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1 세원투자산업귀중 강남구삼성동 번지오피스텔신축공사 지반조사보고서 2018 년 05 월 신화지티아이주식회사 Shinhwa Geo Technology Institute co., Ltd.

2 제출문 수신 : 세원투자산업 과업명 : 강남구삼성동 번지오피스텔신축공사 강남구삼성동 번지오피스텔신축공사 에현장에대한조사를과업지 시서에의거완료하고그결과를종합하여본보고서로제출합니다 년 05 월 서울시금천구가산동 벽산 / 경인디지털밸리 2차 707호신화지티아이주식회사대표이사이근식토질및기초기술사이승훈 TEL ( 代 ) FAX

3 목 차 제 1 장조사개요 1.1 조사목적 조사범위 조사기간 조사장비 2 제 2 장조사내용 2.1 주변현황 시추공위치선정 시추조사및표준관입시험 지하수위측정 7 제 3 장지층개요및특성 3.1 지층개요 지층특성 11 제 4 장현장시험결과 4.1 지하수위측정 표준관입시험 15 제 5 장성과분석및검토 5.1 각지층의대표적물성치 기초형식선정 말뚝시공법 21 제 6 장결론 6.1 조사개요 조사결과 29

4 부록 부록-1 부록-2 부록-3 부록-4 부록-5 부록-6 부록-7 시추공배치도지층단면도흙의공학적분류방법및기재방법암석및암반분류방법과기재방법시추주상도에사용한기호및시추주상도시료사진현장사진

5 제 1 장 조사 개요 1-1 조사목적 1-2 조사범위 1-3 조사기간 1-4 조사장비

6 제 1 장조사개요 1.1 조사목적본지반조사는서울특별시강남구삼성동에위치한 강남구삼성동 오피스텔신축공사 현장에 2개소의시추조사및원위치시험 ( 표준관입시험 ) 등을수행하여부지內지층의구성상태및지하수위, 기반암의분포상태등을통하여, 전체지반 ( 토층및암층 ) 의제반물리적, 역학적특성을파악하여본사업에필요한자료를제공함으로서합리적이고경제적인설계및시공이되도록하는데그목적이있다. 이러한목적을위하여부록의시추공배치도에표시된바와같이 2개소에대해시추조사와현장시험등을실시하였다. 1.2 조사범위 본현장의지반조사를위하여실시된조사범위는다음과같다. 가. 시추조사 (Boring) : 2 개소 나. 표준관입시험 (Standard Penetration Test) : 50 회 다. 성과분석및보고서작성 : 1 식 1.3 조사기간가. 현장답사 : 2018년 05월 01일나. 장비투입, 시추조사 : 2018년 05월 03일다. 성과분석 : 2018년 05월 04일 ~ 2018년 05월 15일 1.4 조사장비가. 유압시추기 : 1대나. 엔진및 Pump : 1대다. 표준관입시험 : 1조라. 기타부대기구 : 각 1식

7 제 2 장 조사 내용 2-1 주변현황 2-2 시추공위치선정 2-3 시추조사및표준관입시험 2-4 지하수위측정

8 강남구삼성동 오피스텔신축공사 제 2 장조사내용 2.1 주변현황조사부지인 강남구삼성동 오피스텔신축공사 " 현장은행정구역상서울특별시강남구삼성동에위치한다. 서울특별시남동부에위치한강남구는북쪽으로한강을경계로성동구, 광진구, 동쪽으로송파구, 서쪽으로서초구와접하고, 남쪽으로경기도성남시와경계를이룬다. 계획적으로개발한지역으로, 남부그린벨트를제외하고는직교상의넓은가로망이발달되었다. 남쪽시계및구계부근에구룡산, 대모산등해발고도 200~300m의산지외에는 60m 이내의구릉지대로주택지로서적합한입지조건을갖추고있다. 조사부지주변으로는상업지가주로발달해있으며동쪽으로삼성역및코엑스, 서쪽으로선정릉이있으며, 남쪽으로포스코사거리가있다. 현장의주변현황은 [ 그림 2.1] 과같다. [ 그림 2.1] 위성사진

9 제 2 장조사내용 2.2 시추공위치선정 신축예정인 " 강남구삼성동 오피스텔신축공사 " 현장의배치와규모를고려하 여총 2 개소의시추공을선정하였다. [ 그림 2.2] 시추공배치도

10 강남구삼성동 오피스텔신축공사 2.3 시추조사및표준관입시험시추조사는시추공배치도에표시된바와같이 2개소의시추지점에서지층의수직분포상태및지반특성을파악하기위해유압시추기를사용하여 NX규격 (Ø75.7mm) 으로시행하였다. 또한시추조사와병행하여실시된표준관입시험은한국공업규격 (KS F 2318) 에규정된방법에따라토층이변화되거나동일지층이라도 1.0m 간격으로연속성있게실시하였으며표준관입시험성과는시추주상도에기록하였다. 한편 N치는 64kg의 Hammer를 76cm 높이에서자유낙하시켜관입시험용 Sampler를지반에 30cm 관입시키는데필요한타격회수를말하며, 시험은 15cm의예비타와 15, 15cm의본타로나누어실시되었으며 N치는본타의값으로하였다. 단 50회를타격하여도 2cm이상관입되지않을경우에는그관입깊이를기록하고시험을종료하였다. [ 그림 2.3] 시추조사모식도 [ 그림 2.4] 시추기 [ 그림 2.5] 표준관입시험모식도

11 제 2 장조사내용 2.4 지하수위측정시추공에서의지하수위측정은시추작업종료후일정시간경과한뒤측정하여지질주상도에적용하였다. 이는지하수위분포상태를파악하기위한자료로이용하도록하였다.

12 제 3 장 지층개요 및 특성 3-1 지층개요 3-2 지층특성

13 강남구삼성동 오피스텔신축공사 제 3 장지층개요및특성 3.1 지층개요본조사지역에지형적영향을미치는산계는부지남동방향에방사상으로발달한국사봉 (540m), 청계산 (618.2m) 으로관악산줄기에해당되고이는북쪽으로옥녀봉 (376.0m) 서쪽으로응봉 (369.0m), 남쪽으로의왕시의바리산 (428.0m) 백운산 (564.2m), 수원의광교산 (528m) 등으로이어지는길고험준한산맥을형성하고있다. 본산맥은동쪽으로성남도심지와남북으로흐르는탄천에의해단절되고, 남쪽과남서쪽으로는각각수원과, 안양시의도심지와접하는부분에서급격히완만한구릉지내지준평야지로바뀐다. 본조사지역의지질은선캠브리아기의경기편마암복합체로잘알려진경기지괴의북서부에위치하며, 주로호상흑운모편마암으로구성되고그외에이암체에부분적으로협재된세립질편마암, 우백질편마암, 화가암질편마암, 석회암, 규암, 각섬암등으로되어있다. 그리고이들보다훨씬후기인백악기산성암맥소량이이암체들을관입하고, 최종적으로제4기충적층에의해부정합으로덮인다. 호상흑운모편마암은경기편마암복합체의조요암체로조사지역인성남시뿐만아니라서울의강남구에서경기도오포읍에이르기까지의거의전반적인지역을차지한다. 이암체의편마구조는북북동내지북동동주향방향과남동측중고경사작을보이는것이대세이다주구성광물로는석영, 정장석, 미사장석, 사장석, 흑운모, 백운모, 각섬석등이다. 지질도는 ( 둔전도폭, 한국동력자원연구소, 1982) 을기준으로한다. 지층은상부로부터매립층 (Fill), 퇴적층 (Transported Soil), 풍화토 (Residual Soil), 풍화암반 (Weathered Rock), 연암반 (Soft Rock) 으로구성되어있다. 본조사부지의위치와지질도는 [ 그림 3.1] 와같고각지층의성층상태와구성성분등을순서에따라요약하면 [ 표 3.1] 과같다.

