KDS 설계기준 지반조사 KDS 11 10 10 :2021

 

KDS 11 10 10 :2021

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1. 일반사항

 

1.1 목적

(1) 이 기준의 목적은 토목구조물, 건축구조물 및 시설물의 설계에 필요한 지반정보를 획득하고 설계정수를 산정하기 위한 지반조사에 대한 기준을 제시하는 것이다.

 

1.2 적용범위

(1) 이 기준은 도로, 철도, 댐, 하천, 교량, 터널, 방파제, 호안, 원자력, 단지조성, 농업생산기반시설, 건축구조물 및 공작물, 상하수도, 조경공사 등의 설계 및 시공에 필요한 지반정보 획득에 적용한다.

 

1.3 참고기준

내용 없음

1.3.1 관련법규

· 지하수법

1.3.2 관련 기준

·KS F 2307 표준관입시험 방법

·KS F 2317 얇은 관에 의한 흙의 시료 채취 방법

·KS F 2342 점성토의 현장 베인 전단시험 방법

·KS F 2592 전자식 콘 관입시험 방법

 

1.4 용어의 정의

·경사 : 주향(strike)과 직각을 이루는 지질구조면(층리면, 단층면, 절리면 등의 불연속면)의 기울어진 방향과 수평면이 이루는 사잇각

·기반암 : 연암층, 퇴적층 또는 토층의 아래에 위치하는 전단파속도가 760m/s 이상인 단단한 암석층(보통암 등)

·내진설계 : 설계지진에 의해 입력된 에너지를 충분히 견디거나, 소산시키거나, 저감시키도록 하여 시설물에 요구되는 내진성능수준을 유지하도록 구조요소의 제원 및 상세를 결정하는 작업

·단층 : 정단층, 역단층, 주향이동단층 등으로 구분되는 지각의 응력에 의하여 생긴 일정 규모 이상의 전단파괴면에서 양측에 상대적으로 어긋남을 가지는 선상 또는 대상의 부분

·물리검층 : 시추공 내에서 심도에 따라 한 가지 또는 여러 가지의 자연적 또는 인위적 물리량을 측정하여 시추공 주변의 지질학적 특성을 파악하는 방법으로 전기 검층, 음파 검층, 방사능 검층, 온도 검층 및 시추공 영상촬영 등이 있음

·물리탐사 : 탄성파탐사, 전기비저항탐사, 중력탐사, 자기탐사, 전자탐사 및 방사능탐사 등 지층구성 요소의 물리적 특성의 차이를 이용하여 지질이나 암체의 종류, 성상 및 구조를 조사하는 방법

·불연속면 : 암반 내에 존재하는 절리, 층리, 엽리, 단층 또는 파쇄대 등에서 나타나는 연속성이 없는 면 등의 총칭

·비탈면 : 자연적 또는 인공적으로 형성된 지반의 경사면

·수압시험 : 기반암의 투수성을 파악하기 위한 수압에 의한 현장 투수시험

·습곡 : 화성암, 변성암, 퇴적암에서 변형 전 평면에 가까운 면들이 변형에 의하여 물결처럼 굽어 있는 구조

·암 : 구성광물, 암종, 단위중량, 일축압축강도, 탄성파 속도, 팽창성, 내구성 지수 등을 이용하여 분류하는 암석과 암석의 종류, 강도 및 풍화도, 불연속면 등의 특성에 따라 분류되는 암반으로 구분되는 지반재료

·엽리 : 변성암에 나타나는 지질구조로 암석이 재결정 작용을 받아 같은 광물이 판상으로 또는 일정한 띠를 이루며 형성된 지질구조

·애추 : 급한 기울기의 비탈면 아래에 풍화암 부스러기가 풍화작용 및 중력작용에 의하여 낙하함으로써 군집 형성된 돌무더기의 퇴적물

·액상화 : 포화된 사질토 등에서 지진동, 발파하중 등과 같은 동하중에 의하여, 지반 내에 과잉간극수압이 발생하고, 지반의 전단강도가 상실되어 액체처럼 거동하는 현상

·전기탐사 : 물리탑사법의 일종으로 지반전류의 물리현상을 대상으로 하여 자연전위, 비저항을 측정하며 지반구조, 지하수 등을 조사하는 방법

·전기비저항탐사 : 물리탐사법의 일종으로 지반 내 전류를 흘려보냄으로써 비저항을 측정하여 지반의 지질구조 및 지하수 분포구간 확인 등을 조사하는 방법

·전자탐사 : 자연적 혹은 인공적으로 가해진 전자기장에 의해 지하에 유기되는 유도전류에 의한 2차장 또는 합성장을 측정하여 지하의 전기전도도 분포를 파악하는 탐사방법

·절리 : 암석 자체에 의한 것과 외력에 의해 암반에 생성되는 비교적 일정한 방향성을 갖는 불연속면으로 상대적 변위가 단층에 비하여 크지 않거나 거의 없는 것

·주향 : 불연속면(층리면, 단층면, 절리면 등)과 수평면의 교선방향을 진북방향 기준으로 측정한 방위

·주상도 : 지반 조사 시의 시추조사 결과에 입각하여 지층의 성질, N값, 시추공 내 지하수위, 코어 회수율, RQD, 불연속면의 발달상태 등을 포함한 그림

