지반, 컨시스턴시, 지반조사방법, 보링, 지내력, 베인테스트

 

 

지반

대지의 사전조사 방법에는 대지의 기존 시설(상하수도, 전기, 전화케이블, 가스시설, 전주, 인접 건물, 수목 등)과 건축 관계법에 관한 사항을 조사하여야 합니다. 또한 대지 측량을 시청 및 구청 또는 군청과 같이 공권력이 있는 기관에 의뢰하여 대지경계 명시 측량을 하여 경계선이 확정되면 고저 측량을 하여 1M 간격으로 표시하고 기초 흙파기에 앞서 기준점 설정과 부지의 정지작업에 지장이 없도록 하여야 합니다. 

 

흙의 입자 크기에 따른 분류와 시험

흙은 일반적으로 구성하고 있는 실질적 부분인 흙의 입자와 공극에 포함되어 있는 물과 공기 즉 고체, 액체, 기체의 삼태로 되어 있습니다.  흙을 대별하면 흙과 자갈로 분류할 수 있으나 흙은 입자 크기에 따라 자갈, 모래, 실트, 점토 4가지로 구분하며 흙의 굵은 입자는 채로 쳐서 분류하고 가는 입자는 침봉 시험으로 구분하여 양을 산출합니다. 

 

흙을 구성하는 실질부분은 흙 입자이고 이외 물과 공기가 점유하는 부분을 간극이라 하여 이 두 개의 간극비라 합니다. 간극비, 함수비, 포화도는 다음 식에 의하여 구해야 합니다. 

 

 

 

흙의 컨시스턴시

흙에 물을 가하면 고체상태가 반고체가 되고 다시 부슬부슬한 사소상태가 되며 그 후 유동서가 생겨 액체상태가 됩니다. 사소 상태가 되며 그 후 유동성이 생겨 액체상태가 됩니다. 가소 상태에서 액상으로 변하는 한계 함수비를 액상 한계라 하고 가소 상태로 변할 때 최소 함수비를 소성 한계라고 합니다. 물을 더 이상 줄여도 체적의 변화가 없을 때 한계를 수축 한계라 합니다. 수축 한계, 소성 한계, 액성 한계는 각각 표준 시험 방법으로 측정할 수 있으며, 흙의 분류와 성질 판정에 사용합니다. 흙의 물기 정도를 표시한 흙 성질의 모식도는 다음과 같습니다. 

 

질건상태       →        부슬부슬하고 끊기가 없음     →     끈기가 있고 반죽할 수 있는 상태      →   질척한 액체 상태

              (수축한계).                                      (소성 한계)                                               (액성 한계)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

지반조사

지반조사 방법은 지반의 안정도와 지반의 구성 등을 조사하여 가장 안전하고 경제적인 기초구조물의 형식을 선정하는데 필요한 자료를 얻기 위함이고 현장답사와 계획된 건축물의 개요 등을 고려하여 조사방법과 범위를 정합니다. 조사방법으로 지내력, 경암반의 깊이, 지하수위. 슬라이딩, 침하 등의 위험성 등을 조사하여 기초 흙파기 방법과 기초의 넓이, 깊이 및 크기와 종류, 설치방법에 관한 것을 결정하기 위한 것입니다. 

1) 사전 예비지식으로 지반의 개황을 추청 하는 것으로 대지의 매수 전에 또는 결정 후라도 문헌조사, 현지답사, 기존 건물 조사 등을 통하여 설계 건물의 중요도로서 그 개황을 추정하는 사전조사를 합니다. 

2) 대지 내의 지형을 직접 답사하여 조사하고 지반 구성 개황을 예측하는 방법으로 건물의 배치계획, 지반 지지층과 기초 구조의 형식을 결정할 수 있는 자료를 설계자에게 제공하기도 하며 본조사의 방법 및 규모 등의 계획을 세울 수 있는 기본적인 자료를 수집합니다. 

