토 공 ❙ 169

토 공

34

토 공

지반조사 신뢰도 향상방안 검토 설계처-2805

(2014.11.13)

1 검 토 목 적

□ 터널의 지반조사는 물리탐사, 시추조사 중심의 조사로 근원적인

한계가 있으나, 공사중 지반조사 결과 상이에 대한 설계변경이

지속적으로 발생하고 있어,

□ 지반조사 시스템 개선 및 조사기준 강화 등을 통해 터널구간

지반조사 신뢰도를 향상하고자 함

2 추진 경위 및 조사기준

□ 추진경위

o 터널부 토질조사 개선방안 검토 (설계처-3330, 2009.6)

* 토질조사 체계 정립 : 물리탐사 先시행 후 시추조사 시행

o 깎기비탈면안정성강화를위한지반조사및안정해석관련기준검토(설계처-4578, 2010.10)

* 표준관입장비 자동타격방법 적용, 채취시료 공사부서 인계 등 8건 개선

o 터널내 탄성파반사법 탐사(TSP) 적용방안 검토 (설계처-5105, 2010.11)

* 공사중 터널 TSP탐사 적용기준(암반등급 4 이상)

o 터널 등 물리탐사 측정자료 관리 및 활용방안 검토 (설계처-1338, 2011.6)

* 지반조사보고서 구체적 기술, 탐사자료 공사부서 인계 및 활용 방안 제시

o 토질조사 관리강화 방안 (설계처-1528, 2011.6)

* 책임기술자 현장상주, 조사성과 전문가 검증, 조사비용 현실화 등

o 터널구간 토질조사 개선방안 검토(설계처-3127, 2011.12)

* 갱구부 수평보링(L=50m) 반영, 본선 구간 연약대 위주 시추 조사 시행

o 터널 설계/시공 최적화 추진방안(설계처-1417, 2014.5)

* 터널 예비설계 개념 도입 - 시공중 확정설계 시행 및 공사비 정산

170 ❙ 토 공

□ 지반조사 항목 및 기준 (과업지시서 세부항목)

조사위치 조사항목 조사빈도 심 도 비 고

흙

쌓

기

부

일반구간 핸드오거 300m 3-5m

연약지반

핸드오거 200m 3-5m

피에조콘관입시험 100m 필요깊이까지

시추조사 200m 지지층(풍화암)확인 - 콘관입시험 위치

베인시험 400m 불교란시료 채취심도

- 시추조사 위치

- Borehole, Field vane식

간극수압소산시험 200m(1회/CPTu 2회) 불교란시료 채취심도

- 콘관입시험과 병행

- 시추조사 위치

흙깎기부

시험굴조사 200m 1-2m

시추조사

개소당 1개소 이상

(조사등급별에 따라 조정)

계획고하 2m - SPT : 1m마다

탄성파탐사 또는

전기비저항탐사

화상정보시험

교량부

시추조사 교대 및 교각 마다 1개소

경암 1m, 연암3m,

풍화암 7m까지

- SPT : 1m마다

-상․하행선 분리시 모두

시행

화상정보시험

터파기시 사면 안전성

검토가 필요한 경우

암반구간

공내재하시험

- 풍화대가 깊어 직접기초

심도결정시 침하량산정

이 필요한 경우

- 연약층이 깊어 말뚝기초

의 수평방향변위 반력계

수 산정이 필요한 경우

층별 각각 1회

(토사,풍화암,암반)

탄성파탐사 또는

전기비저항탐사

- 직접기초 위치의 풍화암

심도가 급변 하는 경우

- 현장여건상 민원 등으로

시추조사가 불가한 경우

직접기초 예상심도

이상깊이 까지

- 교축방향 2개 측선

또는 교축 및 교축

직각방향

토모그래피 탐사

상부구조물에 큰 영향을

미칠 공동 발견시

- 직접기초: 푸팅 폭의

3배 깊이 까지

- 말뚝기초: 기초폭의

1～3배 깊이 까지

터널부

시추조사

- 입 출구부(행선별)

연직: 2개소, 수평: 1개소

- 본선부 : 1km미만 1개소

1km이상 2개소

- 연직 : 계획고하 2m

- 수평 : 입출구부 50m

- 저토피, 암종변화구간,

저비저항 이상대 구간

시추조사추가반영

탄성파 탐사

터널개소당 입 출구부 및

횡방향 필요한 연장

(Cross Hole Test)