·지반 : 흙과 암으로 구성되며 각종 토목구조물, 건축물, 시설물 등이 건설되는 토대로 육상뿐만 아니라 해양지반도 포함하는 건설공사에 관련된 지구의 표층 부분

·지반조사 : 각종 토목구조물, 건축구조물, 시설물 등의 설계 및 시공에 필요한 지반정보를 얻기 위해 실시하는 조사

·초기응력 : 굴착 전에 원지반이 가지고 있는 응력

·층리 : 퇴적암이 생성될 때 퇴적조건의 변화에 따라 퇴적물속에 생기는 층을 이루는 구조

·탄성파탐사 : 지표면이나 수면에서 인위적으로 발생시킨 탄성파가 지하 지층에서 반사 또는 굴절되어 되돌아오는 파를 수진기로 기록하여, 지질구조나 암석의 물리적 특성을 조사하는 방법

·Q-시스템 : RQD, 절리군수, 불연속면의 거칠기, 불연속면 변화 정도, 지하수에 의한 감소계수, 응력감소계수 등을 반영하여 암반을 분류하는 방법

·RMR(Rock Mass Rating)분류 : 암석강도, RQD, 불연속면 간격, 불연속면 상태, 지하수 상태, 굴진방향과 불연속면의 상대적 방향 등을 반영하여 암반 상태를 분류하는 정량적인 암반 분류방법

·RQD : 암질의 상태를 나타내는 용어로서, NX 또는 NQ 규격의 시추코아 중 10cm 이상 되는 코아편 길이의 합을 전체 시추 길이로 나누어 백분율로 표시한 값

·TCR : 전체 시추길이에 대하여 회수된 코아의 길이 비를 백분율로 표시한 값

 

1.5 기호의 정의

내용 없음

 

2. 조사 및 계획

 

2.1 조사 및 계획 일반

(1) 지반조사와 현장 및 실내시험은 원칙적으로 한국산업표준(KS)에 제시된 시험방법에 따라 실시하여야 한다.

(2) 한국산업표준(KS)에 명시되지 않은 시험은 국제적으로 인정되는 시험방법(국제암반공학회(ISRM) 및 미국재료시험협회(ASTM) 등)에 따라 실시하며, 관련사항을 지반조사 보고서에 기록하여야 한다.

(3) 시험 시 사용하는 장비와 기구는 시험을 시행하는 데 적합하여야 하며, 정기적으로 교정 및 검증을 시행하여야 한다.

(4) 조사와 시험에 참여하는 기술자는 소요되는 품질을 얻을 수 있는 자격을 갖추어야 한다.

(5) 지반조사 계획은 조사목적 및 현장조건에 부합되고 각 설계에 필요한 지반정보를 얻을 수 있도록 수립하여야 한다.

(6) 지반조사 위치는 설계자료를 바탕으로 내업 및 현장답사를 통하여 현지 지질 및 지반특성을 대표할 수 있는 지점을 대상으로 선택하여야 한다.

(7) 지반조사 각 단계에 대응한 조사·시험의 계획은 구조물의 특징이나 공사 내용에 필요한 사항을 반영하여야 한다.

(8) 지반조사로부터 설계, 시공의 대상이 되는 현장과 그 주변의 지반 및 지하수 조건, 설계 지반정수와 관련된 모든 자료를 얻을 수 있어야 한다.

(9) 실내 및 현장시험 수행 시에는 구체적인 품질관리계획을 수립하고 조사 및 평가단계에서 품질보증이 이루어질 수 있도록 하여야 한다.

(10) 지반조사는 예비조사, 본조사, 추가조사를 구분하여 시행한다.

① 소규모 과업의 경우 발주처와 협의하여 예비조사와 본조사를 구분하지 않고 실시할 수 있다.

② 각 단계별 조사·시험 계획은 각 단계에서 필요로 하는 정보를 획득할 수 있도록 수립하여야 한다.

③ 시공 중 조사는 설계단계에서 민원 등의 사유로 조사가 시행되지 못한 경우 또는 시공 중 급격한 지층변화로 인해 조사가 필요할 경우 실시할 수 있다.

(11) 구조물 중요도에 따라 하부지반 영향범위, 하중조건 등을 고려하여 설계에 필요한 정성·정량적 지반정보를 제공할 수 있도록 조사계획을 수립하여야 한다.

