지지력 검토 보고서

○○○○○○ ○○○ ○○ ○○○○○ 프로젝트

2010. 07. 07.

1. 검토개요

2. 지지력 검토

3. 결론

C O N T E N T SC O N T E N T SC O N T E N T SC O N T E N T S

1. 검토개요 본 검토는 상부 건축하중 작용 시 하부 지반의 지지력 평가 및 필요 시 지반보강에 대한 사항을 검토하는데 목적이 있다.

그림 1. 지반조사 위치도 본 건물은 지표 하 2.5m에 계획되어 있으며, 해당 구간에 대한 지반조사 시추공은 BH-1, BH-5 이며 상세내용은 시추주상도에 기록되어있다. 조사결과 지하수위는 지표하 2.8m이다.

그림 2. BH-1 시추주상도

그림 3. BH-5 시추주상도

2. 지지력 검토

2.1 지지력 검토 방법 지지력 검토방법은 지반의 역학적 특성치 및 기초의 형상, 지하수 조건을 반영한 정역학적 지지력 공식을 이용한 방법, 표준관입시험 결과를 이용한 방법, 경험적인 방법에 의해 추정할 수 있다. 일반적으로 건축기초 시공 전 평판재하시험을 통하여 지지력과 침하량을 확인하여야 하나 현장 여건상 평판재하시험이 불가하므로 상기에서 제시한 방법에 의한 추정만 가능함.

2.2 지지력 평가 1) 정역학적 방법 Terzaghi(1943)가 제시한 정역학적 지지력 공식을 이용하여 지반조사시 수행한 지지층의 역학적 특성치인 내부마찰각(φ)=0。, 점착력= 14.2kN/m2을 적용하여 산정하면 3.5ton/m2이며, 기초의 형상은 1mX1m, 관입기초깊이는 0m로 가정함. 1111 Terzaghi (1943)Terzaghi (1943)Terzaghi (1943)Terzaghi (1943): 세장기초에 대한 전반전단파괴시의 극한 지지력 (기초바닥위의 흙은 상재하중으로 고려, 전단저항은 무시)Df : m (관입기초깊이) B : m (기초직경, 폭)L : m (기초길이) c : t/m2 (점착력)≅ : deg (내부마찰각) ≅t1 : t/m3 (기초저면단위중량)≅t2 : t/m3 (기초주면단위중량) w : m (기초 하 지하수깊이)≅ : (기초형상계수) ≅ : (기초형상계수)Nc : (전반지지력계수) N≅ : (전반지지력계수)Nq : (전반지지력계수)

≅, ≅의 산정[Terzaghi]a) ≅, ≅ 결정지지력 계수의 산정a) Nc 결정 Nc : (Nq -1) cot≅ (≅ = 0 이 아닌 경우)1.5≅+1 = 5.71 (≅ = 0 인 경우)b) N≅ 결정 N≅ : tan≅/2 (Kp≅/cos2

≅ - 1)c) Nq 결정 Nq : [e2 (0.75≅ - ≅/2) tan≅≅/[2cos2(45 + ≅/2)]극한지지력의 계산전반전단파괴시qu = ≅(c)xNc + ≅(≅tB/2)xNr + (≅tDf)xNq= t/m2 3.5 t/m2qa =

