2011년도 설계실무자료집 - 토공

193

3-3 토질조사 관리강화 방안 설 계 처-1528

(2011. 6. 29)

I 검토배경

□「조사분야 성과 제고방안」의 일환으로 토질조사 수행·관리

실태 및 비탈면 설계변경 분석을 통한 관리강화 필요

□ 부실조사 방지를 위해 적정 기술력 보유 하도급업체 선정 필요

※ 조사분야 성과 제고방안(설계처-635호, 2011.03.24)

: 토질조사 프로세스 개선 및 조사분야 역량강화 등 추진계획 수립

II 추진현황

 

구 분	내 용
1998. 2 (설계일15201-234)	토질조사 대가 기준개선 검토 - 진입로 개설비 반영(표준품셈에 의거 기계기구 설치비의 25%)
2002. 12 (설계구13201-714)	교량기초 지반조사 방법 개선 - 시추공영상촬영, 공내재하시험, 토모그래피 탐사 수행
2005. 12 (설계처-3648)	깎기비탈면 설계개선 검토 - 절리면 전단시험 등 항목추가, 확인보링 기준정립
2006. 6 (설계처-1503)	토질조사 기준개선 - 터널부 화상정보, 암반수압 시험반영 및 조사빈도 강화
2008. 10 (설계처-2692)	비탈면 파괴원인분석을 통한 깎기비탈면 설계기준 개선 - 종방향 물리탐사, 풍화민감도 시험 등 조사 강화
2009. 6 (설계처-3330)	터널부 토질조사 개선방안 - 선 물리탐사 시행 후 시추조사, 가탐심도에 따른 물리탐사 시행
2010. 10 (설계처-4578)	지반조사 및 안정해석 관련기준 검토 - 해머효율 테스트 수행 및 지반조사 등급 세분화
2011. 3 (설계처-701)	설계용역 하도급 관리방안 - 하도급율 82% 미만시 하도급계약 적정성 검토

 

 

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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III 현 실태 및 문제점

□ 토질조사 수행·관리 미흡

문제점 내 용

조사비용

현실화 필요

사유지내 민원, 지형여건(급경사), 환경훼손(진입로 개설)

등으로 장비 접근이 어려워 정확한 조사 곤란

- 실투입 조사비용(민원 보상, 헬기투입 등) 설계 미반영

조사수행

미흡

물리탐사와 시추조사 동시 수행으로 취약구간(파쇄대 및

지질이상대) 조사 미흡

- 물리탐사 결과를 반영하여 취약구간 선정 후 시추조사를

수행해야 하나 설계기간 부족 등을 사유로 동시수행

취약구간

물리탐사 측정자료 관리규정 불명확

- 공사시행부서로 자료 인계가 없어 공사중 재해석 곤란

표준관입시험시 자동기록장치 미사용

- 타격횟수 기록을 작업자의 수기로 하고 있어 오차가 발생

되므로 자동기록장치 도입 필요 (LH공사 적용중)

조사관리

미흡

토질조사 성과에 대한 책임기술자 확인 부족

- 암질상태, 채취시료에 대한 주상도, 시험Data 상이여부, 취약

구간 판단 부족

성과물 검증

절차 부재

토질조사 및 보강공법에 대한 검증 부재

- 토질조사 Data 및 보강공법에 대한 검증절차가 없어 시공중

재보강에 의한 예산낭비 및 공기지연 발생

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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□ 설계변경 원인분석을 통한 관리 필요

o 설계변경 주요원인 고려한 토질조사 유의사항 관리 필요

[최근 3년간 깎기비탈면 설계변경 분석결과]

주요 원인 내 용 건수 비 고

설계 지층과 시공 중

확인 지층의 상이

∙지층 및 추정암선 상이

∙풍화대(층) 파쇄대(층) 발달

∙추정 불연속면 상이

∙불규칙 지층구조

60

노출암반의 풍화

∙풍화에 약한 암석

∙암질불량으로 급속한 풍화

33

절리틈 점토 협재 ∙절리틈 점토에 의한 슬라이딩 5

지형 형상 상이 ∙측량오류에 의한 지형 상이 1

□ 적정 기술력을 보유한 조사업체 선정 필요

o 토질조사 업체의 면허, 보유장비 등 기본적인 수행능력에 대한 확인없이

업체를 선정하고 있어 이에 대한 관리 필요

[상주~영덕, 부산외곽 토질조사 업체현황(18개사)]

