편집-굴절법 보고서(수정).hwp

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1 굴절법물리탐사를활용한 지반조사기준개선

2 연구지원 호 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선 지은이박용부ㆍ박종배ㆍ주재영발행인손경환발행처한국토지주택공사토지주택연구원편집박용부ㆍ박종배ㆍ주재영 주소 ( 우 )34047 대전광역시유성구엑스포로 539 번길 99 전화 / 전송 042) / 전자우편 parkyb@lh.or.kr 홈페이지 이출판물은우리공사의업무상필요에의하여연구ㆍ검토한기초자료로써공사나정부의공식적인 견해와관계가없습니다. 우리공사의승인없이연구내용의일부또는전부를다른목적으로이용할수없습니다.

3 연구지원 굴절법물리탐사를활용한 지반조사기준개선

4 참여연구진 연구총괄 박용부 LH 토지주택연구원연구위원 공동연구진 박종배 LH 토지주택연구원수석연구원 주재영 LH 공공주택사업처부장 연구심의위원 ( 가나다순 ) 권형석 희송지오텍상무김영민세종특별본부차장박찬국 이도사장용환호농어촌공사과장이창현지질자원연구원책임연구원임해식청라영종사업본부부장정도영원가관리처차장주인돈세종특별본부처장 자문위원 ( 가나다순 ) 조철현지하정보기술 ( 주 ) 연구소장이종섭고려대학교교수최창호한국건설기술연구원연구위원

5 연구요약 연구배경및목적 사업계획수립과발주시행시기초공사근입심도, 공법변경등에의한추정사업비차이가발생한다. 시추공시험 (SPT) 위주의 Point 지반조사결과의한계, 미시추구간에대한부정확한추정, 다양하고불규칙한국내지반특성이주요원인으로분석된다 사업비차이의주요원인중시추공시험불가, 장비진입사용곤란으로인한기반암추정불정확성을해소하고토공량추정등지반조사활용목적확대를위한물리탐사등의확대가필요한실정이다. 문제점및사례 문제점 사례 - 기초예상심도차이및설계변경발생 지반조사장비진입불가 : 보상 철거지구 상하수도관등지장물매설 : 재개발지구 시추조사 실제시공 - 기초시공비증액 ( 사례 ) 예비지반조사미실시 : 현장조건차이로수급업체와분쟁발생 구분 사업계획수립 (A) 발주시행 (B) 차이 (B-A) 검토결과 공사비 966 억 1,020 억 54 억초과 사업수지 1.41% -1.86% -3.27% 하락 * 공사비차액 (54 억 ) 중말뚝길이변경에의한기초공사비증액 (71 억 ) 연구요약 1

6 연구내용 시범사업실시및분석 ( 수도권주택센터발주 4개지구 6개현장 ) - 시추탐사와물리탐사결과별기반암위치 굴절법물리탐사시험기준제시 - 에너지원, 가탐심도, 측선간격등 LH 공동주택용기준 LH 지반조사기준제안 - 일위대가, 시방서및감독매뉴얼등 - LH 지반조사시방서개정등을주요연구내용으로한다. 연구결과 신뢰성검증용역 - 범위 : 하남감일등 6개지구, 측선길이총 6.1km 이며중추 (weight drop) 를기본에너지원으로사용하고야산, 함수비가높은지역에서는해머, 탄성파발진탄 (shot gun) 을사용하였다. - 기존시추조사와 Grid( 격자형 ) 굴절법물리탐사를실시하고탄성파속도를통한풍화암등지층비교를한결과, 평균 2m 전후의오차가발생하였다. (a) 하남감일 굴절법물리탐사결과 ( 예시 ) (b) 과천 S11 2 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

7 - 굴절법등물리탐사결과를말뚝근입심도결정에적용하기위해서는국내지반에대한정밀한해석이가능한장비개발과관련연구가선행되어야한다. - 풍화암층심도에대한교차점에서의 3차원 Fence Diagram 을통해굴절법물리탐사의품질상태를확인할수있다. - 따라서, 지표면물리탐사법중상대적으로신뢰성이높고저비용의굴절법탄성파탐사는시추조사 ( 시추간격 : 30m/1 공 ) 를시행할수없는조건이나미시추구간에보조수단으로적용가능하다. 굴절법탄성파탐사법시험및품질관리기준 - 격자형탐사측선 : 측선간격은부지면적, 건물배치를기준으로 30~50m 간격으로설정하고다수의시추공과겹치도록배치한다. - 고품질의자료획득을위해 24채널이상의탄성파전용장비를사용하며 24채널 2 세트사용보다는 48채널장비 1대가품질관리에유리하다. - 탄성파발생원 : 해머 (sledge hammer), 화약 (dynamite), 중추 (weight drop), 탄성파발진탄 (shot gun) 등으로탐사심도 30m 이상, 굴절파초동신호가명확히보일수있는충분한에너지를발생할수있는송신원을사용한다. - 수진기 : 5m 간격으로설치하고하나의측선이다수의수진기배열로구성한다. 또, 측선양단에서중첩이되도록측선설계를한다. - 송신점 : 측선내에일정거리간격으로위치, 측선외측에서의원거리자료도획득하며수진기 5~7 개마다 (20m 전후 ) 으로배치한다. - 탐사자료의품질관리 : 가장먼저도달하는초동시간의판독여부로판단하며초등시간은수진기의 2/3 이상에서, 원거리는 1/2 이상판독가능하게자료를획득하고현장탐사야장을동시에기록한다. 주요성과물 - 지반조사시방서의물리탐사항목추가 - 건축구조물용굴절법물리탐사품질기준 : 국내지반특성을고려한굴절법탐사의측선설정, 장비구성, 자료획득및자료처리기준 연구요약 3

8 - 굴절법탐사표준품셈및일위대가 연구성과의실무적용 ( 수도권주택센터 -6631, ) - 시험비용 : 10,221,112 원 /km( 기존 LH 시험대가적용 ) - 적용대상 : 공공주택본부사업대상주택사업부지 - 타본부는 2018 년지반조사연간단가계약시반영여부결정. - 적용시점 : 문서시행일이후예비지반조사시행지구에적용 4 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

9 차례 제1장서론 연구배경및목적 연구목표 연구내용및방법 4 제 2 장굴절법탄성파탐사 물리탐사 물리탐사분류와종류 물리탐사별개요 굴절법탄성파탐사개요 개요및적요대상 굴절법탄성파탐사기본원리 굴절파파선경로 탐사방법및장비구성 탐사방법및해석 해석방법 굴절법탐사장비구성 현장자료취득 측선설정 탐사자료취득 물리탐사기준 국가설계기준 ( 지반조사, KSD ) LH 기준 ( 깍기부, 토목, ) 24 차례 1

10 2.6.3 LH 기준개선 ( 건축, ) 유럽의물리탐사적용기준 26 제3장신뢰성검증을위한시범사업 시범사업대상지선정 굴절법탐사현장별특성 굴절법탐사실시현황및측선설정 과천지식정보타운 S3 블록 과천지식정보타운 S11 블록 화성동탄 2지구 A77-1 블록 화성동탄 2지구 A77-2 블록 하남감일지구 A3 블록 인천영종지구 A49 블록 탐사장비및해석프로그램 탐사장비 해석프로그램 44 제 4 장신뢰성검증시험및분석 현장별굴절법탐사결과 과천지식정보타운 S3 블록 과천지식정보타운 S11 블록 화성동탄 2지구 A77-1 블록 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 하남감일지구 A3 블록 인천영종지구 A49 블록 신뢰성인자별굴절법탐사결과분석 측선별현장별굴절법탐사심도 97 2 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

11 4.2.2 굴절법탄성파탐사에의한탄성파속도 ( 풍화암층 ) 굴절법물리탐사와현장시추 ( 천공 ) 에서풍화암층분포비교 차원 Fence Diagram 에의한신뢰성검증 기계식중추, 해머, 탄성파발진탄별탄성파속도비교 송신점및수진기간격별탄성파속도차이비교 129 제5 장 LH 지반조사기준 굴절법물리탐사의개요 굴절법탄성파탐사 탐사측선설정 현장자료취득 자료처리및분석 탐사측선설정 측선설정 격자형측선설정 지장물구간측선설정 굴절법탐사장비구성 탄성파탐사기록계 탄성파발생원 탄성파수진기 탄성파케이블및기타 Accessory 탐사자료획득 측선준비및측량 송신점배치 수진기간격및전개길이 자료취득 현장야장작성 145 차례 3

12 5.5 탐사자료품질관리 품질관리방안 품질관리기준 주시곡선도작성및역산 주시곡선도작성 주시곡선역산 시추조사대비를통한지층구분 148 제6장결론및주요성과물 신뢰성검증용역 굴절법탄성파탐사법시험및품질관리기준 주요성과물 152 참고문헌 155 부록 굴절법탐사표준품셈 지반조사시방서 ( 개정, ) 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

13 표차례 [ 표 2-1] 지반조사를위한대표적물리탐사법 8 [ 표 2-2] 송신점과수진기간최대거리에따른탐사가능심도 2 [ 표 2-3] 기본설계기준 ( 시추조사 ) 32 [ 표 2-4] 실시설계기준 ( 시추조사, KSD ) 3 2 [ 표 2-5] 물리탐사 (KSD ) 4 2 [ 표 2-6] LH 기준 ( 깍기부, 토목, ) 52 [ 표 2-7] LH 기준개선 ( 건축, ) 5 2 [ 표 3-1] 시범사업대상현장내역 29 [ 표 3-2] 굴절법탐사측선상세 ( 과천지식정보타운 S3 블록 ) 03 [ 표 3-3] 굴절법탐사측선상세 ( 과천지식정보타운 S11 블록 ) 23 [ 표 3-4] 굴절법탐사측선상세 ( 화성동탄2 지구 A77-1 블록 ) 4 3 [ 표 3-5] 굴절법탐사측선상세 ( 화성동탄2 지구 A77-2 블록 ) 6 3 [ 표 3-6] 굴절법탐사측선상세 ( 하남감일지구 A3 블록 ) 83 [ 표 3-7] 굴절법탐사측선상세 ( 인천영종지구 A49 블록 ) 04 [ 표 3-8] 탄성파탐사기록계제원 43 [ 표 3-9] 탄성파에너지발생원제원 43 [ 표 3-10] 자료처리및역산소프트웨어주요기능 4 [ 표 4-1] 현장별굴절법탐사심도 97 [ 표 4-2] 측선별굴절법탐사심도 98 [ 표 4-3] 현장별풍화암층의탄성파속도 10 [ 표 4-4] 측선별풍화암층의탄성파속도 101 [ 표 4-5] 풍화암층탄성파속도비교 (SPS 검층과굴절법탐사 ) 103 [ 표 4-6] 풍화암층기준탄성파속도 105 [ 표 4-7] 풍화암층기준탄성파속도에따른풍화암층심도오차 105 차례 5

14 [ 표 4-8] 현장별시추조사에의한풍화암층심도 107 [ 표 4-9] 시추조사와굴절법탐사의풍화암층심도오차 108 [ 표 4-10] 풍화암층심도오차 ( 과천지식정보타운 S3) 109 [ 표 4-11] 풍화암층심도오차빈도 ( 과천지식정보타운 S3) 109 [ 표 4-12] 풍화암층심도오차 ( 과천지식정보타운 S11) 01 1 [ 표 4-13] 풍화암층심도오차빈도 ( 과천지식정보타운 S11) 01 1 [ 표 4-14] 풍화암층심도오차 ( 화성동탄2 지구 A77-1) 111 [ 표 4-15] 풍화암층심도오차빈도 ( 화성동탄2 지구 A77-1) 111 [ 표 4-16] 풍화암층심도오차 ( 화성동탄2 지구 A77-2) 21 1 [ 표 4-17] 풍화암층심도오차빈도 ( 화성동탄2 지구 A77-2) 31 1 [ 표 4-18] 풍화암층심도오차 ( 하남감일지구 A3) 13 [ 표 4-19] 풍화암층심도오차빈도 ( 하남감일지구 A3) 14 [ 표 4-20] 풍화암층심도오차 ( 인천영종지구 A49) 14 [ 표 4-21] 풍화암층심도오차빈도 ( 인천영종지구 A49) 15 [ 표 4-22A] 풍화암층심도오차 ( 과천지식정보타운 S3, 야산구간 ) 15 [ 표 4-22B] 풍화암층심도오차빈도 ( 과천지식정보타운 S3) 16 [ 표 4-23A] 풍화암층심도오차 ( 과천지식정보타운 S3, 야산구간 ) 16 [ 표 4-23B] 야산구간풍화암층심도오차빈도 ( 과천지식정보타운 S3) 17 [ 표 4-24A] 풍화암층심도오차 ( 하남감일지구 A3, 야산구간 ) 17 [ 표 4-24B] 야산구간풍화암층심도오차빈도 ( 하남감일지구 A3) 18 [ 표 4-25A] 풍화암층심도오차 ( 하남감일지구 A3, 야산구간 ) 18 [ 표 4-25B] 야산구간풍화암층심도오차빈도 ( 하남감일지구 A3) 19 [ 표 4-26] 풍화암층심도오차 ( 기계식중추 ) 120 [ 표 4-27] 풍화암층심도오차 ( 해머 ) 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

15 그림차례 [ 그림 2-1] 현장조사와조사결과 ( 반사법탐사 ) 9 [ 그림 2-2] 전기비저항적용사례 9 [ 그림 2-3] 다중채널표면파탐사 10 [ 그림 2-4] 탐사모식도, 획득결과, 지층별속도 10 [ 그림 2-5] 탄성파토모그래피모식도및지층구분 1 [ 그림 2-6] 표면파탐사의개요및분석 1 [ 그림 2-7] GPR 탐사활용방안 12 [ 그림 2-8] 탄성파전파경로및주시곡선 14 [ 그림 2-9] 탄성파전파경로및주시곡선 15 [ 그림 2-10] 스넬의법칙및임계각 51 [ 그림 2-11] 임계거리및교차거리 61 [ 그림 2-12] 절편시간및층두께계산 71 [ 그림 2-13] 굴절법탐사자료처리및해석결과 81 [ 그림 2-14] 탐사장비구성 91 [ 그림 2-15] 측선설정예제 12 [ 그림 2-16] 탐사측선에서의송신점배치예제 22 [ 그림 3-1] 굴절법탐사측선도 ( 과천지식정보타운 S3 블록 ) 03 [ 그림 3-2] 현장전경 ( 과천지식정보타운 S3 블록 ) 13 [ 그림 3-3] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 과천지식정보타운 S3 블록 ) 31 [ 그림 3-4] 굴절법탐사측선도 ( 과천지식정보타운 S11 블록 ) 23 [ 그림 3-5] 현장전경 ( 과천지식정보타운 S11 블록 ) 33 [ 그림 3-6] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 과천지식정보타운 S11 블록 ) 33 차례 7