14 제 3 장지층개요및특성 범례시대지층기호 신생대제 4 기제 4 기충적층 Qa 신생대제 4 기제 4 기홍적층 Qd 선캄브리아기 시생대, 호상ㆍ흑운모편마암 PCEbngn 선캄브리아기 경기편마암복합체안구상편마암 PCEagn 선캄브리아기원생대, 운모편암 PCEms 지질자료 - 한국지질자원연구원 ( [ 그림 3.1] 현장지질도및범례

15 강남구삼성동 오피스텔신축공사 [ 표 3.1] 시추조사결과정리 시추공지층구분심도 (GL.-m) 층후 (m) 구성성분 TCR(%) (N) 치 RQD(%) 매립층 0.0~ 모래및자갈 4/30~17/30 BH-1 퇴적층 7.7~ 점토질모래 17/30~22/30 풍화토층 10.3~ 실트질모래 19/30~50/16 풍화암층 15.0~ 실트질모래분해 50/10~50/2 매립층 0.0~ 모래및자갈 4/30~17/30 BH-2 퇴적층 7.5~ 모래질점토 4/30~11/30 풍화토층 10.5~ 실트질모래 20/30~50/11 풍화암층 17.0~ 실트질모래분해 50/10~50/2 3.2 지층특성가. 매립층 (Fill) 본층은과거부지조성을위해인위적으로매립한층이다. 모든시추공에서발견되었으며, 대략 7.5~7.7m 정도의층후를보인다. 지층은모래및자갈매립층으로실트질세립질내지조립질모래와자갈 (Φ3cm이하) 및전석 (Φ10~20cm) 이혼재한다. 특이사항으로 BH-1의경우 3.5~7.5m구간과 BH-2의경우 3.7~7.7m구간은사질토로매립되어있다. 표준관입시험치 (N) 는 4/30~17/30 정도로느슨 (Loose) 에서중간조밀 (Medium Dense) 까지의상대밀도로나타낸다. 함수비는습윤상태이고갈색조를띤다. 나. 퇴적층 (Transported Soil) 과거하천주변에서나타나는유수현상으로생긴퇴적층이다. 모든시추공에서발견되었으며, 대략 2.6~3.0m 정도의층후를보인다. 지층은 BH-1의경우점토질모래퇴적층으로세립질내지조립질모래와작은소성의무기질점토가혼재되어있다. 표준관입시험치 (N) 는 17/30~22/30로중간조밀 (Medium dense) 의상대밀도를보인다. 또한 BH-2의경우모래질점토로소성이작은무기질점토와세립질내지조립질모래및실트질모래가혼재되어있다. 표준관입시험치 (N) 는 4/30~11/30으로중간 (Medium) 내지견고 (Stiff) 의연경도를보인다. 함수비는습윤상태이고, 암회색을띤다.

16 제 3 장지층개요및특성 다. 풍화토층기반암이오랜지질시대를통하여풍화작용을받아흙으로변해원위치에잔류하고있는지층으로써모든시추공에서확인되었다. 대략 4.7~6.5m 정도의두께로분포되어있는것으로확인되었으며기반암의조직과형태를상실하여실트질세립내지조립의모래 (SW-SM) 으로구성되어있다. 또한일부구간에암편이혼재되어있다. 표준관입시험치 (N) 는 19/30~50/11으로중간조밀 (Medium dense) 부터매우조밀 (Very Dense) 한상대밀도를보이며풍화도에의한분류는 D-6(RS) 상태이다. 함수비는습윤상태이며황갈색을띤다. 라. 풍화암반 (Highly Weathered Rock) 풍화암반층은풍화도와표준관입시험치에의하여 50회타격시관입량 10cm 이하인경우를기준으로하여구분하였다. 약 8.0~10.0m 정도의층후까지조사하였다. 대체적으로맥석층이교호한실트질세립내지조립의모래 (SM) 인관입시료형태와세립내지중립의모래 (SP) 인슬라임 (Slime) 형태로채취되었다. 연경이반복되며대부분완전풍화 (D-5, Completely Weathered) 내지심한풍화 (D-4, Highly Weathered) 상태이다. 또한이지층은공기중에노출되면충격으로실트, 모래와암편의혼합물로분해되며 (SM/GP), 경도는매우연약하다. 부분적으로암편을포함하는층이있다. 함수비는습윤상태이며황갈색을띤다.

17 제 4 장 현장 시험 결과 4-1 지하수위측정 4-2 표준관입시험

18 제 4 장현장시험결과 제 4 장현장시험결과 4.1 지하수위측정가. 지하수위측정본조사지역의금번시추조사시지하수위는시추작업후일정시간이경과한수위를측정하였다. 측정기간중우천은없었으며, 한강과인접하여한강의영향을받을것으로판단된다. 최종측정된지하수위는지표면으로부터 11.7m 하부에위치한다. 각공별지하수위는다음의 [ 표 4.1] 과부록의시추주상도와같다. [ 표 4.1] 지하수위 시추공번 지하수위 GL.-m BH BH

19 강남구삼성동 오피스텔신축공사 4.2 표준관입시험 [ 표 4.2] 표준관입시험 (N-Value) 심도 (m) 공번 BH-1 BH /30 15/ /30 16/ /30 17/ /30 4/ /30 5/ /30 4/ /30 5/ /30 4/ /30 10/ /30 11/ /30 20/ /30 31/ /30 39/ /16 50/ /10 50/ /3(L/S) 50/ /3(L/S) 50/ /3(L/S) 50/ /2(L/S) 50/ /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S)

20 제 5 장 성과분석 및 검토 5-1 각지층의대표적물성치 5-2 기초형식선정 5-3 말뚝시공법

21 강남구삼성동 오피스텔신축공사 제 5 장성과분석및검토 5.1 각지층의대표적물성치 조사부지내에분포하고있는각지층의대표적인물성치를각종조사자료로부터추 정하면다음표와같다. [ 표 5.1] 각지층의대표적인물성치 물성지층 γt γsat (t/m 3 ) (t/m 3 ) 실측 N 치 설계 N 치 φ (deg.) C (t/m 2 ) Es (t/m 2 ) k s (t/m 3 ) ν 매립층 /30~17/ ~ ~ ~ 퇴적층 /30~22/ ~ ~ ~ 풍화토층 /30~50/ ~30 0~ ~ ~ 풍화암층 /10 이상 45 30~35 10~ ~ ~ 위표에서 γt : 지반의습윤단위중량 (t/m 3 ), γsat : 지반의포화단위중량 (t/m 3 ) N : 대표적인표준관입시험치, φ : 내부마찰각 ( 도 ) C : 점착력 (t/m 2 ), + : 이상을나타냄 E s : 지반의변형계수 (t/m 2 ), k s : 지반반력계수 (t/m 3 ) ν : 포아슨비 가. 설계용 N치의채용일반적으로 N치의보정은상재압에의한보정, Rod 길이에의한보정및 Hammer 효율에의한보정등을실시하나해머의낙하효율은가장큰영향을주는것으로알려져있으며연구논문결과 ( 이명환등, 1992) 에따라에너지효율보정치를고려한것으로국제표준값 (N 60 ) 과비교하여연구된효율 0.86~0.89의값을곱해설계 N치로하였다. 나. 내부마찰각 (φ) 추정매립층, 퇴적층과풍화암반의내부마찰각은시료의특성상측정이어려워기존자료 ( 제안된경험치 ) 를이용하여추정하되각제안된식 (DuNNXam, Osaki, Peck-Hansen- Thornburn, Peck, Meyerhof 등 ) 에의한값의편차가 10도정도이므로이들값의평값또는최소값을사용하였다. 그러나암반의경우엔서울메트로에서제시한값과 RMR 지수로부터추정한값을비교분석하여사용하였다.

22 제 5 장성과분석및검토 다. 점착력 (C) 추정 매립층의점착력은고려하지않았으며풍화암과기반암층의점착력은서울메트로에서 제시한값과기왕의설계자료를사용하여추정하였다. 라. 변형계수 (E s ) 추정변형계수는흙의응력-변형율 (σ-ε) 관계에서 Es = σ/ ε로표시되며지반의고유특성을나타내는것으로흙의단위중량, 응력이력 (Stress history), 층형성 (Stratification), 응력수준 (Stress level) 및교란도등에따라변하므로정확히산정하는것이어려우므로 N치로부터구할수있는 Schmertmann식을이용하거나표 (Bowles, 1988) 를이용하여추정하였다. 또한암반의변형계수는고속철도시방서암반분류 ( 안 ) 과 Roy E. Hunt(1986) 가제시한값을사용하여추정하였다. 마. 포아슨비 (ν) 추정포아슨비는탄성범위내의축응력상태에서종방향변형율에대한횡방향변형율의비로서포아슨비는지반의종류, 응력경로, 시험방법, 추정방법, 함수비의변화, 시료교란상태및응력과변형상태에따라상당한차이를보일수있으므로실내시험을통해산정되어야하나현실적으로어려우므로제안된값 (Bowles, 1988) 을사용하여추정하였다. 바. 지반반력계수 (k s ) 추정지반반력계수는하중-침하량 (P-δ) 관계에서어느침하량에대응하는하중강도를말한다. 즉지반의탄성적인거동을보여주는범위내에흙막이공이나기초등의변위량이나지반반력을구하기위한기본상수이며, 지반과구조물상호작용을나타내는수치로지반의고유성질을나타내는것이아니고구조물의형상이나치수, 강성에따라변화한다. 흙막이공의설계에사용되는수평지반반력계수를구하는여러가지방법이있지만여기서는 N치를이용한 Hukuoka( 福岡 ) 방법과내부마찰각, 점착력을이용하여구하는 Soletanche Practice 방법을이용하여수평지반반력계수를추정하였다. 사. 단위체적중량 (γ t, γ sat ) 추정흙의단위체적중량은현장에서들밀도시험등을실시해서결정해야하나현실적으로현장시험이어렵기때문에도로설계요령 ( 한국도로공사, 2001) 에제시된일반적인값을사용하였다.