 

 

 

구 분	현 황	비 고
면 허	· 엔지니어링활동주체신고 : 14개사 · 보링·그라우팅 공사 : 2개사 · 기타(지하수개발) : 2개사
기술자	· 5인 이하 : 4개사 · 6인~10인 : 8개사 · 11인 이상 : 6개사
보유장비	· 시추기 1대 이상 : 15개사 · 장비없음(임대) : 3개사

□ 공사중 확인조사 비용 현실화 필요

o 확인조사비는 1식단가(측량 및 검측비)로 구성되어 취약구간 등 추가

물량 발생시 소요비용에 대해 처리 곤란

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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IV 개선방향

조사수행·관리 미흡 지속적인 설계변경

부적정 업체 선정 적정 조사비 미반영

토질조사 관리강화 필요

프로세스

개선

조사비용

현실화

체크리스트

활용

적정업체

선정유도

V 토질조사 관리강화 방안

 토질조사 프로세스 개선

□ 조사 단계별 관리강화

o 물리탐사 선시행 후 결과에 따라 시추조사 시행 철저

- 지형·지질조건, 가탐심도를 고려한 물리탐사 위치선정

- 취약구간, 장비접근성 등을 종합적으로 고려하여 시추위치 선정

※ 터널부 토질조사 개선방안(설계처-3330, 2009. 6)

o 책임기술자 현장 상주

- 지반상태, 시추조사 결과 및 시험 Data 확인

- 취약대 발견시 추가조사 여부 판단 (IT기술 이용 실시간 보고)

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o 감독원 관리강화

- 단계별 토질조사에 따른 현장조사(최소 2회)

- 불안정요인을 갖는 구간 현장조사, 시추위치, 심도 및 채취시료 확인

 

당 초

개 선

노선선정                     조사계획   감독원 검토                     조사수행                                   시추조사   물리탐사   지표지질조사                     실내시험                                             결과정리   감독원 현장검측                   완 료

노선선정 및 구조물 위치 결정                     조사계획(1차)   감독원 검토     물리탐사 위치선정                   조사 수행                                 물리탐사   지표지질조사                                 조사계획(2차)   감독원 현장조사 물리탐사 검토 후 시추 위치 및 현장시험 선정   시추위치, 지표면 토질 상태 등 조사               시추조사   책임기술자 상주                 실내시험   암질상태 등 확인                 결과정리   감독원 현장검측   시추위치, 심도 및 시료 등                 보완조사(계획)   감독원 확인 물리탐사 추가조사 시공중 확인조사 계획                   완 료

 

 

□ 성과물 관리

 

구 분	관리방안
물리탐사 자료	시공중 물리탐사 재해석을 위해 공사부서 인계 철저 ※ 터널등 물리탐사 측정자료 관리 및 활용방안(설계처-1338, 2011. 6)
표준관입시험	타격기록시 오차발생 방지를 위해 자동기록장치 사용

 

 

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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□ 조사성과에 대한 전문가 검증

o 취약구간(이상지질대 등)에 대해 도로교통연구원 자문요청

- 토질조사 Data, 안정해석 등 자료의 신뢰성 확보

- 공신력 있는 대책공법 선정

 

토질조사 시 행	⇨	조사자료 및 대책공법 검증	⇨	자문결과 통 보
설계처   (용역사)		설계처 ↓ 도로교통연구원		도로교통연구원 ↓ 설계처

 

 

 조사비용 현실화

□ 진입로 등 개설비용 반영

o 설계용역 발주시 특별한 현장여건의 경우 소요비용 검토 반영

 

구 분	대 상 구 간
진입로 개설비	백두대간, 녹지자연도 8등급, 생태자연도 1등급 구간 : 환경훼손 및 지형여건을 고려하여 반영
헬기활용	터널의 시추조사 불가구간이 1km 이상 또는 지질이상대가 예상되는 구간 : 인제터널, 금정터널 실비용 평균 적용(25,600천원/공) ※ 터널부 토질조사 개선방안(설계처-3330, 2009. 6)
바지선	하천구간 유수(流水)가 있어 장비 진입이 곤란한 구간

 

 

※ 일반구간은 진입로 개설 및 보상비 기반영(설계일15201-234, 1998)