16 [ 그림 3-7] 굴절법탐사측선도 ( 화성동탄 2지구 A77-1 블록 ) 4 3 [ 그림 3-8] 현장전경 ( 화성동탄2 지구 A77-1 블록 ) 5 3 [ 그림 3-9] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 ) 35 [ 그림 3-10] 굴절법탐사측선도 ( 화성동탄 2지구 A77-2 블록 ) 6 3 [ 그림 3-11] 현장전경 ( 화성동탄2 지구 A77-2 블록 ) 7 3 [ 그림 3-12] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 ) 37 [ 그림 3-13] 굴절법탐사측선도 ( 하남감일지구 A3 블록 ) 83 [ 그림 3-14] 현장전경 ( 하남감일지구 A3 블록 ) 93 [ 그림 3-15] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 하남감일지구 A3 블록 ) 93 [ 그림 3-16] 굴절법탐사측선도 ( 인천영종지구 A49 블록 ) 04 [ 그림 3-17] 현장전경 ( 인천영종지구 A49 블록 ) 1 4 [ 그림 3-18] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 인천영종지구 A49 블록 ) 14 [ 그림 4-1] 굴절법탐사결과 (NE-1 측선, 과천 S3) 8 4 [ 그림 4-2] 굴절법탐사결과 (NE-2 측선, 과천 S3) 94 [ 그림 4-3] 굴절법탐사결과 (NE-3 측선, 과천 S3) 05 [ 그림 4-4] 굴절법탐사결과 (NE-4 측선, 과천 S3) 15 [ 그림 4-5] 굴절법탐사결과 (NE-5 측선, 과천 S3) 25 [ 그림 4-6] 굴절법탐사결과 (SE-1 측선, 과천 S3) 35 [ 그림 4-7] 굴절법탐사결과 (SE-2 측선, 과천 S3) 45 [ 그림 4-8] 굴절법탐사결과 (SE-3-1 측선, 과천 S3) 5 5 [ 그림 4-9] 굴절법탐사결과 (SE-3-2 측선, 과천 S3) 65 [ 그림 4-10] 굴절법탐사결과 (SE-4 측선, 과천 S3) 75 [ 그림 4-11] 굴절법탐사결과 (SE-5 측선, 과천 S3) 8 5 [ 그림 4-12] 굴절법탐사결과 (NS-1-1 측선, 과천 S11) 9 5 [ 그림 4-13] 굴절법탐사결과 (NS-1-2 측선, 과천 S11) 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

17 [ 그림 4-14] 굴절법탐사결과 (NS-2 측선, 과천 S11) 1 6 [ 그림 4-15] 굴절법탐사결과 (NS-3 측선, 과천 S11) 2 6 [ 그림 4-16] 굴절법탐사결과 (WE-1 측선, 과천 S11) 3 6 [ 그림 4-17] 굴절법탐사결과 (WE-2 측선, 과천 S11) 4 6 [ 그림 4-18] 굴절법탐사결과 (WE-3 측선, 과천 S11) 5 6 [ 그림 4-19] 굴절법탐사결과 (NS-1 측선, 동탄 A77-1) 6 6 [ 그림 4-20] 굴절법탐사결과 (NS-2 측선, 동탄 A77-1) 7 6 [ 그림 4-21] 굴절법탐사결과 (WE-1 측선, 동탄 A77-1) 8 6 [ 그림 4-22] 굴절법탐사결과 (WE-2 측선, 동탄 A77-1) 9 6 [ 그림 4-23] 굴절법탐사결과 (1)(NS-1 측선, 동탄 A77-2) 0 7 [ 그림 4-24] 굴절법탐사결과 (2)(NS-1 측선, 동탄 A77-2) 1 7 [ 그림 4-25] 굴절법탐사결과 (1)(NS-2 측선, 동탄 A77-2) 2 7 [ 그림 4-26] 굴절법탐사결과 (2)(NS-2 측선, 동탄 A77-2) 3 7 [ 그림 4-27] 굴절법탐사결과 (1)(NS-3 측선, 동탄 A77-2) 4 7 [ 그림 4-28] 굴절법탐사결과 (2)(NS-3 측선, 동탄 A77-2) 5 7 [ 그림 4-29] 굴절법탐사결과 (WE-1 측선, 동탄 A77-2) 6 7 [ 그림 4-30] 굴절법탐사결과 (WE-2 측선, 동탄 A77-2) 7 7 [ 그림 4-31] 굴절법탐사결과 (WE-3 측선, 동탄 A77-2) 8 7 [ 그림 4-32] 굴절법탐사결과 (SW-1 측선, 하남 A3) 9 7 [ 그림 4-33] 굴절법탐사결과 (SW-2 측선, 하남 A3) 08 [ 그림 4-34] 굴절법탐사결과 (SW-3 측선, 하남 A3) 1 8 [ 그림 4-35] 굴절법탐사결과 (SW-4 측선, 하남 A3) 28 [ 그림 4-36] 굴절법탐사결과 (SE-1 측선, 하남 A3) 3 8 [ 그림 4-37] 굴절법탐사결과 (SE-2 측선, 하남 A3) 48 [ 그림 4-38] 굴절법탐사결과 (SE-3 측선, 하남 A3) 58 [ 그림 4-39] 굴절법탐사결과 (SE-4-1 측선, 하남 A3) 6 8 [ 그림 4-40] 굴절법탐사결과 (SE-4-2 측선, 하남 A3) 7 8 차례 9

18 [ 그림 4-41] 굴절법탐사결과 (SE-1 측선, 영종 A49) 8 8 [ 그림 4-42] 굴절법탐사결과 (SE-2 측선, 영종 A49) 98 [ 그림 4-43] 굴절법탐사결과 (SE-3 측선, 영종 A49) 09 [ 그림 4-44] 굴절법탐사결과 (SE-4 측선, 영종 A49) 1 9 [ 그림 4-45] 굴절법탐사결과 (NE-1 측선, 영종 A49) 2 9 [ 그림 4-46] 굴절법탐사결과 (NE-2 측선, 영종 A49) 39 [ 그림 4-47] 굴절법탐사결과 (NE-3 측선, 영종 A49) 49 [ 그림 4-48] 굴절법탐사결과 (NE-4 측선, 영종 A49) 59 [ 그림 4-49] 풍화암분포심도에서의현장별탄성파속도 10 [ 그림 4-50] SPS 검층과굴절법탐사의풍화암층탄성파속도비교 103 [ 그림 4-51] 심도별탄성파속도주상도 (SPS 검층과굴절법탐사 ) 104 [ 그림 4-52] 현장별풍화암층분포및심도오차 109 [ 그림 4-53] 시험법에의한풍화암층심도비교및심도오차 ( 과천지식정보타운 S3) 10 [ 그림 4-54] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 과천지식정보타운 S11) 11 1 [ 그림 4-55] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 화성동탄2 지구 A77-1) 21 1 [ 그림 4-56] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 화성동탄 2 지구 A77-2) 113 [ 그림 4-57] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 하남감일지구 A3) 14 [ 그림 4-58] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 인천영종지구 A49) 15 [ 그림 4-59A] 야산구간풍화암층심도비교및심도오차 ( 과천지식정보타운 S3) 16 [ 그림 4-59B] 야산구간풍화암층심도비교및심도오차 ( 과천지식정보타운 S3) 17 [ 그림 4-60A] 야산구간풍화암층심도비교및심도오차 ( 하남감일지구 A3) 18 [ 그림 4-60B] 야산구간풍화암층심도비교및심도오차 ( 하남감일지구 A3) 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

19 [ 그림 4-61] 시추조사와탄성파속도에의한풍화암심도비교 121 [ 그림 4-62] 풍화암층심도오차크기에따른주시곡선도비교 12 [ 그림 4-63] 풍화암층심도의 3차원 Fence Diagram 124 [ 그림 4-64] 시추조사와탄성파속도에의한풍화암층등고선도비교 126 [ 그림 4-65] 해머와기계식중추송신원의탄성파단면비교 (NE-4 측선, 과천지식 S3블록 ) 127 [ 그림 4-66] 해머와기계식중추송신원의탄성파단면비교 (SE-1 측선, 하남감일 A3) 128 [ 그림 4-67] 해머와발진탄송신원의탄성파단면비교 (SE-3(2) 측선, 과천 S3) 129 [ 그림 4-68] 송신원유형에따른탄성파단면비교 (SE-3(2) 측선, 과천지식 S3) 129 [ 그림 4-69] 탄성파속도단면 (SW-3 측선, 하남감일 A3) 130 [ 그림 4-70] 탄성파속도단면 ( 수진기간격 4m) 131 [ 그림 4-71] 탄성파속도단면 ( 원거리송신점자료제외 ) 132 [ 그림 4-72] 탄성파속도단면 ( 송신점간격 2배증가 ) 13 [ 그림 4-73] 탄성파속도단면 ( 지장물구간거리 10m) 134 [ 그림 4-74] 탄성파속도단면 ( 지장물구간거리 20m) 135 [ 그림 5-1] 탐사측선에서의송신점배치예제 14 [ 그림 5-2] 양질자료 ( 위 ) 및불량자료 ( 아래 ) 예시 146 [ 그림 5-3] 주시곡선도 147 [ 그림 5-4] 주시곡선역산 148 차례 11

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21 제 1 장 서론

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23 제 1 장서론 1.1 연구배경및목적 사업계획수립과발주시행시기초공사근입심도, 공법변경등에의한추정사업비차이가발생한다. 시추공시험 (SPT) 위주의 Point 지반조사결과의한계, 미시추구간에대한부정확한추정, 다양하고불규칙한국내지반특성이주요원인이다. 사업비차이의주요원인중시추공시험불가, 장비진입사용곤란으로인한기반암추정불정확성을해소하고토공량추정등지반조사활용목적확대를위한물리탐사등의확대가필요한실정이다. 문제점 사례 - 기초예상심도차이및설계변경발생 - 지반조사장비진입불가 : 미보상 철거지구 - 상하수도관등지장물매설 : 재개발지구 시추조사 실제시공 - 기초시공비증액 - 예비지반조사미실시 : 현장조건차이로수급업체와분쟁발생 구분 사업계획수립 (A) 발주시행 (B) 차이 (B-A) 검토결과 공사비 966 억 1,020 억 54 억초과 사업수지 1.41% -1.86% -3.27% 하락 * 공사비차액 (54 억 ) 중말뚝길이변경에의한기초공사비증액 (71 억 ) 제 1 장서론 3

24 1.2 연구목표 연구용역을통한굴절법물리탐사의신뢰성분석을조사한다. 즉, 탄성파속도 산정을통해기존시추시험과의지층분포파악을비교한다. 공동주택용지반조사기준에도입하기위해시험기준을제안한다. 1.3 연구내용및방법 시범사업실시및분석 ( 수도권주택센터발주 4개지구 6개현장 ) - 시추탐사와물리탐사결과별기반암위치및시험비비교 굴절법물리탐사시험기준제시 - 에너지원, 가탐심도, 측선간격등 LH형기준 LH 지반조사기준제안 - 일위대가, 시방서및감독매뉴얼등 - LH 지반조사시방서개정등을주요연구내용으로한다. 4 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

25 제 2 장 굴절법탄성파탐사

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27 제 2 장굴절법탄성파탐사 2.1 물리탐사 지반조사는크게간접조사 ( 지표지질조사, 물리탐사, 비파괴검사등 ) 와직접조사 ( 시추조사, 공내재하시험, 실내시험등 ) 등으로나눌수있다. 물리탐사는중력, 전기비저항, 탄성파등지구물리특성을측정하여지하지질구조및지반특성해석한다. 또, 연속적, 비파괴적측정이가능하여미시추구간지반특성파악에유용하다 ( 김기석, 2013) 물리탐사분류와종류 1) 분류 - 지표탐사 : 지표면에센서설치하여물리적특성을측정한후측정결과를역산하여 1차원또는 2차원단면을구하는탐사법이다. - 물리검층 : 시추공내에센서 (Probe) 를삽입하여공벽주변의지구물리특성을연속적으로측정한다. - 시추공탐사 : 1개이상의시추공이용하여시추공과시추공사이, 시추공과지표면사이지구물리특성단면을획득하는방법이다. 2) 종류지표탐사에는굴절법탄성파탐사, 반사법탄성파탐사, 수평 / 수직비저항탐사, 2차원전기비저항탐사, 3차원전기비저항탐사, GPR 탐사등이있다. 시추공탐사는 Downhole Test, Crosshole Test, 탄성파토모그래피, 비저항토모그래피, 레이다토모그래피등이있으며물리검층에는 Televiewer, BIPS, SPS검층, 전기비저항검층, 자연전위검층등이있다 ( 표 2-1). 제 2 장굴절법탄성파탐사 7

28 [ 표 2-1] 지반조사를위한대표적물리탐사법 공간적 분류 지표탐사 시추공탐사 물리검충 송신원 / 배치분류 탄성파 전류 ( 직류 ) 전자파 단일시추공 시추공간 전기 방사능 물리탐사법대비물성결과활용 굴절법탄성파탐사반사법탄성파탐사 수평 / 수직비저항탐사 2 차원전기비저항탐사 3 차원전기비저항탐사 주파수영역탐사시간영역탐사 탄성파 (P) 속도 전기전도도 ( 전기비저항 ) 전기전도도 ( 전기비저항 ) GPR 탐사전기전도도 / 유전율 층서확인 / 연약대파악굴착난이도에따른토공량산정암반분류 (Q) 및지보패턴결정 연약대 / 단층파쇄대파악단층위치및지층분포파악암반분류 (RMR) 및지보패턴결정 연약대 / 단층파쇄대파악단층위치및지층분포파악암반분류 (RMR) 및지보패턴결정 지장물조사및천부공동확인천부지층구조파악 Downhole Test 탄성파 (P/S) 속도동탄성계수산출 Crosshole Test 탄성파 (P/S) 속도동탄성계수산출 탄성파토모그래피비저항토모그래피레이다토모그래피 전기비저항검층자연전위검층 자연감마검층밀도검층 탄성파 (P) 속도전기전도도전기전도도 / 유전율 전기전도도 밀도 음파 SPS 검층탄성파 (P/S) 속도 영상촬영 Televiewer BIPS 암석강도 시구공간지층구조정밀파악공동및연약대위치파악 지하수부존상태파악 ( 공극률, 포화도 ) 지층경계및파쇄대폭파악 동탄성계수산출을위한밀도파악 동탄성계수산출지층구분및암반분류 불연속면특성파악 ( 주샹, 경사, 간격 ) 절리대충진물유무파악안정성해석자료로활용 물리탐사별개요 1) 반사법탐사 - 지표에서발진시킨탄성파가지층경계면에서반사되어되돌아오는신호를지표 에서수신하여지하반사면영상화 8 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