 

2.2 단계별 상세 지반조사

2.2.1 예비조사

(1) 예비조사 목적

① 구조물 입지로서의 적합성 평가
② 대안 부지가 있는 경우, 대안 부지의 적합성 비교 검토
③ 구조물 시공으로 발생될 변화 예측
④ 구조물의 거동에 중요한 영향을 미치는 지반의 구성 및 특성 파악
⑤ 상기 조사를 근거로 한 본조사 계획
⑥ 필요시 공사에 필요한 골재원(레미콘, 아스콘, 세골재, 조골재) 및 토취장 확인

(2) 예비조사 항목 및 방법

① 기존 자료조사

가. 지형도, 지질도 및 고지형도
나. 지진이력
다. 인공위성 및 항공사진
라. 현장 부근의 기존 조사자료 및 시공 경험
마. 수문조사, 특히 개략적인 지하수위 조사
바. 인접 구조물 및 굴착현장 조사
사. 지장물 현황조사

② 현장답사

가. 현장답사는 야외조사를 통하여 지형이나 지질 및 지반상태를 확인하거나 지역 주민들의 청문을 통하여 과거의 지형변화 등에 대한 정보를 입수하여 조사 자료에서 나타난 사항을 확인하고 도상계획에 참고할 수 있도록 하며, 조사시행에 영향을 줄 수 있는 제반 현장여건을 확인하여 원활한 본조사 계획을 수립한다.
나. 현장답사의 결과는 정리하여 계획 및 설계에 반영할 수 있도록 하며, 이미 계획된 사항에 대해서는 문제점을 파악하여 변경하거나 보완한다.
다. 현장답사 시 현장 및 인접 부지를 촬영하여 지형 및 주변 보안건물 등 시공에 영향을줄 수 있는 제반 현장여건 파악에 드론을 활용할 수 있다.
라. 현장답사 시 주요 구조물 또는 주변 건축물 등과의 이격거리 측정이 필요할 경우 위성사진 또는 거리 측정기를 활용할 수 있다.

③ 본조사 계획을 위한 지반조사

가. 기존 자료조사 및 현장답사 결과를 바탕으로 본조사 계획을 위한 지반조사 계획을 수립하여야 한다.
나. 지구물리탐사를 통해 조사 지역 전체의 개략적인 지층조건 및 특성을 파악하여야 하며, 필요한 경우 시추조사와 현장 및 실내시험을 수행할 수 있다.
다. 기존 자료조사, 현장답사, 지반조사 결과를 종합하여 본조사 계획을 수립하여야 한다.

2.2.2 본조사

(1) 본조사 목적

① 본조사는 설계 및 시공에 적합하고, 안전하면서도 경제적인 가설 또는 본공사 설계를 위한 지반공학적 및 지질학적 정보를 제공한다.

② 시공방법 계획수립에 필요한 정보를 제공한다.

③ 시공 중 예상되는 문제점을 확인한다.

④ 본조사 시 다음 사항을 검토한다.

가. 지반 성층 상태
나. 지반의 강도특성
다. 지반의 변형특성
라. 지하수위 및 각 지층의 간극수압 분포
마. 투수 조건
바. 지반의 잠재적 불안정성
사. 지반의 다짐 특성
아. 지반개량 가능성
자. 동결 가능성

(2) 본조사 항목 및 방법

① 지질학적 특성 조사는 지표지질조사, 선구조분석, 암석박편시험 등을 실시하여 다음 사항을 검토한다.

가. 자연적 또는 인공적인 공동
나. 암, 흙 또는 매립 재료의 풍화와 연화
다. 수문지질학적 영향
라. 단층, 절리 등 불연속면
마. 팽창성 또는 붕괴성 지반

② 지반공학적 특성 조사는 시추, 물리탐사, 현장 원위치시험, 실내시험을 포함하며 물리탐사 등 간접적인 방법들이 사용될 경우, 시험 대상 지반을 확인하기 위하여 시추조사 등을 실시하여 다음 사항을 검토한다.

가. 지층 분포특성
나. 지질이상대 분포특성
다. 지층별 수리특성
라. 지층별 강도 및 변형특성
마. 토질 및 암석의 물리역학적 특성
바. 토체와 암반의 크리프
사. 지반의 지진동 특성
아. 폐기물 또는 인공재료의 존재
자. 시공 시 용출수 및 지하수위 측정 등을 통하여 주변 지하수 변동 조사
차. 근접구조물 및 매설물(상하수도관, 송유관, 통신 및 전력 케이블, 도시가스관, 기타 지중구조물 등)에 대하여 각 시설의 관리 주체 및 관리대장, 노후도, 장래확장 계획 여부를 조사하고 누수 등으로 인하여 지반함몰이 예상되는 경우에는 조사를 시행하여 설계 시 기초자료로 활용

(3) 시추조사

① 시추는 NX규격 이중 코어배럴이나 NX에 상응하는 규격을 사용하여 연직으로 시행하며, 풍화대나 파쇄대 등에서는 삼중 코어배럴 등을 사용하여 코어의 회수율을 높인다.

② 지층구성 파악을 위한 시추간격 및 심도는 구조물의 종류 및 범위, 요구되는 지반조사 자료의 정밀도에 따라 지반분야 책임기술자 판단에 의거 결정한다.

③ 시추는 수직시추뿐만 아니라 단층 순폭 평가를 위한 경우 수평 및 경사시추를 실시한다.

④ 단층이나 파쇄대와 같이 공사에 장애가 되는 구간이나, 지층이 불규칙한 경우에는 시추간격을 축소 조정한다.

⑤ 시추공의 지하수위 측정은 시추종료 후 24, 48, 72시간 경과 시마다 지하수위를 측정한다.