1.7정방형

0 0.0연 속 기초형상 형상계수

1.71.0 0.0원 형1.301.00 0.601.00

10.4

1.00.05.7

1.0 - 0.2B/L0.801.30 장방형1.0 + 0.3B/L

1.0

≅

1.30 1.4≅

0.80Foundation Analysis and Design, joseph E. Bowles, 철도설계기준

2) 표준관입시험 결과 이용

Bowles(1982)이 제시한 공식을 이용하여 표준관입시험 결과치를 적용하여 산정함. 지반조사 결과 기초지지력 상하부의 평균 N값 3을 적용하여 산정한 지지력은 3.8ton/m2 임. 2222 Bowles (1982) - 수정 Meyerhof식Bowles (1982) - 수정 Meyerhof식Bowles (1982) - 수정 Meyerhof식Bowles (1982) - 수정 Meyerhof식: N 치로 추정한 Meyerhof의 허용지지력이 대략 50% 증가되도록 수정하여 적용함D : m (관입기초깊이) B : m (기초직경, 폭)N : (위로0.5B~아래로2.0B)s : mm (기초허용침하량)F1 : (계수) F2 : (계수)F3 : (계수) F4 : (계수)Kd : (깊이계수)F1,F2,F3,F4의 산정a) F1,F2,F3,F4 결정 (표참조-Foundation Analysis and Design, joseph E. Bowles, p264)Kd의 산정a) D 결정b) B 결정c) Kd 결정 Kd : 1 + 0.33 D/B <= 1.33침하량이 25mm인 경우 허용지지력의 계산qa = N/F2 Kd = kPa = (Mat 기초인 경우)37.50 3.8

F4 1.20F3 4.004.000.30 2.50 0.05 2.001.200.06 3.201.200.05 N55 N'70 0.301.00 0.30SI0.08 SIFpsFoundation Analysis and Design, joseph E. Bowles0.01.00

F20.30 0.081.20

FactorsF1 Fps1.03 25.00.05

3) 경험치를 이용한 방법 NAVFAC(1982)이 제시한 경험적인 지지력은 5~10ton/m2 범위이며, 5ton/m2을 경험적인 값으로 추천함. 3333 NAVFAC (1982), 구조물기초설계기준 (2003)NAVFAC (1982), 구조물기초설계기준 (2003)NAVFAC (1982), 구조물기초설계기준 (2003)NAVFAC (1982), 구조물기초설계기준 (2003)---- 경험에 의한 지지력 추정 적용시 유의사항경험에 의한 지지력 추정 적용시 유의사항경험에 의한 지지력 추정 적용시 유의사항경험에 의한 지지력 추정 적용시 유의사항: 아래 표에 제시된 경험값은 전단파괴에 대한 적합한 안전율과 과도한 침하에 의한 피해를 피하도록 제시된 것: 기초크기, 근입깊이에 따라 경험값을 수정하여 적용함: 함수비, 밀도, 성토고를 관리하여 다진 성토층의 지지력은 동일한 연경도를 갖는 자연지반의 지지력과 동등한 것으로 간주함: 압축성이 큰 세립토의 허용 접지압력은 구조물의 총침하량을 고려하여 제함: 유기질 지반이나 다짐을 하지 않은 성토층의 허용 지지력은 각 경우에 따라 별도 조사하여 결정함: 아래에 추천된 암반의 허용지지력이 암시편의 일축압축강도를 초과하면, 일축압축강도를 허용지지력으로간주함NAVFAC, 구조물기초설계기준

표. 확대기초의 지지력 경험값 (U.S. Dpt. of the Navy 1982, 구조물기초설계기준 2003)추천3752151051057550304030153025154020555530155555추천 허용지지력Qa = t/m2 20~4010~305~105~105~105~10중간정도 굳음연함연함연함연함굳음중간정도 굳음연함연함연함연함 5~105~105~105~10중간정도 조밀

현 장경질의 신선한 암 퇴적암 : 시멘트화된 경질의 셰일, 실트암, 사암, 동공이 없는 석회암 중간경질의 신선한 암연 암느슨함

연경도상태

20~65

5~105~105~105~10 가는 모래, 실트질이나 점토질 중간정도 입도나 굵은 모래 (SW, SM, SC) 중간정도 조밀느슨함매우 조밀함 균질한 점토, 모래질이나 실트질 점토 실트, 모래질 실트, 점토질 실트, 교화된(Varved) 실트-점토-세사층 굳음느슨함 자갈, 자갈-모래 혼합물, 호박돌-자갈 혼합물 (GW, GP, SW, SP) 입자가 긁거나 중간정도의 모래, 자갈이 약간 섞인 모래(SW, SP) 매우 조밀함 65~10540~75

