토질 및 암반의 분류 및 기재방법(지질조사)

 

 

O 토질과 암반의 분류

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토질과 암반의 분류기준은 표준관입시험 N값 50(회)/10cm 기준으로 하고, 시료를 관찰하여 더 단단하고 모암의 조직을 가진 풍화대층을 풍화암으로 구분

 

1) 풍화토와 풍화암의 분류기준

구분	분류기준	지질적 특성
풍화토	N < 50회 / 10cm	-조암광물이 대부분 풍화되어 암석으로서의 결합력을 상실한 풍화잔류토로서 절리의 대부분은 풍화광물인 점토 등 2차 광물로 충전되어 흔적만 보이고 함수포화시에 전단강도가 현저히 저하되기도 하며, 손으로 쉽게 부수어지는 지반
풍화암	N > 50회 / 10cm	-심한 풍화로 암석자체의 색조가 변색되었으며 충전물이 채워지거나 열린 절리가 많고, 가벼운 망치 타격에 쉽게 부수어지며 칼로 흠집을 낼 수 있음 -절리간격은 좁음 이하이며 시추시 암편만 회수되는 지반

2) 토사와 암반의 분류(표준품셈)

구분		내 용
토사	보통토사	보통상태의 실트 및 점토, 모래질 흙 및 이들의 혼합물로서 삽이나 괭이를 사용할 정도의 토질(삽 작업을 하기 위하여 상체를 약간 구부릴 정도)
	경질토사	견고한 모래질 흙이나 점토로서 괭이나 곡괭이를 사용할 정도의 토질 (체중을 이용하여 23회 동작을 요할 정도)
	고사점토 및 자갈섞인 토사	자갈질 흙 또는 견고한 실트, 점토 및 이들의 혼합물로서 곡괭이를 사용하여 파낼 수 있는 단단한 토질
	호박돌 섞인 토사	호박돌 크기의 돌이 섞이고 굴착에 약간의 화약을 사용해야 할 정도로 단단한 토질
암반	풍화암	일부는 곡괭이를 사용할 수 있으나, 암질이 부식되고 균열이 110cm 정도로서 굴착 또는 절취에는 약간의 화약을 사용해야 할 암질
	연암	균열이 1030cm 정도로서 굴착 또는 절취에는 화약을 사용해야 하나 석축용으로는 부적합한 암질
	보통암	풍화상태는 엿볼 수 없으나 굴착 또는 절취에는 화약을 사용해야 하며 균열이 30~50cm 정도의 암질
	경암	화강암, 안산암 등으로서 굴착 또는 절취에 화약을 사용해야 하며, 균열 상태가 1m 이내로서 석축용으로 쓸 수 있는 암질
	극경암	암질이 아주 밀착된 단단한 암질

 

 

 

O 토질분류 및 기재방법

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흙의 분류는 성질이 다른 여러 흙을 간단한 시험을 근거로 몇 가지 무리로 나누어 사전에 그 흙의 공학적 성질을 파악하여 흙의 기초자료로 활용할 목적으로 시행함

구 분	내 용
흙의 분류방법	흙의 공학적 분류는 1차 분류 수행 후 최종적으로 통일분류법(USCS)을 기준으로 분류
기재방법	시추주상도의 지층구분은 통일된 기호를 사용하고 N값은 사질토의 상대밀도 및 점성토의 연경도를 추정하는데 사용
기술내용	-지층상태는 매립토, 퇴적토, 풍화암, 연암 및 경암으로 지층 구분 -함수상태는 건조(Dry), 습윤(Moist), 젖음(Wet), 포화상태(Saturated)로 구분 -색조는 흑, 갈, 홍, 적, 황색등에 담(연한)과 암(진한)의 접두어를 사용

 

1) 간이 판별법(육안 및 관찰)