⑥ 터널 입·출구부 및 저토피 구간에서는 탄성파탐사를 수행하여 지층변화를 상세히 파악한 후 시추위치를 선정한다.

⑦ 시추조사 시 정확한 시추조사 위치 파악을 위하여 GPS 장비 등을 활용할 수 있다.

⑧ 시추조사 후 드론으로 조사부지를 촬영하여 시추조사를 수행한 위치정보를 수집하고 활용할 수 있다.

표 2.2-1 기본설계 시 시추조사 참고기준

구분		시추 간격	시추심도
건축		구조물 규모에 따라  50m～100m 간격	기반암 3m 이상1)
교량2)		연장 100m 이상 교량 3공 이상 연장 100m 미만 교량 최소 각 교대	기반암 3m 이상
박스		개소당 1공	풍화대 50/30 이하 3회 연속 확인
터널	산악 (NATM, TBM)	3공 이상(입출구부 포함) 계곡부/저토피 구간 1공 이상	터널 바닥고 하부 0.5～1.0D(D: 터널 최대 직경) (기반암이 확인 안 된 경우 터널 바닥고 하 1.0～2.0D)
	도심지 (개착)	200m～500m 간격, 주요 구조물(수직구, 정거장, 집수정, 환기구 등)은 개소당 1공	계획고 하부 3m 이상(기반암이 확인 안 된 경우 계획고  하부 0.5B, B:굴착 계획폭) 주요 구조물에는 기반암 3m 이상
깎기비탈면		개소당 1공 이상 (연장  200m 이상 시 1공 추가) 깎기높이 20m 이상 일 경우 2공 이상(시험굴조사: 1～2개소)	계획고 하부 2m(단, 1개소에서 2공 이상 계획 시 비탈면 중간부에서는 계획고 위에서 경암 출현하는 경우 경암 2m 이상 확인) (시험굴조사: 1m～3m)
쌓기 비탈면	일반	500m 간격 (핸드오거 300m 간격)	풍화토 N=30 이상 3회 연속 또는 풍화암 확인(핸드오거는 가능심도까지)
	연약	100m～200m 간격 (핸드오거 200m 간격)	연약지반 통과 후 견고한 지층 3m～5m 확인 (핸드오거는 가능심도까지)
댐		20m～30m 격자	댐 형식 및 높이와 하부지반조건을 고려하여 결정
제방		200m 간격	제방높이 3배, 최소 10m 이상
공항		상기 구분 별 간격	상기 구분 별 심도
주 1) 기반암이 출현하지 않는 토사지반의 경우 예상되는 기초의 심도와 구조물의 하중에 따른 영향심도를 고려하여 충분히 깊은 심도까지 조사하여야 한다.    2) 교량구간 시추심도는 연암 3m 또는 경암 1m, 기반암이 출현하지 않을 때는 풍화암 10m, 토사지반인 경우 주1)을 따른다.    3) 토취장 조사는 개소 당 시추는 2개소 이상, 심도는 경암 5m까지 수행하며, 시험굴은 5개소 이상 실시한다.    4) 지하철의 경우 각 해당 구조물 구분을 따른다.    5) 단선병렬 터널의 경우, 두 터널 중심 간의 거리가 5B(터널 폭) 이상 이격되었을 경우, 각각의 터널로 지반조사를 수행한다.    6) 위 기준은 최소 권장사항이며, 사업규모 및 특성에 따라 수량 및 심도를 증가하여 정밀조사를 실시한다.

표 2.2-2 실시설계 시 시추조사 참고기준

구분		시추 간격	시추 심도
건축		구조물 규모에 따라 30m～50m 간격	기반암 3m 이상1)
교량2)		교대 및 교각마다 1개소	기반암 3m 이상
박스		개소당 1공	풍화대 50/30 이하 3회 연속 확인
터널3)	산악 (NATM, TBM)	50m～200m 간격(입출구부 포함) 계곡부/저토피 1공 이상 (200m마다 1개소 추가)	터널 바닥고 하부 0.5～1.0D ; D:터널 최대직경 (기반암이 확인 안 된 경우 터널 바닥고 하 1.0～2.0D)
	도심지(개착)	100m 간격, 주요 구조물 (수직구, 정거장, 집수정, 환기구 등)은 개소당 1공	·계획고 하부 3m 이상 (기반암이 확인 안 된 경우 계획고 하부 0.5B, B:굴착 계획폭) ·주요 구조물에는 기반암 3 m 이상
깎기비탈면		개소당 2공 이상 (연장 100m 이상 시 1공 추가) 깎기높이 20m 이상일 경우 2공 이상(시험굴조사 : 1～2개소)	계획고 하부 2m(단, 1개소에서 2공 이상 계획 시 비탈면 중간부에서는 계획고 위에서 경암 출현하는 경우 경암 2m 이상 확인) (시험굴조사 : 1m～3m)
쌓기 비탈면	일반	500m 간격 (핸드오거 300m 간격)	풍화토 N=30 이상 3회 연속 또는 풍화암 확인 (핸드오거는 가능심도까지)
	연약	50m～100m 간격 (핸드오거 200m 간격)	연약지반 통과 후 견고한 지층 3m～5m 확인 (핸드오거는 가능심도까지)
댐		20m～30m 격자 간격	·댐 형식 및 높이와 하부지반조건을 고려하여 결정
제방		100m 간격	제방높이 3배, 최소 10m 이상
공항		상기 구분 별 간격	상기 구분 별 심도
주 1) 기반암이 출현하지 않는 토사지반의 경우 예상되는 기초의 심도와 구조물의 하중에 따른 영향심도를 고려하여 충분히 깊은 심도까지 조사하여야 한다.    2) 교량구간 시추심도는 연암 3m 또는 경암 1m, 기반암이 출현하지 않을 때는 풍화암 10m(고속국도 및 도로는 7m)까지 적용하고, 토사지반인 경우 주1)을 따른다.    3) 철도 산악터널의 경우, 시추조사 간격은 50m～100m로 적용한다.    4) 토취장 조사는 개소 당 시추는 2개소 이상, 심도는 경암 5m까지 수행하며, 시험굴은 5개소 이상 실시한다.    5) 단선병렬 터널의 경우, 두 터널 중심 간의 거리가 5D(터널 폭) 이상 이격되었을 경우, 각각의 터널로 지반조사를 수행한다.    6) 지하철의 경우 각 해당 구조물 구분을 따른다.    7) 위 기준은 최소 권장사항이며, 사업규모 및 특성에 따라 수량 및 심도를 증가하여 정밀조사를 실시한다.