23 강남구삼성동 오피스텔신축공사 5.2 기초형식선정가. 기초형식분류및선정기준 1) 구조물을지지하는기초는얕은기초와깊은기초로나누어진다. 얕은기초 (Shallow Foundation) 란상부구조물의하중을기초지반에전달시키기위하여직접지반위에놓이는기초구조를말한다. 細長기초 ( 연속기초또는줄기초 ), 擴大기초 (Spread Footing, Mat Foundation) 등이이에속한다. 깊은기초 (Deep Foundation) 는기성말뚝 (PHC, Steel Pile 등 ) 이나현장타설콘크리트말뚝 (PDT공법, 오메가공법등소구경과 All Casing, Earth Drill, R.C.D. 및 Barrette 공법등대구경 ) 및케이슨기초등을통해서상부하중을연약지층하부의지내력이충분히확보된지반으로전달되게하는기초구조이다. 2) 기초단면을설계하는데있어서는다음두가지를고려하여야한다. 첫째는기초하부의지반이상부하중을지지할수있는능력, 즉지내력 (Bearing Capacity) 이충분히커야한다. 지내력은주로흙의강도정수즉점착력 (C) 과내부마찰각 (ψ) 및흙의단위중량과기초폭및근입깊이, 그리고지하수위등에좌우된다. 만일설계된기초단면에대하여지반의지내력이부족할때는 Pile과같은깊은기초로설계하든가아니면지반의성질을개선해야한다. 두번째로고려해야할사항은기초의침하량이허용치이내에있어야한다. 침하량이지나치게크게되면상부구조물이기울어지거나또는균열이발생하는등의구조적인피해가발생될수있기때문이다. 3) 일반적으로얕은기초는상부구조물의하중및기초형식등에따라다르지만대체로굴착면으로부터 5m 이내에 N치 ( 표준관입시험수정치 ) 가 40 이상의양호한지지층이분포될때가장경제적으로적용할수있는기초형식으로세굴이발생치않아야하며또한동상방지를위해동결심도이하의근입심도를갖도록설계해야한다. 깊은기초는상부하중이기성말뚝으로지지가가능한경우에는굴착면으로부터 5m 이하에 N치 40이상의양호한지지층이나타나고지지층까지항타또는매입시공이가능할경우적용가능하며, 만약상부하중이매우커서기성말뚝또는소구경현장타설콘크리트말뚝으로지지할수없을경우에는대구경현장타설콘크리트말뚝공법을적용해야한다.

24 제 5 장성과분석및검토 나. 기초형식예비선정 [ 표 5.2] 기초형식비교 기초형식 직접기초 말뚝기초 깊은기초 우물통기초 하중지지 전단저항 주면마찰저항 측저 면항 개 념 저면저항 선단저항 저면저항 전단저항 적용범위 공법종류 연직력 : 저면반력 연직력 : 선단주면저항 연직력 : 저면반력 수평력 : 기초저면 수평력 : 말뚝의휨강성주변 수평력 : 측면저항및전단저전단저항지반의수동저항항 기초심도 : 7.0m 내외 기초심도 : 8.0m 이상 기초심도 : m 연직하중 : 제한없음 연직하중 : ton 연직하중 : 1,000ton 이상 터파기영향권내장애물이 현장조건에따라기성말뚝과 지하수영향이큰지역, 하상, 없고시공중배수처리가용현장타설말뚝으로구분하여수상등의특수지역이할것적용 항타말뚝 독립기초 오픈케이슨 매입말뚝 복합기초 공기케이슨 현장타설말뚝 (RCD, All- 전면기초 특수케이슨 casing, Earth Drill) 특징 기초지반육안확인및지층변화에대한적용성우수 양호한품질유지, 공사비저렴 굴착심도가깊은경우및수상시공시가물막이가시설등별도의가설공사필요 연약한지반을지나지지층까지확실히근입시킴에따라침하등의문제해결가능 품질관리용이 지중부변동지층에대한대응이곤란 상대적으로공사비고가 상부지반이연약한경우수평저항력이작음 지지층육안확인가능 세굴가능성큰곳에유리 공사비고가 지지층심도 30m 이상시공곤란 초기침하시기울기제어어렵고날끝부분의지반개량필요 다량의굴착잔토처분필요 작업대구축필요

25 강남구삼성동 오피스텔신축공사 5.3 말뚝시공법 가. 말뚝시공법의종류 국내에서일반적으로적용하고있는기성말뚝시공법으로는타입말뚝공법과매입말 뚝공법으로대별 타입공법은말뚝을타입하는 Hammer 형식에따라타격식 (Drop, Diesel, Hydraulic Hammer) 과진동식 (Vibro Hammer) 으로구분 타입말뚝공법 타격식 : Drop, Steam, Diesel And Hydraulic Hammer 진동식 : Vibro Hammer 내부굴착 ( 중굴 ) 공법 : 1 최종타격방식 2 Cement Milk 교반방식 3 Concrete 타설방식매입말뚝공법 Preboring( 선굴착 ) 공법 : 1 최종타격방식 2 Cement Milk + 경타방식 3 Cement Milk + 압입방식 나. 말뚝시공법의특성 1) 타입 ( 打入 ) 말뚝공법 회전압입공법 [ 그림 5.1] 말뚝시공법의종류 타격식은주로낙하에너지에의해말뚝을지반에관입시키는방식 진동식은진동발생기로발생된왕복운동에의해타입시일어나는주변지반과의마 찰력을작게하고진동력에의해말뚝에발생한관성력을이용하여말뚝을지반에관입 시키는방식 타격식과진동식은항타하는기구, Hammer 의효율및항타도중에발생하는말뚝 의응력도달라지기때문에지지력도달라질수있음. 2) 매입말뚝공법의특성 가 ) 중굴 ( 내부굴착 ) 공법 선단에 Ring Bit 를부착한말뚝내부에 Earth Auger 나 Rock Auger(Hammer Bit) 및 Barber Dr 시추기등의굴착장비를넣고말뚝선단부의지반을굴착하면서말뚝을회 전관입시공하는공법 저소음 저진동으로말뚝시공이가능하며, 모든지반굴착가능 Casing( 말뚝 ) 을사용하기때문에공벽이붕괴되지않으며 지하수위가높은지반에서도지하수에의한영향을받지않음 타격방식은확실한지지력을얻을수있으나소음과지반진동발생

26 제 5 장성과분석및검토 통상적인타격식에비해주면마찰저항이작을뿐만아니라타격력이말뚝선단에쉽게전달되므로항타에너지가클경우말뚝본체에손상발생 Cement Milk 주입이나 Concrete 타설방식은저소음 저진동시공이가능. 말뚝본체의손상이작지만설계지지력확보를위한시공관리는타격식에비해어려움 [ 그림 5.2] 중굴공법시공개요도 나 ) 선굴착 (Preboring) 공법 말뚝을압입, 회전관입, 낙하, 최종경타 ( 輕打 ) 또는항타하여시공하는방식 굴착토사배출여부에따라배토 ( 排土 ) 방식과비배토 ( 非排土 ) 방식으로구분 Cement Milk 주입여부및최종말뚝시공방식에따라 3가지로분류 국내에서주로이용되고있는대표적인선굴착공법 1 SIP공법 2 SAIP공법 3 DRA공법 (1) SIP(Soil-Cement Injected Precast Pile) 공법 말뚝직경보다 50~100mm정도큰직경을갖는연속날개또는교반용날개를부착한 Auger로지반을선굴착 (Preboring) 한후굴착공내에 Cement Milk를주입하고 Auger날개를상하로회전시켜굴착공내의토사와교반한후말뚝을삽입하고 Drop 또는 Hydraulic Hammer로최종경타방식으로말뚝시공 지반진동이나소음을감소시킬수있으나경타시발생되는소음과진동불가피 선굴착의영향으로인한굴착공벽의지반교란과원지반의지중응력이완, 부적절한 Cement Milk 배합과주입교반, 지지층확인의어려움은말뚝지지력측면에서불리한조건 지하수위가높은충적층 ( 모래 자갈, 점성토 ) 에서공벽붕괴시적용곤란

27 강남구삼성동 오피스텔신축공사 [ 그림 5.3] SIP공법시공개요도 (2) SAIP(Special Auger & Soil-Cement Injected Precast Pile) 공법 말뚝항타시발생되는소음과지반진동을최소화하고, 기존매입공법 (SIP) 의문제점인굴착배토시지반응력의이완과굴착공벽붕괴에따른지반지지력저감문제점을다소개선한공법 말뚝직경보다 50mm정도큰 Special Auger 외부에는나선형날개 (Spiral Rib) 를, 하부에는개폐식 Shoe를장착하거나사장용 Shoe를설치하여굴착한후 Special Auger 내부에말뚝을삽입 ( 낙하 ) 시키는공법 수직도가양호하도록정밀시공이가능하고 Hole 저면에 Slime이적게발생됨 나선형날개가클수록굴착효율은높지만 Auger 주변지반교란발생 Auger 선단에고정시킨개폐식 Shoe 사용시 Auger 인발할때쌓이는 Slime은지지력감소요인이됨. 말뚝을낙하관입하면건전도저하가우려되므로최종경타방식이유리함 [ 그림 5.4] SAIP공법시공개요도 (3) DRA(Double Rod Auger) 공법 기존매입공법의문제점인굴착배토시지반응력의이완과굴착공벽붕괴에따른말뚝지지력저감문제는물론말뚝선단지지지반확인이불가능한점을해결한공법 상호역 ( 逆 ) 회전하는상부 ( 내측 ) Auger와말뚝직경보다 50mm정도큰하부 ( 외측 )