구분	토립자의 육안적 판별과 일반상태	손으로 쥐었다 놓음		습윤상태에서 손가락으로 끈 모양으로 끌때
		건조상태	습윤상태
모래 (sand)	▪개개의 입자의 크기가 판별되며 입상을 보임 ▪건조상태에서 흘러 내림	▪덩어리로 되지 않고 흘러 내림	▪덩어리나 가볍게 건드리면 흐트러짐	▪끈 모양으로 꼬아지지 않음
실트섞인 모래 (Silty Sand)	▪입상이나 실트,점토가 섞여서 약간 점성 있음 ▪모래질의 특성 우세함	▪덩어리지나 가볍게 건드리면 흐트러짐	▪덩어리지며 조심 스럽게 다루면 부서지지 않음	▪끈 모양으로 꼬아지지 않음
모래섞인 실트 (Sandy Silt)	▪적당량의 세립사와 소량의 점토를 함유하고 실트입자 50% 이상 ▪건조되면 덩어리가 쉽게 부서져서 가루가 됨	▪덩어리지며 만져도 부서지지 않음 ▪부서지면 밀가루와 같은 감촉	▪덩어리지며 자유롭게 다루어도 부서지지 않음 ▪물을 부으면 서로 엉킴	▪끈 모양으로 꼬아지나 작게 끊어지고 부드러우며 약간의 점성이 있음
실트 (Silt)	▪세립사와 점토 함량이 극소량이고 실트 입자 함량이 80% 이상 ▪건조되면 덩어리지나 쉽게 부서져서 밀가루 감촉의 가루로 됨	▪덩어리지며 자유롭게 만져도 부서지지 않음	▪덩어리지며 자유롭게 만져도 부서지지 않으며 물에 젖으면 엉킴	▪완전히 꼬아지지 않으나 작게 끊어지는 상태로 꼬아지고 부드러움
점토 (Clay)	▪건조되면 아주 딱딱한 덩어리의 상태로 됨 ▪건조상태에서 잘 부서지지 않음	▪덩어리지며 자유롭게 만져도 부서지지 않음	▪덩어리지며 자유롭게 만져도 부서지지 않으며 찰흙상태로 됨	▪길고 얇게 꼬아지며 점성이 큼

 

 

2) 통일분류법에 의한 분류

구분		기호	분류방법
조립토 F < 50%	자갈질 흙 F1 < (100-F)/2	GW	NO.200체 통과량 < 5%	Cu ≥ 4 , 1 < Cg < 3
		GP	NO.200체 통과량 < 5%	GW 조건을 만족하지 못함
		GM	NO.200체 통과량 < 12%	PI < 4 or 소성도 A선 아래
		GC	NO.200체 통과량 < 12%	PI > 7 이고 소성도 A선 위
		GC-GM	NO.200체 통과량 < 12%	소성도의 CL-ML 부분
		GW-GM	5 ≤ NO.200체통과량 < 12%	GW와 GM 조건을 만족함
		GW-GC	5 ≤ NO.200체통과량 < 12%	GW와 GC 조건을 만족함
		GP-GM	5 ≤ NO.200체통과량 < 12%	GP와 GM 조건을 만족함
		GP-GC	5 ≤ NO.200체통과량 < 12%	GP와 GC 조건을 만족함
	모래질 흙 F1 < (100-F)/2	SW	NO.200체 통과량 < 5%	Cu ≥ 6 , 1 < Cg < 3
		SP	NO.200체 통과량 < 5%	SW 조건을 만족하지 못함
		SM	NO.200체 통과량 > 12%	PI < 4 or 소성도 A선 아래
		SC	NO.200체 통과량 > 12%	PI > 7 이고 소성도 A선 위
		SC-SM	NO.200체 통과량 > 12%	GW와 GM 조건을 만족함
		SW-SM	5 ≤ NO.200체통과량 ≤ 12% 소성도 A선 아래	SW와 SM 조건을 만족함
		SW-SC	5 ≤ NO.200체통과량 ≤ 12% 소성도 A선상 또는 위	SW와 SC 조건을 만족함
		SP-SM	5 ≤ NO.200체통과량 ≤ 12% 소성도 A선 아래	SP와 SM 조건을 만족함
		SP-SC	5 ≤ NO.200체통과량 ≤ 12% 소성도 A선상 또는 위	SP와 SC 조건을 만족함
조립토 F ≥ 50%	LL < 50%	ML	PI < 4 또는 소성도의 A선 아래
		CL	PI < 7 또는 소성도의 A선 위
		CL-ML	4 ≤ PI ≤ 7, 소성도의 CL-ML 부분
	LL ≥ 50%	MH	소성도의 A선 아래
		OL	소성도의 A선 위
유기질 세립토 F ≥ 50%	LL < 50%	OL	(노건조시료 액성한계) / (공기건조시료액성한계) < 0.75
	LL ≥ 50%	OH