29 - 지형이평탄하고대체적으로층서구조를이루는지반에서지질구조나지층의 특성상태조사 [ 그림 2-1] 현장조사와조사결과 ( 반사법탐사 ) 2) 전기비저항 - 지하매질의전기비저항분포변화에의한전위변화를측정하여지하구조조사 - 기반암및연속적인지층상태파악이가능하며탐사소요시간이비교적짧고, 2차원 ( 측선방향 ), 3차원해석가능 - 넓은부지에대한신속한조사에유리 [ 그림 2-2] 전기비저항적용사례 제 2 장굴절법탄성파탐사 9

30 3) 다중채널표면파탐사 - 분산특성을가지는표면파의파장별위상속도를분석하여지하의탄성파속도 구조파악 [ 그림 2-3] 다중채널표면파탐사 4) 다운홀탐사 - 지표에서발진시킨탄성파의전파시간을시추공내의 3성분지오폰에서측정하여지층의심도별 P, S파속도값산정 - 시추공을이용하여빠르게지층분포파악 [ 그림 2-4] 탐사모식도, 획득결과, 지층별속도 10 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

31 5) 탄성파토모그래피 - 2개의시추공을이용하여시추공간탄성파의도달시간을이용, 지층상태파악 - 공동탐지, 지반개량효과평가와정밀한천부지층구조파악에주로사용 - 2개의시추공이필요하며지표탐사대비비용부담이크고시간이많이소모 [ 그림 2-5] 탄성파토모그래피모식도및지층구분 6) 표면파탐사 - 파장별로전파심도가달라지는특성을이용하여전단파속도구조를파악하며성토지반의다짐도평가에효과적, 내진해석을위한지반분류에도활용된다. - 종류로는 SASW, MASW, HWAW 기법이있으며측선의여유가있으면모든기법을사용하고공간이협소하면 HWAW 를사용한다 ( 토지주택연구원, 2009). [ 그림 2-6] 표면파탐사의개요및분석 제 2 장굴절법탄성파탐사 11

32 7) GPR 탐사 - 반사된레이다파를이용하여천부지층구조를정밀하게영상화 - 지하매설물탐지, 터널라이닝두께검층, 단층파쇄대, 지하수위조사에활용 - 가탐심도가 3~5m 로정도로낮아서기반암심도파악불가 [ 그림 2-7] GPR 탐사활용 2.2 굴절법탄성파탐사개요 개요및적요대상 1) 굴절법탄성파탐사개요 - 굴절법탄성파탐사는지표부근에서발파등으로인공적인탄성파 ( 주로 P파 ( 압축파 )) 를발생시켜, 속도가다른지층경계에서굴절되어돌아오는굴절파를지표에설치한측정장치로관측해각지층의두께나탄성파속도등의지하의속도구조를알아내는탐사법이다. 2) 취득정보 - 굴절법탐사자료처리를통해지반의속도분포를구할수있다. 12 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

33 - 굴절법탐사에서얻어진속도분포, 시추결과및기존의지질자료등을서로대비시켜종합적으로해석함으로써다음과같은내용을파악할수있다. ㆍ지반의지층및기반암분포현황ㆍ탄성파속도에따른지반의굴착난이도ㆍ단층파쇄대등과같은지질이상대및불연속면의존재및규모 3) 적용한계 - 각층의탄성파속도가하부로갈수록증가하는경우는굴절법탐사의적용성이높으나지표근처나중간층에상대적으로속도가빠르면그아래에분포하는중간층의굴절파가측정되지않으므로반사법탐사등으로변경해야한다. - 측선에평행하거나예각으로교차하는빠른층이분포하면속도가빠른층을전파한파동이초동 (first arrival) 으로도착하므로측선아래의속도구조가나타나지않게된다 ( 한국지구물리 물리탐사협회, 2011). - 심도가깊을수록탄성파의전파경로불확실성, 발파점에서먼지점의초등주시에대한판단이곤란으로정밀도가감소한다. - 화산암분포지역이나일부제3 기이후의퇴적암, 심층풍화나파쇄를받았던연암위에치밀한용암등의경암이분포한지역등에서는적용이곤란한경우가있다. 2.3 굴절법탄성파탐사기본원리 굴절파파선경로 1) 탄성파종류 - 송신점에서지표면에타격을가하면직접파, 공기파, 굴절파, 반사파와표면파등과같이다양한종류의탄성파가발생한다. - 탄성파단면을보면다양한종류의탄성파가중첩되어기록되는경우가많아서 제 2 장굴절법탄성파탐사 13

34 자료해석에필요한굴절파또는반사파만을분리하여해석이어렵다. - 직접파는지표직하부에서지표면을따라 1층의속도로전파한다. 굴절파는속도가빠른하부지층과의경계에서굴절되어 2층의속도로전파하면서지표로되돌아온다. 반사파는속도가다른하부지층에서반사되어지표로되돌아온다. 표면파는지하매질로깊숙이전파하지않고지표면을따라전단파 (S파 ) 의 0.9 배속도로전파하는탄성파로에너지가가장크다. 탄성파전파경로모식도 탄성파주시곡선 [ 그림 2-8] 탄성파전파경로및주시곡선 2) 굴절파파선경로 - 송신점과가까운수진기에서는 1층속도로직접파가먼저도달하며, 송신점과일정거리이상이격된먼거리의수진기에서는 2층속도로굴절파가먼저도달한다. - 탄성파의전파는탄성파가전하는파선경로를도시하는방법과특정시간에서의각탄성파가전파하는양상을 Snapshot 방식으로표현하는방법이있다. - Snapshot 에서지하매질의전파하는탄성파는파면 (wave front) 으로표현된다. 반사파나지층경계면하부로전파하는굴절파는파면이곡선형태를보이는반면에, 지층경계면에서굴절되어지표로되돌아오는굴절파는직선의형태를보이며, 이를선두파 (head wave) 라한다. - 선두파는파면이직선이어서각수진기에 2층구조의속도로순차적으로도달한다. 14 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

35 2 층수평구조파선경로탄성파전파 Snapshot [ 그림 2-9] 탄성파전파경로및주시곡선 3) 임계굴절및임계각 - 탄성파가속도가다른지층경계에입사하게되면, 그에너지의일부는하부매질로투과되고일부는경계면에서반사된다. - 지층경계면에서의파의거동양상은스넬의법칙으로설명되는데, 굴절파의굴절각은경계면상하부매질의속도와입사각에따라결정된다. 스넬의법칙에의해지층경계면에대한입사각과굴절각의비는상하부매질에서의탄성파의전파속도의비와같다. - 하부매질에서의탄성파의전파속도가상부매질에서보다상대적으로클경우, 특정한입사각에대해서는굴절각이 90 가되어파가매질의경계면을따라하부매질의속도로전파하게되는데, 이를임계굴절 (critical refraction) 이라하며, 이때파의입사각을임계각 (critical angle) 이라한다. 스넬의법칙 [ 그림 2-10] 스넬의법칙및임계각 임계각 제 2 장굴절법탄성파탐사 15

36 4) 임계거리및교차거리 - 임계거리는송신점에서탄성파가임계각이하로입사되어굴절파가도달되지않는거리이며그전에서는직접파, 표면파와반사파가수진점에도달한다. - 탄성파가임계각이상으로입사하게되면수진기에굴절파가도달된다. 하지만, 1층과 2층의속도차이에따라일정거리까지는직접파가먼저도달하고일정거리이후부터굴절파가먼저도달한다. - 직접파와굴절파가도달하는시간이동일한지점까지의거리를교차거리라한다. 임계거리 [ 그림 2-11] 임계거리및교차거리 교차거리 5) 절편시간 - 주시곡선에서굴절파의주시가시간축과교차되는시간을절편시간이라한다. - 절편시간은 1층과 2층의탄성파속도와지층경계면의심도에따라달라진다. - 각지층의속도와교차거리또는절편시간을이용하여지층의두께를계산할수있다. 16 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

37 수평구조파선경로및주시곡선 [ 그림 2-12] 절편시간및층두께계산 절편시간및층두께계산 2.4 탐사방법및장비구성 탐사방법및해석 1) 탐사방법 - 탐사심도에따른최대수진거리를결정하여측선을충분히길게계획한다. 최대수진거리를충분히확보할수없을경우에는원거리발파점을설치한다. - 수진점간격은심도가얕은경우에는 1~5m, 깊은경우에는 10m 이상으로한다. - 송신점은일반적으로수진기 6 12 개의간격으로설정하고, 특히기복이심하게변화하는지점등에송신점을설정하면해석의정밀도가향상된다. - 탄성파발생원으로는일반적으로해머나다이나마이트 ( 폭약 ) 를사용한다 해석방법 - 획득한자료는수진점및송신점의위치와송신점의심도등에대하여정리한다. - 주시곡선의작성은해석의기본이므로초동의읽기와그림작성오류가없도록 충분히점검하고조정하도록한다. 제 2 장굴절법탄성파탐사 17

38 - 작성된주시곡선은요구되는정밀도안에서 1 왕복주시의일치,2 원점주시의일치,3 주시곡선의평행성등의조건을충족시키도록한다. - 주시곡선을식별하고, 적절하게조정된주시곡선에서정해진자료분석방법에따라순서적으로해석하여측선직하부의속도층해석단면을작성한다. - 일반적으로해석은토모그래피역산또는층서구조기반역산방법을사용한다. [ 그림 2-13] 굴절법탐사자료처리및해석결과 굴절법탐사장비구성 1) 탄성파탐사기록계 - 역할 : 송신원과수진기위치등탐사자료의위치정보, 수진기에서관측된탄성파파형정보등을기록하는장비이다. - 종류 : 자료획득프로그램과외부출력화면이내장된일체형과 PC를이용하여자료획득과출력을제어하는 PC 연계형으로구분된다. - 다수의수진기에서의측정자료를기록하며, 동시에측정되는수진기채널수에따라 12, 24, 48, 96 채널등의장비로구분된다. 18 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

39 [ 그림 2-14] 탐사장비구성 2) 탄성파발생원 - 해머 : 중량 5kg 내외의 sledge hammer 를주로사용하며, 다른탄성파발생원에비해에너지가약하여반복타격을통해에너지를증대시킨다. - 화약 : 주로다이너마이트를사용하며, 탄성파발생원중에너지가가장강력하여터널과같은토목분야지반조사에널리사용된다. 송신원과수진기의최대이격거리에따라화약량조절을통해에너지증대가용이한장점을가지는반면에화약사용전에관할경찰서에서의인허가처리가필요하다. - 중추 (weight drop) : 수십 kg 이상의추를낙하시켜탄성파를발생시키며인력식과기계식으로구별된다. 해머에비해탄성파에너지가크고반복타격을통해에너지를증대시킬수있어서탐사심도가 10m 이상인지반조사에사용된다. - 탄성파발진탄 (shot gun) : 사냥용탄을사용하여별도의인허가가필요하지않다. 해머에비해굴절파에너지가크고파형이일관된장점을가지는반면에 50cm 심도의지표천공이필요하고에너지증대가어려운단점을가진다. 3) 탄성파수진기 - 굴절법탐사에서는수직방향의지반진동을측정하는지오폰을주로사용한다. - 지오폰은공진주파수에따라구분된다. 제 2 장굴절법탄성파탐사 19

40 - 저주파인표면파에서는 4.5Hz 지오폰, 굴절법탐사에서는 14 Hz 지오폰, 고주 파인반사법탐사에서는 100Hz 지오폰이주로사용된다. 2.5 현장자료취득 측선설정 1) 측선설정기준 - 굴절법탄성파탐사측선은시추조사와대비가가능하도록다수의시추공위치에인접하도록설정한다. - 현장조사시측선위치의지표상태가불량하거나, 지장물, 습윤지역, 식생등으로양질의자료획득이어려운경우에는감독원과협의하여측선위치를변경한다. 2) 격자형측선설정 - 격자형으로측선을설정하는경우에는시추조사의지층단면도와인접하게일직선으로설정한다. - 조사대상지역의전반적인기반암심도분포파악을위해추가적인탐사측선이필요한경우에는시추조사에의한지층단면도외에다수의시추공이위치한지점을중심으로시추공과인접하게탐사측선을추가한다. 3) 지장물구간측선설정 - 지장물로인해일직선으로측선을설정하기어려운경우에는지장물을우회하여측선을설정하거나또는측선일부를일정간격이격시켜서측선을설정한다. - 소규모지장물은지장물을관통하여측선을설정하며, 자료획득시지장물위치인근에서송신원을위치시켜서지장물하부지반의탄성파속도정보를획득한다. 20 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

41 - 탐사측선내에상당한규모의지장물이위치하고지장물구간에서수진기설치 가어려운경우에는지장물을우회하여측선을설정한다. 격자형측선설정 [ 그림 2-15] 측선설정예제 지장물구간측선설정 탐사자료취득 1) 탄성파탐사기록계 - 탄성파탐사기록계는 24채널이상의장비를사용하며, 측선연장이길고기반암심도가깊은경우에는 48채널이상의장비또는복수의 24채널장비를사용한다. 2) 송신원유형과송신점배치 - 송신원은화약, 중추 (weight drop), 탄성파발진탄 (shot gun) 등과같이탄성파에너지가큰송신원, 조사심도가얕은경우에는해머를사용할수있다. - 지형조건이나지표상태에따라다른유형의송신원을병용하여사용할수있다. - 동일한측선에서최소 7개소이상의송신점위치에서탐사자료를획득한다. - 송신점위치는가급적등간격거리로설정하며, 송신점위치에서의지표상태가불량한경우에는지표상태가양호한위치로변경하여자료를획득한다. 제 2 장굴절법탄성파탐사 21

42 - 측선양단에서원거리송신점자료를취득하여수진기가설치된구간에서표토 층하부지반의탄성파속도를획득하도록한다. 동일측선에서탐사측선을중첩 하여자료를획득할때는반드시측선양단에서원거리송신점자료를취득한다. [ 그림 2-16] 탐사측선에서의송신점배치예제 3) 수진기간격및전개길이 - 수진기는 14~40Hz 의공진주파수를가지는굴절법탐사용지오폰을사용한다. - 수진기간격은송신원의에너지크기와기반암심도를반영하여설치하며, 고분해능의탄성파속도단면획득을위해 2m 내외간격으로배치한다. - 수진기전개길이는최대수진기간격이기반암심도의 5배이상이되도록한다. [ 표 2-2] 송신점과수진기간최대거리에따른탐사가능심도 송신점 -수진기거리 (m) 탐사심도 (m) 송신점 -수진기거리 (m) 탐사심도 (m) 물리탐사기준 국가설계기준 ( 지반조사, KSD ) 2016 년 6월 30일제정된국가설계기준의지반조사는크게시추조사와물리탐상 [ 대한관련기준을정리하였다. 국가설계기준에의하면향후기본설계와실시설계를위한지반조사에서물리탐사의확대근거를제시하고있다. 22 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