- 표준품셈 기준에 따라 기계기구 설치비의 25% 반영

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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□ 확인조사 내역구성 개선

o 공사발주시 확인조사비 정산을 위해 항목별 내역구성

- 당초 : 측량 및 검측비(1식) → 개선 : 내역 분리

- 현장여건을 고려 운용 후 정산

 

현 행	개 선
o 측량 및 검측비(SUM) - 시공측량비, 시추조사비, 표준관입시험, 시추공영상촬영, 공내전단시험, 절리면 전단시험, 비탈면 안정검토 등이 포함	o 측량비(SUM) o 기계기구설치비(개소) o 보링비(m) - 지층별 수량(m) 구분 o 시험비 - 표준관입시험(회) - 시추공영상촬영(m) - 공내전단시험(회) ......... o 비탈면 안정검토비(개소)

 

 

 토질조사 체크리스트를 통한 관리

□ 설계변경 원인을 고려한 주요 체크사항 수록

o 조사위치 선정, 조사방법, 불교란 시료채취, 시험 등

□ 조사 항목별 주요내용, 유의사항 등 가이드라인 수록

o 단층대 및 테일러스 조사, 인허가, 조사 위치별 유의사항 등

※ 「토질조사 체크리스트」붙임 참조

 적정 수준의 하도급업체 선정 유도

□ 하도급업체 최소자격 기준

o「엔지니어링산업 진흥법」제21조에 의한 『토질 및 기초』, 『지질

및 지반』전문분야의 활동주체로 신고된 업체

o 시추장비 2대, 물리탐사 장비 2조 이상 보유한 업체

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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□ 하도급관리 프로세스 개선

VI 적용방안

o 2011년 설계중인 함양~울산 및 당진~천안 노선부터 본 방침 적용

붙 임 : 1. 토질조사 개선 흐름도

2. 토질조사 체크리스트

3. 지반조사장비

4. 진입로 개설 비용

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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붙 임 #1

토질조사 개선 흐름도

 

노선선정 및 구조물 위치결정                     토질조사 계획(1차)   감독원 검토     물리탐사 위치선정   예산 및 조사기준 고려 검토                   조사 수행                                   물리탐사   지표지질조사 ․탄성파탐사, 전자탐사, 전기비저항탐사 등   ․지표면 토질상태, 지질구조, 용수상황 등                               토질조사 계획(2차)   감독원 현장조사 물리탐사 결과검토(취약대 선정) 후 시추위치 및 현장시험 선정 ※ 불안정요인을 갖는 구간 조사계획 포함   시추조사 위치, 지표면 토질상태 등 현장조사                 시추조사 수행   책임기술자 상주     ․표준관입시험, 시추공 전단시험 등   암질상태 등 확인                 실내시험 수행   책임기술자 상주 ․함수비, 압축강도시험 등   시험 Data 등 확인                 조사결과 정리   감독원 현장검측         ․단위중량, 점착력, 내부마찰각, 절리특성 등 ※ 필요시 도로교통연구원 합동조사 수행   ․시추위치 및 심도, 시료상자 등 확인                 미시추구간 보완조사(계획)   감독원 확인 ․물리탐사 추가조사 ․시공중 확인조사 계획   추가조사 등 적정성 확인(보고서 수록)                 완 료

 

 

 

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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붙 임 #2

토질조사 체크리스트(1)

 

구 분	검 토 사 항	결 과
사전 조사	1. 과업구간의 개략적인 지형 및 지질 특성을 조사하였는가 - 항공사진, 지질도 분석, 각종 문헌 및 자료 조사 - 단층대 및 테일러스 분포 및 저촉 영향
	2. 과업구간 인근지역의 설계 및 시공자료(구조물, 깎기비탈면 등)를 조사하였는가 - 개략적인 지반현황 파악 및 비탈면 붕괴이력 등 조사 - 국토지반정보DB를 통한 시추자료 조사 등
	3. 산사태 위험관리 시스템에 의한 위험도를 조사하였는가
	4. 기타 현황을 조사하였는가 - 지하수, 잠재오염원, 민가 및 보안시설물 등
조사 계획	1. 조사위치, 항목 및 절차에 맞는 조사계획을 수립하였는가 - 물리탐사 선시행 → 결과검토 후 시추위치 및 현장시험 - 투입인원 및 장비, 조사빈도 및 심도 등
	2. 가탐심도 및 지형변화 등을 고려하여 물리탐사 위치를 선정하였는가
	3. 물리탐사 결과(지질이상대), 민원 및 지형여건(진입로) 등을 고려한 시추위치를 선정하였는가
	4. 지반조사를 위한 인허가(도로점용, 산지전용 등)를 수행하였는가 - 민원지역 및 국유림 등 인허가 사전준비
조사 및 시험	1. 지질 및 지반전문가에 의한 지표지질조사를 수행하였는가 - 과업구간 및 인근지역의 비탈면, 지질구조, 토질상태 등 - 단층대의 폭 및 방향성, 테일러스층의 분포 및 퇴적상태 등
	2. 토석류에 대한 조사를 수행하였는가 - 지형 및 지질조건, 계곡내의 퇴적물량과 상태, 폭 등
	3. 계획한 위치에 정확한 측량을 수행하였는가
■ 검토결과 : Y 적 합, N 부적합, NA 해당없음