- 입출구부 격자형

탐사 및 크로스홀

테스트 실시

전기비저항탐사 터널 전연장 - 가탐심도 250m 이하

전자탐사 터널 전연장 - 가탐심도 250m 이상

암반수압시험

터널내 용출수산정에

필요한 시추조사 위치

화상정보시험

터널개소당 입출구부

각각 2개소

암반구간 흙깎기부 기준 준용

토 공 ❙ 171

토 공

3 문 제 점

□ 지반조사의 근원적인 한계 존재

o 시추(점) 조사와 전기비저항(면) 조사 만으로 터널 전구간 조사 불가

o 터널 외 구간 시추로 지층변화가 심한 국내산악지형 오차 불가피

o 전기비저항 조사는 지하수, 철광석, 송전탑 등의 영향을 받음

시추(점) 조사 전기비저항(면) 조사

굴착단면적≒90.0㎡

지반조사 정보획득 면적

0.054mX8.0m=0.432㎡

이격조사

□ 지반조사의 세부항목 및 분석 미흡

o 터널 및 비탈면구간 노두조사 등 상세 지표지질조사 미흡

o 저토피구간 지반조사미흡 및 측량오차 등으로 설계변경 증액

⇒ 최근 5년간 저토피구간 총사업비 협의 : 6건/160억원

o 시추공의 RMR 분류시 경험적 판단에 의한 추정사항 과다

⇒ 절리의 연속성(6점), 지하수(15점), 불연속면각도(-12점) 등

o 전기비저항 결과위주의 암반분류로 시추결과와 상이한 사례발생

⇒ 예) 시추조사 : 터널부 3등급, 전기비저항 : 터널부 2등급

172 ❙ 토 공

4 개 선 방 안

 지반조사 시스템 개선

o 지반조사 단계 세분화 및 검측 시스템 구축

- 조사 내실화를 위한 조사 단계 구분 및 조사내용 분장 ․사전조사, 1차조사, 2차조사, 분석 및 설계 (붙임#1)

- 각 조사단계별 유의사항 및 Check List 개선 (붙임#2)

 조사기준 강화

① 지표지질조사 (붙임#3)

- 터널 중심으로 양측 500m구간을 100×100m 단위로 구분조사 ․노두 조사를 통한 절리방향 예측 (필요시 조사구간 확대) ․테일러스 등 취약구간 확인 및 대책방안 제시

- 인근 현장, 유사지반, 붕괴이력 등 위험도 조사인자 발굴 ․안전성 위험요인 조사를 통해 보강물량 설계 반영

② 물리탐사

- 현황측량 좌표와 물리탐사 측점 상호 연계로 조사효율 상향

- 터널 토피고에 따른 합리적 조사 기준 제시

․터널 갱구부 : 탄성파탐사 측점 5m이내(격자망 조사)

․터널 토피 250m이내 : 전기비저항탐사 측점 10~20m이내 터널 양방향

* 가탐심도 고려 토피 100m 이내 10m 간격, 토피 250m 이내 20m 간격 측점

․터널 토피 250m이상 : 전자탐사 측점 40m이내 중심선 일방향

- 물리탐사 측선에 시추 위치 선정으로 상관성 강화

③ 터널 저토피 구간 (붙임#4)

- 터널 저토피 구간 지반조사 기준을 갱구부 수준으로 강화 ․시추조사 및 BIPS 추가, 격자망 물리탐사 시행

- 터널 저토피 구간 상세측량 시행 ․최소 토피고, 노면수 영향 우려구간 등 위험요인 확인

토 공 ❙ 173

토 공

 분석방법의 합리화

① 지반정수 산정방법 합리화 (붙임#5)

- 실제 조사 및 실험결과 반영 방안 제시

․동일한 지질의 실제 조사결과 평균값 적용(표준편차 감안)

․기존 설계사례, 문헌자료는 지반정수 산정시 참고(적용 배제)

② 시추공 RMR 분류기준 합리화 (붙임#6)

- RMR 분류 세부평가기준 및 유의사항 제시

 시공전 지반조사 표준화 및 시공중 최적설계 시행

① 시공전 지반조사 및 분석 시행절차 “표준과업지시서” 작성 (붙임#7)

- 조사빈도, 분석방법, 시험항목, 실시설계와의 비교분석 내용 명기

② 시공전 지반조사 결과 분석, 터널 막장관찰도 확인, 안정성 검토 등

주요 업무를 “시공상세도“와 연계 (붙임#8)

 기타사항

o 비탈면 조사기준 개선 (붙임#9)

- 안정성 검토기준에 맞춰 절토고 10m 이상 전 비탈면 조사

o 이외 상세한 사항은 “지반조사매뉴얼(2012.9)” 준용

5 적 용 방 안

□ 현재 설계중인 노선부터 적용

o 지반조사 완료 노선 : 지반조사 분석결과 재확인 및 해석

o 지반조사 미시행 노선 : 본 방침 적용 (조사비용 정산)

174 ❙ 토 공

【 지반조사 흐름도 】

사전

조사

노선선정 및 구조물 위치 결정

사전조사

∙기존자료 수집 및 분석

∙현장조사 (광역조사)

