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지반조사와 평판재하시험
- 지반조사의 종류에 대해서 설명하시오
- 평판재하시험에 대해서 설명하시오
정답:
지반조사의 종류
지하탐사법, 원위치시험, 보링 및 샘플링, 토질시험
지하탐사법
- 터파보기(test pit) 인력으로 정한 깊이까지 파서 필요한 자료를 얻는 방법으로 확실한 방법
- 짚어보기(sound rod,탐사정) 직경 9mm 정도의 철봉을 인력으로 회전하여 박아보고 그 저항울림, 꽂히는 속도, 손짐작 등으로 굳은 지층의 깊이, 지내력 등을 추정하는 방법, 정확하지 않음
- 물리적 탐사법 전기저항식, 탄성파식, 강제 진동식 등
원위치시험(Sounding Test)
지반의 저항력, 물리적 성질을 측정하기 위해 막대에 붙인 저항체를 보링구멍에 넣고 관입, 회전 빼돌리기 등의 저항으로부터 토층의 성상을 판단
- 표준관입시험(Standard Penetraion Test) 시험용 샘플러로 중량 63.5kg의 추를 750mm의 높이에서 자유낙하시켜 표준관입용샘플러를 300mm 관입시키는데 필요한 타격횟수 N값을 통하여 흙의 지내력을 측정하는 방법으로 사질지반에 적합
- Vane Test 보링의 구멍을 이용하여 +자형의 vane test를 회전시켜 그 저항력으로 점토의 점착력을 판별, 연한 점토질에 적합하며 시험측정길이는 15m 정도
- 원추관입시험(CPT) 원추모양의 콘을 관입시켜 관입저항치를 측정하는 방법 선단지지력과 전체지지력을 측정할 수 있으며 큰 자갈이외의 지반에 적용
- 측압사운딩 보링공에서 실시되는 수평방향 공내재하 실험 정지토압계수, 기초 지지력 등 설계에 필요한 자료를 구함
Boring 및 Sampling
보링은 지중에 철관으로 천공하여 채취한 토사로 판별하는 방법으로 지중의 토질분포, 흙의 층상 등을 알 수 있는 주상도를 작성할 수 있다.
- Boring 보링간격 : 30m 정도로 수직으로 굴착하며 부지내 3개소 이상 시행 보링깊이 : 소규모건물의 경우 기초폭의 1.5배~2배로 , 약 20m 이상 또는 지지 지층이상 시료관리 : 채취된 시료는 햇빛 방치를 금하여 충분한 양생이 필요 보링종류 : 충격식보링(충격날 이용), 회정식보링(bit를 회전), 오우거보링(나선형의 송곳), 수세식보링(이중관 이용)
- Sampling(시료채취) 시료(Sample) : 지반을 구성하는 지층, 토질, 지하수위 등을 판별하기 위해 보링을 통해 얻은 표본 불교란시료 : 지반의 자연상태에 가까운 시료 교란시료 : 토립자의 배열이나 구성상태가 흐트러진 시료
토질시험(Soil Test)
물리적 시험 : 토립자 비중시험, 흙의 함수량시험, 입도시험, 투수시험, 단위체적중략시험, 소성한계시험, 액성한계시험 역학적 시험 : 압밀시험, 전단시험
평판재하시험
지반의 허용지내력은 지반조사서를 바탕으로 경험식을 통해 추정하는 방법과 재하시험을 통하여 측정하는 방법이 있다.
- 개요
- 지내력은 하중지지능력과 침하 또는 변형에 대한 지지능력을 말한다.(지지력+내력)
- 기초저면까지 판 지반에서 직접재하
- 재하판은 지름 300mm가 표준
- 최대 재하하중은 극한지지력 또는 예상되는 장기하중의 3배
- 매회 재하는 1t 이하, 예정파괴하중의 1/5 이하로 침하량이 2시간에 0.1mm 이하면 침하정지로 판단
- 목적
- 지반의 극한, 항복 및 허용지지력을 알고자 할 때
- 실내시험이나 사운딩 등으로는 지지력과 침하특성을 판정하기 어려울 때
- 지지력이나 침하량이 허용한계에 가까울 때
- 개량지반의 지지력을 구할 때
- 시험의 유의사항
- Scale Effect 고려 (크기효과) : 재하판에 의해 얻어진 지지력은 실제 기초의 크기와 다르므로 이를 고려한다.
- 최소 2개소 측정, 취약부 산정
- 설계하중의 200~300%까지 실시
- 하부 지층이 시험구간의 지층보다 견고해야 함 재하판 지름의 약 2배에 해당하는 깊이까지의 흙에 대한 자료를 제공하므로 , 그 이상 깊이에서 연약지반이 분포할 경우 실제 지내력보다 큰 지내력이 평가될수 있다.
- 다량의 자갈층은 시험결과에 악영향을 미치므로 피해야 함
- 지하수위를 고려해야 함 : 건기시 평판재하시험을 실시 했을 경우, 우기시 지하수위의 상승으로 지반의 극한 지지력도 감소한다.
- 상재하중한 고려 : 평판재하시험은 시험지표면 위의 유효상재압이 제외된 상태에서 지지력을 측정하는 것이므로 지지력 산정시에 이를 고려해야 한다.
- 허용지내력 산정
- 기초지반의 허용지지력은 구조물에 따른 침하량 허용범위, 기초의 근입깊이, 기초 구조물의 강성과 크기, 지하수위 등 다양한 조건에 따라 영향을 받음
- 따라서, 평판재하시험의 결과만으로는 결정할 수 없고, 이론적 해석결과 등을 종합적으로 검토하여 판정
- 장기허용지내력 : [구조물의 허용침하량일 때의 P, Py/2, Pu/3]min
- 단기허용지내력 : 장기허용지내력 × 2
END