43 터널 1) 기본설계기준 ( 시추조사, KSD ) 구조물명시추간격시추심도 건축 - 규모에따라 50~100m - 기반암 3m 이상 교량 * - >100m 3 공이상 - <100m 최소각교대 박스 - 개소당 1 공 산악 - 3공이상 ( 입출구포함 ) (NATM, TBM) - 계곡부 / 저토피구간 1공이상 도심지 ( 개착 ) [ 표 2-3] 기본설계기준 ( 시추조사 ) - 기반암 3m 이상 - 풍화대 50/30 이하 - 3 회연속확인 - 터널바닥고하 0.5~1.0D(D : 터널최대직경 ) - 기반암이확인안된경우에는터널바닥고하 1~2D - 계획고하 3m 이상 - 200~500m 간격, - 기반암이확인안된경우계획고하 0.5B - 주요구조물 ( 수직구, 정거장, 집 (B : 굴착계획폭 ) 수정, 환기구등 ) 은개소당 1공 - 주요구조물에는기반암 3m 이상 터널 2) 실시설계기준 ( 시추조사 ) 구조물명시추간격시추심도 건축 - 규모에따라 30~50m - 기반암 3m 이상 교량 * - 교대및교각마다 1 개소 - 기반암 3m 이상 박스 - 개소당 1 공 m 간격 ( 입출구포함 ) 산악 - 계곡부 / 저토피구간 1공이상 (NATM, TBM) (200m 마다 1개공추가 ) 도심지 ( 개착 ) [ 표 2-4] 실시설계기준 ( 시추조사, KSD ) - 풍화대 50/30 이하 - 3 회연속확인 - 터널바닥고하 0.5~1.0D(D : 터널최대직경 ) - 기반암이확인안된경우에는터널바닥고하 1~2D - 계획고하 3m 이상 - 100m 간격, - 기반암이확인안된경우계획고하 0.5B - 주요구조물 ( 수직구, 정거장, 집 (B : 굴착계획폭 ) 수정, 환기구등 ) 은개소당 1공 - 주요구조물에는기반암 3m 이상 * 교량구간시추심도는철도 ( 고속철도포함 ) 의경우연암 3m 또는경암 1m, 기반암이출현하지않을때는풍화암 10m 까지적용하고, 도로 ( 고속국도포함 ) 는연암 3m, 또는경암 1m, 기반암이출현하지않을경우풍화암 7m 까지적용한다 제 2 장굴절법탄성파탐사 23

44 3) 물리탐사 물리탐사조사항목빈도 ( 기본 / 실시 ) 조사심도 깍기부 굴절법탄성파탐사깍기높이 20m 이상미시추구간, 시추조사와병행 시추공영상촬영깍기높이 10m 이상 1 공암반구간 교량부굴절법탄성파탐사 터널부 교량및터널입출구부 직접기초에풍화암심도급변구간 직접기초예상심도까지 굴절법탄성파탐사입출구부및저토피구간가탐심도 50m 내외 전기비저항탐사터널전체길이가탐심도 200m 내외 시추공영상촬영입출구부각 1 회암반구간 시추공토모그래피탐사 [ 표 2-5] 물리탐사 (KSD ) 상부구조물에영향을미치는공동발견시 - 필요깊이까지 - 탄성파, 전기비저항또는레이다탐사 - 조사대상지반의보조적, 광역적조사방법으로물리탐사를적용한다. - 산악지역은전기비저항탐사의가탐심도를고려하여전자탐사를수행한다. - 물리검층은지질학적, 수문지질학적, 지반공학적특성과연계하여제반지반정보획득함을유의해야한다. - KDS 에서제시하는물리탐사, 물리검층의적용개소및수량은구조물별최소권장사항이며구조물등급및설계목적에따라항목및수량추가와함께대안기법을검토해야한다 LH 기준 ( 깍기부, 토목, ) LH 단지기술처는굴절법탄성파시험을활성화하는토질조사내실화방안 ( 17.8) 을통해토목분야의지반조사기준을개정하였는데주요내용은다음과같다. - 기존구조물시추조사심도기준 : 연암 3m - 표준관입시험빈도 : 매 1m 마다 - 시추조사최소빈도기준완화, 지질변화가심한국내특성을감안하여물리탐사 ( 굴절법탄성파탐사 ) 반영하였다. 24 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

45 - 굴절법탄성파탐사와시추공영상촬영의조사빈도및심도를변경하였다. [ 표 2-6] LH 기준 ( 깍기부, 토목, ) 구분위치조사항목최소조사빈도 조사대상 개략조사 상세조사 깍기부 깍기부 시추조사 - 200~300m(40,000 m2 ) 탄성파탐사 - 80,000 m2당 100m - 비탈면높이 20m 이상 ( 옹벽등구조물높이포함 ) 시추공영상촬영 - 암반비탈면높이 10m 이상 시추조사 - 50m~100m(2,500~10,000 m2 ) 탄성파탐사 - 40,000 m2당 100m - 비탈면높이 20m 이상 ( 옹벽등구조물높이포함 ) 시추공영상촬영 - 암반비탈면높이 10m 이상 LH 기준개선 ( 건축, ) LH 수도권주택센터 ( 현공공분양사업처 ) 는토지주택연구원에서수행중인 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선 연구과제의중간결과를바탕으로주택사업지구의효율적사업관리를위해물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선방안을수립, 시행하였다 ( 수도권주택센터 -6631, ). 물리탐사 ( 굴절법탄성파탐사 ) [ 표 2-7] LH 기준개선 ( 건축, ) 구분기존변경비고 예비조사 m 간격의격자형태로시행 본조사 - - 필요시추가시행 신설 - 시험비용 : 기존 LH시험대가적용 10,221,112 원 /km ( 토질조사내실화방안, 단지기술처, 17.12) - 적용대상 : 공공주택본부사업대상주택사업부지의예비지반조사시행지구를선적용하고타본부는 2018 년지반조사연간단가계약시반영여부를결정한다. 제 2 장굴절법탄성파탐사 25

46 2.6.4 유럽의물리탐사적용기준 새로운주택사업에적용하기위한 LH 지반기준제시 ( 기존시추중심의지반조사 + 굴절법물리탐사추가 ) 를위해노르웨이의 NGI, 스웨덴의 ABEM 를방문하여다음과 같은결론을도출하였다. - 유럽에서는표준관입시험 (Standard Penetration Test) 을사용하지않고콘관입시험 (Cone Penetration Test) 으로지층을파악하며건축물에따라 Boring Hole( 시추공 ) 수를달리한다. - 건축물기초에대한기준은없으면전문기술자의공학적판단 (Engineering judgement) 에의해지반조사, 물리탐사여부를결정한다. - 특히, 굴절법탄성파탐사를포함한기본설계단계의물리탐사결과에의해보링 ( 시추 ) 개수와위치를판단한다. - 비시추구간에서물리탐사데이터만을이용하여구조물의말뚝설계를하는사례는유럽에서없다. - 시추시험은불확실성이높은위치에서실시하고말뚝근입심도결정을위한기반암층결정은물리탐사와보링데이터를종합적으로이용한다. - 기반암층은굴절법과 ERT 에의해추정할수있으나불확실성이있으므로다양한탐사법을이용하여신뢰성을제고할수있다. - 시추중심의지반조사에물리탐사를추가하는기준는시추조사의단점을보완하는측면에서합리적이며굴절법탄성파탐사법이건축구조물등의지층분포파악을위해서는경제성, 신뢰성측면에서가장보편적이다. 26 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

47 제 3 장 신뢰성검증을위한시범사업

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49 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 3.1 시범사업대상지선정 - 지반조사가완료된 11개현장을대상으로현장답사와지반조사보고서검토를통해 6개현장을선정하였다. - 선정기준은 1) 지층심도가불규칙하고풍화암의심도변화가커서시추공간지층변화가큰현장 2) 지형, 식생, 지장물등에의한측선설치에장애가적은현장 3) 부지면적과형상이격자형측선설정에용이한현장으로하였다. - 암분포지역, 기시추이후지형변화가예상되는현장을제외하였다. - 상기기준에의해화성동탄 2(2 개블록 ), 하남감일, 인천영종, 과천지식정보타운지구 (2개블록 ) 를선정하였다 ( 토지주택연구원, 2017). 3.2 굴절법탐사현장별특성 굴절법탐사실시현황및측선설정 6개현장에서사업지구내현장여건을고려하여격자형을기본으로측선을설정하고총 6,098m( 총 42개측선 ) 연장에대해물리탐사를실시하였다. [ 표 3-1] 시범사업대상현장내역 지구명 블록 측선수 측선연장 탐사수량 과천지식정보타운 S3 북동 5, 남동 5 북동 454m, 남동 646m 1,100m S11 북남 3, 서동 3 북남 416m, 서동 400m 816m 화성동탄 2지구 A77-1 북남 2, 서동 2 북남 214m, 서동 358m 572m A77-2 북남 3, 서동 3 북남 890m, 서동 618m 1,508m 하남감일지구 A3 남서 4, 남동 4 남서 458m, 남동 752m 1,210m 인천영종지구 A49 남동 4, 북동 4 남동 433m, 북동 459m 892m 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 29

50 3.2.2 과천지식정보타운 S3 블록 1) 탐사측선현황 - 측선내도로, 비닐하우스, 가옥등다수의지장물분포로우회측선을설정하였다. - 남서 북동으로 5개측선 (454m), 북서 남동으로 5개측선 (646m) 자료를구했다. - 지장물로인해중추진입이곤란하여대부분해머로자료를획득하였다. [ 그림 3-1] 굴절법탐사측선도 ( 과천지식정보타운 S3 블록 ) 현장명측선방향측선명 과천지식정보타운 S3 블록 [ 표 3-2] 굴절법탐사측선상세 ( 과천지식정보타운 S3 블록 ) 측선연장 (m) 수진기전개길이 (m) 측정자료수량 송신원 중추해머발진탄 NE NE 북동방향 NE NE NE SE SE 남동방향 SE SE SE 합 계 1, 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

51 2) 탐사현장주변환경 - 동쪽 : 비닐하우스, 가옥및전답이위치하여격자형측선설정이곤란 - 서쪽 : 산악지형으로산악내가옥이위치하고벌목으로인해격자형측선설정이어려움 [ 그림 3-2] 현장전경 ( 과천지식정보타운 S3 블록 ) 3) 시추조사및풍화암심도분포현황 - 시추조사 (20 개소 ) 와 SPS 검층 (2개소 ) 을실시하였다. - 풍화암심도는 EL+45m~62m(GL-19m~-8m) 이며, 동쪽이깊고서쪽방향으로얕아지는분포를보였다. 시추조사위치도 풍화암심도분포평면도 [ 그림 3-3] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 과천지식정보타운 S3 블록 ) 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 31

52 3.2.3 과천지식정보타운 S11 블록 1) 탐사측선현황 - 측선상에있는비닐하우스는우회하여격자형측선를설정하였다. - 북 남방향 3개측선 (416m), 서 동방향 3개측선 (400m) 을설정하였다. - 송신원으로중추를사용하였다 ( 동측의가옥구역는해머 ). [ 그림 3-4] 굴절법탐사측선도 ( 과천지식정보타운 S11 블록 ) 현장명측선방향측선명 과천지식정보타운 S11 블록 [ 표 3-3] 굴절법탐사측선상세 ( 과천지식정보타운 S11 블록 ) 북남방향 서동방향 측선연장 (m) 수진기전개길이 (m) 측정자료수량 중추 송신원 NS NS NS NS WE WE WE 합계 해머 32 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

53 2) 탐사현장주변환경 - 부지동측에분포한다수의비닐하우스와가옥을우회하여측선을설정하였다. - 부지내잡초제거후일직선측선을설정하여자료를취득하였다. [ 그림 3-5] 현장전경 ( 과천지식정보타운 S11 블록 ) 3) 시추조사및풍화암심도분포현황 - 시추조사 (19 개소 ) 와 SPS 검층 (1개소 ) 을실시하고 - 풍화암심도는 EL+45m~62m(GL-19m~-8m) 이며, 서쪽이깊고동쪽방향으로얕아져분포하였다. 시추조사위치도 풍화암심도분포평면도 [ 그림 3-6] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 과천지식정보타운 S11 블록 ) 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 33

54 3.2.4 화성동탄 2지구 A77-1 블록 1) 탐사측선현황 - 부지내분포한단차구간을우회하고북 남방향 2개측선 (214m), 서 동방향 2개측선 (358m) 의격자형측선을설정하였다. - 에너지원은중추 ( 측선 WE-1), 해머 ( 측선 NS-1, NS-2, WE-2) 등을이용하였다. [ 그림 3-7] 굴절법탐사측선도 ( 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 ) [ 표 3-4] 굴절법탐사측선상세 ( 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 ) 현장명측선방향측선명 측선연장 (m) 수진기전개길이 (m) 측정자료수량 중추 송신원 해머 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 북남방향 서동방향 NS NS WE WE 합계 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

55 2) 탐사현장주변환경 - 부지정리가완료된현장으로측선설정과탐사작업이용이하였다. - 부지내에남북방향으로 2 개소단차와파쇄된암석이지표에산재하였다. [ 그림 3-8] 현장전경 ( 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 ) 3) 시추조사및풍화암심도분포현황 - 시추조사 23개소, SPS 검층 1개소를실시하였다. - 풍화암심도는 EL+63m~84m(GL-25m~-2m) 이며, 남서쪽에서깊고북동방향으로얕아진형상이다. 시추조사위치도 풍화암심도분포평면도 [ 그림 3-9] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 ) 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 35

56 3.2.5 화성동탄 2지구 A77-2 블록 1) 탐사측선현황 - 부지정리가완료된현장으로부지내단차구간을우회하고북 남방향 3개측선 (890m), 서 동방향 3개측선 (618m) 을설정하였다. - 지표에암석이위치한구간을제외하고송신원으로중추를사용하였다. [ 그림 3-10] 굴절법탐사측선도 ( 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 ) 현장명측선방향측선명 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 [ 표 3-5] 굴절법탐사측선상세 ( 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 ) 북남방향 서동방향 측선연장 (m) 수진기전개길이 (m) 측정자료수량 중추 송신원 NS 해머 NS NS WE WE WE 합계 1,508 1, 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

