기초 지내력 평가 계획서 기초 지반 평가...굴삭기 버켓용량 3m2 운전중량...

화성동탄 ○○○ 신축공사

기초 지내력 평가 계획서 (2007.3)

한미파슨스㈜


기초 지내력 평가 계획서

2007. 03. 19.

1. 목적

2. 설계 현황

3. 기초 지내력 평가 기준

4. 기초 지내력 평가 방법

5. 기초 지내력 평가 계획

6. 지질 Mapping



한미파슨스㈜

1. 목 적

○○○ 신축공사의 주거부 및 비주거부 건축물이 다양한 형태의 기초형식과 기초하부

암반 심도의 변화가 다양하여 각 기초의 특성에 맞는 기초 지내력 평가 시험 계획이

필요하여 다음과 같은 평가계획(안)을 제안합니다.

2. 설계 현황

기초의 설계 요약

구 분 지지력 기초 형식 시험계획(안)

101 동 190 ton/m2 RCD 기초 양방향 재하시험 주거고층부

102 동 160 ton/m2 직접기초 지질 mapping

주거저층부 42 ton/m2 직접 기초 평판 재하(장비)

비주거부 1 지역 70 ton/m2 직접 기초 평판 재하(장비)

A-block

비주거부 2 지역 105 ton/m2 직접 기초 평판 재하(장비)

103 동 160 ton/m2 직접 기초 지질 mapping 주거고층부

104 동 190 ton/m2 직접 기초 지질 mapping

주거저층부 70 ton/m2 직접 기초 평판 재하(장비) B-block

비주거부 70 ton/m2 직접 기초 평판 재하(장비)

A-Block 연암층 Contour 평면

EL+30

EL+35

EL+25

EL+40

EL+50.000EL+55.000

EL+65.000

EL+50.000

EL+55.000

EL+60.000

EL+60.000

EL+65.000

102동

160t/m2

101동

190t/m2주거저층부

42t/m2

비주거부2

105t/m2

비주거부 1

70t/m2

기초 EL

주거부 EL40.1

비주거 EL 37.5

주동부 EL 38.5



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B-Block 연암층 Contour 평면

EL+35EL+25 EL+30

EL+35EL+30

EL+25

RW1

RW

2

RW

3

RW4

RW

5R

W6

RW

7R

W8

EL+50.000

104동

190t/m2

103동

160t/m2

주거저층부

70t/m2

비주거부

70t/m2

EL+35EL+25 EL+30

EL+35EL+30

EL+25

RW1

RW

2

RW

3

RW4

RW

5R

W6

RW

7R

W8

EL+50.000

104동

190t/m2

103동

160t/m2

주거저층부

70t/m2

비주거부

70t/m2

3. 기초 지내력 평가 기준

3-1. 구조물 기초 설계 기준(건교부 재정)

토사지반의 기초 지내력 산정 방법

1) 지반의 강도정수를 이용한 이론적 지지력(Teraghi,Hansen, Mayerhof 둥)

2) 지지층 종류에 따른 경험적 지지력

3) 설계단계 현장시험 지지력 : 표준관입시험, 콘관입, 베인, 공내재하시험

4) 시공단계 현장시험 지지력: 평판재하시험

KS F 2444 확대기초에서 정적하중에 대한 흙의 지지력 시험 방법

암반의 기초 지지력 산정 방법

1) 암반의 종류에 따른 경험적 지지력

2) 불연속면의 간격을 고려한 Ksp 지지력

3) 암반등급 분류에 의한 Nms 지지력(RMR, NGI, RQD)

기초지반이 암반인 경우 지지력은 암석 강도의 영향보다는 암반의 절리 간격 및 빈도

풍화정도등 불연속면의 특성에 의해 더 큰 영향을 받으므로 설계시 경험적인 암반의

기초 EL

주거부 EL33.1

비주거 EL 29.5

주동부 EL 30.2



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지지력 을 적용하고 시공중 절리특성 및 암반등급을 분류하여 지지력을 평가함.