 

 

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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토질조사 체크리스트(2)

 

구 분	검 토 사 항	결 과
조사 및 시험	4. 계획한 지반조사(물리탐사 및 시추)를 수행하였는가 - 조사항목, 빈도 및 심도, 현장시험 등
	5. 표준관입시험 장비는 해머의 에너지 효율테스트 실시하고 기록의 정확성을 위해 자동기록장치를 갖춘 자동타격식 장비를 사용하였는가
	6. 지반조건에 맞는 샘플러를 사용하여 시료를 채취하였는가
	7. 급경사지의 교량기초, 교량기초 하부의 깎기비탈면, 지질이상대, 공동 발견시 추가 조사를 수행하였는가
	8. 모든 시험은 공인된 품질검사 전문기관 또는 한국인정기구 (KOLAS)에 의뢰하여 수행하였는가
	9. 풍화가 빠른 암반(이암, 셰일, 응회암, 점판암, 편암지역)의 풍화민감도(Slaking, Swelling) 시험은 수행하였는가
	10. 골재 유용성 시험을 수행하였는가 - 알칼리골재반응시험, 비중, 흡수율, 마모율 및 안정성 등 - 동일 골재원에서 상이한 암질 발생시 추가 시험
	11. 쌓기재 및 토취장 재료의 품질시험을 수행하였는가
보고서 작 성 및 기 타	1. 지질 및 지반전문가가 주상도를 작성하였는가 - 지층, 암질 및 절리특성, TCR/RQD, 절리틈새의 충전물(점토등)
	2. 지반조사 보고서에 보정한 N값의 산출근거를 수록하였는가
	3. 지반조사 완료 후 폐공 및 복구를 수행하였는가
	4. 채취한 시료상자는 분실 및 파손되지 않도록 창고에 보관하였는가 - 공사시 확인시추 결과와 비교검토 할 수 있도록 공사시행부서에 반드시 인계하여야 한다
	5. 미시추구간은 시공시 추가 조사계획을 수립하였는가
	6. 시추자료 등 조사정보를 국토지반정보DB에 등록하였는가
■ 검토결과 : Y 적 합, N 부적합, NA 해당없음

 

 

■ 검토결과 : Y 적 합, N 부적합, NA 해당없음

2011년도 설계실무자료집 - 토공

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붙 임 #1

지반조사 장비

□ 표준관입시험 자동기록 장치

∙ 표준관입시험시 작업자의 숙련도에 따라 타격횟수가 일정하지 않아 자동해머를

사용하나, 기록은 수기로 하고 있어 오차가 발생되므로 자동화 필요

∙ 표준관입시험방법(KSF 2307)에 타격기록시 자동기록 장치를 사용

(현재 LH공사에서 적용중)

구 분 특 징

구 성

메인Logger, 변위센서, 포토센서, 휴대용 소형 프린트기,

12v 충전용 밧데리, 포토 센서고정판, 와이어 센서고정

판, 차량용 충전기, 220v 충전용 아답터, 메인box

타격감지 광 신호 포토 센서를 이용한 입출력방식

관입측정 와이어 변위 센서를이용한 직접 측정

주요기능

타격수 자동 측정, 관입량 자동 측정, 현장프린터 출력,

USB 자동 저장 자중침하 측정기능, 그래프출력기능 등

□ 불교란시료 샘플러

구분 수압식 피스톤 샘플러 데니슨 삼중코어베럴 KICT형 대구경 샘플러

개

요

도

4. 커터(cutter)

