지반조사(Site investigation)

정의

• (지)각종 토목구조물, 건축구조물, 시설물 등의 설계 및 시공에 필요한 지반정보를 얻기 위해 실시하는 조사 로 간접적인 조사 방법으로는 기존 자료조사가 있고, 직접적인 조사 방법으로는 현장답사, 물리탐사, 시추조사, 원위치시험 등이 있다.

지반조사 목적

• 지반조사는 건설·건축 공사시 목적 시설물이 구축되는 대상 지반의 지층 분포와, 토질, 암석, 암반 등 지반의 공학적 성질과 지하수위 등에 대한 정보를 정확하게 파악·분석하여 구조물의 계획과 설계, 시공 및 유지관리 업무를 수행하는데 필요한 지반정보를 획득하기 위하여 수행한다.
• 획득한 지반정보는 건설공사의 안전, 최종 목적 시설물의 안전성, 공사의 경제성에 매우 큰 영향을 미친다. 지반조사를 소홀히 하거나 불명확하게 하는 경우에는 안전성에 큰 위협을 받을 수 있으며, 공사비 증가, 공기의 지연 등을 초래할 수 있기 때문에 충실한 지반조사가 반드시 필요하다.

지반조사 절차 및 내용

• 지반조사는 예비조사와 본조사로 나눌 수 있으며, 예비조사는 보통 부지선정, 노선이나 구조물의 위치 결정 등을 위하여 넓은 범위를 대상으로 수행하는 것을 의미한다. 예비조사는 기존자료조사, 현장 답사, 지형조사, 수문조사, 지질도 및 지반동학 관련 지도와 기록물 조사, 현장 인근의 조사, 물리 탐사 등을 통해 개략적인 지반의 특성을 파악하는 것이 목적이다.
• 본조사는 기본설계 단계의 개략조사와 실시설계 단계의 정밀조사를 포함하며 부지, 노선 또는 구조물의 위치가 결정된 후 지층의 분포, 공학적 특성 등을 명확히 파악하기 위해 수행한다. 지표지질조사, 물리탐사, 시추조사 및 현장시험, 실내시험 등이 포함되는데 공사의 목적, 중요도, 규모, 입지 환경, 구조물의 종류 등 다양한 요소에 따라 지반조사 방법, 중점적 조사 항목 등이 다르게 적용된다.

구분	목적	조사 항목
예비조사	구조물 입지의 적합성 평가 대안부지와의 적합성 비교 검토 구조물 시공으로 발생할 변화 예측 구조물 거동에 영향을 미칠 수 있는 지반의 구성과 특성 파악 예비조사글 근거로 한 본조사 계획 수립 (필요시) 공사에 필요한 골재원, 토취장 확인	지형도, 지질도, 고지형도 지진이력 인공위성 및 항공사진 현장 인근 조사자료 및 시공경험 이력 수문조사 인접 구조물 굴착현장 지장물 현황조사
본조사	설계 및 시공에 적합한 지반공학적, 지질학적 정보 제공 안전과 경제적인 가설과 공사를 위한 정보 제공 시공방법 계획수립에 필요한 정보 제공 시공중 예상되는 문제점 검토	지반 성층 상태 지반 강도 특성 지반 변형 특성 지하수위 및 각 지층의 간극수압 분포 투수 조건 지반의 잠재적 불안전성 지반의 다짐특성 지반개량 가능성 동결 가능성
추가조사	예비조사 및 본조사 이후, 구조물 설계를 위한 추가 자료가 요구될 때 수행	(상황에 따라 요구되는 항목)

• 일반적인 지반조사의 절차는 아래 그림과 같다.