(4) 현장시험

① 현장시험은 현장에서 흙과 암의 특성을 확인하거나, 시험결과를 직접적으로 설계에 적용하기 위하여 실시한다.

② 현장시험 항목은 표준관입시험, 베인 전단시험, 콘 관입시험, 간극수압 소산시험, 시추공전단시험, 공내재하시험, 투수 및 수압시험 등이 있으며, 확인하고자 하는 흙과 암의 특성 및 대상 지반종류를 고려하여 본조사 시 적용할 시험 항목을 결정하여야 한다.

③ 조사위치는 예비조사 결과를 참고하여 조사부지 전반의 특성을 파악할 수 있도록 결정하여야 하며, 주요 구조물의 계획 위치, 파쇄대 등 구조물의 안전성에 중요한 위치를 포함하여야 한다.

④ 각 지층의 특성을 대표할 수 있는 시험결과를 확보할 수 있도록 조사심도를 결정하여야 한다.

가. 지층별 최소 1회 이상 수행하여야 한다.

나. 동일 지층이라도 지층이 두꺼울 경우 심도에 따른 지반특성 변화 경향을 확인할 수 있도록 특정 심도 간격으로 수행하여야 한다.

⑤ 조사수량은 조사위치 및 조사심도에 따라 결정되며 표 2.2-3의 조사기준을 참고하여 결정할 수 있다.

표 2.2-3 현장시험 조사기준

조사 항목	조사기준(기본/실시)	비고
표준관입시험	시추조사와 병행	1m 심도간격으로 수행
베인 전단시험	800m/200m 간격	연약지반 쌓기 구간에 대한 조사기준 연약층 전심도 (5m 간격)
콘 관입시험	200m/100m 간격	·연약지반 쌓기 구간에 대한 조사기준 ·연약층 전심도
간극수압 소산시험	400m/200m 간격	·연약지반 쌓기 구간에 대한 조사기준 ·연약층이 얇은 경우: 연약층 중앙부 ·연약층이 두꺼운 경우: 연약층 중앙부   또는 층두께 하부의 1/3 지점
시추공전단시험	- / 풍화암층	풍화암층이 두꺼운 경우 필요시 수행
공내재하시험	- / 깎기높이 20m 이상 1공 - / 교량 기초부 1공 - / 터널입출구부, 본선 각 1공	지층별 각 1회
투수 및 수압시험	- / 공당 1회	토사층
암반수압시험	- / 암층별 1회 이상

 

(5) 물리탐사

① 물리탐사는 공사계획, 지반조건, 환경조건 등에 따라 측정 대상 물성을 다르게 적용할 수 있으며, 대상지반의 조사를 시행하는 보조적·광역적 방법으로 활용한다.

② 물리탐사 종류에는 탄성파탐사, 전기비저항탐사, 전자탐사, 지표투과레이더(GPR)탐사, 중력탐사, 표면파탐사(MASW(SASW))탐사 등이 있으며, 표 2.2-4의 조사기준을 참고하여 설계목적에 적합한 탐사 방법을 선택한다.

③ 산악지역의 경우 전기비저항탐사의 가탐심도를 고려하여, 전자탐사를 실시한다.