28 제 5 장성과분석및검토 Casing에의한독립된 2중굴진식을채택하여굴진함에따라굴착효율을높일수있을뿐만아니라양호한수직도로시공할수있고공벽 ( 孔壁 ) 이유지됨 굴착된토사는 Auger와압축공기로배토 ( 排土 ) 함으로써토사나암편을육안으로관찰하여각지층확인및지지층결정이용이함 말뚝선단및주면에 Cement Milk를주입하여말뚝주변지반의응력이완을방지함으로써높은선단및마찰지지력확보가용이함 압입또는회전관입방법으로말뚝을시공함에따라최종타격시공에따른소음과지반진동은무시되어건설공해로인한민원발생을방지할수있는공법. 그러나소음과지반진동으로인한민원발생이되지않는환경에서는압입방법대신경타방식채택가능 선단에 Ring Bit를부착한 Casing과 Earth 또는 Rock Auger(Hammer Bit 또는 Tricon Bit) 를사용하여모든지반굴착가능 지하수위에의한영향을받지않음 [ 그림 5.5a] DRA 공법시공개요도 ( 압입또는회전관입방식 ) [ 그림 5.5b] DRA 공법시공개요도 ( 경타방식 )

29 강남구삼성동 오피스텔신축공사 [ 표 5.3] 대표적인선굴착공법의특성과적용성비교분석 특성 공법 SIP 공법 (Soil-cement Injected Precast pile) SAIP 공법 (Special Auger & soil-cement Injected Precast pile) DRA 공법 (Double Rod Auger) 굴착장비 Auger + Bit 특수 Casing + Bit Auger 및 Casing + Bit 경제성 다소지연, 다른매입공법에비해공사비가낮음. 그러나지지력이작아오히려비경제적임 굴착능률이높아 SIP 공법보다 30% 정도공기단축으로공사비를줄일수있고지지력이커서오히려경제적임 굴착능률이높아공기단축으로공사비를줄일수있고지지력이크기때문에오히려경제적임 환경적응성 경타시소음과진동발생 저소음 저진동 저소음 저진동 굴착시공벽 ( 孔壁 ) 상태 지지층근입, 침하및선단지지력 ( 안정성 ) 일부지층 ( 퇴적토층, 매립층 ) 붕괴 공벽붕괴시말뚝을설계심도까지삽입이어렵고연약지층이거나투수성이큰모래자갈층의경우지지력이작고, 침하량이클수있어안정성저하가우려된다 Casing 사용으로붕괴없음 배토된토사나암편으로지지층확인이어려우며비교적저진동회전굴착작업임 Slime 이비교적적어침하량이비교적작고안정성높다 Casing 사용으로붕괴없음 배토된토사나암편으로지지층확인가능하고굴착효율이높아큰선단지지력확보가능함. Slime 을완전히처리할수있어침하량이비교적작고안정성높다 시공길이 37m(29+8m) 까지 지반교란및주면마찰력 지반교란이크고시멘트밀크관리가부실할경우주면마찰력은매우작다 28m 까지 (Antenna Rod 사용불가 ) 말뚝주면지반교란이크지만주면마찰력감소가작다 33m(25+8m) 까지 하자요인다소있다적다적다 마찰지지력확보가용이하고수평변위가작아수평지지력도유리하다 말뚝조건콘크리트및강관말뚝콘크리트및강관말뚝콘크리트및강관말뚝 지층조건 안정된매립층, 풍화잔류토, 풍화암반에적용가능하나지하수위가높거나중간지층이연약할경우공벽이무너지며모래, 자갈층은시공곤란함 토사층및자갈모래층에는적합하나전석및핵석층에서는시공이불가능함 Casing 사용으로지하수관계없이시공가능함 제한없이모든지층에적합하며 Casing 사용으로지하수관계없이시공가능함전석, 핵석및암반굴착시 Hammer Bit 사용 * 장비사양에따라다르나 33m 길이의 Leader 와 Antenna Rod( 길이 8m) 를사용할경 우최대시공가능한말뚝길이임 (SIP & DRA 공법 )

30 제 5 장성과분석및검토 다. 회전압입공법 말뚝을지반내에회전압입함에따라기성말뚝항타시가장문제가되는소음과지반진동을최소화하여민원발생방지 기존매입공법의문제점인굴착배토시지반응력이완과굴착공벽붕괴에따른지반지지력저감문제점해결 말뚝주면에나선형날개 (Spiral Rib) 를설치한말뚝은말뚝주변지반의교란을억제하면서말뚝회전에의해말뚝주변흙을압착또는밀어올려말뚝의주면마찰력을증대시키는공법 라. 타입말뚝과매입말뚝의대표적문제점 [ 표 4.4] 는타입말뚝과매입말뚝시공시발생되는문제점과관련하여일본에서앙케이트조사한내용중대표적인문제점만요약 정리한것 ( 일본토질공학회, 1992) 으로, 국내현황 ( 홍원표등, 1998) 을고려하여일부내용을보완한것임. [ 표 5.4] 타입말뚝과매입말뚝의대표적문제점 공법문제점말뚝본체손상시공불능능률저하조사미흡지지력부족, 부등침하경사 편심지반변위및구조물변형공해 매입 ( 埋入 ) 말뚝타입 ( 打入 ) 말뚝선굴착공법중굴공법 1 항타장비 ( 해머 ) 말뚝종류선정부적합 2 지중장애물존재 1 시공장비부적합 2 말뚝본체품질불량재료강도, 양생문제 1 시공장비부적합 2 최종타격공법시말뚝선단부갈라짐 1 지층판정부적합 1 공벽붕괴 1 지중장애물 전석존재 2 지중장애물존재 2 지중장애물존재 2 사력층이나 경질 점성토 층에서굴착능률저하 1 부주면마찰력평가부적 1 지지층판정부적합 1 불충분한배토처리 합 2 공벽붕괴토사가굴착공 2 지지층판정부적합 2 지지층판정부적합 바닥에퇴적되어소정의 3 말뚝침설시의불충분한 3 해머규격선정착오로 깊이까지말뚝설치불가 시공관리 : 침설능력부족, 설계심도까지타입불가 능 선단부근고액처리불량 4 항타관리기준 ( 최종관입량 ) 3 cement milk 배합비문 설정부적합 제 1 지중장애물존재 1 지층판정부적합 1 지중장애물존재 2 말뚝이음, 수직도관리, 2 지중장애물존재 2 말뚝이음불량 항타관리등품질관리불 3 말뚝이음불량 량 1 지반의측방이동, 융기 1 모래 자갈층의불충분한 1 보일랑발생시지반침하 2 구조물부상 ( 浮上 ) 공벽안정처리 2 연약지반에서말뚝침설속 2 기시공된말뚝과의근접 도가빠를경우배토로지반 시공으로지반파괴 함몰 1 말뚝타입시소음 진동 1 굴착토사 1 굴착토사 및유연 ( 油煙 ) 2 폐이수처리 ( 사용시 )

31 제 6 장 결 론 6-1 조사개요 6-2 조사결과

32 제 6 장결론 제 6 장결론 6.1 조사개요 1. 본지반조사는서울특별시강남구삼성동에위치한 강남구삼성동 오피스텔신축공사 현장에 2개소의시추조사및원위치시험 ( 표준관입시험 ) 등을수행하여부지內지층의구성상태및지하수위, 기반암의분포상태등을통하여, 전체지반 ( 토층및암층 ) 의제반물리적, 역학적특성을파악하여본사업에필요한자료를제공함으로서합리적이고경제적인설계및시공이되도록하는데그목적이있다. 2. 본조사지역에지형적영향을미치는산계는부지남동방향에방사상으로발달한국사봉 (540m), 청계산 (618.2m) 으로관악산줄기에해당되고이는북쪽으로옥녀봉 (376.0m) 서쪽으로응봉 (369.0m), 남쪽으로의왕시의바리산 (428.0m) 백운산 (564.2m), 수원의광교산 (528m) 등으로이어지는길고험준한산맥을형성하고있다. 본산맥은동쪽으로성남도심지와남북으로흐르는탄천에의해단절되고, 남쪽과남서쪽으로는각각수원과, 안양시의도심지와접하는부분에서급격히완만한구릉지내지준평야지로바뀐다. 본조사지역의지질은선캠브리아기의경기편마암복합체로잘알려진경기지괴의북서부에위치하며, 주로호상흑운모편마암으로구성되고그외에이암체에부분적으로협재된세립질편마암, 우백질편마암, 화가암질편마암, 석회암, 규암, 각섬암등으로되어있다. 그리고이들보다훨씬후기인백악기산성암맥소량이이암체들을관입하고, 최종적으로제4기충적층에의해부정합으로덮인다. 호상흑운모편마암은경기편마암복합체의조요암체로조사지역인성남시뿐만아니라서울의강남구에서경기도오포읍에이르기까지의거의전반적인지역을차지한다. 이암체의편마구조는북북동내지북동동주향방향과남동측중고경사작을보이는것이대세이다주구성광물로는석영, 정장석, 미사장석, 사장석, 흑운모, 백운모, 각섬석등이다. 지질도는 ( 둔전도폭, 한국동력자원연구소, 1982) 을기준으로한다. 3. 조사부지인 강남구삼성동 오피스텔신축공사 " 현장은행정구역상서울특별시강남구삼성동에위치한다. 서울특별시남동부에위치한강남구는북쪽으로한강을경계로성동구, 광진구, 동쪽으로송파구, 서쪽으로서초구와접하고, 남쪽으로경기도성남시와경계를이룬다. 계획적으로개발한지역으로, 남부그린벨트를제외하고는직교상의넓은가로망이발달되었다. 남쪽시계및구계부근에구룡산, 대모산등해발고도 200~300m의산지외에는 60m 이내의구릉지대로주택지로서적합한입지조건을