3-2 도로교 표준 시방서 기준(도로공사)

얕은기초의 지지층검사

기초바닥면의 실제조건과 지반조사 자료를 비교 검토하고 감독자의 검사를 받아야 하며 지지층이 암반이 아닐 경우 평판재하시험 등을 실시하여 지반강도를 확인해야 한다.

4. 기초 지내력 평가 방법

기초 지내력 평가는 지지력 및 침하(변위)에 대해 안정하여야 하며 이는 기초폭

및 지층조건에 따라 미치는 영향이 서로 다름

적은 기초폭 및 토사인 경우는 지지력 안정이 더 중요한 요소가 되며 보다 큰 기초폭 및

암반인 경우는 침하 안정이 더 중요한 영향 요소가 됨.

4-1 토사 지내력 평가 방법(토사 및 풍화암)

1. 지내력 평가 절차

경험적 지지력► Building Code► 외국 사례

이론 지지력► Terzaghi► Meyerhof

평판재하시험

KS F 2444

▪ 지층조건 확인▪ 지하수위 확인▪ Scale Effect

설계 지지력평가

현장 지지력평가

현장시험 지지력► SPT, CPT► FVT, PMT

설계단계

시공단계

풍화토 및 풍화암을 기반암으로 하는 기초의 지내력 평가는 지지력 안정이 더 중요한

영향 요소가 되므로 평판재하 시험을 중심으로 하는 지지력안정 지내력평가를 실시하며,

침하 안정 평가는 연약지반인 경우 압밀침하 및 Creep 에 대한 침하 검토를 별도로



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시행한다.

2. 평판재하 시험 방법 검토

[KS F 2444 확대기초에서 정적하중에 대한 흙의 지지력 시험 방법]

설계하중(지반 지내력)을 기준으로 최소 3.0 배의 재하하중을 시험하중으로 계획하여야

하며, 평판 재하시험은 직접기초의 지반에 대해 직경 30cm 의 원판(두께 3cm)을 사용하여

재하를 하므로 다음과 같이 최대시험 하중을 계산할 수 있다.

설계하중 70ton 기준 [A-block 비주거부 1 지역,B-block 주거저층부 및 비주거부 ]

①. 최대시험하중 70 X 3 = 210ton

②. 재하판 면적에 대한 실제 재하하중의 계산

210ton X (π X 0.3^2)/4 = 210 X 0.0706 = 14.8ton (실제 재하하중)

설계하중 105ton 기준 [A-block 비주거부]

①. 최대시험하중 105 X 3 = 315ton



장비하중 이용한 반력 검토

①. 굴삭기 버켓용량 3m2 운전중량 19.3ton

사용 가능 반력 19.3/ 2 = 9.65ton

②. 굴삭기 버켓용량 1.1m2 운전중량 28.3ton

사용 가능 반력 28.3/ 2 = 14.2ton

③. 굴삭기 버켓용량 1.1m2 의 경우 설계 하중 70ton 에 대한 반력으로 사용시 다소

무리는 있을 수 있으나 추가하중으로 보완시 가능할 것으로 판단됨.

3. 현장 조사 방법 검토

지층조건 및 지하수위 확인

기초바닥 굴착 완료후 지층조건 및 지하수위 확인은 흙막이벽이 토류판인 관계로 확인에

별다른 문제가 없을 것으로 판단됨.

Scale Effect

기초폭을 고려 할 때 근입깊이 Df 에 대한 고려한다면 적절할 것으로 판단됨.