표 2.2-4 물리탐사 조사기준

조사 항목	조사기준(기본/실시)	비고
탄성파탐사	- / 깎기높이 20m 이상 터널 입출구부 및 저토피구간 교량기초에 지층상태 급변구간	미시추구간에서 수행 시추조사와 병행 가탐심도 50m 내외
전기비저항탐사	터널 전체길이	가탐심도 200m 내외
전자탐사	터널등 계획고가 200m 이상 전구간	토피고 200m
지표투과레이더탐사	- / 대상 지장물 전구간	도심지 지장물조사 구간등
중력탐사	- / 대상구간	공동등 이상대출현 예상구간
표면파탐사	- / 대상구간	전단파 속도단면 필요시

(6) 물리검층

① 지구물리검층 시에는 지질학적, 수문지질학적, 지반공학적 특성과 연계하여 구성암석, 균열상태, 지하수 유용과 물리·화학적 성질을 비롯한 제반 지반정보를 얻을 수 있도록 한다.

② 지구물리검층 수행 시 해석을 용이하게 할 수 있도록 조밀하게 측정한다.

③ 내진특성 평가를 위해 필요시 밀도검층, 하향식 탄성파탐사, SPS검층 등을 수행한다.

④ 물리검층 항목으로는 시추공 영상촬영, 밀도검층, 하향식 탄성파 탐사, SPS 검층, 시추공 토모그래피 탐사 등이 있으며, 표 2.2-5의 조사기준을 참고하여 설계목적에 적합한 탐사 방법을 선택한다.

표 2.2-5 물리검층 조사기준

조사 항목	조사기준(기본/실시)	비고
시추공영상촬영	- / 깎기높이 10 m 이상 1공 - / 터널 입출구부 각 1회	암반구간을 대상으로 수행
시추공토모그래피탐사	- / 상부구조물에 영향을 미치는 공동 또는 지질이상대 구간	필요 깊이까지 수행 (레이더, 탄성파, 전기비저항)
밀도검층	- / 연약지반 및 지질이상대 구간	필요 깊이까지 수행
하향식 탄성파 탐사	- / 내진설계 적용시	필요 깊이까지 수행
SPS 검층	- / 내진설계 적용시	필요 깊이까지 수행

(7) 실내시험은 현장에서 채취한 교란, 흐트러지지 않은 시료(불교란시료)에 대하여 지반의 물리·역학적 특성을 파악하기 위하여 실시한다.

① 실내토질시험

가. 실내토질시험 항목으로는 함수량, 비중, 체가름, 입도, 액·소성한계, 일축압축시험, 직접전단시험, 압밀시험, 삼축압축시험, 다짐시험, 실내CBR시험 등이 있다.

② 실내암석시험

가. 실내암석시험 항목으로는 비중, 흡수율, 단위중량, 포아송비, 일축압축, 삼축압축시험, 인장시험, 점하중시험, 탄성파속도, 마모시험, 풍화내구성지수시험, 팽윤시험, 절리면전단시험 등이 있다.

(8) 지반동적특성 조사

① 내진 설계에 필요한 지반의 대표적 동적 물성치는 전단파속도, 전단탄성계수, 감쇠비 등이 있다.

② 대상부지의 지진응답특성 평가를 위해 시추조사, 물리탐사, 검층 및 실내시험을 시행하여 지층별 동적물성을 정량화한다.

③ 현장조사 및 현장시험, 실내시험 등이 여의치 않은 경우에 한하여 기존자료를 이용한다.

 

(9) 특수 지반 및 구조물에서의 추가적인 조사

① 폐기물 및 오염물질 분포 지역에서의 조사

가. 기초 하부에 폐기물이나 오염물이 예상되는 지역에서는 현장시험이나 실내시험 등을 통하여 오염물질의 특성을 평가한다.

나. 현장시험은 전기비저항값, pH, 온도, 산화환원전위 등이며, 실내시험은 토양오염, 수질분석, 콘크리트 부식 성분 조사 등이다.

② 지하수 및 간극수압 특성 조사

가. 간극수압 분포 조사는 수위, 시간에 따른 변화, 수문학적 정보를 포함한다.

나. 만약 피압수나 용출수가 있다면 보고서에 기록하여야 하고, 피압 수두의 측정이 가능하다면 그 크기를 측정한다.

다. 현장 근처에 지하수 양수정이 있으면 그 위치 및 용량을 확인한다.

③ 시험터널조사

가. 특수한 지반상태를 직접 확인할 필요가 있거나 특정한 원위치시험을 시행할 필요가 있을 때에는 시험터널을 굴착하여 조사할 수 있다.

나. 시험터널 내에서 각종 원위치시험이나 계측을 시행할 경우 및 시료를 채취할 경우에는 원지반의 교란을 최소화한다.

다. 시험터널 조사는 지표지질조사, 시추조사 등과 연계 분석하여 터널의 지질도를 작성한다.

④ 저수지 주변조사

가. 저수지 주변의 조사는 만수 시의 누수 또는 수위변동에 의한 산사태, 댐의 기능 및 안전성에 지장을 줄 가능성의 유무를 판단하기 위하여 정밀하게 시행한다.

나. 댐 주변 및 제체 기초부에 발달한 단층, 절리, 층리 등 불연속면에 대해서 정밀하게 조사하며, 필요시 평사투영법과 같은 분석을 시행하여 산사태 및 제체 기초부의 안정성을 평가하는 기초자료로 사용한다.

다. 댐의 저수가 취약 지반을 통하여 유역 외로 유출될 우려가 예상되는 지역은 지하수 거동을 확인할 수 있는 조사를 시행한다.