33 강남구삼성동 오피스텔신축공사 갖추고있다. 조사부지주변으로는상업지가주로발달해있으며동쪽으로삼성역및코엑스, 서쪽 으로선정릉이있으며, 남쪽으로포스코사거리가있다. 6.2 조사결과 가. 지층상태 시추공지층구분심도 (GL.-m) 층후 (m) 구성성분 TCR(%) (N) 치 RQD(%) 매립층 0.0~ 모래및자갈 4/30~17/30 BH-1 퇴적층 7.7~ 점토질모래 17/30~22/30 풍화토층 10.3~ 실트질모래 19/30~50/16 풍화암층 15.0~ 실트질모래분해 50/10~50/2 매립층 0.0~ 모래및자갈 4/30~17/30 BH-2 퇴적층 7.5~ 모래질점토 4/30~11/30 풍화토층 10.5~ 실트질모래 20/30~50/11 풍화암층 17.0~ 실트질모래분해 50/10~50/2 나. 지하수위 시추공번 지하수위 GL.-m BH BH

34 제 6 장결론 다. 표준관입시험 (N-Value) 심도 (m) 공번 BH-1 BH /30 15/ /30 16/ /30 17/ /30 4/ /30 5/ /30 4/ /30 5/ /30 4/ /30 10/ /30 11/ /30 20/ /30 31/ /30 39/ /16 50/ /10 50/ /3(L/S) 50/ /3(L/S) 50/ /3(L/S) 50/ /2(L/S) 50/ /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S) /2(L/S) 50/2(L/S)

35 부 록 부록 - 1 시추공배치도 (Location Plan of Boreholes) 부록 - 2 지층단면도 (Subsurface Profiles) 부록 - 3 흙의공학적분류방법및기재방법 부록 - 4 암석및암반의분류방법과기재방법 부록 - 5 시추주상도에사용한기호및시추주상도 부록 - 6 시료사진 부록 - 7 현장사진

36 부록 - 1 시추공배치도

37 강남구삼성동 번지오피스텔신축공사 BH-2 BH-1 시추위치도

38 부록 - 2 지층단면도

39 매립층 7.7 퇴적층 10.3 풍화토 15.0 풍화암 /30 17/30 11/30 17/30 4/30 4/30 6/30 17/30 22/30 21/30 19/30 31/30 44/30 50/16 50/10 50/3 50/3 50/3 50/2 50/2 50/2 50/2 50/2 50/2 50/2 EL.0.0 BH-1 매립층 7.5 퇴적층 10.5 풍화토 17.0 풍화암 /30 16/30 17/30 4/30 5/30 4/30 5/30 4/30 10/30 11/30 20/30 31/30 39/30 50/28 50/18 50/11 50/10 50/6 50/4 50/2 50/2 50/2 50/2 50/2 50/2 EL.0.0 BH-2 지층단면도풍화토풍화암퇴적층퇴적층매립층범례 FREE SCALE

40 부록 - 3 흙의공학적분류방법및기재방법

41 Ⅰ. 흙의공학적분류방법 구분기호흙의종류실내시험기준 조립토 200 번체통과량 50% 이하 자갈 (4 번체통과량이 50% 이하 ) 모래 (4 번체통과량이 50% 이상 ) 세립분이약간또는거의없는깨끗한자갈 상당량의세립분을함유한자갈 세립분이약간또는거의없는깨끗한모래 상당량의세립분을함유한꺠끗한모래 GW GP GM GC SW SP SM SC 입도분포가양호한자갈, 자갈모래의혼합토, 세립분이약간또는거의없음 입도분포가불량한자갈, 자갈모래의혼합토, 세립분이약간또는거의없음 실트질자갈, 입도분포가불량한자갈 모래 실트의혼합토 점토질자갈, 입도분포가분량한자갈 모래 점토의혼합토 입도분포가양호한모래, 자갈질모래, 세립분이약간또는거의없음 입도분포가불량한모래, 자갈질모래, 세립분이약간또는거의없음 실트질모래, 입도분포가불량한모래 실트혼합토 점토질모래, 입도분포가불량한모래 점토혼합토 1 입도분포곡선으로부터자갈과모래의 % 결정 2 세립분의 함유율,% 에따라 조립토는 다음과같이분류다. 200 번체통과율이 5% 보다작은경우 :GW, GP, SW, SP 12% 보다큰경우 :GM, GC, SM, SC 5% ~ 12% : 이중기호사용 D60 ( D30) 2 Cu = > 4 : Cc = ; 1 ~ 3 D10 D10 X D60 가조건이아닌경우 Cu, Cc GW 아터버그한계가 A" 선아래에있거나 PI 가 4 보다작은경우 아터버그한계가 A" 선아래에있거나 PI 가 7 보다큰경우 D60 ( D30) 2 아터버그한계가 A" 선위에있고 PI 가 4 ~ 7 의 범위일 경우는 이중 기호 를사용 Cu = > 6 : Cc = ; 1 ~ 3 D10 D10 X D60 가조건이아닌경우 Cu, Cc SW 아터버그한계가 A" 선아래에있거나 PI 가 4 보다작은경우 아터버그한계가 A" 선아래에있거나 PI 가 7 보다큰경우 아터버그한계가 A" 선위에있고 PI 가 4 ~ 7 의 범위일 경우는 이중 기호 를사용 세립토 200 번체통과량 50% 이상 씰트나점토 ( 액성한계 50 이하 ) 씰트나점토 ( 액성한계 50 이상 ) ML CL OL MH 고유기질흙 Pt 무기질실트와매우가는모래, 암분, 약간의소성을갖는실트질또는점토질세립모래 작은내지중간소성의무기질점토, 자갈질점토, 모래질점토, 실트질점토, 소성이작은점토 작은소성의유기질실트및유기질실트점토 무기질실트, 운모질또는규소성의세립모래질또는실트질흙, 탄성이큰실트 (plastic silts) CH 소성이큰무기질점토, fat clays OH 중간내지큰소성의유기질점토 Peat 흙 및그밖의유기질을많이함유한 (Plasticity Chart) 는에함유된과를분류하기塑性圖組粒土細粒粉細粒土 위해사용된다. 塑性圖의빗금친곳은 2 중표기해야하는부분이다. 소성지수 P % CL ML A 선관계식 : PI = 0.73(LL-20) CL 7 4 ML OL CH MH or OH 액성한계 (LL) % 粒土의分類를위한塑性圖 58.4 I

42 Ⅱ. 흙의육안적분류기준 흙입자의육안적 손으로쥐었다놓음 습윤상태에서손 구 분 판별과일반적인상태 건조상태 습윤상태 가락으로끈모양으로꼴때. 개개의입자의크기 덩어리지지않 덩어리지나가 끈모양으로꼬아 모래 (Sand) 가판별될수있는입상을보임. 건조상태에서흩어져내 고흐트러짐. 볍게건드리면흩어짐. 지지않음. 림. 씰트질모래 (Silty Sand) 입상이지만씰트와점토가섞여서약간점성이있음. 모래질의특성이우세함. 덩어리지나가볍게건드려도흩어짐. 덩어리지며조심스럽게다루면부서지지않음. 끈모양으로꼬아지지않음. 적당량의세립질모 덩어리지며자 덩어리지며자 끈모양으로꼬아 래와점토를함유하 유롭게만져도 유롭게다루어 지지않으나작게 모래질 고씰트입자가반 부서지지않음 도부서지지않 끊어지고부드러 씰트 이상임. 건조되면 부서지면밀가 으며물을부으 우며약간의점성 (Sandy 덩어리가쉽게부서 루와같은감촉. 면서로엉킨다. 이있음. Silt) 져서가루가됨. 세립질모래와점토 덩어리지며자 덩어리지며자 완전히꼬아지지 는극소량만함유하 유롭게만져도 유롭게만져도 는않으나작게 고씰트입자의함유 부서지지않음. 부서지지않으 끊어지는상태로 씰트 (Silt) 량이 80% 이상임. 건조되면덩어리지나쉽게부서져서밀가 며물을부으면서로엉킨다. 꼬아지고부드러움. 루감촉의가루가됨. 건조되면아주딱딱 덩어리지며자 덩어리지며자 길고얇게꼬아짐 한덩어리가된다. 유롭게만져도 유롭게만져도 점성이큼. 점토 (Clay) 건조상태에서잘부서지지않음. 부서지지않음. 부서지지않고찰흙상태로됨.