57 2) 탐사현장주변환경 - 부지정리가완료되어측선설정과탐사가용이하였다. - 부지내에남북방향으로 2 개소의단차와파쇄된암석이지표에산재하였다. [ 그림 3-11] 현장전경 ( 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 ) 3) 시추조사및풍화암심도분포현황 - 시추조사 28개소, SPS 검층 2개소를실시하였다. - 풍화암심도는 EL+81m~91m(GL-11m~-1m) 이며, 남쪽에서깊고북쪽방향으로얕게분포하였다. 시추조사위치도 풍화암심도분포평면도 [ 그림 3-12] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 ) 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 37

58 3.2.6 하남감일지구 A3 블록 1) 탐사측선현황 - 공사현장트럭운행 ( 남측 ) 이많아이를우회하고북동 남서방향 4개측선 (458m), 북서 남동방향 4개측선 (752m) 격자형측선를설정하였다. - 송신원은중추를사용하였다 ( 산악구간과일부지표불량구간제외 ) [ 그림 3-13] 굴절법탐사측선도 ( 하남감일지구 A3 블록 ) 측선연장수진기전개측정자료송신원현장명측선방향측선명 (m) 길이 (m) 수량중추해머 SW SW 남서방향 SW SW 하남감일지구 A3 블록 [ 표 3-6] 굴절법탐사측선상세 ( 하남감일지구 A3 블록 ) SE SE 남동방향 SE SE SE 합 계 1,210 1, 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

59 2) 탐사현장주변환경 - 창고가다수위치한지역으로창고철거에의한폐기물이부지내위치하였다. - 부지내잡초제거후일직선측선을설정하였다. [ 그림 3-14] 현장전경 ( 하남감일지구 A3 블록 ) 3) 시추조사및풍화암심도분포현황 - 시추조사 30개소, SPS 검층 2개소를실시하였다. - 풍화암심도는 EL+16m~37m(GL-20m~-6m) 이며, 남서쪽에서깊고북동방향으로얕아분포하였다. 시추조사위치도 풍화암심도분포평면도 [ 그림 3-15] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 하남감일지구 A3 블록 ) 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 39

60 3.2.7 인천영종지구 A49 블록 1) 탐사측선현황 - 지장물이거의없어서격자형측선설정이용이하였고북서 남동방향 4개측선 (433m), 남서 북동방향 4개측선 (459m) 을설치하였다. - 북서쪽도로인근의경사면을제외하고모든구간에서송신원으로중추를사용하여자료를측정하였다. [ 그림 3-16] 굴절법탐사측선도 ( 인천영종지구 A49 블록 ) 측선연장수진기전개측정자료송신원현장명측선방향측선명 (m) 길이 (m) 수량중추해머 SE SE 남동방향 SE SE 인천영종지구 A49 블록 [ 표 3-7] 굴절법탐사측선상세 ( 인천영종지구 A49 블록 ) NE NE 북동방향 NE NE 합계 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

61 2) 탐사현장주변환경 - 매립된연약지반구간이나표면이건조된후탐사를실시하였다. - 부지내잡초제거한이후에일직선측선을설정하여탐사를실시하였다. [ 그림 3-17] 현장전경 ( 인천영종지구 A49 블록 ) 3) 시추조사및풍화암심도분포현황 - 시추조사 8개소, SPS 검층 1개소를실시하였다. - 풍화암심도 : EL-14m~+6m(GL-24m~-3m) 이며, 북동쪽에서깊고남서방향으로얕게분포하였다. 시추조사위치도 풍화암심도분포평면도 [ 그림 3-18] 시추조사및풍화암심도분포현황 ( 인천영종지구 A49 블록 ) 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 41

62 3.3 탐사장비및해석프로그램 탐사장비 1) 사전준비 측선위치및고도측량 - GPS 를이용하여각측선의위치와고도에대한측량를실시하였다. - 통합기준점 ( 국토지리정보원운영 ) 에서의측량값을이용하여보정하였다. 송신점및수진기배치유형 - 측선연장 50 ~ 120m 내외 : 48채널이하수진기사용 - 측선연장 100 ~ 160m 내외 : 24채널을중첩설치 - 측선연장 150m 이상 : 수진기연속설치하고원거리송신점위치를중첩으로설치하며지장물구간은지장물을우회하여측선위치를변경하거나수진기를설치하지않고자료를취득하였다. 2) 탐사장비탐사장비는크게탄성파탐사기록계, 탄성파에너지발생원, 수진기, 케이블로구성된다. - 탄성파탐사기록계 : 미국 Geometrics 사의 24채널 Geode 2대를직렬로연결하여 48채널를사용하였다. - 탄성파에너지발생원 : 미국 GISCO 사에서개발한기계식중추 (weight drop) 의일종인 ESS-mini 를표준으로하고 ESS-mini 의접근이곤란한지역은해머를탄성파에너지원으로적용하였다. 또, 일부산악구간에서는작업의효율성을위해탄성파발진탄을사용하였다. 42 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

63 [ 표 3-8] 탄성파탐사기록계제원 탄성파탐사기록계제원 제조사 미국 Geometrics 사 탄성파탐사기록계사진 제품명채널수 A/D 변환동적범위샘플간격최대샘플수측정자료형식 Geode 24 channel 24 bit 144 db / 110 db 0.02 ~ 16 msec 16,384 samples/trace SEG-2, SEG-D, SEG-Y [ 표 3-9] 탄성파에너지발생원제원 구분탄성파에너지발생원제원탄성파에너지발생원사진 기계식중추 제조사제품명최대탐사심도전체 / 해머중량탄성파에너지타격속도 미국 GISCO 사 ESS-mini 40 ~ 70 m 50kg / 23 kg 208 Joules 4.25 m/sec 이동방식 차량거치 / Cart 탄성파발진탄 제조사제품명에너지원최대탐사심도길이 / 직경중량 독일 GEOSYM 사 SISSY 공포탄 (Cartridge) 200 m 1,260mm / 50mm 10 kg 제 3 장신뢰성검증을위한시범사업 43

64 3.3.2 해석프로그램 굴절법탄성파탐사의자료처리및역산소프트웨어는일본 OYO 사의 SeisImager S/W 를사용하였다. 이를통해다음과같이분석결과를도출하였다. - 각각의송신점에서측정한탄성파단면에서초동시간을발췌하여주시곡선도 - 초기속도구조모델을구성하고토모그래피역산을수행하여탄성파속도단면도를작성하였다. [ 표 3-10] 자료처리및역산소프트웨어주요기능 자료처리및역산소프트웨어주요기능 자료처리및역산결과 개발사소프트웨어명자료편집 / 처리주시곡선점검 일본응용지질 (OYO) 사 SeisImager/2D 좌표입력, 주파수필터링양단시간차최소화 역산방법 층서구조역산 지연시간역산 토모그래피역산 44 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

65 제 4 장 신뢰성검증시험및분석

66

67 제 4 장신뢰성검증시험및분석 4.1 현장별굴절법탐사결과 6개현장에서사업지구내여건을고려하여격자형측선을설정하고총 6,098m( 총 42개측선 ) 연장에대해물리탐사를실시하였다. 본절에서의주요분석내용은시추조사지층단면에서나타난풍화암심도와굴절법물리탐사의역산과정에서구한탐사심도별탄성파속도에의한기반암심도를상호비교하였다. 일반적으로시추조사가가장정확하고굴절법탄성파탐사는여러가지이유로오차가발생할수있다. 지질구조가복잡한경우에굴절법역산을통해지층경계를탐지하는데오차가나타나고현장탐사에서는모델링과달리주변잡음에의한영향으로지층경계에의한오차가증가한다. 또, 물의탄성파속도는 1,500m/sec 로토사층의함수량증가에따라탄성파속도가증가되므로동일지층내함수량이달라지는경우, 지층분류시오차가발생한다. 각지층이동일한속도구조를갖는토모그래피역산과는달리실제지하구조는복잡한속도구조를보이고층서구조, 토모그래피등적용하는역산방법에따라지층두께에차이를보인다. 현장여건에따라해머등에의한탄성파에너지전달이적거나진동등잡음이심한경우에는측정자료의신뢰도가저하된다. 4.1 의현장별굴절법탐사결과는기반암인풍화암층의탄성파속도, 시추결과대비풍화암심도비교, 송신원유형에따른탄성파비교에이용된다. 제 4 장신뢰성검증시험및분석 47

68 4.1.1 과천지식정보타운 S3 블록 1) NE-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-1] 굴절법탐사결과 (NE-1 측선, 과천 S3) 48 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

69 2) NE-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-2] 굴절법탐사결과 (NE-2 측선, 과천 S3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 49

70 3) NE-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-3] 굴절법탐사결과 (NE-3 측선, 과천 S3) 50 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

71 4) NE-4 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-4] 굴절법탐사결과 (NE-4 측선, 과천 S3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 51

72 5) NE-5 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-5] 굴절법탐사결과 (NE-5 측선, 과천 S3) 52 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

73 6) SE-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-6] 굴절법탐사결과 (SE-1 측선, 과천 S3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 53

74 7) SE-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-7] 굴절법탐사결과 (SE-2 측선, 과천 S3) 54 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

75 8) SE-3-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-8] 굴절법탐사결과 (SE-3-1 측선, 과천 S3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 55

76 9) SE-3-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-9] 굴절법탐사결과 (SE-3-2 측선, 과천 S3) 56 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

77 10) SE-4 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-10] 굴절법탐사결과 (SE-4 측선, 과천 S3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 57

78 11) SE-5 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-11] 굴절법탐사결과 (SE-5 측선, 과천 S3) 58 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

79 4.1.2 과천지식정보타운 S11 블록 1) NS-1-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-12] 굴절법탐사결과 (NS-1-1 측선, 과천 S11) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 59

80 2) NS-1-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-13] 굴절법탐사결과 (NS-1-2 측선, 과천 S11) 60 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

81 3) NS-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-14] 굴절법탐사결과 (NS-2 측선, 과천 S11) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 61

82 4) NS-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-15] 굴절법탐사결과 (NS-3 측선, 과천 S11) 62 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

83 5) WE-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-16] 굴절법탐사결과 (WE-1 측선, 과천 S11) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 63

84 6) WE-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-17] 굴절법탐사결과 (WE-2 측선, 과천 S11) 64 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

85 7) WE-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-18] 굴절법탐사결과 (WE-3 측선, 과천 S11) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 65

86 4.1.3 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 1) NS-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-19] 굴절법탐사결과 (NS-1 측선, 동탄 A77-1) 66 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

87 2) NS-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-20] 굴절법탐사결과 (NS-2 측선, 동탄 A77-1) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 67

88 3) WE-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-21] 굴절법탐사결과 (WE-1 측선, 동탄 A77-1) 68 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

89 4) WE-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-22] 굴절법탐사결과 (WE-2 측선, 동탄 A77-1) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 69

90 4.1.4 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 1) NS-1 측선 (a) (b) (c) [ 그림 4-23] 굴절법탐사결과 (1)(NS-1 측선, 동탄 A77-2) 70 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

91 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-24] 굴절법탐사결과 (2)(NS-1 측선, 동탄 A77-2) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 71

92 2) NS-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-25] 굴절법탐사결과 (1)(NS-2 측선, 동탄 A77-2) 72 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

93 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-26] 굴절법탐사결과 (2)(NS-2 측선, 동탄 A77-2) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 73

94 3) NS-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-27] 굴절법탐사결과 (1)(NS-3 측선, 동탄 A77-2) 74 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

95 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-28] 굴절법탐사결과 (2)(NS-3 측선, 동탄 A77-2) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 75

96 4) WE-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-29] 굴절법탐사결과 (WE-1 측선, 동탄 A77-2) 76 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

97 5) WE-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-30] 굴절법탐사결과 (WE-2 측선, 동탄 A77-2) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 77

98 6) WE-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-31] 굴절법탐사결과 (WE-3 측선, 동탄 A77-2) 78 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

99 4.1.5 하남감일지구 A3 블록 1) SW-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-32] 굴절법탐사결과 (SW-1 측선, 하남 A3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 79

100 2) SW-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-33] 굴절법탐사결과 (SW-2 측선, 하남 A3) 80 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

101 3) SW-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-34] 굴절법탐사결과 (SW-3 측선, 하남 A3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 81

102 4) SW-4 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-35] 굴절법탐사결과 (SW-4 측선, 하남 A3) 82 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

103 5) SE-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-36] 굴절법탐사결과 (SE-1 측선, 하남 A3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 83

104 6) SE-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-37] 굴절법탐사결과 (SE-2 측선, 하남 A3) 84 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

105 7) SE-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-38] 굴절법탐사결과 (SE-3 측선, 하남 A3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 85

106 8) SE-4-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-39] 굴절법탐사결과 (SE-4-1 측선, 하남 A3) 86 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

107 9) SE-4-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-40] 굴절법탐사결과 (SE-4-2 측선, 하남 A3) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 87

108 4.1.6 인천영종지구 A49 블록 1) SE-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-41] 굴절법탐사결과 (SE-1 측선, 영종 A49) 88 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

109 2) SE-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-42] 굴절법탐사결과 (SE-2 측선, 영종 A49) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 89

110 3) SE-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-43] 굴절법탐사결과 (SE-3 측선, 영종 A49) 90 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

111 4) SE-4 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-44] 굴절법탐사결과 (SE-4 측선, 영종 A49) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 91

112 5) NE-1 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-45] 굴절법탐사결과 (NE-1 측선, 영종 A49) 92 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

113 6) NE-2 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-46] 굴절법탐사결과 (NE-2 측선, 영종 A49) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 93

114 7) NE-3 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-47] 굴절법탐사결과 (NE-3 측선, 영종 A49) 94 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

115 8) NE-4 측선 (a) 시추조사지층단면도 (b) 굴절법탐사속도분포 (c) 굴절법탐사결과 [ 그림 4-48] 굴절법탐사결과 (NE-4 측선, 영종 A49) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 95