지반조사의 절차

지반조사 방법

구분	지반조사 방법
기존 자료 조사	기존 자료 수집, 정리, 분석
현장 답사	지형, 지질 및 토질 분포 조사 기존 구조물의 상태 관찰 지표의 시료 채취
지표조사	드론 등을 활용한 항공사진 촬영 정밀지형의 측정 지표지질 조사
지하/지반 조사	사운딩(CPT, vane 등) 물리탐사 시추조사 시험굴 조사 원위치 시험 현장지질조사 등

지반조사 시험의 종류

1. 표준관입시험 : 외경 5.1cm, 길이 81cmdml Split Spoon Sampler를 보링로드에 붙여서 원지반에 관입시킨 후 63.5kg의 해머로 낙하고 76cm 에서 자유낙하 타격하여 샘플러가 흐트러지지 않은 자연지반에 30cm 관입하는데 필요한 타격횟수를 구하는 시험
   

   표준관입시험 개요(출처 : 국토지반정보 통합DB센터)
2. TCR/RQD 시험

- TCR (Total Core Recovery) : 암반의 구성에 따라 시추한 암석의 길이에 대하여 회수한 코어길이를 백분율로 나타낸 것

- RQD(Rock Quality Designation) : 시추코어 중 100mm 이상의 코어 길이 합을 시추 길이로 나누어 백분율로 표시한 값으로 암질의 상태를 나타냄

TCR과 RQD(출처 : 국토지반정보 통합DB센터)

3. RMR(Rock Mass Rating) : 현장이나 시추자료에서 확인 가능한 6가지 변수(암석강도, RQD, 불연속면 간격, 불연속면 상태, 지하수 상태, 불연속면 상대적 방향)에 대한 점수를 통해 암반을 분류하고 평가하는 방법

RMR 방법(출처 : 국토지반정보 통합DB센터)

4. Q-System : 스칸디나비아 지방의 약 200개 터널에 대한 연구분석 결과에 근거하여 제안된 기법, 정량적 분류체계로 RQD, 불연속면군수, 불연속면 거칠기, 불연속면 변화 정도, 지하수에 의한 감소계수, 응력감소계수 등을 반영하여 암반을 분류하는 방법

Q-system(출처 : 국토지반정보 통합DB시스템)

5. 공내재하시험 : 시추공의 공벽면을 가압하여 변형량을 측정함으로써 지반의 변형 특성을 조사하는 시험. 연약지반의 점토부터 경암까지 지반의 변형특성 파악과 건축물, 지하철 건설의 굴착, 원자력 발전소 등의 기초조사 방법 및 암반분류의 지표를 얻기위해 실시하기도 하는 방법

6. 투수시험 : 지반의 투수성이 낮은 세립토는 변수위측정법이 사용되고, 투수성이 높은 조립토의 경우 정수위 투수법이 주로 사용됨. 시험공 내 설치한 케이싱 상단까지 물을 주입하고 시간에 따른 수위강하를 측정하는 방법

지반조사 유의사항

• 지반조사 계획시에는 지반조사로부터 설계, 시공의 대상이 되는 현장과 그 인근의 지반, 지하수 상태 등에 대한 모든 정보와 자료를 획득할 수 있도록 해야 한다.
• 지반조사시 시료의 채취와 운반, 보관에 대한 규정은 국내 표준을 우선 적용하도록 해야 하며, 국내 표준이 없는 경우에 국제적 공인 절차에 따라 수행하도록 해야 한다.

지반조사 결과보고서 작성

• 지반조사 결과 보고서에는 아래와 같은 내용을 포함하여 작성한다.

- 지반조사의 목적, 위치, 범위, 조사기간, 사용장비, 지반조사의 세부 절차

- 지반의 지질학적 특성, 모든 지반의 정보, 지반공학적 평가 및 시험결과의 해석에 사용된 가정 사항

- 실내 및 현장 시험에 사용된 방법, 시험 과정, 시추 조사 내용, 결과

- 지반조사를 통한 검토 및 공사시 고려 사항 등

- 시추 조사 위치도, 지층단면도, 시추주상도(시추조사 결과), 조사 사진첩 등

관련규정

• 한국산업규격 KS F - 2430(관능검사에 의한 흙의 분류 방법)
• 한국산업규격 KS F - 2324(흙의 공학적 분류 방법)
• 설계기준 KDS 11 10 10(지반조사)
• 설계기준 KDS 11 10 15(지반계측)
• 설계기준 KDS 11 00 00(지반설계기준)
• 설계기준 KDS 11 10 05(지반 설계 일반)
• 건설공사표준품셈(국토교통부)

관련용어

• 지반(Ground)
• 표준관입시험
• 시추시험