범 위650~1070

30~60매우 조밀함중간정도 조밀

10~3040~6520~4010~3010~3030~5020~4085~160

허용 지지력(t/m2) 엽리성의 변성암 : 슬레이트, 편암 중간경질의 신선한 암 320~430 괴상의 결정질 화강암, 변성암 : 화강암, 섬록암, 현무암, 완전히 고결된 역암 지 지 층 860105 하드팬(Hardpan), 점성토 섞인 자갈(GW-GC, GC, SC) 컴팩션 셰일(compaction shale)이나 신선한 이질암 160~270 입도분포가 양호한 세립토 모래자갈의 혼합물 : 빙하퇴적물, 매우 조밀함 85~130 풍화되거나 파쇄된 모암, 이질암(셰일)이외의 모든 암, RQD<25 연 암 85~130

2.3 결과 요약

앞에서 제사한 정역학적 지지력 공식을 이용한 방법, 표준관입시험 결과를 이용한 방법, 경험적인 방법에 의해 추정한 지지력은 3.5~5.0ton/m2으로 나타났으며, 안전적 측면에서 해당구간의 지지력은 3.5ton/m2로 추정할 수 있다. 이는 기초의 근입깊이에 대한 부분을 제외한 것이므로 2.5~3.0m 근입시 추가적인 지지력 1.5ton/m2 확보가 가능하여 전체지지력은 5.0ton/m2 추정된다. 구조물의 기초는 MAT기초 형태가 적합할 것으로 추정되며, 연약지반에 설치되는 기초의 특성을 감안하면 부등침하에 의한 구조물의 손상이 예상되므로 시공이음을 두어 부등침하에 의한 영향을 최소화하여야 할 것이다.

3. 결론 1. 당 현장은 현장의 여건상 평판재하시험의 수행이 불가하여 기초지반의 지지력을 직접평가 할 수 없는 상태에서 지반조사시 얻어진 역학적 특성치와 표준관입시험결과, 경험적인 방법에 의해 기초의 지지력을 추정함. 2. 각각의 방법에 의한 지지력 추정결과는 3.5ton/m2 ~ 5.0ton/m2으로 나타났으며, 안전적인 측면에서 3.5ton/m2을 추천함. 3. 상기의 지지력은 25mm 침하를 기준으로 산정된 지지력이며, 침하량 기준 변경시 기초의 지지력은 조정됨. 4. 기초지반의 주성분은 실트 및 점토로 하중 재하시 추가적인 압밀침하가 발생할 수 있으며, 이를 산정하기 위해서는 해당지층에 대한 압밀시험, 건축물에 의한 명확한 하중이 주어진 경우에 산정이 가능하므로 침하량 산정시 제외함. 5. 건축하중 5ton/m2 이상 확보하고 굴착면의 교란을 방지하기 위해서 해당기초 지반의 하부를 입도가 양호한 모래 혹은 잔골재를 이용하여 치환이 필요한 것으로 판단되며, 치환심도는 50cm 이상이 적합한 것으로 판단됨. 6. 본 건물의 지지력 검토는 간접적인 방업에 의해 추정된 것이므로 기초계획의 안정성 확보를 위해서는 해당구간의 평판재하시험를 통한 지지력 확인, 건축 재하하중 산정 및 기초하부 지반층의 압밀시험 후 정확한 침하량 산정이 요구됨.

7. 구조물의 기초는 MAT기초 형태가 적합할 것으로 추정되며, 연약지반에 설치되는 기초의 특성을 감안하면 부등침하에 의한 구조물의 손상이 예상되므로 시공이음을 두어 부등침하에 의한 영향을 최소화하여야 할 것임.