현장 원위치시험의 종류

4) 암반 수압시험

수압시험은 야외에서 시추조사와 병행하여 지하수의 유동 특성을 정량적으로 규명하기 위하여 시추공 내의 일정 구간에 Packer를 설치, 밀폐한 후 일정압의 압력수를 주입하여 주입압력과 주입량과의 관계로부터 대상지반의 투수성을 평가하는 현장 시험법이다.
특히 암반을 대상으로 압력 10kg/cm의 물을 암반 중에 압입하여 그때의 주입량으로 암반의 투수성을 평가하는 방법을 Lugeon test라고 하며 단위는 Lugeon으로 표시하며 시추공 내로 packer를 설치하게 되는데 이것의 설치법에 따라 single packer method와 double packer method로 구분된다. 전자의 경우 시험 구간 상부에 한 개의 packer를 설치하여 시험 구간 길이마다 시험을 행하는 방법이고, 후자의 경우는 시험 전에 시험공 전체를 굴착해 놓고 시험 구간 상하에 packer를 설치하고 시험하는 방법이다. 시험의 결과에 따라 주입압력 - 주입량 곡선을 그리고 한계압력에 따라 Lugeon값을 계산하여 지반의 투수성 평가나 차수 계획, 차수 평가 등에 적용할 수 있다.

1.3.5.3 현장 원위치시험

1) 현장밀도 시험

현장에서 흙의 밀도는 체적과 중량을 얻기 위해 치환법에 의해 지표상에서 측정할 수 있으며, 밀도시험기(RI)에 의해서도 측정된다. 어떤 흙에 대한 깊은 곳에서의 밀도는 압입 실린더(샘플링 관) 법에 의해 측정할 수 있다.
(1) 치환법
모래치환법과 물주머니 방법은 현장의 밀도를 측정하기 위한 직접적인 방법이다. 모래치환법과 물주머니법은 어떠한 지반에도 적용이 가능하고 실험과정의 편리성 때문에 가장 넓게 사용되는 방법이다. 모래치환법은 지표면 시험 중에서 가장 자주 사용되며 다른 시험 방법들에 대한 기준이 된다.
(2) 압입실린더법
압입실린더법은 밀도를 측정하고자 하는 지표 아래에서 시료 획득을 위해 사용된다. 그러나 이 방법은 습윤상태이고, 약간 또는 자갈을 포함하지 않은 점성토나 겉보기 점착력이 있는 세립질 모래에만 적용 가능하다.
(3) 방사선 습윤밀도법
원위치에서 방사선 법에 의한 토사와 골재의 밀도측정 방법으로 현장에서 방사선이 사용되기 전에 밀도 및 함수비 측정 결과는 치환법에 의한 결과와 비교되어야 한다. 이 시험 시에는 안전 규칙을 사전에 숙지하고 사고가 발생하지 않도록 하여야 한다.

2) 평판재하시험

이 시험은 지반에 설치한 재하판의 하중과 침하량의 관계에서 구조물 기초지반의 지반반력계수나 극한지지력 등 지반의 변형 및 지지력 특성을 구하는 것을 목적으로 한다. 이 시험은 현장에서 강성재하판에 단계적으로 하중을 가하여 침하량을 측정하여 지반의 전단 파괴유형, 극한지지력, 항복지지력, 지반반력계수, 변형 계수 등을 구하기 위하여 실시하며, 평판 재하시험에서 구한 지지력의 유효심도는 재하판 지름의 2배 정도이다. 지반의 지내력은 기초지반의 성질 뿐 아니라 기초의 깊이, 폭, 길이, 지하수 등이 영향을 받는 지반의 지층 상태를 충분히 고려하여야 한다.

3) 공내재하시험

이 시험은 지반의 역학적 특성을 현장에서 비교란 상태로 신속히 구할 수 있는 시험으로서 특히 사운딩시험을 실시할 수 없거나 비교란 시료를 채취할 수 없는 암반층, 자갈층 등에 적용하면 좋은 결과를 얻을 수 있다. 공내재하시험기는 재하장치, 가압장치 및 측정계기 등의 3가지 주요 계통으로 이루어져 있으며, 시험은 시추조사와 병행하여 실시한다. 시험방법은 시추공에서 시험하고자 하는 심도까지 Sonde를 삽입한 후 가압 장치에서 Sonde 외부에 부착된 고무 튜브를 팽창시키며, 이때 발생하는 공벽의 변위를 측정한다.
(1) 등분포하중 방식
시추공 내에 고무 튜브의 측정 판을 삽입하고 그것에 가압액(물 또는 기름)이나 공기를 보내는 것에 의해 공벽에 등분포 하중을 주는 방식이다. 이 방식의 특징은 시험공 공벽에 대한 한결같이 동등한 하중이 가해지기 때문에 응력분포가 축 대칭이 되고 이론적인 취급이 용이한 것이다. 그러나 불균질 지반이나 이방성 지반의 경우에 얻어지는 변형 계수 등은 시험지점의 공벽 전 둘레의 평균값이 된다.
(2) 등변위 방식
시추공 내에 소형의 특수 Jack을 가지는 측정관을 삽입하고 벽면에 밀착한 강체 재하판을 끼워 공벽의 일정부분에 등변의 하중을 주는 방식이다. 이 방식은 시험 시의 지반 내의 응력분포가 복잡하지만 등분포하중 방식에 비해 큰 하중이 걸리는 장점이 있다. 그러나 불균질 지반이나 이방성 지반의 경우 지하 방향에 따라 시험 값이 다른 경우가 있기 때문에 재하방향을 명확히 할 필요가 있다.

1.3.5.4 물리탐사 및 검층

물리탐사 및 검층은 탄성계수, 밀도, 전기전도도, 방사능원소의 함량, 대자율과 같은 지하 매질의 대비 물성을 이용하여 지하의 지질구조 및 지반 특성을 측정하는 지반조사 방법의 일종으로 조사 대상 지역에 따라 각기 다른 지하 매질의 물리적 특성을 최대한 이용 할 수 있는 물리탐사 방법을 선정하는 것이 상당히 어려운 문제이다. 지반조사에 활용되고 있는 물리탐사 및 검층은 탐사 장소에 따라 크게 지표탐사와 시추공 탐사로 구분할 수 있으며, 이에 관련된 사항은 다음과 같다.