 

3) 소성도

통일분류법의 소성도(Casagrande)
▪ 소성도(Plasticity Chart)는 세립토에 함유된 세립분과 세립토를 분류하기 위해 사용 ▪ 액성한계와 소성지수가 A선 아래에 있다면 실트 또는 유기질흙, A선 위에 있으면 점토로 분류함 ▪ 액성한계와 소성지수가 A선 위에 있고 소성지수가 4 이하이면 ML, 7 이상이면 CL, 빗금친 영역안에 있으면 CL-ML로 분류함

 

 

4) AASSHTO에 의한 흙의 분류

일반적 분류

NO.200체 통과율 35% 이하

NO.200체 36% 이상

분류기호

A-1

A-3

A-2

A-4

A-5

A-6

A-7 A-7-5 A-7-6

A-1-a

A-1-b

A-2-4

A-2-4

A-2-6

A-2-7

체분석 통과량 (%)

NO. 10체 NO. 40체 NO.200체

50이하 30이하 15이하

50이하 25이하

50이하 25이하

35이하

35이하

35이하

35이하

36이상

36이상

36이상

36이상

NO.40체 통과분

액성한계 소성지수

6 이하

N.P

40이하 10이하

41이상 10이하

40이하 11이상

41이상 11이상

40이하 10이하

41이상 10이하

40이하 11이상

41이상 11이상

군지수

0

0

0

4 이하

8이하

12이하

16이하

20이하

주요구성재료

암편,자갈,모래

세사

실트질 또는 점토질 자갈 모래

실트질 흙

점토질 흙

노상토로서의 적부

우 ~~~ 량

가 ~~~ 불가

※ A-7-5군의 소성지수는 액성한계에서 30을 뺀 값과 같거나 그보다 작아야 하고, A-7-6군은 이보다 커야 한다.

 

군지수	비고
GI = 0.2a + 0.005ac + 0.01bd	▪ a : NO.200체 통과율에서 35를 뺀 값, 0~40의 정수만 취함 ▪ b : NO.200체 통과율에서 15를 뺀 값, 0~40의 정수만 취함 ▪ c : 액성한계에서 40%를 뺀 값, 0~20의 정수만 취함 ▪ d : 소성지수에서 10%를 뺀 값, 0~20의 정수만 취함

 

AASSHTO 분류법의 소성도
▪ 실트-점토인 A-4 ~ A-7까지 액성한계와 소성지수를 근거로 하여 군지수를 근거로 하여 군지수를 보다 쉽게 분류할 수 있음

 

5) 흙의 기재사항

구 분	기재사항	조사심도 기준
흙 시료	▪ 흙의 분류, 상대밀도, 연경도, 습윤도, 색 등	시추시 채취된 교란시료의 육안관찰로 확인 및 기재
함수상태	▪ 건조, 습윤, 젖음, 포화등으로 표기 ▪ 판단되는 함수비의 정도로부터 평가
색조	▪ 흙색, 갈색, 회색, 적색, 황색,등 기본색을 기준 ▪ 연함과 진함의 명암 및 혼색에 대한 서술용어를 접두어로 사용

 

6) 상대밀도 및 연경도

사질토의 상대밀도		점성토의 연경도
관입저항치(N치)	상대밀도	관입저항치(N치)	연경도
4 이하	매우 느슨(Very Loose)	2 이하	매우연약(Very Soft)
4 ~ 10	느슨(Loose)	2 ~ 4	연약(Soft)
10 ~ 30	보통조밀(Medium Dense)	4 ~ 8	보통견고(Medium Stiff)
30 ~ 50	조밀(Dense)	8 ~ 15	견고(Stiff)
50이상	매우조밀(Very Dense)	15 ~ 30	매우견고(Very Stiff)
-	-	30이상	고결(Hard)