⑤ 제체 재료조사

가. 댐 지점 주변에 있는 암석, 사력, 흙 등 필댐 축조 재료의 조사는 기술적으로 사용이 가능하다고 생각되는 모든 재료에 대하여 분포지역, 수량, 통일분류, 공학적인 성질 등을 파악한다.

나. 재료조사는 댐 지점에 가까운 곳부터 시작하여 총량이 제체 체적의 2배~3배에 달하는 범위까지 점차 확대한다.

다. 조사구역은 축조 계획수량을 고려하여 댐 계획 지점을 중심으로 최초 0.5km 또는 1km 지역에 대해서 조사하고, 수량이 미달할 경우에는 그 이상의 지역으로 점차 확대한다.

라. 조사방법은 지형 및 상황에 따라 시추조사, 트렌치조사, 시험굴조사 등의 방법을 혼용한다.

마. 토질시험은 채취한 시료 중에서 대표적인 시료를 선정하여 필수 시험항목인 함수량, 비중, 입도, 단위중량, 다짐시험 등과 함께 기타 필요한 시험을 시행한다.

 

⑥ 불안정 요인을 갖는 비탈면 조사

가. 불안정 지형·지질 요인을 갖는 비탈면에서는 각각의 불안정 요인에 따라 적절하게 조사방법과 조사범위를 설정하여 안정성 확보를 위한 상세한 설계를 실시한다.

나. 비탈면 파괴 또는 산사태 지역에 대한 조사에는 예비조사 및 본조사에서 시행하는 조사방법을 바탕으로 비탈면의 활동요인 및 파괴토체의 기하학적 특성을 규명하고 파괴토체의 활동으로 인해 예상되는 위험도를 평가하기 위한 조사가 포함된다.

다. 낙석에 대한 조사는 급경사의 깎기비탈면 상부에 낙석이 발생 가능하고, 낙석발생 시 비탈면 하부의 시설물 및 인명에 위험성이 있는 경우에 시행한다.

라. 토석류 발생가능 구간에 대한 조사는 과거에 토석류가 발생하였거나 계곡부의 유역면적이 매우 넓고 경사가 급한 경우에 실시한다.

⑦ 기설제방 조사

가. 기설제방의 토질조사는 제방 취약 예상지점 파악조사, 제체누수조사, 기초지반 누수조사, 연약지반조사 등을 필요에 따라 실시한다.

나. 기설제방의 제체에서 누수가 발생할 경우에는 제체 토질 및 피해에 관한 자료조사와 탐문조사, 시료채취 및 실내토질시험, 시추조사, 원위치시험, 물리탐사 등을 필요에 따라 실시한다.

다. 기설제방에서 과대한 침하나 활동에 의한 파괴 등의 피해가 실제로 발생할 경우와 제방의 보축, 지진 등에 의해 침하나 활동이 문제가 될 것이 예상되는 연약지반에서는 제방의 기초지반 토질에 관한 조사 및 제방침하에 관한 자료조사, 시료채취, 실내토질시험, 원위치시험 등에 대한 조사를 실시한다.

⑧ 석회암동굴, 용암동굴 등 지하공동이 분포할 것으로 예상되는 지역의 경우에는 필요시 토모그래피 탐사나 중력탐사 등을 시행할 수 있으며, 도심지 터널의 지하정거장과 같이 사람이 일정시간 머무는 구간의 경우에는 라돈가스에 대한 영향분석을 실시한다.

2.2.3 추가조사

(1) 예비조사 및 본조사 후에도 구조물 설계를 위한 추가의 자료가 필요할 경우에는 구조물이 위치하는 지역에 대한 흙과 암의 지반공학적 성질과 지하수위에 대해서 추가조사를 실시한다.

(2) 추가조사의 범위와 방법은 본조사의 결과와 현장 상황 등을 고려하여 결정한다.

2.2.4 시추조사 후 폐공

(1) 시추가 완료된 시추공은 지하수법 제9조의4에 따라 모르타르 등으로 적합하게 폐쇄하여 지하수가 오염되지 않도록 하여야 한다.

 

2.3 지반의 분류기준

(1) 지반분류는 조사와 시험으로부터 수집된 제반정보를 토대로 수행한다. 흙과 암반의 경계구분은 시추조사 결과와 흙 및 암에 대한 특성 및 기본적인 성분조사 결과를 이용하여 판정한다.

(2) 토층은 지질학적 생성기원에 따라 구분하고, 흙의 분류방법은 공학적 분류기준인 흙의 통일분류법을 이용한다.

(3) 암반의 분류방법은 분류 목적 및 특성에 따라 다양한 방법이 있으며, 목적에 따라 적합한 분류방법을 선택하여 사용한다.

① 지질학적 암석명에 의한 분류

② 공학적 특성을 이용한 점수배점을 이용한 분류(RMR, SMR 등)

③ 강도 및 풍화도를 이용한 분류

④ 불연속면의 상태에 따른 분류

⑤ 탄성파속도 및 시공성에 따른 분류방법 등

 

2.4 지반특성 평가

(1) 지반특성 평가 시 이 기준의 2.2에서 수행한 조사결과를 종합하여 지반특성을 평가하여야 하며, 유사한 지반조건에 대한 과거문헌조사 자료, 기존 시험 자료, 경험식 등을 참고할 수 있다.