116 4.2 신뢰성인자별굴절법탐사결과분석 4.1 에서나타난풍화암에서의탄성파속도를바탕으로몇가지분석을실시하여굴절법탄성파탐사의신뢰성을검증하였다. 주요분석내용은현장별굴절법탐사심도, 풍화암층의탄성파속도, 시추조사대비풍화암심도비교, 풍화암층기준탄성파속도, 송신원유형에따른풍화암심도오차, 풍화암층의심도분포, 송신원유형에따른탄성파특성및송신원및수진기배치에따른분해능비교등이다. 6개현장중기반암이얕은 2개현장을제외하고 4개현장의탐사심도는평균 20 30m 이며풍화암층의탄성파속도는평균 1,600 2,500m/sec 였다. 이때, 시추조사대비풍화암층의오차는약 m 로지하수위, 탄성파에너지등의영향으로추정된다. 하남감일등야산구간등으로오차가상대가크게발생하였다. 해머나기계식중추등송신원종류에따른풍화암층추정오차는동일측선에서상호비교하지않아분석할수없었으나송신원유형보다해당측선의지반특성에영향을받을수있으므로기계식중추를기본에너지원으로선정하고야산, 연약층에서는탄성파발진탄등다른에너지원을사용하는것이타당하다. 본신뢰성검증용역을위해도입된기계식중추 (Weight drop, ESS-mini) 는해머에비해주변잡음대비직접파및굴절파의에너지가크므로탄성파자료로서는우수하나평탄지등에서차량에부착하여측정하는조건에서개발되었으므로국내에서는경우에따라기동성이저하될수있다. 탐사결과의신뢰성검토를위해서로교차지점에서의 3차원 Fence Diagram 를작성하여상호비교하면본신뢰성시험에서는교차점의심도가비교하여탐사품질이양호하였다. 풍화암층을나타내는등고선도는시추결과에비교하여상세하게나타났다. 96 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

117 4.2.1 측선별현장별굴절법탐사심도 1) 현장별탐사심도 - 탐사조건은 1개의수진기설치시 7개이상의송신원을, 원거리송신점위치와수진기간최대거리는예상지지층심도의 5배로선정하였다. - 4개현장의굴절법탐사심도는평균 20~30m 범위, 과천지식정보타운 S3 블록은측선연장이짧아서 20m 로나타났다. - 따라서, LH 지반조사기준 ( 보고서 5장 ) 에의해굴절법탄성파탐사시험을실시하면일반적인우리공사의기반암분포가탐심도를만족할수있으므로기존시추조사를보완하는새로운기준으로적정함을알수있다. 단, 기반암심도가얕은경우나퇴적층이많이분포하여파의전개가곤란한야산지역, 부산같은연약층분포가 40m 이상지반조사에서는수진기, 송신원, 탄성파에너지원을현장특성에설치함이타당하다. [ 표 4-1] 현장별굴절법탐사심도 지구명블록탐사심도 (m) 현장별굴절법탐사심도범위평균 과천지식정보타운 S3 12 ~ S11 22 ~ 화성동탄 2 지구 A ~ A ~ 하남감일지구 A3 25 ~ 인천영종지구 A49 18 ~ 제 4 장신뢰성검증시험및분석 97

118 2) 측선별탐사심도 현장명측선명최대거리 (m) 탐사심도 (m) 측선별굴절법탐사심도 과천지식정보타운 S3 블록 NE NE NE NE NE SE SE SE SE SE NS NS [ 표 4-2] 측선별굴절법탐사심도 과천지식정보타운 S11 블록 NS WE WE WE NS 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 NS WE WE NS NS 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 NS WE WE WE 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

119 현장명측선명최대거리 (m) 탐사심도 (m) 측선별굴절법탐사심도 하남감일지구 A3 블록 인천영종지구 A49 블록 SW SW SW SW SE SE SE SE SE SE SE SE NE NE NE NE 굴절법탄성파탐사에의한탄성파속도 ( 풍화암층 ) 1) 현장및측선별탄성파속도 ( 풍화암층 ) 현장별풍화암층의탄성파속도 - 탄성파속도는풍화암분포심도에서산정하였다. - 지반조사이후굴착작업이진행되어지반조사당시에비해풍화암층의풍화가상당부분진행된경우는탄성파속도가낮게나타났다 ( 화성동탄 2지구, 탄성파속도 1,200~1,500m/sec). - 과천지식정보타운, 하남감일지구와인천영종지구의탄성파속도는평균 1,800~2,400m/sec 범위로나타났다. 제 4 장신뢰성검증시험및분석 99

120 [ 표 4-3] 현장별풍화암층의탄성파속도 지구명 블록 풍화암분포심도 (m) 풍화암층탄성파속도 (m/sec) 범위평균범위평균 과천 S3 8 ~ ~ 3,083 2,312 지식정보타운 S11 9 ~ ,070 ~ 2,690 1,815 화성 A ~ ,023 ~ 2,408 1,483 동탄 2지구 A ~ ~ 2,550 1,230 하남감일지구 A3 7 ~ ~ 3,027 2,085 인천영종지구 A49 3 ~ ,214 ~ 3,540 2,029 풍화암층의탄성파속도분포 풍화암층심도와탄성파속도분포 [ 그림 4-49] 풍화암분포심도에서의현장별탄성파속도 100 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

121 측선별풍화암층의탄성파속도 [ 표 4-4] 측선별풍화암층의탄성파속도 현장명 과천지식정보타운 S3 블록 측선명 풍화암심도 (m) 탄성파속도 (m/sec) NE ,667 NE ,817 NE ~ ,594 ~ 3,010 NE ~ ,153 ~ 2,837 NE ~ 13.02,297 ~ 2,691 SE ~ ,175 ~ 3,083 SE ~ ,583 ~ 2,977 SE ~ ,327 ~ 2,946 SE ~ ,170 ~ 1,544 SE ~ ~ 1,192 풍화암층심도와탄성파속도분포 NS ~ ,258 ~ 1,724 NS ~ ,070 ~ 2,387 과천지식정보타운 S11 블록 NS ~ 22.01,453 ~ 2,010 WE ~ ,571 ~ 2,690 WE ~ 17.02,409 ~ 2,596 WE ~ ,242 ~ 1,837 NS ,408 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 NS ~ 6.8 1,472 ~ 1,508 WE ~ ,026 ~ 1,380 WE ~ 5.0 1,023 ~ 1,979 제 4 장신뢰성검증시험및분석 101

122 현장명 측선명 풍화암심도 (m) 탄성파속도 (m/sec) 풍화암층심도와탄성파속도분포 NS ~ ~ 987 NS ~ ~ 2,062 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 NS ~ 3.6 1,548 ~ 2,550 WE ~ ~ 2,023 WE ~ ~ 2,448 WE ~ ~ 1,095 SW ~ ,083 ~ 2,176 SW ,033 SW ~ 20.02,103 ~ 2,609 하남감일지구 A3 블록 SW ~ 12.02,658 ~ 2,791 SE ~ 20.02,388 ~ 3,027 SE ~ ,695 ~ 2,299 SE ~ ,968 ~ 2,328 SE ~ ~ 2,042 SE ,437 SE ~ ,214 ~ 2,590 SE ~ 9.0 1,597 ~ 2,108 인천영종지구 A49 블록 SE ~ 7.3 1,424 ~ 2,308 NE ~ 7.0 1,652 ~ 1,953 NE ~ ,592 ~ 3,540 NE ~ ,289 ~ 2,912 NE ~ ,949 ~ 2, 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

123 2) SPS 검층과굴절법탄성파탐사결과에의한풍화암층의탄성파속도비교 - LH 지반조사시실시하는 SPS 검층결과와탄성파속도를비교하였다. - 비교대상은 SPS 검층시추공과인접한지점의굴절법탐사에도출한풍화암층탄성파속도이다. - 과천지식정보타운 S3 블록과하남감일지구 A3 블록은 SPS 검층과굴절법탐사결과가유사한탄성파속도값을나타내었다. - 나머지 4개지구에서는굴절법탐사결과가 SPS 검층에비해낮은탄성파속도를보여주었다. [ 표 4-5] 풍화암층탄성파속도비교 (SPS 검층과굴절법탐사 ) 현장명 과천지식 S3 블록 과천지식 S11 블록화성동탄 2 A77-1 블록화성동탄 2 A77-2 블록하남감일 A3 블록 인천영종 A49 블록 시추공번호 ( 고도 ) H-11 (59.4m) H-11 (44.7m) H-7 (83.6m) H-4 (89.0m) H-1 (35.7m) H-1 (8.6m) SPS 검층퐁화암층심도 (m) 굴절법탐사 P파속도측선명위치이격거리풍화암층속도 (m/sec) NE , ~ ,083 NE ,153 SE , ~ ,290 NS , ~ 4.7 2,273 WE , ~ ,083 WE , ~ ,703 SE , ~ ,608 SE ,590 NE ,540 [ 그림 4-50] SPS 검층과굴절법탐사의풍화암층탄성파속도비교 제 4 장신뢰성검증시험및분석 103

124 과천지식 S3 블록 - H-11 시추공 과천지식 S11 블록 - H-11 시추공 화성동탄 2 A77-1 블록 - H-7 시추공 화성동탄 2 A77-2 블록 - H-4 시추공 하남감일 A3 블록 - H-1 시추공 인천영종 A49 블록 - H-1 시추공 [ 그림 4-51] 심도별탄성파속도주상도 (SPS 검층과굴절법탐사 ) 104 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

125 3) 풍화암층기준탄성파속도 풍화암층기준탄성파속도 - 탄성파탐사측선별로풍화암심도오차가최소가되는탄성파속도를풍화암기준탄성파속도로정하였다. - 풍화암기준탄성파속도는 5개현장에서 1,600~2,500m/sec 범위의값을보여주며, 풍화암층심도오차는평균 2.0~2.9m 의범위로분포하였다. - 화성동탄 2지구 A77-2 블록은지반조사가완료된이후에굴착이진행되었고풍화암심도가낮아다른현장에비해낮은기준탄성파속도를나타내었다. - 풍화암층기준탄성파속도는측선별로풍화암층심도오차를산정한반면, 절에서는시추공별로풍화암층심도오차를산정하여약간의수치차이가있다. [ 표 4-6] 풍화암층기준탄성파속도 지구명 과천지식정보타운 화성동탄 2 지구 블록 풍화암층탄성파속도 풍화암층심도오차 S3 2, S11 1, A77-1 1, A77-2 1, 풍화암층기준탄성파속도 하남감일지구 A3 2, 인천영종지구 A49 2, 풍화암층기준탄성파속도에따른풍화암층심도오차 [ 표 4-7] 풍화암층기준탄성파속도에따른풍화암층심도오차 현장명 과천지식정보타운 S3 블록 풍화암층탄성파속도 풍화암층심도오차 2, , , , , 풍화암층기준탄성파속도 제 4 장신뢰성검증시험및분석 105

126 현장명과천지식정보타운 S11 블록화성동탄 2지구 A77-1 블록화성동탄 2지구 A77-2 블록하남감일지구 A3 블록 풍화암층탄성파속도 풍화암층심도오차 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , 풍화암층기준탄성파속도 1, 인천 영종지구 A49 블록 1, , , , 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

127 4.2.3 굴절법물리탐사와현장시추 ( 천공 ) 에서풍화암층분포비교 1) 물리탐사, 시추공시험에의한풍화암층심도및심도오차분석 풍화암층심도분포 현장별시추조사 - 5개현장에서풍화암층심도는최소 1m, 최대 24m, 평균 10~16m 범위로분포하였다. - 화성동탄 2지구 A77-2 블록은깍기구간으로풍화암층심도는평균 1.7m 이다. - 야산구간은지반특성이상이하여야산구간시추공자료는제외하고자료분석을실시하였다. [ 표 4-8] 현장별시추조사에의한풍화암층심도 지구명과천지식정보타운화성동탄 2지구 블록 풍화암심도 (m) 범위평균 S3 8.0~ S11 9.0~ A ~ A ~ 현장별풍화암층심도분포 하남감일지구 A3 8.5~ 인천영종지구 A49 3.0~ 시추조사와굴절법탐사의풍화암층심도오차 - 5개현장에서풍화암층심도오차는최소 0.0m, 최대 11.2m, 평균 1.7~3.0m 범위였다. - 화성동탄 2지구 A77-2 블록은깍기구간으로풍화암층심도가낮아서심도오차도평균 1.0m 로분포하였다. - 시험지구내야산이분포한과천 S3와하남감일은심도오차가각각약 20.4m, 12.1m 로야산이나연약지반에서는시추조사를수행해야할것이다. 제 4 장신뢰성검증시험및분석 107

128 [ 표 4-9] 시추조사와굴절법탐사의풍화암층심도오차 지구명과천지식정보타운화성동탄 2지구 블록 심도오차 (m) 범위평균 S3 0.5~ S11 0.0~ A ~ A ~ 현장별풍화암층심도오차 하남감일지구 A3 0.2~ 인천영종지구 A49 0.1~ 현장별풍화암층심도및심도오차 - 심도오차는풍화암층심도가증가할수록증가하였다. 과천지식정보타운 S3 블록 과천지식정보타운 S11 블록 화성동탄 2 지구 A77-1 블록 화성동탄 2 지구 A77-2 블록 108 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

129 하남감일지구 A3 블록 인천영종지구 A49 블록 [ 그림 4-52] 현장별풍화암층분포및심도오차 2) 시험법별풍화암층심도및심도오차 과천지식정보타운 블록 [ 표 4-10] 풍화암층심도오차 ( 과천지식정보타운 S3) 시추공 번호 풍화암층심도 (m) 풍화암층시추공풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사심도오차번호시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 H H H H H H H H [ 표 4-11] 풍화암층심도오차빈도 ( 과천지식정보타운 S3) 심도오차 회수 빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 1m 이하 ~2m ~3m m 이상 1 13 합계 제 4 장신뢰성검증시험및분석 109

130 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-53] 시험법에의한풍화암층심도비교및심도오차 ( 과천지식정보타운 S3) 과천지식정보타운 블록 시추공번호 [ 표 4-12] 풍화암층심도오차 ( 과천지식정보타운 S11) 풍화암층심도 (m) 풍화암층시추공풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사심도오차번호시추조사굴절법탐사 풍화암층심도오차 H H H H H H H H H H H CH H BH H BH H [ 표 4-13] 풍화암층심도오차빈도 ( 과천지식정보타운 S11) 심도오차 회수 빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 1m 이하 ~2m ~3m 0 0 3m 이상 6 35 합계 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

131 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-54] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 과천지식정보타운 S11) 화성동탄 지구 블록 [ 표 4-14] 풍화암층심도오차 ( 화성동탄 2지구 A77-1) 시추공 풍화암층심도 (m) 풍화암층 시추공 풍화암층심도 (m) 풍화암층 번호 시추조사 굴절법탐사 심도오차 번호 시추조사 굴절법탐사 심도오차 H H H H H H H H H H H BH [ 표 4-15] 풍화암층심도오차빈도 ( 화성동탄 2지구 A77-1) 심도오차 회수 빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 1m 이하 ~ 2m ~ 3m m 이상 4 33 합계 제 4 장신뢰성검증시험및분석 111