43 Ⅲ. 흙에대한육안판별 (NAVFAC, 1982) 구분표시( 또는기술) 판별기준 호박돌 (boulder) 30cm 이상 입자크기조약돌 (cobble) 7.5~30cm 자갈 (gravel) 조립 2~7.5cm 세립 No.4~2cm 모래 (sand) 조립 No. 10~No. 4 중립 No. 40~No. 10 세립 No. 200~No. 40 세립토( 씰트, 점토) No. 200체통과입자 조금 (trace) 1~10% 조립토, 세립토의약간 (little) 10~20% 혼성비율 ~ 섞인(some) 20~35% ~ 과, 및(and) 35~50% 호상의 (alternating) 세립토 두꺼운 (thick) 얇은 (thin) 세부표시 씸 (seam) 0.15~1.3cm 두께 층 (layer) 1.3~30cm 두께 지층( 또는토층, stratum) 두께 30cm 이상 호상점토 (varved clay) 모래, 씰트와점토의씸또는층이교호됨 포켓상 (pocket) 보통두께 30cm 이하의작고표류적퇴적 렌즈상 (lens) 렌즈모양의퇴적 가끔 (occasional) 두께 30cm 당 1회이하 빈번함 (frequent) 두께 30cm 당 1회이상

44 Ⅳ. 사질토의상대밀도(Relative density) 및점성토의 Consistency 사질토의상대밀도와 N치와의관계 N 치 조밀 정도 상대밀도 (Relative density, %) 현장관찰 (SPT) (Gibbs-Holtz) Gibbs-Holtz Meyerhof (Bowles) <4 매우느슨 (Very loose) <15 0~20 엄지손가락또는주먹으로쉽게자국을낼수있다. 4~10 느슨 (Loose) 15 ~ ~ 40 쉽게삽질할수있다. 손가락으로자국을낼수있다. 10 ~ 30 중간 (Medium dense) 35 ~ ~ 60 힘을주어서삽질할수있다. 30 ~ 50 조밀 (Dense) 65 ~ ~ 80 손으로삽질이가능하거나또는손의힘으로삽을이용하여자국을낼수있다. >50 매우조밀 (Very dense) 85 ~ ~ 100 발파또는중장비에의해서만자국을낼수있다. N 치와내부마찰각과의관계 N 치 (SPT) 조밀정도 (Gibbs-Holtz) Peck Ø=0.3N+27 Meyerhof (triaxial) 내부마찰각 ( ψ) Meyerhof (plane strain) φ 오오자끼 <4 4~10 10 ~ 30 매우느슨 (Very Loose) 느슨 (Loose) 중간 (Medium dense) 28.5 o 이하 30 o 이하 30 o 23.9 o 이하 28.5 o ~30 o 30 o ~35 o 31 o ~37 o 23.9 o ~ 29.1 o 30 o ~36 o 35 o ~40 o 37 o ~44 o 29.1 o ~ 39.4 o 30 ~ 50 조밀 (Dense) 36 o ~41 o 40 o ~45 o 44 o ~49 o 39.4 o ~ 46.6 o >50 매우조밀 (Very dense) 41 o 이상 45 o 이상 49 이상 46.6 o 이상 ψ plane stain ψ triaxial + (3~4 o ) 1.1ψ triaxial

45 점성토의 Consistency, 일축압축강도(q u ) 와 N치와의관계 N치 (SPT) Consistency <2 매우연약 (Very soft) 2 ~ 4 연약 (Soft) 4~8 중간 (Medium) 8 ~ 15 견고 (Stiff) 15 ~30 매우견고 (Very stiff) 현장관찰 (Peck-Hansen-Thornborn) 주먹이쉽게 q u (kg/ cm2) (Terzaghi-Peck) c u (kg/ cm2) (Terzaghi-Peck) 10cm 이상들어간다. 0 ~ ~ 엄지손가락이쉽게 10수 cm 들어간 다. 노력하면엄지손가락이 10수 cm 들어간다. 엄지손가락으로흙을움푹들어가게할수있지만흙속에엄지손가락을넣기는힘들다 ~ ~ ~ ~ ~ ~ 1.00 손톱으로흙에자국을낼수있다 ~ ~ 2.00 > 30 고결 (Hard) 손톱으로자국을내기힘들다. > 4.00 > 2.00 Ⅴ. 함수상태 (Moisture condition) 시료의함수상태는건조, 습함, 젖은, 포화상태로구분하였다. Ⅵ. 색(Color) 시료색은기본색( 황색, 회색, 갈색, 청색또는녹색) 에담( 연한), 암( 짙은) 의명암및혼색에대한서술용어를사용하였다. Ⅶ. 간극률, 간극비및단위중량 흙의간극률(%), 간극비및단위중량(t/m 3 ) 흙의종류흙의상태간극율단위중량 (t/m 3 ) 간극비 (%) 건조전체포화 모래질자갈 느슨 38~ ~ ~ ~ ~2.1 조밀 18~ ~ ~ ~ ~2.4 거친모래, 느슨 40~ ~ ~ ~ ~1.9 중간모래 조밀 25~ ~ ~ ~ ~2.1 균등한 느슨 45~ ~ ~ ~ ~1.9 가는모래 조밀 33~ ~ ~ ~ ~2.1 거친씰트 느슨 45~ ~ ~ ~ ~1.9 조밀 35~ ~ ~ ~ ~2.1 연약 45~ ~ ~ ~ ~2.0 씰트 중간 35~ ~ ~ ~ ~2.1 견고 30~ ~ ~ ~ ~2.2 연약 50~ ~ ~ ~ ~2.0 소성이중간 35~ ~ ~ ~ ~2.1 작은점토견고 30~ ~ ~ ~ ~2.2 연약 60~ ~ ~ ~ ~1.8 소성이중간 40~ ~ ~ ~ ~2.1 큰점토견고 30~ ~ ~ ~ ~2.3

46 부록 - 4 암석및암반의분류방법과기재방법

47 I. 암석 암석코아에대한기술내용은색, 강도, 불연속면(Discontinuity) 의간격, R.Q.D., 코아의형성및풍화상태를다음의기준에따라기술하였다. * 색(Color) 암석의기본색( 황색, 갈색, 회색, 청색또는녹색) 에담( 연한) 과암( 진한) 의명암및혼 색에대한서술용어를사용하였다. < 표A1.1> Strength (Deere and Miller,1966) Grade Symbol S-1 Strength Very High Strength (very hard rock) Unconfined comp. Strength (kg/ cm2) >2000 (>2240) Field Test 망치로치면금속성내며튕겨나옴. 여러번치면신선한면으로갈라짐. S-2 High Strength (hard rock) 1000~2000 (1120~2240) 망치로한번이상치면절리면을따라크게갈라짐. S-3 Medium Strength (moderate rock) 500~1000 (560~1120) 망치로치면탁음을내며쉽게균열면으로갈라짐. S-4 Low Strength (soft rock) 250~500 (280~560) 망치로가볍게쳐도부서짐. Very Low Strength 10~250 S-5 (very soft rock) (0~280) ( ) Value : the Ministry of Construction (Korea) 손으로비비면쉽게부서짐. < 표A1.2> Joint Spacing (Deere and Miller, 1966) (Bieniawski, 1974) Grade Symbol Rock mass grading Joint Spacing Description F-1 Solid 300 cm 이상 F-2 Massive 100~300 cm F-3 Blocky and seamy 30~100 cm F-4 Fractured 5~30 cm F-5 Crushed and Shattered 5cm 이하 Very Widely Spaced, Very Wide Joint ( 매우넓음) Widely Spaced, Wide Join t( 넓음) Moderately Spaced, Moder ately closed ( 중간) Closely Spaced, Close Joi nt( 좁음) Very closely Spaced, Very Close Joint ( 매우좁음)

48 R. Q. D. (%) < 표A1.3> R. Q. D. (Deere, 1964) Rock Description Fracture spacing Fracture freguency per m E field/e lab 0 ~ 25 Very poor Very close > ~ 50 Poor close 8 ~ ~ 75 Fair Moderately wide 5 ~ ~ ~ 90 Good Wide 1 ~ ~ ~ 100 Excellent Very Wide < ~ 1.0 lengths of intact pieces of core > 100 mm R.Q.D. = lengths of core advance < 표A1.4> 암석코아 (Rock Core) 의형성 구분코아의형성코아의길이 (cm) 비고 Ⅰ 장주상 ( 長柱狀 ) 10cm 이상 원형코아 Ⅱ 단주상 ( 短柱狀 ) 5~10cm 대부분원형코아 Ⅲ 암편상 ( 岩片狀 ) Ⅳ 력상 ( 礫狀 ) 5cm 이하 원형코아가아닌코아가우세함코아의형태가남아있음