 

 

7) 시료의 함수상태

함수비(%)	상태
0~10	건조(Dry)
10~30	습윤(Moist)
30~70	젖음(Wet)
70이상	포화(Saturated)

 

 

8) 시료의 색

구 분

상 태

색

1

담

암

2

분홍

홍

황

갈

감람

녹

회

3

분홍

적

황

갈

감람

녹

청

백

회

흑

※ 시료의 색조는 회색,갈색, 황색등의 기본색에 필요에 따라 연한(담), 짙은(암) 등과 같은 접두어를 사용하여 기재

 

 

 

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O 암반분류 및 기재방법

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1) 암반의 분류방법

구분	토립자의 육안적 판별과 일반상태
암반분류	▪ 암석의 풍화상태, 불연속면 간격(절리나 파쇄대의 간격), 강도 및 암질표시는 ISRM(국제암반역학회)의 분류방법에 의거 분류하고 각 협회나 공사 및 품셈에 따른 분류를 참조하여 수행 함
기재방법	▪ 조사과정에서 회수된 시추코아를 암석시험 및 육안 관찰하여 American Institute of Professional Geological 에서 제시한 “공학적 목적을 위한 암석시료의 채취방 법 및 시추주상도 작성방법( Geological Logging and Rock core of Engineering Purpose)" 에 의거하여 시추주상도 작성 ▪ 강도, 풍화정도, 파쇄정도는 암석분류 기준에 의거하여 분류
기술내용	▪ 색, 불연속면(Discontinuity)의 간격과 상태, 풍화상태, 강도, 암석명 등 ▪ 색(Color)은 암석의 기본 색(황색,살색, 회색, 청색, 및 녹색)에 담(연한), 암(진한) 의 명암 및 혼색의 서술용어를 사용 ▪ 기술내용에 대한 시추코아 상태의 검증을 위하여 코아박스를 촬영하여 사진첩에 보관함

 

 

2) 풍화정도에 따른 암반분류(ISRM, 1978)

분류기호	용어	풍화정도
D-1(FR)	Fresh Rock (신선)	∙모암의 색이 변하지 않고 결정이 광택을 보인다. ∙절리면이 부분적으로 얼룩져있고 타격을 가했을 때 맑은 소리가 난다.
D-2(SW)	Slightly Weathered (약간풍화)	∙보통 신선한 상태를 보이나 구조면의 주변부가 다소 변색되어 있다. ∙모암의 강도는 신선한 암반의 경우와 별 차이가 없다. ∙암석이 다소 변색되어 있으며 Open Joint의 경우 점토층이 협재됨.
D-3(MW)	Moderately Weathered (보통풍화)	∙상당히 많은 부분이 변색되어 있으며 구조선은 Open Joint로서 구조면 안쪽까지 변질되어 있다. ∙강도는 야외에도 신선한 상태와 쉽게 구분된다. ∙대부분의 암석이 변질되어 있으며 일부는 점토화 되어 있다.
D-4(HW)	Highly Weathered (심한풍화)	∙석영을 제외한 대부분의 입자들이 변색되어 있으며 구조선은 거의 Open Joint 로 구조면으로부터 상당히 깊은 곳까지 변질되어 있다. ∙코어의 상태는 그대로 유지한다.
D-5(CW)	Completely Weathered (완전풍화)	∙입자들이 부분적으로 존재하기는 하나 완전히 변질을 받은 상태이다. ∙이 단계에서부터 흙으로 분류한다.