지반조사계획(1차) 감독원 검토

∙물리탐사 위치, 측점간격 계획 예산 및 조사기준 고려

개략조사(1차조사)

측 량 물리탐사 지표지질조사

∙물리탐사 측선 확인

∙지형 최고․저점 측량

∙탄성파탐사

∙전기비저항탐사 및 전자탐사

∙노두 및 지표면 토질상태,

지질구조, 용수상황 등

지반조사계획(2차) 감독원 검토

∙물리탐사 및 지표지질조사 결과 검토

(취약대 선정)후 시추위치 결정

∙인허가 서류 작성

1차조사 결과 및 이를

반영한 2차조사 위치 검토

상세조사(2차조사)

참여기술자(고급이상) 상주

지층 및 암질상태 등 확인

시추조사 현장시험 실내시험

∙터널,교량,쌓기,깎기

및 기타 구조물구간

으로 분류하여 시행

∙터널 갱구부 수평

(경사) 시추

∙표준관입시험

∙시험굴조사, 핸드오거보링

∙수압/투수시험, 공내재하시험

∙공내전단시험, 크로스홀 테스트

∙시추공영상촬영(BIPS) 등

∙토질 물성 및 역학

∙암석 물성 및 역학

∙절리면전단시험

∙다짐 및 CBR시험

∙본선암 유용성 등

조사결과 정리 및 분석 감독원 확인

∙지층단면도, RMR 분류, 암반등급도

작성, 지반정수 산정 등

∙필요시 도로교통연구원 합동조사 수행

현장검측(시추위치 및 심도)

조사결과의 신뢰도 확인

상세설계

∙분석된 자료에 의한 구조물별 상세

설계 시행

시공중 보완조사 계획 감독원 확인

∙시추공 및 물리탐사 조사 계획

∙설계 및 시공중 조사결과 분석 비교

추가조사 등 적성성

확인(보고서 수록)

완 료

1차

조사

2차

상세

조사

분석

및

설계

붙임#1

토 공 ❙ 175

토 공

176 ❙ 토 공

토 공 ❙ 177

토 공

지표지질조사 조사기준 강화

※ 지표지질조사 : 다수의 노두 관찰에 근거하여 지질학적 성인이 다른 암석을

구획하고 단층 등의 방향성 및 특성을 추적하는 기법

□ 시행방안 개선

◦ 흐름도

당 초 개 선

격자망 구성

개략답사 (100m⇩×100m)

⇩ 개략답사 후

구간 및 루트설정 ⇩

노두 일부조사

노두 전수조사

단층 추적조사

⇩

⇩

정밀지질도 작성

기존지질도 일부수정 ⇩

터널에 미치는 영향

검토 및 종합분석

◦ 단계별 주요내용

문헌 및

설계분석

▪ 기존논문 확인 단층과의 비교분석

▪ 기 수행 설계자료와의 비교분석

⇩

정밀지표

지질조사

▪ 격자망 선정 및 노두 전수조사

▪ 단층대 방향, 폭, 연장성 확인

▪ 정밀지질도 작성

⇩

터널영향

검토

▪ 지표지질조사 결과, 탐사 이상대 및

막장관찰도의 연계분석실시

▪ 막장평가 RMR과의 상관성 재도출

붙임#3

178 ❙ 토 공

□ 지표지질조사 시행사례 (양남터널)

① 기존문헌 분석

o 총 10개의 단층중 7개의 단층이 양남터널과 직접교차, 3개 단층은

연장부 교차가 예상

o 굴착시 변위, 유출 등 문제 발생지점과 단층 교차지점은 비교적 일치

o 장항단층과 탑정단층 사이 통과시 경주-감포 국도 대규모 붕락 발생

② 격자망 선정

o 터널 중심으로 좌우 500m (격자망 100×100m)

STA.0+000～2+800 (2.8km) STA.2+800～4+100 (1.3km) STA.4+100～7+500 (3.4km)

ㆍ주능선을활용한조사경로설정

ㆍ외동단층규모및연장확인에중점

ㆍ휴양림임도를활용한조사경로설정

ㆍ장항단층규모및노두확인에중점

ㆍ임도에서분기하여조사경로설정

ㆍ암종경계및연일단층확인에중점

③ 노두 전수조사

o 총 350여개 조사지점 확인 중 약 270여개 노두 관찰 (실시설계시 14개)