(2) 지반특성의 위치별 변동성을 고려하여 설계단위 별로 지반특성을 평가하여야 하며, 동일한 설계단위 내에서도 조사 결과 나타나는 지반의 변동성이 큰 경우에는 유사한 특성을 나타내는 구역별로 구분하여 분석하여야 한다.

(3) 지반의 종류에 따라 지반특성과 설계에 반영되어야 할 지반정수가 달라지므로 각각의 지반 종류에 따라 적합한 지반특성을 평가하여야 하며, 동일한 지층에서도 시험결과의 변동성이 큰 경우에는 유사한 결과를 나타내는 심도별로 구분하여 평가하여 신뢰도를 높일 수 있다.

① 흙의 경우 통일분류법 상 분류, 기본 물성값(입도, 단위중량, 자연함수비 등)과 역학적 특성(강도특성, 변형특성, 투수특성 등)을 평가하여야 한다.

가. 단위중량은 충분한 정확도로 결정되어야 하며, 채취된 흐트러지지 않은(불교란) 시료로부터 구하고 흐트러지지 않은(불교란) 시료를 채취할 수 없을 때는 현장시험을 통해 구한다.

나. 역학적 특성은 배수 가능 여부에 따라 달라지므로 이를 고려하여 평가한다.

다. 강도특성은 일축압축강도, 삼축압축강도, 전단강도 정수로 구분하며 현장시험 과 실내시험 결과로부터 구한다.

라. 변형특성을 나타내는 변형계수는 비선형 특성을 고려하여, 사용하고자 하는 변형률의 정도에 따라서 결정한다.

마. 침투수 해석을 수행하기 위해서는 지하수와 함께 불포화 또는 포화된 흙의 투수특성과 지표면 침투특성이 필요하며, 포화투수계수, 불포화함수 특성곡선, 지표침투특성 등을 측정하는 시험을 통해 구한다.

② 암석의 경우 구성광물, 기본 물성값(단위중량, 함수비, 간극률, 흡수율, 슬레이크 내 구성 등)과 역학적 특성(강도특성, 변형특성, 투수특성, 불연속면 전단특성 등)을 평가하여야 한다.

가. 단위중량은 충분한 정확도로 결정되어야 하며, 채취된 흐트러지지 않은(불교란) 시료로부터 구하고 흐트러지지 않은(불교란) 시료를 채취할 수 없을 때는 현장시험을 통해 구한다.

나. 암석의 강도는 일축압축강도, 삼축압축강도, 절리면 전단강도 등이 있으며 현장시험과 실내시험 결과로부터 구한다.

다. 암의 변형특성은 크게 무결암의 변형특성과 암반의 변형특성으로 구분하며, 암석종류, 풍화상태, 불연속면의 발달 상태에 따라서 많은 차이가 나타나므로 시험과 과거의 경험을 토대로 신중하게 산정하여야 하며, 암반의 변형특성은 실제 규모의 시험을 실시하거나, 공내재하시험 또는 암반분류 방법에서 구한 값과의 상관관계를 이용하여 산정한다.

라. 암반비탈면 안정해석에서 불연속면의 전단강도는 매우 중요한 부분이며, 절리면 전단시험을 실시하여 산정하는 것을 원칙으로 하며, 현장에서 조사한 절리면 거칠기와 절리면 벽면강도를 고려한 전단강도 공식을 이용하여 산정할 수 있다.

마. 투수특성은 현장수압시험을 수행하여 정량화한다.

 

2.5 보고서 작성

(1) 지반조사 보고서에는 지반의 지질학적 특성 및 모든 지반의 정보, 지반공학적 평가, 시험결과 해석 시 사용된 가정들을 포함하여야 한다.

(2) 지반조사 보고서에는 시험에 사용된 방법과 과정, 단계별 조사, 시추, 지하수 측정, 실내 및 현장시험에서 얻은 결과를 기록하여야 한다.

(3) 지표지질조사는 조사한 내용을 정리하여 단층을 포함한 현장의 지질구조를 응용지질도에 정리한다.

(4) 시추조사 결과는 일정 양식의 시추주상도로 정리한다.

(5) 현장시험 결과는 각각 목적에 적합한 정보가 자세히 나타날 수 있도록 일정한 양식에 정리하고, 시험결과가 도표로 나타나는 경우는 그 결과를 제시한다.

(6) 실내시험 결과는 각각 목적에 적합한 정보가 자세히 나타날 수 있도록 일정한 양식에 정리하고, 시험결과가 도표로 나타나는 경우는 그 결과를 제시한다.

(7) 지표 하부에 분포하는 지층은 불규칙하게 발달하고, 현장조사에서 얻은 결과는 제한적이므로 설계 및 시공 시 고려하도록 조사지역의 토질특성을 명기하여야 한다.

출처

국가건설기준센터

 

KDS 건설공사 지반계측 KDS 11 10 15 :2021