4. Mat Zoneing 에 따른 시험 계획

A Block Mat Zoneing



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A-Block

T1

TA TB

TD

T2

TE

AB

CD

공사 Process 주거부 : TA TB TE TD T2 T1 TC 비주거부 : A B C D E F

TC

EF

E

2532.3C

2398.5B

2796.1A

2008.1F

1057.0TB

1294.9TC

1028.0TA

908.7TD

3014.6D

비주거부

E

TE

T2

T1

1444.6

1568.6

주거부

1568.6

1905.7

면적m2Zone

2532.3C

2398.5B

2796.1A

2008.1F

1057.0TB

1294.9TC

1028.0TA

908.7TD

3014.6D

비주거부

E

TE

T2

T1

1444.6

1568.6

주거부

1568.6

1905.7

면적m2Zone

B Block Mat Zoneing

T3

TC

TBTA TD

T4

TE

CB

A

GFED

공사 Process 주거부 : T3 TD T4 TE TA TB TC

B-Block

1915.5F

1406.0C

2330.2B

940.9A

2422.0G

1248.9TB

1507.4TC

1228.2TA

1458.5TD

1332.7D

비주거부 E

TE

T4

T3

1005.9

1520.4

주거부

1724.2

2098.6

면적m2Zone

1915.5F

1406.0C

2330.2B

940.9A

2422.0G

1248.9TB

1507.4TC

1228.2TA

1458.5TD

1332.7D

비주거부 E

TE

T4

T3

1005.9

1520.4

주거부

1724.2

2098.6

면적m2Zone

비주거부 : A B C D E F

Zoneing 별 시험계획

토공사 Handover 시점에 따른 Zoneing 별로 각 시험을 하는 것으로 계획 하며 각 Zoneing

에서 시험 횟수 및 위치는 그지반의 특성에 따라 감리와 협의 하여 결정함.

4-2 암반 지지력 평가 방법(연암/경암)

연암 및 경암을 기반암으로 하는 기초의 지내력 평가는 침하안정이 더 중요한 요소가

되므로 암반의 변형계수 확인을 중심으로 하는 침하안정 지내력 평가을 실시하며,지지력



한미파슨스㈜

안정평가는 암반의 전단강도(절리면 전단강도)을 중심으로 평가한다

1.지내력 평가 절차

[ 지지력 안정 지내력 평가 절차]

경험적 지지력► Building Code► 외국 사례

Ksp 평가 지지력► 시추코어 절리분석

지질 Mapping▪ 현장 Ksp 평가▪ 현장 Nms 평가▪ 단층,파쇄대조사

설계 지지력평가

현장 지지력평가

Nms 평가 지지력► 시추코어 절리분석► 시추코어 암반분류

(RMR, Q. RQD)

설계단계

시공단계

[침하 안정 지내력 평가 절차]

실내시험 Er► 일축압축 강도 Uc► Uc & Er(변형계수)

RMR 평가 Em► 시추코어 암반분류► RMR & Em

암반 변형계수측정 시험

(ASTM 기준)

지질 Mapping▪ 실내 Er 평가▪ 현장 Em 평가▪ 단층,파쇄대조사

설계 변형계수평가

현장 변형계수평가

공내재하 시험 Em►원위치 현장시험

설계단계

시공단계

평가NO

YES

Er: 암석 변형계수Em: 암석 변형계수 스프링 계수

산정

2. 지지력 안정 지내력 평가 방법

1) 경험적 지지력 평가 방법



한미파슨스㈜

허용지지력(tf/m2) 지지층 현장연경도 상태

범위 추천값

화강암 변성암, 현무암 경질의 신선한 암 650~1070 860

엽리성의 변성암: 슬레이트 편암 중간경질의 신선한 암 320~430 375

퇴적암, 경질의 세일, 실트암 중간경질의 신선한 암 160~270 215

풍화되거나 파쇄된 모암

세일이외의 암 RQD<25 연암 85~130 105

컴펙션 세일, 신선한 이질암 연암 85~160 105

현재 기초의 기반암이 선캠브리아기 의 변성암류 호상 편마암으로 엽리성 변성암에

해당되므로 기초의 허용지지력이 320tf/m2 이상이 예상되나 파쇄대나 심한 풍한특성 암반이

포함되어 있다면 최소허용지지력이 85tf/m2 으로 비주거부 최소 요구지지력 105tf/m2 보다

적게 나타날 수 있으므로 반드시 암반의 파쇄등의 불연속 특성 조사가 필요함.