132 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-55] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 화성동탄 2 지구 A77-1) 화성동탄 지구 블록 [ 표 4-16] 풍화암층심도오차 ( 화성동탄 2 지구 A77-2) 시추공 번호 풍화암층심도 (m) 풍화암층시추공풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사심도오차번호시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 H H H H H H H H H H H H H H H H H BH H BH H BH H BH H 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

133 [ 표 4-17] 풍화암층심도오차빈도 ( 화성동탄2 지구 A77-2) 심도오차 회수 빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 1m 이하 ~2m ~3m 1 4 3m 이상 1 4 합계 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-56] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 화성동탄 2 지구 A77-2) 하남감일지구 블록 시추공 번호 [ 표 4-18] 풍화암층심도오차 ( 하남감일지구 A3) 풍화암층심도 (m) 풍화암층 시추공 풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사심도오차번호시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 H H H H H H H H H H H BH H BH H BH H 제 4 장신뢰성검증시험및분석 113

134 [ 표 4-19] 풍화암층심도오차빈도 ( 하남감일지구 A3) 심도오차회수빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 1m 이하 ~2m ~3m m 이상 5 29 합계 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-57] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 하남감일지구 A3) 인천영종지구 블록 [ 표 4-20] 풍화암층심도오차 ( 인천영종지구 A49) 시추공 풍화암층심도 (m) 풍화암층 시추공 풍화암층심도 (m) 풍화암층 번호 시추조사 굴절법탐사 심도오차 번호 시추조사 굴절법탐사 심도오차 H H H H H BH H BH H BH H BH 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

135 [ 표 4-21] 풍화암층심도오차빈도 ( 인천영종지구 A49) 심도오차회수빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 1m 이하 ~2m ~3m 1 8 3m 이상 5 42 합계 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-58] 풍화암층심도비교및심도오차 ( 인천영종지구 A49) 3) 풍화암층심도및심도오차 ( 야산구간 ) 과천지식정보타운 블록 풍화암층기준속도 [ 표 4-22A] 풍화암층심도오차 ( 과천지식정보타운 S3, 야산구간 ) 시추공 번호 풍화암층심도 (m) 풍화암층시추공풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사심도오차번호시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 H H H H H CH 제 4 장신뢰성검증시험및분석 115

136 [ 표 4-22B] 풍화암층심도오차빈도 ( 과천지식정보타운 S3) 심도오차회수빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 5m 이하 0 0 5~10m ~15m m 이상 0 0 합계 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-59A] 야산구간풍화암층심도비교및심도오차 ( 과천지식정보타운 S3) 과천지식정보타운 블록 풍화암층기준속도 [ 표 4-23A] 풍화암층심도오차 ( 과천지식정보타운 S3, 야산구간 ) 시추공 번호 풍화암층심도 (m) 풍화암층시추공풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사심도오차번호시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 H H H H H CH 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

137 [ 표 4-23B] 야산구간풍화암층심도오차빈도 ( 과천지식정보타운 S3) 심도오차 회수 빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 1m ~2m ~3m 0 0 3m 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-59B] 야산구간풍화암층심도비교및심도오차 ( 과천지식정보타운 S3) 하남감일지구 블록 풍화암층기준속도 [ 표 4-24A] 풍화암층심도오차 ( 하남감일지구 A3, 야산구간 ) 시추공 번호 풍화암층심도 (m) 풍화암층시추공풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사심도오차번호시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 H H H CH H 제 4 장신뢰성검증시험및분석 117

138 [ 표 4-24B] 야산구간풍화암층심도오차빈도 ( 하남감일지구 A3) 심도오차회수빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 5m 이하 0 0 5~10m ~15m m 이상 0 0 합계 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-60A] 야산구간풍화암층심도비교및심도오차 ( 하남감일지구 A3) 하남감일지구 블록 풍화암층기준속도 [ 표 4-25A] 풍화암층심도오차 ( 하남감일지구 A3, 야산구간 ) 시추공 번호 풍화암층심도 (m) 풍화암층시추공풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사심도오차번호시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 H H H CH H 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

139 [ 표 4-25B] 야산구간풍화암층심도오차빈도 ( 하남감일지구 A3) 심도오차 회수 빈도 (%) 풍화암층심도오차빈도 1m 이하 ~2m 0 0 2~3m m 이상 1 20 합계 시추공별풍화암층심도비교 풍화암층심도및심도오차 [ 그림 4-60B] 야산구간풍화암층심도비교및심도오차 ( 하남감일지구 A3) 4) 송신원유형에따른풍화암층심도오차 - 본시험에서는송신원으로주로기계식중추를사용하였으며, 기계식중추의접근이어려운송신원위치에서는해머를사용하여자료를획득하였다. - 동일측선에서기계식중추와해머를사용하여각각자료를획득하지는않아서기계식중추와해머송신원에의한풍화암층심도오차를분석하기에는한계가있다. - 과천 S3블록현장은기계식중추와해머를송신원으로사용한측선의분리가가능하여송신원유형별로측선을분리하여풍화암층심도오차를비교하였다. 제 4 장신뢰성검증시험및분석 119

140 - 기계식중추와해머를송신원으로사용한측선의풍화암층심도오차는각각평균 2.28m 와 2.06m 로기계식중추보다해머송신원자료의심도오차가작게나타났다. - 풍화암층심도오차는송신원유형보다는해당측선의지반특성에크게영향을받는바, 송신원유형에따라심도오차차이가발생한다고보기는어렵다. [ 표 4-26] 풍화암층심도오차 ( 기계식중추 ) 측선명 시추공 번호 풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 풍화암층심도및심도오차 H L3 H H L4 L6 H H H H H [ 표 4-27] 풍화암층심도오차 ( 해머 ) 측선명 시추공 번호 풍화암층심도 (m) 시추조사굴절법탐사 풍화암층 심도오차 풍화암층심도및심도오차 L1 H L5 H H H L7 L8-1 H H H H 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

141 5) 풍화암층심도오차크기에따른주시곡선도검토 - 굴절법탐사자료처리과정에서발생되는풍화암층심도오차의발생가능성과심도오차저감방안검토를위해심도오차가큰경우와작은경우에대한주시곡선도를비교하였다. - 과천지식정보타운 S11 블록현장의측선자료를보면일부구간은심도오차가큰반면일부구간은심도오차가작아서심도오차크기에따른주시곡선도양상을검토하였다. - WE-1 측선의시추조사와굴절법탐사에의한풍화암층의심도를보면시점부에서는상당히큰차이를보이는반면에종점부에서는차이가현저하게감소하고있다. - WE-1 측선의주시곡선도를보면시점부에서는측선양단의주시가상당한차이를보이는반면에종점부에서는양단주시의차이가크지않았다. - 풍화암층심도오차는현장측정자료의품질과함께측선별초동주시에대한주시곡선도의품질로부터심도오차의정도가추정가능하며, 심도오차를줄이기위해서는자료처리과정중주시곡선도에대한점검및조정이필요하다 ( 토지주택연구원, 2017). 풍화암층심도오차가큰구역 풍화암층심도오차가작은구역 [ 그림 4-61] 시추조사와탄성파속도에의한풍화암심도비교 제 4 장신뢰성검증시험및분석 121

142 풍화암층심도오차가큰구역 ( 시점부 ) 풍화암층심도오차가작은구역 ( 종점부 ) [ 그림 4-62] 풍화암층심도오차크기에따른주시곡선도비교 차원 Fence Diagram 에의한신뢰성검증 1) 3차원 Fence Diagram 에의한교차풍화암층비교 - 탄성파속도단면에서풍화암층심도를구분하고 3차원 Fence Diagram 작성하고하여교차지점에서의풍화암층심도비교를통해신뢰성를검토하였다. - 교차지점에서풍화암층심도가유사하여전반적으로탐사품질은양호한것으로판단된다. 과천지식정보타운 S3 블록측선도및풍화암층 Fence Diagram 122 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

143 과천지식정보타운 S11 블록측선도및풍화암층 Fence Diagram 화성동탄 2 지구 A77-1 블록측선도및풍화암층 Fence Diagram 화성동탄 2 지구 A77-2 블록측선도및풍화암층 Fence Diagram 제 4 장신뢰성검증시험및분석 123

144 하남감일지구 A3 블록측선도및풍화암층 Fence Diagram 인천영종지구 A49 블록측선도및풍화암층 Fence Diagram [ 그림 4-63] 풍화암층심도의 3 차원 Fence Diagram 2) 현장별시추조사와굴절법물리탐사에의한등고선도비교 - 탄성파속도단면에서풍화암층심도자료를추출하여풍화암층심도등고선도작성하였다. - 시추조사에비해풍화암층심도변화구간이상세하므로지충분포를보다상세하게파악할수있다 ( 그림 4-63). 124 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

145 과천지식 S3 블록 - H-11 시추공 과천지식 S11 블록 - H-11 시추공 화성동탄 2 A77-1 블록 - H-7 시추공 화성동탄 2 A77-2 블록 - H-4 시추공 하남감일 A3 블록 - H-1 시추공 인천영종 A49 블록 - H-1 시추공 제 4 장신뢰성검증시험및분석 125

146 과천지식 S3 블록 - H-11 시추공 과천지식 S11 블록 - H-11 시추공 화성동탄 2 A77-1 블록 - H-7 시추공 화성동탄 2 A77-2 블록 - H-4 시추공 하남감일 A3 블록 - H-1 시추공 인천영종 A49 블록 - H-1 시추공 [ 그림 4-64] 시추조사와탄성파속도에의한풍화암층등고선도비교 126 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

147 4.2.5 기계식중추, 해머, 탄성파발진탄별탄성파속도비교 1) 기계식중추와해머의탄성파특성비교 - 비교송신원 : 동일측선에서기계식중추와해머 - 기계식중추송신원은해머에비해주변잡음대비직접파및굴절파의에너지가크고탄성파의도달거리가커서탄성파탐사자료의품질이양호하였다. 해머 기계식중추 [ 그림 4-65] 해머와기계식중추송신원의탄성파단면비교 (NE-4 측선, 과천지식 S3 블록 ) 해머 제 4 장신뢰성검증시험및분석 127

148 기계식중추 [ 그림 4-66] 해머와기계식중추송신원의탄성파단면비교 (SE-1 측선, 하남감일 A3) 2) 탄성파발진탄의탄성파특성비교 - 비교송신원 : 동일측선에서탄성파발진탄과해머송신원 - 탄성파발진탄송신원은표토층심도가깊은산악지형이나연약지반에주로사용되며, 해머에비해탄성파도달거리가멀고탄성파파형양상이일관된특징을보이고있다. 해머 - 근거리 탄성파발진탄 - 근거리 128 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

149 해머 - 원거리 탄성파발진탄 - 원거리 [ 그림 4-67] 해머와발진탄송신원의탄성파단면비교 (SE-3(2) 측선, 과천 S3) 해머기계식중추탄성파발진탄 [ 그림 4-68] 송신원유형에따른탄성파단면비교 (SE-3(2) 측선, 과천지식 S3) 송신점및수진기간격별탄성파속도차이비교 1) 수진기간격 (2m, 4m) 에따른탄성파속도비교 탄성파속도단면 수진기간격 - 송신점과수진기의수량및간격등배치변경에따른탄성파속도단면분해능비교 제 4 장신뢰성검증시험및분석 129

150 송신점배치 송신점개수 11개수진기개수 48개수진기배치송신점간격평균 12m 수진기간격 2m 송신점및수진기배치도 주시곡선도 탄성파파선경로 탄성파속도단면 [ 그림 4-69] 탄성파속도단면 (SW-3 측선, 하남감일 A3) 130 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

151 탄성파속도단면 수진기간격 - 수진기간격이 2m인측정자료에서 4m 간격으로초동을발췌하여수진기간격을 4m로변경한측정자료에대해역산을수행하였다. - 전반적으로수진기간격 2m 탄성파속도단면과유사한양상을보였다. 송신점배치 송신점개수 11개수진기개수 48개수진기배치송신점간격평균 12m 수진기간격 4m 송신점및수진기배치도 주시곡선도 탄성파파선경로 탄성파속도단면 [ 그림 4-70] 탄성파속도단면 ( 수진기간격 4m 로변경 ) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 131

152 2) 송신점배치에따른탄성파속도비교 탄성파속도단면 원거리송신점자료제외시 - 11개의송신점자료중원거리송신점을제외한 9개자료로역산을수행하였다. - 지표 ~El.25m 심도는동일한분포를, El.25m 이하고도에서는차이가발생하였다. 송신점배치 송신점개수 9개수진기개수 48개수진기배치송신점간격평균 12m 수진기간격 2m 송신점및수진기배치도 주시곡선도 탄성파파선경로 탄성파속도단면 [ 그림 4-71] 탄성파속도단면 ( 원거리송신점자료제외 ) 132 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

153 탄성파속도단면 송신점간격 배증가 - 송신점간격이평균 12m 인측정자료에서일부송신점자료를제외하여송신점간격을평균 24m 로변경한측정자료에대해역산을수행하였다. - 유사한탄성파속도분포를보이며탄성파속도경계선이완만한변화를보였다. 송신점배치 송신점개수 7개수진기개수 48개수진기배치송신점간격평균 24m 수진기간격 2m 송신점및수진기배치도 주시곡선도 탄성파파선경로 탄성파속도단면 [ 그림 4-72] 탄성파속도단면 ( 송신점간격 2 배증가 ) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 133

154 3) 지장물에의한수진기미설치시탄성파속도비교 탄성파속도단면 지장물구간거리 - 지장물구간거리를 10m 로가정하여역산를수행하였다. - 10m 구간에서자료를획득하지못하였지만유사한탄성파속도분포를보였다. 송신점배치 송신점개수 11개수진기개수 40개수진기배치송신점간격평균 12m 수진기간격 10m 2개소 송신점및수진기배치도 주시곡선도 탄성파파선경로 탄성파속도단면 [ 그림 4-73] 탄성파속도단면 ( 지장물구간거리 10m) 134 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

155 탄성파속도단면 지장물구간거리 - 지장물구간거리를 20m 로가정하여초동발췌자료를제외하고역산를수행하였다. - 수진기설치가누락된 28~48m 구간은기존탄성파속도분포에비해다소차이를보이는반면, 64~74m 구간에서는기존탄성파속도분포와유사한양상을보였다. 송신점배치 송신점개수 11개수진기개수 30개수진기배치송신점간격평균 12m 수진기간격 20m 2개소 송신점및수진기배치도 주시곡선도 탄성파파선경로 탄성파속도단면 [ 그림 4-74] 탄성파속도단면 ( 지장물구간거리 20m) 제 4 장신뢰성검증시험및분석 135