토 공 ❙ 179

토 공

④ 단층대 방향 및 폭, 연장성 확인

⑤ 정밀지질도 작성

o 새로운 단층대 20개소 확인 (미굴진구간 9개 단층)

o 세부적인 암종 분포도 작성

180 ❙ 토 공

⑥ 물리탐사와 확인 단층대와의 연계 분석

o 전체 20개 단층중에서 15개의 단층은 저비저항 이상대와 일치

☞ 설계시 단층대 미확인으로 단층대 통과구간 Ⅳ등급 암반으로 평가

o 5개소의 단층은 (F4, F7, F11, F14, F15) 고비저항대에 위치

토 공 ❙ 181

토 공

터널 저토피구간 조사기준 개선

□ 문 제 점 : 갱구부 대비 저토피구간 조사 수량 및 항목부족

o (시추조사) 실시설계시 1∼2공 반영

o (조사항목) 화상정보시험(BIPS) 미반영

o (물리탐사) 종방향 분석 ⇒ 횡방향 암선변화에 검토 곤란

구 분 갱 구 부 저토피 구간 비 고

실시설계

시추조사(4공)+BIPS+

탄성파탐사+선진수평보링

시추조사(1∼2공)+전기

비저항탐사(종방향)

BIPS : Borehole Image

Processing System

※ RMR : 시추조사(강도, RQD 및 지하수상태)+BIPS(불연속면 상태)

□ 개선방안 : 시추조사 및 BIPS, 격자망 탄성파탐사 추가반영

▣ 탄성파탐사

- 종․횡방향 : 20∼30m

▣ 시추조사 : 20∼30m

- 물리탐사와 동일 선상

▣ 화상정보시험(BIPS)

- 행선별 1회 이상

▣ 조사구간 : 토피고

터널직경의 2배미만

o 시추조사 불가시 보수적 설계를 통한 수량 산출

※ 현장적용사례 : 사일산터널 저토피 구간 70m

붕락위치

EL.-0 .480

EL. 0 .000

EL. 0 .725

60°60°

2 %

2 %

EL=270.83

STA.0+920.00

상주 방향

풍화토

풍화암

연 암 연 암

14.56m

32.63m

24.23m

2.58m

0.22m

27.90m

EL. 0 .725

EL. 0 .000

EL.-0 .480

60°

2 %

2 %

60°

EL=270.88

STA.0+889.16

영덕 방향

Sta.0+890.0-영덕

EL(+) 299.199m

(N치,타격횟수/cm)

(TCR/RQD,%)

(심도, m)

파쇄대/암편구간

심한풍화

Sta.0+877.48(우6.9m)-영덕

(N치,타격횟수/cm)

(TCR/RQD,%)

(심도, m)

50/05

50/28

50/20

50/16

50/14

16.0

29.0

30.0

EL(+) 296.15m

2.5

6.3 50/11

50/08

50/10

50/09

50/08

50/03

50/05

50/04

50/04

50/03

(100/13)

(100/49)

(100/31)

(100/100)

(90/30)

(94/20)

(97/60)

(43/00)

(00/00)

파쇄대/암편구간

심한풍화

파쇄대/암편구간

심한풍화

실트질 모래

석영맥

중성암맥관입/Core loss

부분적 절리면 내 모래충진

절리면 부분 산화

약간 풍화

Core loss

붙임#4

182 ❙ 토 공

설계 지반정수 산정방안

1. 설계지반정수는 원칙적으로 토질시험에 의해 얻어진 시험값을

사용(인접공구의 유사지반 시험결과 최대한 확보)

2. 시험값을 우선으로 하고, 문헌값, 인근지역 적용사례 등과 비교

분석하여 최종적으로 결정

○ 설계 지반정수는 현장 조사결과를 토대로 지반을 대표적인 몇개의

지층으로 구분하고 각 지층별 시험결과로 물성치를 구한다.

○ 여러 지반조사와 시험을 실시하여 동일지층에 대해 여러 번의 결과

를 획득한 경우에는 지반정수의 평균치와 표준편차를 계산하고

설계에는 안전측이 되는 값을 적용한다. 예를 들어 단위중량의

경우에는 “평균치+표준편차”를, 저항력을 계산할 때 사용하는 내

부마찰각 값은 “평균값-표준편차”를 적용하여 계산한다.

○ 동일한 지층이라 하더라도 시험한 위치에 따라 물성치가 일정한

경향을 가지고 다르게 분포할 경우에는 구간을 구분하여 물성치를

적용할 수 있다. 구간을 구분하지 않고 전체를 동일한 구간으로

간주하여 설계하는 경우는 가장 불리한 값을 채택하여 적용한다.

○ 설계지반정수는 원칙적으로 토질시험에 의해 얻어진 수치를 사용

해야하나 시험값의 갯수가 충분하지 않을 경우 토질의 종류나 시험

방법에 따라 상당히 다르게 분석되는 경우도 있음. 따라서 인접

공구의 유사지반 시험결과를 확보하여 충분한 시험값을 사용하고

문헌값, 인근 지역 적용사례 등과 비교하여 결정하여야 한다.