 

 

3) 한국기술용역협회 분류

암 반 분 류	시추굴진 상태	암반의 성질					탄성파 속도 (km/sec)	qw (mpa)
		풍화변질 상 태	균열상태	코어상태	함마타격	집수시험
풍 화 암	Metal crown bit 로 용이하게 굴진 가능하며 때로는 무수보링도 가능	암내부까지도 풍화진행, 암의 구조 및 조직이 남아 있음	균열이 많으나 점토화의 진행으로 거의 밀착상태임	세편상 암편이 남아있어 손으로 부수면 가루가 되기도 함. 단형코어가 없음	손으로도 부서짐	원형보존이 거의 불가능하며 세편상으로 부서짐	<1.2	<12.5
연 암	Metal crown bit로 용이하게 굴진가능	암내부의 일부를 제외하고는 풍화진행, 장석, 운모 등 이색, 변질	균열이 많이 발달, 균열 간격은 5cm이하이고, 점토 협재함	암편상~세편상(각책상)원형 코어가 적고 복구 곤란	해머로 치면 가볍게 부서짐	세편상으로 분리되고 암괴로 분리	1.2~ 2.5	12.5~ 40.0
중 경 암	Metal crown bit로도 굴진이 가능하나 Diamond bit를 사용하면 코어회수율이 양호 한 암반	균열을 따라 다소 풍화진행, 장석 및 유색 광물은 일부 변색됨	균열발달 일부는 점토가 협재함. 세편상태로 잘 부서짐. 균열간격은 10cm내외	대암편상~단주상 10cm 이하이며 특히 5cm내외의 코어가 많음. 원형 복구 가능	해머로 치면 현저한 소리를 내고 부서짐	암괴로 분리하나 입자의 분산은 거의 없고 변화하지 않음	2.5~ 3.5	40.0~ 80.0
경 암	Diamond bit를 사용하지 않으면 굴진하기 곤란한 암반	대체로 석괴, 균열을 따라 약간 풍화, 변질됨. 암내부는 신선함	균열의 발달이 적으며 균열 간격은 5~15cm. 대체로 밀착상태이나 일부는 open됨.	단주상~봉상 대체로 20cm이하 1m당 5~6개 이상	해머로 치면 금속음 내고 잘 부서지지 않으며 휘는 경향을 보임	거의 변화하지 않음	3.5~ 4.8	80.0~ 120.0
극경암	Diamond bit의 마모가 특히 심한 암반 및 경암의 파쇄대로 코어의 막힘이 많은 암반	대단히 신선하고 풍화변질되지 않음	균열발달이 적으며, 그 간격은 20~50cm로 밀착(mosaic 상태의 균열발달. 그 간격은 5cm 이하	봉상~장주상 완전한 형태를 보유 1m당 5~6개(암편상~각력상으로 원형코어가 적음)	해머로 치면 금속음을 내고 잘 부서지지 않으며 휘는 경향을 보임	거의 변화하지 않음	>4.5	>120.0

 

4) 강도에 따른 암반분류(ISRM, 1978)\

분류기호	등급	암반상태	ISRM(MPa)
S - 1	극경암	지질망치로 여러 번 타격하면 부서지고 모서리가 매우 날카롭게 깨어진다.	250이상
S - 2	경암	지질망치로 한 두 번 정도 강하게 타격 할 경우 부서지며 모서리가 날카롭다.	100 ~ 250
S - 3	보통암	망치의 한 번 타격하여 쉽게 모서리가 부서진다.	50 ~ 100
S - 4	연암	망치로 눌러서 부서진다.	25 ~ 50
S - 5	풍화	손가락으로 눌러서 부서진다.	0 ~ 25

 

 

5) 암반의 기재방법

암석코아에 대한 서술내용은 색, 불연속면의 간격, 풍화상태, 암석명, 강도 등이며 암석의 풍화상태, 불연속면의 간격(절리나 층리면의 간격) 및 강도는 아래 기준에 따라 기술

① 색(Color) : 암석의 기본색(황색,살색,회색,청색, 및 녹색)에 담(연한), 암(진한)의 명암 및 혼색에 대한 접두용어를 사용

 

② 암석의 절리 간격에 따른 분류 기준

구분	용어	절리 간격	절리 상태
F 1	괴상 (Solid)	100cm 이상	Very Wide
F 2	약간균열(Slightly Fractured)	20 ~ 100cm	Wide
F 3	보통균열(Moderately Fractured)	10 ~ 20cm	Moderately Close
F 4	심한균열(Highly Fractured)	5 ~ 20cm	Close
F 5	매우심한균열((Highly Fractured)	5cm 이하	Very Close

 

2023.03.24 - [강박사의 토목이야기] - 우리나라의 암반분류(암판정)