[토질시험] 현장시험

토질시험

토질시험은 흙의 지지력과 침하량을 측정하기 위한 시험으로 다음과 같은 종류가 있으며, 불교란시료는 필요에 따라 각종 시험을 합니다.

2. 현장 시험

직접시험으로 지내력의 경우는 보링과 토질시험에서의 결과보다 신뢰성이 높습니다.

(1) Vane test
점토의 간이 현장강도 시험입니다. 보링 구멍을 이용하여 십자형 날개의 Vane tester를 지반에 박고 회전시켜서 그 회전력에 의하여 점토의 점착력(지지력)을 판별하는 방법입니다. 연약한 점토질에 쓰이며 굳은 점토층에서는 Tester의 삽입이 어려우므로 부적당하고, 또 10m 이상이 되면 로드의 되돌음이 있어 적당하지 않습니다.

(2) 표준관입시험
원 위치에 있어서 흙의 경연, 상대밀도 등을 알아 흙(주로 모래)의 지지력을 간이추정하기 위한 N의 값을 측정하는 관입시험방법입니다. N의 값이란 중량 63.5kgf 의 Hammer를75cm 높이에서 자유낙하시켜 표준관입시험용 Sampler를 30cm 타입하는데 요하는 타격 횟수를 말하고, N의 값이 클수록 밀실한 토질임을 보여주고 있습니다.

N의 값	모래의 상태
0~5	몹시 느슨하다 (연약한 지반)
5~10	느슨하다
10~30	보통
50 이상	다진 상태 (밀실한 상태)

모래의 전단력은 모래의 밀도에 의하여 결정되고 불교란시료를 채취하기 곤란하므로 현지의 지반 내에서 직접 모래의 밀도를 측정할 필요가 있습니다. 주로 모래질 지반에서 사용되며, 점토질 지반에도 관입시험을 할 수 있으나 큰 편차가 생겨 신뢰성이 없어 사용치 않습니다.

(3) 평판재하시험(Loading Test)
지내력시험이라고도 합니다. 지지력과 침하량을 측정하여 지내력을 구하기 위한 시험으로 지반면에 직접 재하 하여 허용지내력을 구하는 것으로 가장 적당한 기초구조를 결정하기 위하여 실시합니다. 일반토사에 사용되며, 연약점토질에서는 시행이 불가능합니다. 확대기초(독립기초, 온통기초)의 지내력 측정에 주로 쓰입니다. 정확도가 높은 반면, 비용과 시간이 많이 소요됩니다. 각 지반의 지내력은 흙의 밀도. 내부마찰각 · 응집력 · 지하상수면의 위치 · 기초의 크기 · 형상 · 심도 등에 의하여 정해지고, 일괄적으로 규정할 수는 없으며, 확실한 지내력을 알려면 시험을 하여야 합니다. 그러나 건축물의 구조 기준 등에 관한 규칙에 편의상 그 최대한을 정하고 있으므로 지내력시험을 하지 않는 보통 건축공사에서는 허용응력도를 이용하면 편리합니다.

지반	장기응력에 대한 허용응력도	단기응력에 대한 허용응력도
경암반	400	장기응력에 대한 단기응력도의 각각의 값의 1.5배로 한다
연암반	200
	100
자갈	30
자갈과 모래의 혼합물	20
모래 섞인 점토 또는 Loam	15
모래 또는 점토	10

지내력시험은 다음과 같이 규정하고 있습니다.
① 시험은 원칙적으로 예정기초면에서 행합니다.
② 하중시험용의 재판은 정방형이나 원형의 두께 약 25mm의 철판재로써 면적 0.2m²의 것을 표준으로 하고, 보통 30cm 각이나 45cm 각의 것이 쓰입니다.
③ 매회의 재하는 1ton 이하 또는 예정파괴하중의 1/5 이하로 하며, 각 재하에 의한 침하량은 2, 4, 8, 15, 30, 60, …분 정도의 간격으로 하여 다이얼 게이지(Dial gauge)로 침하량을 읽어서 기록합니다. 침하량은 시간이 경과함에 따라 감소하게 되는데 침하의 속도가 15분에 0.01mm 이하로 되면 다음 단계의 재하를 합니다.
침하의 증가는 2시간에 0.1mm 의 비율 이하가 될 때에는 침하가 정지된 것으로 간주하여도 좋습니다

④ 단기하중에 대한 허용지내력
ㄱ) 총침하량이 20mm에 도달하였을 때
ㄴ) 침하량이 20mm 이하라도 침하곡선이 항복상황을 나타낼 때로 합니다.
⑤ 장기하중에 대한 허용지내력은 단기하중에 대한 허용지내력의 1/2 입니다.


⑥ 재하시험 장치에는 다음과 같은 것이 있습니다.
ㄱ) 직접재하방법 : 하중이 작은 경우에 쓰이며, 하중이 편심이 되거나 재하시에 충격을 가하지 않도록 주의하여야 합니다.

ㄴ) 반력을 이용하는 재하방법 : 일반적인 방법이며, 반력 Beam은 견고한 물체에 Anchor 시키든가 적재하중을 가합니다. 장기간의 측정에서는 하중을 일정하게 하도록 주의합니다.

(4) 공내재하시험
공내재하시험은 보링 시추공 안으로 암반의 변형계수를 측정하고자 하는 지점에 재하장치(SONDE)를 삽입하고 유압 또는 수압을 사용하여 시추공 벽에 압력을 가한 다음 SONDE 내부에 장착되어 있는 측정장치(SENSOR)에 의거 압력증가에 따른 공경의 변화량을 측정하는 공법입니다. 이 측정결과로 내력을 산출합니다.

(5) 기타시험
① 지하수위의 측정 : Boring을 할 때는 반드시 합니다.
② 양수시험 : 양수량 및 투수계수를 알기 위하여 합니다.
③ 간극수압의 측정 : 간극수압은 압밀침하 즉 Well point, Sand drain 공법과 관계가 있으며, 간극수압을 측정하는 기구는 피에조미터(Piezometer)입니다.
④ 토압의 측정 : 토압계를 사용하며 흙막이벽 배면에 설치합니다.