붙임#5

토 공 ❙ 183

토 공

□ 문헌자료

＜ 토공재료의 개략적인 토질정수 (도로설계요령, 제2권 토공 및 배수) ＞

종 류 재료의 상태

단위

체적중량

(kN/㎥)

내부

마찰각

( °)

점착력

(kPa)

분류기호

(통일분류)

자

연

시

료

자 갈

밀실한 것, 입도가 좋은 것 20.0 40.0 0.0

GW, GP

밀실하지 않은 것, 입도가 나쁜 것 18.0 35.0 0.0

자갈섞인

모 래

밀실한 것 21.0 40.0 0.0

GW, GP

밀실하지 않은 것 19.0 35.0 0.0

모 래

밀실한 것, 입도가 좋은 것 20.0 35.0 0.0

SW, SP

밀실하지 않은 것, 입도가 나쁜 것 18.0 30.0 0.0

사질토

밀실한 것 19.0 30.0 30.0이하

SM, SC

밀실하지 않은 것 17.0 25.0 0.0

점성토

단단한 것(손가락으로 강하게 눌러 조금 들어감) 18.0 25.0 50.0이하

약간연한것(손가락으로중간정도의힘으로들어감) 17.0 20.0 30.0이하 ML, CL

연한 것(손가락이 쉽게 눌러 들어감) 17.0 20.0 15.0이하

점토 및

실 트

단단한 것(손가락이 세게 눌러 조금 들어감) 17.0 20.0 50.0이하

OH, MH

ML

약간연한 것(손가락으로 중간정도의힘으로 들어감) 16.0 15.0 30.0이하

연한 것(손가락이 쉽게 눌러 들어감) 14.0 15.0 15.0이하

＜ 도로교시방서 (대한토목학회, 2000) ＞

흙의 단위중량(kN/㎥) N값과 단위중량(kN/㎥)

지반 토 질 느슨한것 조밀한것

자연지반

모래및자갈

사 질 토

점 성 토

18.0

17.0

14.0

20.0

19.0

18.0

토질 N 값

단위체적중량

일 반 수 중

사

질

토

50이상

30∼50

10∼30

10미만

20.0

19.0

18.0

17.0

10.0

9.0

8.0

7.0

점

성

토

30이상

20∼30

10∼20

10미만

19.0

17.0

15.0∼17.0

14.0∼16.0

9.0

7.0

5.0∼7.0

4.0∼6.0

＜ 지반조사편람 (서울특별시, 1996) ＞

지 층 단위체적중량(kN/㎥) 점착력(kPa) 내부마찰각( °)

풍화토 17∼20 0∼100 25∼30

＜ N값을 이용한 강도정수 (내부마찰각)( °)＞

구 분 N 값

도 로 교

표준시방서

Peck Meyerhof Dunham Osaki

풍화토 45/30 41.0 40.5 43.8 43.2 45.0

184 ❙ 토 공

□ 지반정수 산정사례 (함양-창녕 실시설계용역 2공구)

o 시추공 전단시험결과

- 과업 구간 중 본 2공구의 전, 후 공구(1공구, 3공구) 시험값을 고려

구 분 공 번

심 도

(GL,-m)

대상지층

점착력

(kPa)

내부마찰각

( °)

비 고

1공구

터널부 TB-3 10.0 풍화토 28.05 29.86 50/13

깎기부

CB-10 9.0 풍화토 27.07 28.90 50/16

CB-13 6.5 풍화토 15.69 31.13 50/28

CB-16 6.5 풍화토 16.48 31.47 50/24

CB-23 8.5 풍화토 22.56 31.38 50/20

2공구

터널부

TB-1 13.0 풍화토 29.67 30.04 50/17

TB-3 8.0 풍화토 28.60 29.78 50/15

TB-11 14.0 풍화토 27.44 30.11 50/11

TB-13 10.0 풍화토 22.76 23.12 34/30

TB-15 9.0 풍화토 28.32 28.99 50/14

TB-30 4.0 풍화토 27.64 26.74 50/13

TB-31 3.0 풍화토 27.64 27.29 50/16

깎기부

CB-1 12.0 풍화토 26.46 27.14 40/30

CB-2 10.0 풍화토 27.05 28.37 36/30

CB-3 16.0 풍화토 25.48 28.81 50/14

3공구 깎기부

CB-1 3.00 풍화토 25.5 28.0 -

CB-2 4.00 풍화토 31.0 32.1 -

o 점착력(kPa) 산정

- 평균치 : 

     ·····     

 

- 분산: 

         ····         

 

- 표준편차:   

- 점착력 : 27.02 - 2.19 = 24.82(kPa)

토 공 ❙ 185

토 공

o 내부마찰각( ˚ )

- 평균치 : 

     ····     

 

- 분산: 