2) 불연속면의 간격을 고려한 Ksp 지지력 평가 방법

불연속면 간격이 0.3m 이상 암반에 적용하며 또한 강도가 매우 약한(일축압축 강도

100~500tf/m2)암반에 적용한다

[Ksp 지지력 계수 평가]

C : 불연속면 간격

d : 불연속면의 틈새 B : 기초 폭

* 0.05< c/B < 2.0 0 < d/c < 0.002 적용

Ksp(지지력계수)

Ratio c/B

0.001

d/c=0

0.002

0.005

0.010

0.020

Ksp 지지력 평가



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[허용 지지력 평가]

암반의 허용지지력 Qa = Ksp * Qu-core

Ksp : 안전율 3 포함한 경험적 지지력 계수 Qu-core : 코어의 평균 일축압축강도

* 불연속면 간격이 0.3m 이상기고 틈새가 5mm 이내(충진물이 있을 경우 25mm 이내)이며

기초폭이 0.3m 이상일 때 유효함

기초 바닥의 암반이 노출시 지질 Mapping 을 통한 불연속면 간격과 틈새 조사와 암시편에

대한 일축압축강도 시험을 실시하여 Ksp 에 대한 암반의 허용 지지력 평가 실시

3) 암반등급 분류에 의한 Nms 지지력 평가 방법

암반등급분류법에 의해 암반의 상태를 정량적으로 평가할 경우 암반의 극한지지력 Qu 는

다음 관계식사용 하며 최소 안전율은 3 으로 한다(AASHTO 1996)

[Nms 지지력 계수 평가] Hoek 1983

- RMR 분류 : Rock Mass Rationg system (Bieniawski 1989)

- NGI 분류 : Norwegian Geotechnical Rock Mass Classification (Barton 19874)

- RQD 분류 : Rock Quality Designation

- 암종에 따른 분류

A 암반 : 결정질 벽개를 가진 탄산염암(석회암, 대리석)

B 암반 : 점토질암(점토암, 천매암, 세일)

C 암반 : 결정질 벽개를 가진 사질 암석(역암 사암 규암)

D 암반 : 화성암 결정질 암석(안산암, 휘록암)

E 암반 : 화성암 과 변성암의 결정질 암석(편마암, 편암,강암)

Nms(지지력 계수) 암반등급 RMR NGI RQD

A B C D E

우수 100 500 95~100 3.8 4.3 5.0 5.2 6.1

매우양호 85 100 90~95 1.4 1.6 1.9 2.0 2.3

양호 65 10 75~90 0.28 0.32 0.38 0.40 0.46

보통 44 1 50~75 0.049 0.056 0.066 0.0069 0.081

불량 23 0.1 25~50 0.015 0.016 0.019 0.020 0.024

매우불량 3 0.01 <25 사질토의 극한 지지력 사용



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[허용 지지력 평가]

암반의 극한 지지력 Qu = Nms * Qu-core

Nms : 경험적 지지력 계수 Qu-core : 코어의 평균 일축압축강도

기반암이 편마암으로 E 암반에 해당되며 RMR 이 60~80%정도로 양호한 암반에 해당됨으로

요구지지력을 만족할 것으로 판단되며 이에 대한 암반분류는 지질 Mapping 에 의해 결정함.



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3. 침하 안정 지내력 평가 방법(암반 변형계수)

1) 일축압축 강도에 의한 변형계수 Em 평가

Er = (500～1000) x Uc

Er : 암석의 탄성 계수 Qc : 암석의 일축압축강도

일축 압축 시험 결과로부터 산정된 암석의

탄성계수(Er)는 침하량 산정을 위하여 암반

변형계수(Em)로 수정되어야 한다.

Bieniawski(1975)는 RMR 등급에 의한

감소계수를 제안하였으며 그 값은 그림 과

같다.

2) 암반분류에 의한 변형계수 Em 평가

기초 암반에 대한 RMR 산출 결과를 다음과 같은 경험식을 적용하여 암반의 변형계수(Em)를

산정한다.

(forRMR ≤ 55)

(for RMR > 55)

수치해석에 의해 산정된 변형계수 Em 에대해 암반분류 및 일축압축강도에 의해 변형계수를

추정하여 적정성을 계략적으로 검토하며 검토결과 문제가 예상될 때 정밀한 현장의 변형

계수 측정을 실시한다.