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157 제 5 장 LH 지반조사기준

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159 제 5 장 LH 지반조사기준 5.1 굴절법물리탐사의개요 굴절법탄성파탐사 지반의기반암심도변화가크거나지장물등으로인해시추조사가곤란한경우에 굴절법탄성파탐사를실시하여기반암심도를파악한다 탐사측선설정 (1) 굴절법탄성파탐사측선은시추조사와대비가가능하도록다수의시추공에인접하도록설정한다. 격자형으로측선을설정하는경우에는시추조사의지층단면도와인접하게일직선으로설정한다. (2) 소규모지장물은지장물을관통하여측선을설정하며, 지장물규모가커서측선설정이어려운경우에는지장물을우회하여측선을설정한다. (3) 현장조사시측선위치의지표상태가불량하거나, 지장물, 습윤지역, 식생등으로양질의자료획득이어려운경우에는감독원과협의하여측선위치를변경한다 현장자료취득 (1) 탄성파탐사기록계는 24 채널이상의장비를사용하며, 측선연장이길고기반 암심도가깊은경우에는 48 채널이상의장비또는복수의 24 채널장비를사 용한다. 제 5 장 LH 지반조사기준 139

160 (2) 송신원은화약, 중추 (weight drop), 탄성파발진탄 (shot gun) 등과같이탄성파에너지가큰송신원을사용하며, 조사심도가얕은경우에는해머를사용할수있다. 수진기는 14~40Hz 의공진주파수를가지는굴절법탐사용지오폰을사용한다. (3) 수진기는수진기간최대거리가기반암심도의 5배이상이되도록수진기수량과간격을조정한다. 수진기간격은송신원의에너지크기와기반암심도를고려하여결정하며, 고분해능의탄성파속도단면획득을위해 2m 내외간격으로설치한다. (4) 탐사자료는각수진기에서초동주시를 2/3 이상판독할수있도록자료를획득한다. 송신원의에너지가미약하여 2/3 이상초동주시판독이어려운경우에는동일송신원위치에서측정자료를중합하여초동주시판독가능거리를증가시킨다 자료처리및분석 (1) 굴절법탐사자료처리는동일측선에서획득된자료의초동주시를발췌하여주시곡선도를작성한다. 초동주시발췌후각수진기위치에서초동주시가유사한경향을갖는지검토하며, 초동주시경향이상이한경우에는측정자료를재검토하여초동주시를수정한다. (2) 주시곡선도에토모그래피역산, 층서구조역산또는파형역산을적용하여탄성파속도단면도를작성한다. (3) 굴절법탐사에의한기반암심도는시추조사와대비를통해결정한다. 굴절법탐사측선과시추공이교차하는위치에서의심도별탄성파속도와시추조사에의한지층심도를비교하여탄성파속도에의한기반암심도를결정한다. 140 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

161 5.2 탐사측선설정 측선설정 측선설정기준 (1) 굴절법탄성파탐사측선은시추조사와대비가가능하도록다수의시추공위치에인접하도록설정한다. (2) 현장조사시측선위치의지표상태가불량하거나, 지장물, 습윤지역, 식생등으로양질의자료획득이어려운경우에는감독원과협의하여측선위치를변경한다 격자형측선설정 (1) 격자형측선은조사대상부지를대상으로종방향과횡방향으로여러개의측선을설정하여조사대상부지전반에대한지층구조를파악할수있도록설정한다. (2) 격자형측선간격은 50m 내외로하며, 종방향과횡방향모두 3개이상의측선이설정되도록계획한다. (3) 격자형으로측선을설정하는경우에는시추조사의지층단면도와인접하게일직선으로설정한다. (4) 조사대상지역의전반적인기반암심도분포파악을위해추가적인탐사측선이필요한경우에는시추조사에의한지층단면도외에다수의시추공이위치한지점을중심으로시추공과인접하게탐사측선을추가한다. 제 5 장 LH 지반조사기준 141

162 5.2.3 지장물구간측선설정 (1) 지장물로인해일직선으로측선을설정하기어려운경우에는지장물을우회하여측선을설정하거나또는측선일부를일정간격이격시켜서측선을설정한다. (2) 소규모지장물은지장물을관통하여측선을설정하며, 자료획득시지장물위치인근에서송신원을위치시켜서지장물하부지반의탄성파속도정보를획득한다. (3) 탐사측선내에상당한규모의지장물이위치하고지장물구간에서수진기설치가어려운경우에는지장물을우회하여측선을설정한다. 5.3 굴절법탐사장비구성 탄성파탐사기록계 (1) 탄성파탐사기록계는 24 채널이상의탄성파탐사전용장비를사용한다. (2) 탄성파탐사기록계는고품질의자료획득이가능하도록동적범위가 120dB 이 상, A/D 변환이 24bit 이상인장비를사용한다 탄성파발생원 (1) 탄성파발생원은해머, 화약, 중추 (weight drop), 탄성파발진탄 (shot gun) 등일반적으로굴절법탐사에서사용하는에너지원을사용한다. (2) 탄성파발생원은탐사심도가 30m 이상이되도록충분한에너지를가지는송신원을사용한다. (3) 송신점위치에서의지형조건이나지표상태에따라다른유형의송신원을병용하여사용할수있다. 142 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

163 5.3.3 탄성파수진기 (1) 탄성파수진기는공진주파수가 10~40Hz 범위를가지는굴절법탐사용지오폰 을사용한다 탄성파케이블및기타 Accessory (1) 관측된탄성파신호를기록계에전달하는탄성파케이블은 12채널이상의케이블을사용한다. (2) 탄성파탐사기록계에트리거 (Trigger) 를연결하여탄성파가발생되는시간을탐지한다. (3) 탄성파발생원에단락 (short) 방식의트리거를설치하거나별도의지오폰을설치하여트리거신호를감지하고트리거케이블을통해탄성파기록계에전송한다. 5.4 탐사자료획득 측선준비및측량 (1) 사전에계획된측선에서굴절법탐사를수행할수있도록측선을준비한다. (2) 측선은일직선으로배치하며측선상에수목이나지장물을사전에제거한후에탐사를실시한다. (3) 측선준비가완료된이후에줄자를설치하여측선내위치를파악할수있도록한다. (4) 광파기, GPS 등을이용하여측선위치와고도를측량한다. (5) GPS 로측량을실시하는경우 GPS 장비가안정적으로위성신호를수신할수있도록전원을켠후수분 ~ 수십분경과를측량을실시한다. 제 5 장 LH 지반조사기준 143

164 (6) 측량완료후조사지역인근에위치한국토지리정보원의통합기준점에서별도 의측량을실시하여측량값에대한위치및지형보정을실시한다 송신점배치 (1) 동일한측선에서최소 7개소이상의송신점위치에서탐사자료를획득한다. (2) 송신점위치는가급적등간격거리로설정하며, 송신점위치에서의지표상태가불량한경우에는지표상태가양호한위치로변경하여자료를획득한다. (3) 측선양단에서원거리송신점자료를취득한다. (4) 원거리송신점위치는 30m 심도까지탄성파속도분포가파악될수있도록 30m 거리에서자료를획득한다. (5) 조사지역내측선연장이짧아서 30m 거리의원거리송신원자료획득이어려운경우에는원거리송신원위치를 30m 이하로줄여서자료를획득한다. (6) 동일측선에서탐사측선을중첩하여자료를획득하는경우에는반드시측선양단에서원거리송신점자료를취득한다. [ 그림 5-1] 탐사측선에서의송신점배치예제 수진기간격및전개길이 (1) 수진기간격은 5m 이하로설정하며, 수진기전개길이는수진기간격 5m 를기 준으로 100m 이상이되도록설정한다. 144 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

165 (2) 조사부지내측선길이가 100m 이상이되지않은경우수진기간격을 5m 이하로조정하고 24개의수진기를설치하여자료를획득한다. (3) 지반조건이불량하여수신된탄성파에너지가미약하거나기반암심도가낮아서보다정밀한자료획득이필요한경우에수진기간격을 5m 이하로조정한다 자료취득 (1) 탐사자료를획득하기전에각수진기에서의지반진동이정상적으로관측되는지이상여부를확인하며, 케이블또는수진기가불량한경우에는해당케이블또는수진기를교체한이후에이상여부를재확인한다. (2) 자료취득시트리거지오폰을설치하여영시간 (zero time) 을설정한다. 자료취득후측정된트레이스단면에서영시간이제대로설정되었는지이상여부를확인하며, 영시간설정에오류가발생된경우에는해당자료를삭제하고자료를다시획득한다. (3) 자료취득시차량진동, 인접지역에서의건설장비운용등으로인한주변잡음의영향을확인하며, 주변잡음이최소화되는환경에서자료를취득한다. (4) 탐사자료는각수진기에서초동주시를 2/3 이상판독할수있도록자료를획득한다. 송신원의에너지가미약하여 2/3 이상초동주시판독이어려운경우에는동일송신원위치에서측정자료를중합하여초동주시판독가능거리를증가시킨다. (5) 원거리송신원은초동주시를 1/2 이상판독할수있도록자료를획득한다 현장야장작성 (1) 현장자료취득시측선의위치정보, 송신원위치및유형, 지표상태, 지형고도변화, 주변이상대등을측선별로야장에기록한다. (2) 현장에서획득된탄성파단면을스캔해서야장에함께첨부하여측정자료품질확인과전반적인초동주시변화양상을파악할수있도록한다. 제 5 장 LH 지반조사기준 145

166 5.5 탐사자료품질관리 품질관리방안 (1) 탐사자료의품질관리는가장먼저도달하는초동시간의판독여부로판단한다. 육안으로대부분의트레이스에서초동시간판독이가능하면양질의자료로판단하며, 1/2 이상의트레이스에서초동시간판독이어려운경우에는불량자료로판단한다. (2) 현장자료취득시초동시간판독가능거리를반드시확인하여야하며, 판독가능거리가평균적으로수진기전개길이의 2/3 이하인경우에는수진기간격을줄여서탐사를실시한다. [ 그림 5-2] 양질자료 ( 위 ) 및불량자료 ( 아래 ) 예시 146 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

167 5.5.2 품질관리기준 (1) 굴절법탐사트레이스단면에서 2/3 이상의수진기위치에서초동주시가판독이가능하여야한다. (2) 원거리송신원은송신원에인접한수진기위치에서의하부지층탄성파탐사자료획득이목적이므로 1/2 이상의수진기위치에서초동주시가판독이가능하도록한다. 5.6 주시곡선도작성및역산 주시곡선도작성 (1) 송신점위치에서측정된탄성파트레이스단면에서수진기위치별로탄성파가가장먼저도달하는초동시간을발췌한다. (2) 동일수진기배열자료에대해 (1) 의과정을모든송신점위치자료에서반복적으로실시하여하나의주시곡선도를작성한다. (3) 하나의측선에서다수의수진기배열에의한탐사자료를획득한경우에는각수진기배열별로작성된주시곡선도를병합하여하나의주시곡선도를작성한다. 제 5 장 LH 지반조사기준 147

168 5.6.2 주시곡선역산 (1) 주시곡선역산은층서구조역산또는토모그래피역산방법을사용한다. 148 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

169 제 6 장 결론및주요성과물

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171 제 6 장결론및주요성과물 기존시추조사의문제점개선과적정사업비도출을위한 LH 지반조사기준개선 연구를크게굴절법물리탐사신뢰성검증을위한연구용역과시방서, 품질관리기준 제안등으로실시하고다음과같은결론을도출하였다. 6.1 신뢰성검증용역 - 범위 : 하남감일등 6개지구, 측선길이총 6.1km 이며중추 (weight drop) 를기존에너지원으로사용하되야산, 함수비가높은지역에서는해머, shot gun 를사용하였다. - 기존시추조사와 Grid( 격자형 ) 굴절법물리탐사를실시하고탄성파속도를통한풍화암등지층비교를한결과, 평균 2m 전후의오차가발생하였다. - 굴절법등물리탐사결과를말뚝근입심도결정에적용하기위해서는국내지반에대한정밀한해석이가능한장비개발과관련연구가선행되어야한다. - 풍화암층심도에대한교차점에서의 3차원 Fence Diagram 을통해굴절법물리탐사의품질상태를확인할수있다. - 따라서, 지표면물리탐사법중상대적으로신뢰성이높고저비용의굴절법탄성파탐사는시추조사 ( 시추간격 : 30m/1 공 ) 를시행할수없는조건이나미시추구간에보조수단으로적용가능한다. 6.2 굴절법탄성파탐사법시험및품질관리기준 - 격자형탐사측선 : 측선간격은부지면적, 건물배치를기준으로 30~50m 간 격으로설정하고다수의시추공과겹치도록배치한다. - 고품질의자료획득을위해 24 채널이상의탄성파전용장비를사용하며 24 채 제 6 장결론및주요성과물 151

172 널 2세트사용보다는 48채널장비 1대가품질관리에유리하다. - 탄성파발생원 : 해머 (sledge hammer), 화약 (dynamite), 중추 (weight drop), 탄성파발진탄 (shot gun) 등으로탐사심도 30m 이상, 굴절파초동신호가명확히보일수있는충분한에너지를발생할수있는송신원을사용한다. - 수진기 : 5m 간격으로설치하고하나의측선이다수의수진기배열로구성한다. 또, 측선양단에서중첩이되도록측선설계를한다. - 송신점 : 측선내에일정거리간격으로위치, 측선외측에서의원거리자료도획득하며송신점 : 수진기 5~7 개간격 (20m 전후 ) 으로배치한다. - 탐사자료의품질관리 : 가장먼저도달하는초동시간의판독여부로판단하며초등시간은수진기의 2/3 이상에서, 원거리는 1/2 이상판독가능하게자료를획득하고현장탐사야장을동시에기록한다. 6.3 주요성과물 - 지반조사시방서의물리탐사항목추가 - 건축구조물용굴절법물리탐사품질기준 : 국내지반특성을고려한굴절법탐사의측선설정, 장비구성, 자료획득및자료처리기준 - 굴절법탐사표준품셈및일위대가 152 굴절법물리탐사를활용한 LH 지반조사기준개선

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175 참고문헌 김기석 (2013), 지반분야실무자를위한기술나눔 -비탈면분야, 토지주택연구원 (2009), 내진설계시합리적인지반분류를위한전단파속도측정 A 및적용방안 토지주택연구원 (2017), 굴절법물리탐사신뢰성검증을위한시범사업실시및분석용역최종보고서 한국지구물리 물리탐사학회 (2011), 물리탐사길라잡이 한국엔지니어링협회 (2017), 지반조사표준품셈 참고문헌 155

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177 부 록