         ····         

 

- 표준편차:   

- 내부마찰각 : 28.71 - 1.42 = 27.29( ˚ )

o 인근지역 적용사례 조사

구 분

대구순환 고속도로

(지천~관음) 1공구

대구순환 고속도로

(서변~지묘) 3공구

함양∼울산

기본설계

비 고

풍화토

단위중량(kN/㎥) 19.0 19.0 19.0

점착력(kPa) 15 15 19

내부마찰각(˚) 27 30 30

o 설계정수 산정

구 분 현장시험 N값 이용 문헌자료 인근사례 적 용

풍화토

단위중량(kN/m3) - - 17∼20 19 19

점착력(kPa) 24.82 - 0∼100 15∼19 25

내부마찰각(˚) 27.29 41∼45 25∼30 27~30 28

186 ❙ 토 공

□ 지반정수 산정 흐름도 및 산정방법 제시

o 토사 및 풍화암층

·시추조사,원위치시험(SPT)

·현장시험(공내전단, 재하시험)

·실내시험(비중, 입도, 액성, 소성 등)

　　　　

　

·목적구조물별지층특성고려

　　　　·대표집단분류(Grouping) 　

　　

물리적 지반정수 역학특성 지반정수　

　　

　　　

　

정적 지반특성 동적지반특성

　

　　　　

·실내시험결과

·토질조성 상태에 따른

경험적추정(문헌자료)

강도특성 변형계수

·S-PS검층, MASW

·공진주시험

·밀도검층

·공내전단시험(BST)

·표준관입시험(SPT)

·역학시험(직접전단)

·지층별 공내재하시험

·일축 및 삼축압축시험

·경험적 추정방식

　　　　

·단위중량

·포아송비

　

·점착력

·내부마찰각

·정적지반 해석물성

- 변형계수

- 포아송비

·동적지반 해석물성

- 동포아송비

- 전단파속도

- 동변형계수

구분 지반정수 산정방법

기본물성

단위중량(r)

1)실내시험 결과에 의한 산정 방법: 불교란 시료 단위중량 측정, 현장밀도시험

2)경험적 추정방법→풍화암층(N> 50/10)의 경우 매우 조밀한 토사층으로 간주하여 추정

포아송비(υ)

포아송비(Poisson's ratio, υ) - 기존 문헌자료 토질종류 및 조성상태에 따른 일반적인

범위 값 비료 추정(Roy & Hunt(1984), Das(1995)

역학물성

강도정수

(c, Φ)

1)실내 및 현장시험 결과에 의한 산정 방법

- 연약층 : 일축·삼축압축시험, Vane시험

- 모래층: 불교란 시료채취 → 직접전단시험

- 현장시험 : 시추공전단시험

2) 경험적 추정방법

- 풍화암(N>50/10)의 경우: 매우 조밀한 토사층으로 간주하여 추정

- 기존 적용사례 및 문헌자료를 이용한 추정

변형계수( Ε)

1)정적 지반변형계수( Ε): 공내수평재하시험 결과에 의해 산정

2)경험적 추정방법

- N값에의한 산정방법(Schmertmann(1978)제안식, Bowels(1988)제안식, 도로교 시방서 제안식)

- 문헌자료를 이용한 추정(Hunt(1984), Das(1995)

침투류 해석 지반정수 투수계수(k) 1)현장투수시험 2)실내투수시험 3)지표투수시험

내진해석

지반정수

동적지반

변형계수

1)경험적 추정방법: N값에 의한 산정방법

2)동적 지반변형계수( Gd, Ed, Kd)

- 현장시험 결과에 의한 산정

MASW, suspention PS 검층, 하향식 탄성파 탐사(DHT)

토 공 ❙ 187

토 공

o 기반암층

시추조사 물리탐사 실내시험

　　　　　　

암반상태평가 및

　　등급구분 자료

연속체 불연속체 암반정수

　　　　

　　

물리적암반정수 역학적 암반정수

　

정적 지반특성 동적 지반특성

변형특성 강도특성

·실내시험결과

·기존문헌자료

·공내재하시험

-PMT, GMJ

·실내시험

- 일축압축시험

- 삼축압축시험

·경험식에의한RMR

·밀도검층

·Down hole test

·Cross Hole test

·절리면전단시험

·실내암석시험

·지표지질조사

·BIPS 자료

　　

　　

·단위중량

·포아송비

·변형계수 ·점착력

·내부마찰각

·동적해석물성

- 동포아송비

- 전단파속도

- 동변형계수

·점착력

·마찰각

·불연속면의

JRC, JCS

구분 지반정수 산정방법

기본물성

단위중량(r)

1)암석시료 시험결과 비중시험 결과 이용

2)기존 설계적용사례 비교 검토하여 산정

포아송비(υ)