49 < 표A1.5> 풍화도(Weathering Intensity) 와경도(Hardness) 에따른암석분류 (ISRM, 1982) Grade Symbol Weathering grade Diagnostic features ( ) = Weathering effects Hardness D-1 (F) Fresh (Unweathered) ( 신선) Rings under hammer impact ; many blows required to break specimen. (No visible sings of decomposition or discoloration) : 변질이나변색된흔적이보이지않으며해머타격시울림 Extremely hard (or very strong) ( 매우강함) D-2 (WS) Slightly Weathered ( 약간풍화) Hand-held specimen breaks with hammer under more than one blow. (Slight discoloration inwards from open fractures, otherwise similar to F) : 불연속면을따라약간변색된것을제외하고는신선한상태(F) 와유사함 Very hard to hard (or strong) ( 강함) D-3 (WM) D-4 (WH) Moderately Weathered ( 중간풍화) Highly Weathered ( 심한풍화) Cannot be scraped or peeled with knife. Hand-held specimen can be broken with single moderate hammer blow. (Discoloration throughout ; Weaker minerals, such as feldspar, decomposed.: Texture preserved) : 전체적으로변색. 장석과같이약한광물이변질됨. 신선한암석에비하여강도는떨어지나코어를손으로부러트리거나칼로흠집을낼수없음. 암석구조유지 Can just be scraped or peeled with knife. Indentations 1 to 3 mm show in specimen with moderate blow with pick end ; lower strength specimens can be broken by hand with effort. (Most minerals somewhat decomposed ; Texture becoming indistinct but fabric preserved) : 광물대부분이변질. 손으로부러트릴수있으며칼로흠집을낼수있음. 암반내핵석발달. 암석구조는불분명하나조직은그대로유지 Moderate (or medium strong) ( 중간) Soft (or weak) ( 연약) D-5 (WC) Completely Weathered ( 완전풍화) Material crumbles under moderate blow with pick and can be peeled with knife, but is hard to hand-trim for test specimen. (Minerals decomposed to soil but fabric and structure preserved ; i.e., Saprolite) : 광물이모두변질되어토양화되어있으나구조와조직이그대로유지됨. 쉽게부서짐. Very soft (or very weak) ( 매우연약) D-6 (RS) Residual Soil ( 풍화토) Advanced state of decomposition resulting is plastic soils. (Fabric and structure completely destroyed. Larg volume change) : 소성을지닌흙으로완전히변화하였으며암석의구조나조직이완전히파괴. 부피가변화함. Extremely soft or weak NAVFAC DM-7.1 ( Moye, 1995)

50 Ⅱ. 암반 표대전도시철도설계지반분류방법 < A1.6> 암종 구분 시추코아상태 현장육안관찰 일축압축 강도 시추시료검증 T.C.R(%) R.Q.D(%) 풍화변질상태 해머타격 균열상태 (kg/cm 2 ) 탄성파속도 (km/sec) 탄성계수 (x10 4 kg/cm 2 ) RMR 평가 풍화토 (RS) 토사화되어코아형 성이불가능하여교란된토사상으로채취가능 N<100 회 /30cm - - 조암광물들이완전풍화 ( 토사화 ) 되어있으나일부는암의구조및 조직을보존하고있음 ( 완전풍화 ) 손으로쉽게부셔짐 - <50 <0.7 <0.1 <20 풍화암 (WR) 세편상으로암편이 남아있음 N>100 회 /30cm <20 - 암의내부까지풍화가 진척되어있고암의구조및조직이남아있음 ( 완전 - 심한풍화 ) 약한해머타격에부 서지고일부손으로도부셔짐 < 5cm 50~ ~ ~1.0 21~35 연암 (SR) 단주상 - 세편상 ( 각 력상 ) 으로 5cm 내외의코아가많고원형복구가곤란하며간혹파쇄대형성 20~40 < 25 암의내부를제외하고균열을따라다소풍화가진척되어있으며, 장석및유색광물이변 석됨 ( 심한 - 보통풍화 ) 해머로 1~2 회치면 둔탁음을내고부서지 거나갈라짐 6~20cm 250~ ~ ~2.0 36~45 보통암 (MR) 단주상 - 봉상으로시 료의길이가 10~ 20cm 가많음원형복구가능 40~70 25~50 절리면을따라다소풍 화진행, 석영을제외 한장석및유색광물 일부변색됨 ( 보통 - 약간풍화 ) 해머로치면탁음을 내고 2~3 회에서갈라지며갈라진면이날카로움 > 15~30cm 500~1, ~ ~5.0 46~52 경암 (HR) 장주상 - 봉상으로코 아길이가 10~20 cm 이상이나다소세편을포함함 >70 >50 대체로신선하며절리면을따라약간풍화, 암내부는대체로신선 ( 약간풍화 - 신선 ) 해머로치면금속음을 내고잘부셔지지않으며, 튀는경향을보임 >20~50cm >1,000 >3.5 >5.0 >53 주 ) 본분류는 CSIR(RMR), ISRM, 지질조사품셈및국내적용사례를기준으로작성한것임. 중생대퇴적암류는경암이하, 화산암및응회암류는보통암이하적용절리균열상태는화성암을기준으로한것이며, 퇴적암 ( 셰일, 슬레이드, 실트스톤등 ) 은제외시추시료검증은코아직경 5.1cm 이상 (NX 규격 ), 더블코아바렐이상, 타이아몬드빗트사용탄성파속도는현장탄성파속도이며터널상부 15cm 범위내에서복수의속도층이있을경우저속도층이용 RMR 평가는강도, RQD, 절리간격, 절리상태의평점합으로동기준에서지하수상태, 절리방위는평점에서제외한값임

51 < 표 A1.7> 서울시표준지반분류기준 지반명및정성적특징 ( 노두조사, 막장조사) 퇴적토층(DS) 원지반에서분리, 이동되어다른곳에퇴적된층으로대체로원지반보다연약하며입자의크기나구성에따라세분 지반조사시지반분류기준 흙의통일분류법으로세분함 개략현장탄성파속도 (km/s) - 풍화토층(RS) 조암광물이대부분완전풍화되어암석으로서의결합력을상실한풍화잔류토로서절리의대부분은풍화산물인점토등 2차광물로충진되어흔적만보이고함수포화시에전단강도가현저히저하되기도하며, 손으로쉽게부수어지는지반 N<50 회/10cm 흙의통일분류법으로세분함 <1.2 풍화암층(WR) 심한풍화로암석자체의색조가변색되었으며충진물이채워지거나열린절리가많고가벼운망치타격에쉽게부수어지며칼로흠집을낼수있음. 절리간격은좁음이하이며시추시암편만회수되는지반 TCR 10% N 50 회/10cm 1.0~2.5 qu<100kg/cm 2 연암층(SR) 절리면주변의조암광물은중간풍화되어변색되었으나암석내부는부분적으로약한풍화가진행중이며, 망치타격에둔탁한소리가나면서파괴되고, 일부열린절리가있으며절리간격은중간정도인지반 TCR 30% RQD>10% qu 100kg/cm Js 20cm 2 2.0~3.2 보통암층(MR) 절리면에서약한풍화가진행되어변색되었으나암석은강한망치타격에다소맑은소리가나면서깨지고, 절리면의대부분밀착되어있고절리간격이넓음 경암층(HR) 조암광물의대부분이거의신선하며암석은강한망치타격에맑은소리를내며깨어지고, 절리면은잘밀착되어있고절리간격이매우넓음 극경암층(XHR) 거의완전하게신선한암으로서절리면은잘밀착되어있고강한망치타격에맑은소리가나며잘깨어지지않으며절리간격이극히넓음 TCR 60% RQD 25% 2 qu kg/cm Js 60cm TCR 80% RQD 50% qu kg/cm 2 Js 200cm TCR 80% RQD 75% 2 qu 1 kg/cm Js 300cm 3.0~ ~5.0 >4.5 주)N: 표준관입시험(SPT),TCR: 코아회수율,RQD: 암질표시율,qu: 코아시료의일축압축강도, Js : 절리간격. TCR 및 RQD는 NX 규격의다이아몬드빗트와이중코아배럴을사용한시추시의측정치임. < 표 A1.8> 건교부표준품셈의정량적현장암판정기준 암석의종류극경암경암보통암연암풍화암 일축압축강도건조상태 (MPa) 점하중강도 (MPa) Schmidt hammer 해머에의한타격 160 < 130~ ~130 70~100 30~70 88 < 56~88 37~56 18~37 0~18 60 < 51~60 44~51 34~44 10~34 큰해머로타격시튕기며용이하게깨지지않음 큰해머로타격시약간깨짐 큰해머로타격보통해머로시균열을따라타격시비교적크게떨어짐용이하게깨짐 보통해머로타격시용이하게소편으로깨어지며때로는손으로도쪼개짐

52 구분 암반 < 표 A1.9> 암반분류표( 서울지하철공사) 경암보통암연암풍화암잔류토 탄성파속도 4.5km/sec 이상 4.0~4.5km/sec 3.5~4.0km/sec 3.5km/sec 2.0km/sec 이하 암질상태 경도가아주좋균열및 절 리풍화작용으로물리화학적교완전풍화되고 고균열이적으가다소발달되암상에층리및대작용으로 파암의조직이보 며 풍화변질이어있으며풍화절리가발달되쇄대가매우발존되어 있으나 않된상태 가않된상태 어있는암체로달되어있는상토사화됨 서파쇄질 태로다소의단 층이 포함되어 점토질이 많이 발달되어 있는 암상 관찰에의한판정 망치가튕겨나강하게치면균망치로쉽게갈망치로쉽게부손으로문지르옴. 강하게치열면이나절리라지며쉽게균서지며망치가면쉽게부서짐면신선한면으면을따라크게열면으로갈라아니더라도쉽로갈라짐갈라짐. 짐게부서짐 채취율 90% 이상 70% 이상 40~70% 40% 이하 코아상태 균열상태 주상코아 다소의세편포함 다량의세편포함 세편을이루고있음 암괴 20cm 이상 5cm 이상 5cm 이하, 세편 점착력 (t/m 2 ) 10~500 5~ ~200 2~50 0.5~50 내부마찰각 35~50 o 35~50 o 25~50 o 20~45 o 20~45 o 단위중량 (t/m 3 ) 2.6~ ~ ~ ~2.2