3) 본조사를 하기 위해 지반조사의 필요사항을 정하고, 조사방법을 결정합니다. 조사방법으로는 시험 파기, 보링, 표준 관입 시험, 토질시험, 지내력 시험, 말뚝 시험, 물리 탐사법 등이 있습니다. 

4) 사전조사나 예비조사, 본조사에서 실시 추정한 지층이나 기초 형식이 부적당하게 조사 결정되었을 때는 재조사를 하고 본조사의 결과를 보완, 보강할 때는 보충조사를 실시하여야 합니다.

 

보링(Boring)

지반조사 방법으로 지표면에서 지층으로 구멍을 뚫어서 흙의 종류, 지하수위 측정, 지반의 구성, 토질시험, 시료채취를 목적으로 실시됩니다. 보링은 케이싱, 로드, 비트, 코어 튜브로 구성되어 있습니다.

• 수세식 보링은 지중에 외관을 박고 그 속에 내관을 통하여 끝부분에서 고압수를 품어 외관 밑의 토사와 물을 씻어 올려 지상에 설치한 침전 통에 받아 침전시켜 조사하는 방법으로 관의 지름이 7.5cm~18cm이고 내관은 2.5~6cm로 연약층 또는 조사 깊이가 얕을 때 사용되며 보통 30cm까지 가능하고 굳은 층 지반에서는 부적합함으로 회전식 보링을 혼용하기도 합니다.
• 충격식 보링은 지중에 철관을 설치하여 착공 구를 단 보링대를 관 속에서 상하로 회전시켜 충격과 회전력에 의해 토석을 분쇄하여  뚫고 토사 채취용 구를 달아 관 속의 토사를 끌어올리는 방법입니다. 미국에서 개전 법으로 사용된 것으로 진동이 많고 비교적 경질 지층을 꿇어보는 방법으로 케이싱의 지름은 10cm, 두께 6mm, 길이 1.5m를 이어서 사용합니다. 
• 회전식 보링은 중공의 강철재 코어 튜브를 회전시켜 지반을 뚫고 이수를 순환시켜 공격을 안정시키며 지층을 원주형으로 암반 시료를 채취하는 가장 정확한 보링 방법입니다. 
• 오거 보링은 나사와 같은 어스 오거로 구멍을 뚫는 방법이며, 소형의 수동식과 대형의 기계식이 있습니다. 굳은 지반에는 사용하기 힘들지만 좋은 시료를 얻을 수 있어서 편리합니다. 

 

 

지내력

지반의 강도와 변형을 구별하여 강도상으로 지반을 지지할 수 있는 응력을 말합니다. 지내력은 지지력에 변형, 침하의 개념을 합쳐 생각할 때의 응력을 내려이라 하고 직접기초에 대한 지반의 내력이라고 합니다. 

지지력에 안전율을 적용한 것을 허용 지지력, 지내력에 안전율을 적용한 것으로 지반의 기초설계에 중요한 자료가 되는 것이 허용 지내력입니다. 

 

가장 대표적인 사운딩의 한 방법으로 보링 구멍을 이요한 지내력의 간이 측정방법이며, 표준 관입 시험용 지료 채취기를 보링 구멍에 넣어 중량이 63.5kg의 추를 75cm 높이에서 자유 낙하시켜 30cm 때려 받는데 소요되는 타격 횟수 N을 구할 수 있습니다. 이때 스플릿 스톤 샘플러 외경은 5.1cm이고 길이는 81cm이며, 내경은 3.5cm, 길이는 45cm로서 N값은 시험보고서에서 시험 위치의 각 깊이에 대한 토질의 변화를 토질 주상도에 기업 하도록 되어있습니다. 

 

베인 테스트

보링 구멍을 이용하여 +자 날개형의 베인 테스트를 지반에 때려 박고 회전시켜서 그 회전력에 의하여 진흙의 점착력을 판별하는 것으로 연약한 점토질 지반에 사용되며 굳은 진흙층에서는 베인테스트 삽입이 곤란하므로 부적당합니다. 

 

 

 

[건축 일반 구조] 기초구조, 기초판, 각종기초, 부동침하