1)실내암석시험 결과

2)기존 경험식 비교 겈토하여 산정

측압계수(K0) 수압파쇄시험, AE시험 등의 결과를 비교·분석하여 산정

연속체 해석

설계정수

암반

변형계수( Ε)

1)실내 및 현장시험 결과에 의한 산정방법

→ 공내재하시험에 의한 방법

→ 실내암석시험에 의한 무결함 암석(intact rock) 탄성계수를 이용하여 산정

→ RQD에 의한 방법

→ RMR에 의한 변형계수 보정

2)경험적 추정방법: RMR에 의한 방법

강도정수

(c, Φ)

1)실내시험결과와 경험식을 이용한 산정방법

→ Hock & Brown에 의한 방법(GSI 활용)

→ Monte Carlo통계처리 수행

2) 기존 경험식에 의한 산정(RMR분류 이용)

① Trueman(1988) 제안식

② Tsuchiya(1984) 제안식

불연속체 해석

설계정수

절리면

전단강도

실내시험결과와 경험식을 이용한 산정방법

① 실내 절리면 전단 시험

② Barton에 의한 절리면 마찰각 산정

침투류 해석

지반정수

BB-model

입력자료

1)실내 절리면 전단시험

2)실내시험 및 시추코어 측정, 지표지질조사의 JRC, JCS 비교 분석

188 ❙ 토 공

지반조사 표준과업지시서

□ 개 요

o 시공단계에서 비탈면 및 터널 등 지반조사의 실효성 강화를 위해

중점 검토사항, 설계 취약부 확인사항, 풍화 등 지반특성 분석 등이

포함된 “지반조사 표준과업지시서” 제시

□ 지반조사 표준과업지시서

구 분 주 요 내 용

조사 시기 - 용지 확보되어 진입로 개설후 시행

지표지질조사 - 시추조사 위치선정, 지질도, 평면도 등에 반영

시추조사,

물리탐사

- 설계시 미시추구간, 기존 조사확인을 위한 추가 시추 시행

- 물리탐사는 높이 20m이상, 연장 200m 이상구간 실시

안정성 검토

- 설계시 조사자료와 상이할 시 원인을 찾아 필요시 추가조사를

시행하며 확인된 조사자료를 근거로 안정해석 재검토를 시행

□ 지반조사 관련 용역 내실화 도모

o 시공사가 계약체결전 용역사 실적증명서 사업단 제출

- 용역수행자격(엔지니어링 산업진흥법에 따른 활동주체), 참여기술자 능력

(특급기술자 이상), 유사용역 실적 등이 포함된 자료 제출

□ 용역비 내역 반영

당 초 변 경

5.32 측량 및 검측비

c 기계기구 설치비

d 보링비

e 시험비

f 탄성파 탐사

g 사면안정해석비

h 지표지질조사

1.21 지반 관련 용역비

a 지반조사 용역비

a-1 기계기구 설치비

a-2 보링비

a-3 시험비

a-4 탄성파 탐사

a-5 지표지질조사

b 비탈면 및 터널 안정해석비

붙임#7

토 공 ❙ 189

토 공

시공상세도 작성지침 보완방안

건설산업 선진화 방안의 일환으로 시행되는 “시공상세도 작성지침”

에 대해 공사시방서 명시사항, 지반분야 등 업무내용을 보완코자 함

□ 추진실적

o 2011. 12 : 고속도로 시공상세도 시행방안 수립

- 설계단계 및 시공단계의 도면 작성 이원화

설계단계(설계자) 시공단계(시공자)

설계도면(Engineering Drawing) 시공상세도(Shop Drawing)