7. 코아링 튜브(coring tube)

1. 슈(shoe)

6. 샘플링 튜브(sampling tube)

8. 절단 로드(cutting rod)

2. 비트(bit)

10. 스러스트 베어링(thrust bearing)

11. 스프링(spring)

12. 내부 로드(inner rod)

13. 외부 로드(outer rod)

5. 확장 튜브(extension tube)

3. 가이드 튜브(guide tube)

9. 피스톤 헤드(piston head)

특

징

∙ 우리나라에서 많이 사용되는 샘플러

∙ 튜브바닥에 피스톤이 고정된 채

시추공저에 내린 다음 수압에 의

하여 튜브를 지중에 관입시켜 시

료를 채취하는 샘플러

∙ 직경은 50-125mm, 보통 75mm

직경에 길이 914mm가 많이 사용

∙ 대표적인 다중관식 샘플러

∙ 시료를 채취하기 위한 내관이 지

중에 관입되면 그 주변의 흙을 외

관이 회전하면서 깍아 낸다

∙ 보통 굳은 점토나 실트의 시료채취

에 사용

∙ 시료의 직경은 60mm-160mm,

길이는 600mm 정도.

∙ 다중코어바랠형 대구경 샘플러

∙ 외관은 회전하더라도 내관은

베어링에 의하여 회전하지 않

도록 하여 교란을 방지

∙ 점성토뿐 아니라 사질토 시료

채취도 가능

∙ 시료의 직경은 200mm, 길이

는 920mm 정도.

2011년도 설계실무자료집 - 토공

205

붙 임 #4

진입로 등 개설비용

□ 진입로 개설비

 

구 분	시추공	진입로연장 (m)	작업일수 (일)	비 고
진입로-1	깎기부 : 4공	154	1.0
진입로-2	깎기부 : 4공	531	2.5
진입로-3	깎기부 : 8공	934	4.5
진입로-4	터널부 : 3공	245	1.0
진입로-5	터널부 : 3공	554	3.0
진입로-6	깎기부 : 3공	289	1.5
진입로-7	깎기부 : 7공	1077	4.5
진입로-8	깎기부 : 2공	131	0.5
진입로-9	깎기부 : 4공	372	2.0
진입로-10	터널부 : 3공	165	1.0
총 계	합 계 : 41공	4,452m	21.5일
․ 작업여건 : 진입로 개설구간 대부분 암반노두가 노출되어 브레이커 작업 병행 ․ 진입로 연장 : 총 4,452m(109m/공) ․ 진입로 작업일 : 21.5일 (0.524일/공) ․ 작업 능력 : 207m/일 ․ 진입로 개설비 (브레이커 병행작업) - 21.5일 × 500,000원 ÷ 41공 = 약 260,000 원/공

 

 

□ 헬기를 이용한 조사비용

 

 

 

 

구 분	인제터널 대안T/K		부산외곽순환도로 6공구 실시설계
	대운반 (김포 ↔ 인제)	소운반 (현장 ↔ 시추위치)	대운반 (대전 ↔ 부산)	소운반 (현장 ↔ 시추위치)
시추공수/ 투입장비	6공 / 3대		5공 / 5대
장비 당 시추공수	2공		1공
회당 단가 (왕복비용)	1,500만원	150만원	1,300만원	150만원
장비규격	․ 헬기 운반 중량 : 2ton, 시추장비 총중량 : 12ton(부대장비 포함) ․ 헬기 소운반시(편도) 1공당 6회에 걸쳐 시추장비를 분리하여 운반(왕복시 12회)
총 운행횟수	왕복4회	투입 및 철수(왕복) 총 12회 (6공 × 12회 = 72회)	왕복2회	투입 및 철수(왕복) 총 12회 (5공 × 12회 = 60회)
소요경비	․ 대운반 1,500만원 × 4회(왕복) / 6(공) = 1,000만원 ․ 소운반 150만원 × 72회(투입 ‧ 철수) / 6(공) = 1,800만원		․ 대운반 1,300만원 × 2회(왕복) / 5(공) = 520만원 ․ 소운반 150만원 × 60회(투입 ․ 철수) / 5(공) = 1,800만원
계(공당)	≒ 2,800만원/공당		≒ 2,320만원/공당