2장. 기 초 (지반조사 · 지반개량 1-3)

8. 표준관입시험

관입시험이란 축대의 선단에 원추형의 콘, 스플릿스픈, 스크류포인트 등을 설치한 것을 지반 중에 관입시켜서 지반을 구성하는 토층의 경연, 상대밀도 등을 조사하는 시험이다. 이 시험은 1.5~2.0m 깊이마다 또는 지층이 달라질 때마다 한다.

 

표준관입시험

 

(1) 표준관입시험

축대의 선단에 외경 5.1cm 내경 3.5cm 길이 81cm의 스플릿 스픈 샘플러를 달고, 보링 구멍 내에 삽입하여 무게 63.5kg의 낙추를 높이 75cm에서 자유낙하시켜서, 30cm를 관입시키는 데 소요되는 타격 횟수를 측정한다. 그 타격횟수를 N값이라

한다. 이것은 토층을 구성하는 흙의 점조도 또는 상대밀도도 조사할 수 있고 N값도 알 수 있지만 동시에 시료도 채취되므로 보링할 때에 동시에 실시하기도 한다.

 

(2) 원추관입시험

이것은 콘 관입시험이라고도 하고 원추의 콘을 지중에 관입시켜서 흙의 강도를 측정하는 시험이다. 관입방법에는 정적으로 내리 꽂는 방법과 동적으로 때려 박는 방법이 있다.

 

(3) 정적관시험

관입시험기구를 중량물이나 가력기구를 써서 서서히 하중을 가하는 정적가력으로 지중에 콘을 압입하는데 필요한 하중을 측정하거나 일정 하중을 가하여 일정 깊이를 관입시키는 회전수를 측정하거나 십자 날개를 달은 기구를 지중에 압입하여 그 회전모멘트를 측정하는 방법 등이 있다.

 

스웨덴식 관입시험

정적 사운딩의 일종이며 1971년 스웨덴에서 실용된 것이 시초이다 비틀각송곳날인 스크류포인트를 축대의 선단에 달고 합계 100kg이 되는 재하판을 점차로 재하하고 각하중 단계에서의 관입량 및 100kg을 재하하여 회전시켜서 일정 깊이로

관입시키는데 필요한 외전수를 측정하여 토층의 점조도 또는 상대밀도를 탐사하는 방법이다.

이것을 핸드오거라고도 한다.

 

화란식 관입시험

정적인 원추관입시험의 한 가지로 축대 선단의 원추형 콘은 이중관으로 되어 있고 내관은 콘과 직결되어 지상에서 눌러꽃는 압력을 콘에 전달할 수 있고 외관은 내관의 주위에 마찰이 걸리지 않게 하는 것이다.

 

(4) 동적 관입시험

선단에 원추를 달은 관입봉을 지중에 때려 박고 그 타격의 저항을 측정함으로써 토층의 경연 등의 조질을 개력적으로 조사하는 시험이다. 축대는 이어가면서 일정 중량의 해머를 일정한 낙하높이에서 자유낙하시키고, 일정 깊이를 처박는 타격 횟수, 또는 일정 타격 횟수에 관입량을 구하는 시험이다. 이 시험은 연속관입이 가능하므로 표준관입시험에 비하면 간편한 조사법이기는 하지만 깊이 증가에 따라 축대의 주변 마찰이 증가하는 것과 토질의 관찰이 안 되는 것이  결점이다.

 

(5) 흙의 전단시험

 

베인전단시험

주로 연약한 점토, 유키토 등의 전단강도를 측정하는 시험을 말하며 그 시험기를 베인시험기라 한다. 십자형의 날개를 끝에 달은 로드를 지중에 눌러 박고 회전시키면 흙은 십자 날개 외주의 회전 궤적인 원주면에 따라 절단된다.  십자 날개를 회전시키는  비틀림모멘트에서 그 흙의 전단강도를 구한다. 연질의 점토, 유기질토에 주로 쓰이면 원위치에서의 전단시험으로 쓰인다.

 

1면전단시험

상하 2단으로 분리되는 상자에 시료를 넣고 수직 압력을 가하고 또한 한쪽으로 당겨서 시료를 전단하는 시험이다. 여기에 쓰이는 기구를 1면전단시험기라고 한다.

 

9. N값, 주상도

(1) N값

표준관입시험에서 시추를 지반에 30cm 깊이를 관입시키는 데 소요되는 타격 횟수를 N값이라 한다. 이 N값에 대하여 토질의 상대밀도와 지지력과의 관계가 주어져 있으므로 토질역학적으로 지내력 등을 추정할 수 있다.

 

(2) 토질주상도

토질주상도를 보링주상도 또는 간단히 주상도라고도 한다. 여기에는 지점, 토층의 층순서 각  토층의 두께, 심도, 토질, 색조, N값 등의 괄 주상의 단면도로 표시한 것이다. 보링할 때는 그 조사지점마다 이 표를 작성하여 토층의 개요를 보이고 또

비교하여 토층의 구성과 토질을 파악할 수 있다.

 

토질주상도

 

10. 지내력시험

직접기초 저면의 재하판을 설치하고 하중을 실으면 각 재하 하중마다의 침하량을 측정하여 지반의 지내력을 판정하는 시험이고, 재하시험이라도 한다. 이것은 또 하중 침하곡선, 항복하중강도, 파괴하중강도 등으로 기초지반의 허용지내력을 판정한다. 실제의 지내력은 기초파기의 깊이, 형상, 크기 및 지하수위, 하부토층 등에 영향이 되므로 충분히 검토하고 지내력을 판별해야 한다.

 

지내력시험