- 시공상세도 작성비용 공사비(공사비 0.4%내외)에 반영

o 2012. 7 : 실시설계 예시도면 작성․배포

구분 기존도면 예시도면 비고

계 815 212 74% 감

도로분야 153 60 60% 감

교량분야 351 81 77% 감

터널분야 311 71 77% 감

o 2012. 8 : 고속도로공사 시공상세도 작성 지침 마련

o 2012. 9 : 시공상세도 전면시행을 위한 설계사 교육 시행

o 2013. : 신규 착공구간 시공상세도 작성비용 반영

- 밀양~울산 및 대구순환 고속도로 : 공구당 약 3억원 반영

□ 주요 보완내용

o 절토비탈면 및 터널 현황도(Face Mapping) 작성 추가

o 각 공종별 세부사항 내용 추가 및 보완

- 추가사항 : 콘크리트공 및 보강토옹벽

- 내용보완 : 시공중 지반조사

붙임#8

190 ❙ 토 공

비탈면 지반조사기준 개선

□ 문 제 점

o 시방서의 안정성 검토 대상과 설계시 지반조사 대상 기준 상이

- (시 방 서) 비탈면높이 10m 이상

- (조사기준) 비탈면높이 15~20m 이상

□ 개선방안 : 시방서 기준에 맞춰 합리적 조사물량 반영

□ 깎기 비탈면

o 설계기준에 맞춰 비탈면 높이 10m이상 구간 토질조사 시행

o 비탈면 등급별(A~D등급) 시추조사 수량은 과다, 물리탐사는 과소한

조사수량을 합리적으로 조정

구분

현 행 개 선

깎기높이 시 행 수 량 깎기높이 시 행 수 량

A급 15m 이상

- 시추조사: 4개소

- 물리탐사: 1회

10m 이상 - 시추조사: 1~2개소

- 물리탐사: 종∙횡방향

B급 20m 이상 각 1회

- 시추조사: 3개소

- 물리탐사: 1회

10m 이상

C급 20m 이상

- 시추조사: 3개소

- 물리탐사: 1회

10m 이상

- 시추조사: 1~2개

- 물리탐사: 종방향 1회

D급

기준없음

(C등급중20m이하)

- 시추조사: 2개소

- 물리탐사: 1회

(높이20m이상구간)

10m 이상

- 시추조사: 1개소이상

- 물리탐사: 종방향 1회

o 신뢰성 향상을 위해 시추위치는 물리탐사와 조사 선상에 선정

□ 쌓기 비탈면

o 쌓기높이 10m 이상인 구간에 대해 토질조사 시행

o 시공시 지층상태 확인 및 안정성 검토를 위한 조사계획 수립

※ 별첨 : 깎기부 조사등급 분류기준 개선(안)

붙임#9

토 공 ❙ 191

토 공

□ 지반조사 항목 및 기준 개선 (과업지시서 세부항목)

조사위치 조사항목 조사빈도 심 도 비 고

흙

쌓

기

부

일반구간 핸드오거 300m 3~5m

연약지반

핸드오거 200m 3~5m -시추조사위치와교차배치

피에조콘관입시험 100m 필요깊이까지 - 연약지반 심도 3m이상

시추조사 200m 지지층(풍화암)확인 - 콘관입시험 위치

베인시험 400m 불교란시료 채취심도

- 시추조사 위치

- Borehole, Field vane식

간극수압소산시험 200m(1회/CPTu 2회) 불교란시료 채취심도

- 콘관입시험과 병행

- 시추조사 위치

흙깎기부

시험굴조사 200m 1-2m

시추조사

비탈면 높이 10m이상

개소당 1개소 이상

(조사등급별에 따라 조정)

계획고하 2m - SPT : 1m마다

탄성파탐사 또는

전기비저항탐사

화상정보시험

교량부

시추조사 교대 및 교각 마다 1개소

경암 1m, 연암3m,

풍화암 7m까지

- SPT : 1m마다

-상․하행선분리시모두시행

화상정보시험

터파기시 사면 안전성

검토가 필요한 경우

암반구간

공내재하시험

- 풍화대가 깊어 직접기초

심도결정시 침하량산정

이 필요한 경우

- 연약층이 깊어 말뚝기초

의 수평방향변위 반력계

수 산정이 필요한 경우

층별 각각 1회

(토사,풍화암,암반)

탄성파탐사 또는

전기비저항탐사

- 직접기초 위치의 풍화암

심도가 급변 하는 경우

- 현장여건상 민원 등으로

시추조사가 불가한 경우

직접기초 예상심도

이상깊이 까지

- 교축방향 2개 측선

또는 교축 및 교축

직각방향

토모그래피 탐사

상부구조물에 큰 영향을

미칠 공동 발견(예상)시

- 직접기초: 푸팅

폭의 3배 깊이 까지

- 말뚝기초: 기초폭의

1～3배 깊이 까지

터널부

시추조사

- 입 출구부(행선별)

연직: 2개소, 수평: 1개소

- 본선부: 물리탐사 결과반영

- 연직 : 계획고하 2m

- 수평 : 입출구부

50m

- 저토피, 암종변화구간,

저비저항 이상대 구간

시추조사 추가반영

탄성파 탐사

터널개소당 입 출구부 및

저토피부 등 필요한 구간

측점간격 5m 이내

- 입출구부, 저토피부

격자형 탐사 실시

전기비저항탐사 터널 전연장(양방향) 측점간격 20m 이내 - 가탐심도 250m 이하

전자탐사 터널 전연장(일방향) - 가탐심도 250m 이상

Cross Hole Test 터널 입․출구부 (내진설계 관련)

- Down Hole Test

변경 가능

암반수압시험

터널내 용출수산정에

필요한 시추조사 위치

화상정보시험

터널개소당 입출구부

각각 2개소

암반구간 흙깎기부 기준 준용

붙임#10

192 ❙ 토 공