분산은있으나실측정결과를근거로제시된것이라는점에서적용에대한신뢰성이높은것으로볼수있다 따라서현장여건상탐사수행이불가능한경우라도가장일반적으로수행되고있는원위치시험인표준관입시험결과만으로도신속하게비교적신뢰성있는지반의전단파속도값을추정할수있을것이다 이러한 치를이용한지반토질별 파속도 경험식을정리하면다음 표 과같다 제안자 점성토 심도 충적세 홍적세 토질종류사질토 심도 충적세 홍적세 세립모래층 중간모래층 조립질모래층 자갈섞인모래 모래자갈층 충적점토 홍적점토 충적사 홍적사 표 치를이용한지반토질별 파속도 경험식통상의토질조성상태를구분하는표준관입시험의최대경계값이되는 치 회를기준으로 회이하의토질지반에대한토질및조성상태별일반적인전단파속도 범위를이러한경험적추정식에의해살펴보면다음과같다

80 점성토지반의전단파속도는연약지층 의경우 ~ 중간연약 ~ 지층의경우 ~ 견고 ~ 한지층의경우 ~ 매우견고 ~ 한지층의경우 ~ 단단한 지층의경우최소한 ~ 이상의값을보이고있다 사질토지반의전단파속도는느슨한 지층의경우 ~ 중간조밀한 ~ 지층의경우 ~ 조밀한 지층의경우 ~ 매우조밀한 조성상태를갖는지층의경우는최소한 ~ 이상의속도값을갖는것으로나타나고있다 가 관계도표 점성토지반 충적점토 홍적점토 나 관계도표 사질토지반 충적사 홍적사

81

82 제 3 장조사결과 조사결과 적용단위중량산정동적물성치산정시적용단위중량은별도의밀도검층이수행되지않았으므로주상도에나타난토질종류및조성상태를토대로문헌자료에제시된값을적용하였다 지층매립층점토층풍화암 적용단위중량 시추공별조사결과 가 지층매립층점토층풍화암 심도 동적 포아송비

83 지층 풍화암 심도 동적 포아송비

84 지층별탄성파속도및동적물성치산출 측정구간별로산출된탄성파속도및동적물성치는시추주상도를토대로각지층별로구분 하여다음식을이용하여각지층별평균탄성파속도및동적물성치를산정하였다 υ υ 토층 의두께 υ 토층 의전단파속도 가 지층 ν 매립층 점토층 풍화암 지층별 지층별 지층별 υ 지층별 지층별 지층별

85 전단파속도에의한지반분류가 지반의분류지진에의한지반운동은지반의특성에따라달라지므로지반의특성을반영할수있도록하기위하여지반을분류하여그에따른지반계수를정의한다 국지적인토질조건 지질조건과지표및지하지형이지반운동에미치는영향을고려하기위하여원칙적으로지반을다음의 표 과같이 의 종으로분류한다 지반 분류 지반종류의호칭 전단파속도 상부 에대한평균지반특성 표준관입시험 치 비배수전단강도 경암지반 초과 보통암지반 매우조밀한토사 또는연암지반 단단한토사지반 연약한토사지반 미만 표 전단파속도에의한지반분류 나 지층별전단파속도및지반분류 지층전단파속도 지반분류지반분류의호칭 매립층 단단한토사지반 점토층 단단한토사지반 풍화암 매우조밀한토사또는연암지반 상부 매우조밀한토사또는연암지반

86

87 Down Hole Test 조사명 중구을지로2가 근린생활시설신축공사지반조사 공번 NH-1 시험자 A.h.j 발주처 시험장비 Borehole Pick 검토자 K.s.h 시험일자 심도 Vp Vs 포아송비전단탄성율체적탄성율동탄성계수 (GL-m) (m/sec) (m/sec) (Mpa) (Mpa) (Mpa) 0.0~ E E E ~ E E E ~ E E E ~ E E E ~ E E E ~ E E E ~ E E E ~ E E E ~9.0 1, E E E ~10.0 1, E E E ~11.0 1, E E E ~12.0 1, E E E ~13.0 1, E E E ~14.0 1, E E E ~15.0 1, E E E ~16.0 1, E E E ~17.0 1, E E E ~18.0 1, E E E ~19.0 1, E E E ~20.0 1, E E E ~ , E E E ~22.0 1, E E E ~23.0 1, E E E ~24.0 1, E E E ~25.0 1, E E E ~26.0 1, E E E ~27.0 1, E E E ~28.0 1, E E E ~29.0 1, E E E ~30.0 1, E E E+03 탄성파속도 (m/sec) 포아송비 (υ) 동적물성치 (Mpa) Vs Vp E+01 1.E+02 1.E+03 1.E+04 0 Gd Ed Kd 심도 (m) 15 심도 (m) 15 심도 (m)

88 용역명 용역내용 중구을지로 가 근린생활시설신축공사지반조사 하향식탄성파탐사

89 중구 을지로 2 가 근린생활시설 신축공사 지반조사보고서 ( 주 ) 나우지오컨설턴트