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강박사의 토목이야기

시추조사(지질조사)와 표준관입시험(SPT)

by VanCorte 2023. 8. 14.
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시추 조사
시추 조사용 시추기와 운반대차(케이싱,롯드 운반용)

 

 

 

 

O 시추조사란?


 

1. 시추조사는 직접적으로 지반상태를 확인할 수 있는 보편적인 조사방법으로서, 시추 시 채취된 시료를 분석하고 색상, 토질구성, 습윤정도, 상대밀도, 풍화정도에 관한 육안관찰, 시추시의 굴진속도, 코아채취율 등의 굴진조건을 고려하여 시추주상도를 작성하며, 시추시 현장시험 및 시료채취를 병행하여 채취된 시료로 실내시험을 실시함으로써 제반 지반공학적 특성을 파악하는 일련의 과정을 뜻한다.

 

2. 일반적으로 시추조사는 NX Size(φ76mm)로 실시며, 시추장비는 회전수세식(Rotary wash type) 시추기를 사용한다.

 

 

시추장비 제원
시추장비 제원

 

 

 

 

3.시추공벽 유지 및 시추조사를 용이하게 하기 위해 풍화대까지 Casing 처리한다.

 

4. 상부의 토사 구간에 대해서는 원위치에서의 흙의 연경도 및 상대밀도를 파악하는데 지표가 되는 N치를 구하기 위하여 표준관입시험을 실시하였으며, 이와 병행하여 Split Barrel Sampler로 교란시료를 채취한다.

 

Sampler 시료채취
Sampler 시료채취

 

 

 

 

 

 

5. 연직 지층분포상태는 표준관입시험에 의해 채취된 시료 상태 및 N, 시추 시의 굴진속도, Slime의 상태, 순환수의 색조 등을 근거로 파악하며, 이를 토대로 각 지층별 층서와 지층의 층후를 규명하였다. 채취된 토사 및 자갈 등의 시료는 시료상자에 넣어 공번, 심도, 지층명, 색상 등을 기록하여 정리 보관한다.

 

시료상자

 

 

 

 

6. 기반암층 구간에서는 코어회수율을 높이고 정확한 암질상태를 파악하기 위해 Double Tube Core Barrel Diamond Bit를 사용하여 굴진하며, 채취된 코어에 대하여는 코어회수율 (T.C.R, Total Core Recovery), 암질지수 (R.Q.D, Rock Quality Designation)를 측정하고 풍화정도, 강도, 절리간격 등을 조사하여 시추주상도에 기록한다.

 

 

 

 

시추조사 모식도
시추조사 모식도

 

 

 

 

 

O 표준관입시험이란?


1. 표준관입시험은 시추조사와 병행하여 지층의 연경도, 상대밀도 및 구성성분을 파악하기 위하여 지층이 변할 때마다 또는 동일지층의 경우라도 1.0m 간격으로 연속성있게 실시한다.

 

2. 시험방법은 한국산업규격(KSF-2307)의 규정에 의한 Split Barrel Sampler 및 부대장비를 이용하여 실시하였으며, Rod의 선단에 Sampler를 부착시켜 중량 63.5Drive Hammer76cm의 높이에서 자유 낙하시켜 N치를 기록한다.

 

표준관입시험
표준관입시험

 

 

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3. N치는 초기 15cm 관입을 예비타격으로 간주하고 나머지 30cm를 관입시키는데 소요된 타격회수를 N치로 표기하였으며, 지층이 매우 조밀하여 5050회 이상 타격을 가하여도 30cm관입이 불가능한 지층에선 50회 타격에 의한 관입량(cm)을 기록한다.

 

4. 표준관입시험 결과에 따른 N치로부터 토층의 연경도(Consistency), 상대밀도(Relative Density), 다짐상태, 허용지지력 등의 추정이 가능하다.

 

5. 표준관입시험 시 채취된 교란시료 중 일부는 현장에서 육안판별에 의한 흙의 분류에 사용하고 나머지 시료는 시료상자에 밀봉하여 정리 보관한다.

 

 

표준관입시험(사진)
표준관입시험

 

 

 

 

구분 판정 및 추정사항
N치 변화로 종합판정 토질의 층서, 심도에 따른 강도변화, 지지층의 심도, 연약층의 존재, 층두께
N치로 추정 사질토 상대밀도(Dr), 내부마찰각(), 액상화 가능성 파악
기초지반의 탄성침하 및 허용지지력
점성토 일축압축강도(qu), 비배수점착력(Cu), 연경정도 파악
기초지반의 허용지지력

 

 

 

 

 

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