53 부록 - 5 시추주상도에사용한기호및시추주상도

54 시추주상도에사용한기호 표 고 : 시추공지표면의표고 (m) 지하수위심도 : 지표로부터시추공내의수위심도 (m) 측정치 시추공규격 : 코아바렐또는케이싱의형식과직경 시추 심 주상도 : 지층상태의도식적표현 도 : 지표면에서부터의깊이 (m) 시추공 : 시추자의성명 시추기종 : 시추시사용한장비의형식 시 료 : 시료의종류와채취심도 (m) : 표준관입시험에의해채취된교란시료 : 비교란자연시료 : 교란시료 : 시료없음 : 코아시료 UD SS DB CB : Piston Sampler로채취된자연시료 : Split Spoon Sampler로채취된시료 : Diamond Bit로채취된암석시료 : Carbide Bit로채취된암석시료 N - 치 : 표준관입시험치 ( 타격횟수 / 관입연장cm) R.Q.D. ( 암질지수 ) : 시추연장에대한길이 10cm 이상코아연장의비 (%) T.C.R. ( 회수율 ) : 시추연장에대한시추에의해회수된자갈, 전석혹은암반코아길이의비 (%)

55 ECT위 L치 R공사명 POJON날 DA짜 CATTIO시추주상도 DRILL LOG 강남구삼성동 오피스공번텔신축공사 HOLE No. 지 EL반 EV표 ATI고 ON지 GR하 OU수 ND위WAE2018년5월3일 NSPECTORBH-1 현지반고 11.7 황성호 매립층 (0.0 ~ 7.7m) 모래및자갈매립층.. 세립질내지조립질의실트질모래. 자갈 (3.0cm 이하 ) 전석 (10~20cm) 혼재. 심도 3.7~7.7m 사질토매립 / 30 17/ 30 느슨 (Loose) 부터중간조밀 (Medium Dense) 의상대밀도. TER감 I독자 (GL-) m m ( 주 ) 시료채취방법의기호 REMARKS 자연시료 U.D. SAMPLE 표준관입시험에의한시료 S.P.T. SAMPLE 코어시료 CORE SAMPLE 흐트러진시료 DISTURBED SAMPLE 표고 Elev. m Scale m 심도 Depth m 층후 Thickness m 주상도 Colum-지층nar Section 지층설명 Description 통 U 일 S 분 C 류 S S-1 S-2 시료 Sample 시료채취채취 번호방법심도 표준관입시험 Standard Penetration Test N 치 ( 회 /cm) N blow S / 30 매립층 갈색조. 습윤상태. S / 30 5 S / 30 S / 30 S / 퇴적층 (7.7 ~ 10.3m) 점토질모래퇴적층. S / 30 퇴적층 조립질내지세립질의모래. 작은소성의무기질점토혼재. S / 풍화토 중간조밀 (Medium Dense) 의상대밀도. 암회색조. 습윤상태. 풍화토 (10.3 ~ 15.0m) 실트질세립내지중립모래풍화토 (D-6) 부분적암편함유. 중간조밀 (Medium Dense) 부터매우조밀 (Very Dense) 의상대밀도. S-10 S-11 S-12 S / 30 19/ 30 31/ 30 44/ 30 황갈색조. 습윤상태. S / 풍화암 (15.0 ~ 25.0m) 기반암의풍화암반. 완전풍화 (D-5) 내지중간풍화 (D-4) S-15 L/S / 10 50/ 3 풍화암 실트질세립내지조립의모래풍화암. 매우조밀하나경도는연약함. 맥석층이교호함. L/S / 3 황갈색조. 습윤상태. L/S / 3 L/S / 2 2 매중 1 신화지티아이 ( 주 ) L/S

56 ECT위 L치 시추주상도 DRILL LOG R공사명 POJON날 DA짜 CATTIO강남구삼성동 오피스공번텔신축공사 HOLE No. 지 EL반 EV표 ATI고 ON지 GR하 OU수 ND위WAE2018년5월3일 NSPECTORTER감 I독자 (GL-) BH-1 현지반고 11.7 황성호 m m ( 주 ) 시료채취방법의기호 REMARKS 자연시료 U.D. SAMPLE 표준관입시험에의한시료 S.P.T. SAMPLE 코어시료 CORE SAMPLE 흐트러진시료 DISTURBED SAMPLE 표고 Elev. m Scale m 심도 Depth m 층후 Thickness m 주상도 Colum-지층nar Section 지층설명 Description 통일분류 U S C S 시료 Sample 시료채취채취 표준관입시험 Standard Penetration Test N 치 번호방법심도 ( 회 /cm) / 2 N blow L/S / 2 L/S / 2 L/S / 2 L/S / 심도 25.0m 에서시추종료 L/S / 매중 2 신화지티아이 ( 주 )

57 ECT위 L치 R공사명 POJON날 DA짜 CATTIO시추주상도 DRILL LOG 강남구삼성동 오피스공번텔신축공사 HOLE No. 지 EL반 EV표 ATI고 ON지 GR하 OU수 ND위WAE2018년5월3일 NSPECTORBH-2 현지반고 11.7 황성호 매립층 (0.0 ~ 7.5m) 모래및자갈매립층.. 세립질내지조립질의실트질모래. 자갈 (3.0cm 이하 ) 전석 (10~20cm) 혼재. 심도 3.5~7.5m 사질토매립. S-1 S / 30 16/ 30 느슨 (Loose) 부터중간조밀 (Medium Dense) 의상대밀도. TER감 I독자 (GL-) m m ( 주 ) 시료채취방법의기호 REMARKS 자연시료 U.D. SAMPLE 표준관입시험에의한시료 S.P.T. SAMPLE 코어시료 CORE SAMPLE 흐트러진시료 DISTURBED SAMPLE 표고 Elev. m Scale m 심도 Depth m 층후 Thickness m 주상도 Colum-지층nar Section 지층설명 Description 통 U 일 S 분 C 류 S 시료 Sample 시료채취채취 번호방법심도 표준관입시험 Standard Penetration Test N 치 ( 회 /cm) N blow S / 30 매립층 갈색조. 습윤상태. S / 30 5 S / 30 S / 퇴적층 (7.5 ~ 10.5m) 모래질점토퇴적층. S-7 S / 30 4/ 30 퇴적층 작은소성의무기질점토혼재. 실트질모래혼재. S / 풍화토 중간 (Medium) 부터견고 (Stiff) 의연경도. 암회색조. 습윤상태. 풍화토 (10.5 ~ 17.0m) 실트질세립내지중립모래풍화토 (D-6) 부분적암편함유. 중간조밀 (Medium Dense) 부터매우조밀 (Very Dense) 의상대밀도. 황갈색조. 습윤상태. S-10 S-11 S-12 S-13 S / 30 20/ 30 31/ 30 39/ 30 50/ S / 18 S / 풍화암 (17.0 ~ 25.0m) 기반암의풍화암반. 완전풍화 (D-5) 내지중간풍화 (D-4) S-17 S / 10 50/ 6 실트질세립내지조립의모래풍화암. 매우조밀하나경도는연약함. 맥석층이교호함. L/S L/S / 4 2 매중 1 신화지티아이 ( 주 )

58 ECT위 L치 시추주상도 DRILL LOG R공사명 POJON날 DA짜 CATTIO강남구삼성동 오피스공번텔신축공사 HOLE No. 지 EL반 EV표 ATI고 ON지 GR하 OU수 ND위WAE2018년5월3일 NSPECTORBH-2 현지반고 11.7 황성호 황갈색조. 습윤상태. TER감 I독자 (GL-) m m ( 주 ) 시료채취방법의기호 REMARKS 자연시료 U.D. SAMPLE 표준관입시험에의한시료 S.P.T. SAMPLE 코어시료 CORE SAMPLE 흐트러진시료 DISTURBED SAMPLE 표고 Elev. m Scale m 심도 Depth m 층후 Thickness m 주상도 Colum-지층nar Section 지층설명 Description 통일분류 U S C S 시료 Sample 시료채취채취 표준관입시험 Standard Penetration Test N 치 번호방법심도 ( 회 /cm) / 2 N blow L/S / 2 풍화암 L/S L/S / 2 50/ 2 L/S / 심도 25.0m 에서시추종료 L/S / 매중 2 신화지티아이 ( 주 )

59 부록 - 6 시료사진

60 시료사진 (1) * BH-1 (0.0~25.0m) * BH-2 (0.0~25.0m)

61 부록 - 7 현장사진

62 현장사진 (1) BH-1 시추전경 BH-1 표준관입시험 BH-1 시료채취 BH-2 시추전경 BH-2 표준관입시험 BH-2 시료채취

63 현장사진 (2) BH-1 인력굴착 BH-2 인력굴착