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3) 현장 암반의 변형계수 측정 시험

[암반의 평판재하 시험]

터널 천장과 바닥사이에 유압잭 재하 또는 어스앵커 반력을 이용한 방법을 사용한다.

강성이 큰 재하판 이용량 균등하게 유지 ⇒평판의 침하 (등변위법)

소성재하판 이용 ⇒평판의 작용 응력을 등분포로 유지(등압법)

시험 방법 및 결과

여러단계의 단계하중 재하와 제하반복 ⇒최대하중: 설계응력의 1~1.5 배 ⇒3~5 회 정도

반복 ⇒지속하중:6~12 시간 ⇒크리프 상황 판단후 침하량 안정되면 종료

E= (1-υ2)/2r .ΔP/Δδ

(등변위법)

E : 탄성계수

υ :암반의 포아송비

r :강판의 반경

ΔP:하중증가치

Δδ :변형량증가치



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반력 검토

▪설계하중 160ton 기준 [적용지역 : 주동부 102 동, 104 동 ]

①. 최대시험하중 160 X 3 = 480ton(항복하중 적용)



▪설계하중 190ton 기준 [적용지역 : 주동부 101 동, 104 동]

①. 최대시험하중 190 X 3 = 570ton


570ton X (π X 0.3^2)/4 = 380 X 0.0706 = 40.2ton (실제 재하하중

평판재하시험 적용상 문제점

▪하중이 단일축에 따라 작용된다는 점

▪폭넓게 절리가 발달된 암반의 경우, 재하되는 면적 내에 암반에 불연속면이 거의 포함되지

않게 되면 시험이 이루어질 수 없다는 점

▪한계성에 해소 방안

⇒ 균일한 방사상 압력이 주변 시험터널(직경 2.5m) 주면 길이에 작용되며, 방사상

변형이 다수의 축을 따라 측정되는 방사상 젝킹시험에 의해 어느정도 해소될 수 있으나

시험수행에 많은 시간이 필요로 되기 때문에 제한적으로 적용될 수 있으므로 절리의

방향성을 고려한 일방향 젝킹시험이 적절할 것으로 판단됨.



한미파슨스㈜

5. 기초 지내력 평가 계획

5-1. 평가 계획 요약

구 분 적용 구역 설계 지지력(ton/m2) `스프링 계수(ton/m2)

102 동 주동부 (1~3m 치환) 160 12,000~35,000

103 동 주동부 (1~7m 치환) 160 12,000~35,000

104 동 주동부 (1~4m 치환) 190 17,000~45,000

A 블럭 비주거부 2 지역 105 -

연/경암

지내력

평가

암반 변형계수측정 시험

지질 Mapping현장 조사

기초 지내력

상세 평가

No

YES

기초 지내력예비 평가

구 분 적용 구역 설계 지지력(ton/m2) 스프링 계수(ton/m2)

A 블럭 비주거부 1 지역 42 -

A 블럭 주거부 70 -

B 블럭 주거부 70 -

B 블럭 비주거부 70 - 풍화토

및 암

지내력

평가

현장 조사 평판재하시험

기초 지내력 평가



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5-2. 세부 평가 계획

[지질 Mapping 현장조사]

탄성파 단층조사

SUMMIT Compact 48CH

기초 지지력 평가▪ 현장 Ksp 평가

▪ 현장 Nms 평가

현장 암반특성 평가

평가NO

YES

기초 변형계수평가

▪ 실내 Er 평가

▪ 현장 Em 평가Field Mapping

시추공 단층조사

BIPS, BHTV

단층 파쇄대 평가

▪ 단층의 방향성

▪ 단층특성 평가

실내 시험▪ 암석 일축압축 강도

▪ 점하중 시험

현장 Mapping

▪ 절리주향/경사

▪ 절리 특성 조사

현장 암반 분류

▪ 현장RMR 분류

▪ 현장Q 분류

평가 항목

▪ 07. 4월 초 예상( A /B Block 주동부 굴착전 )

예상 조사시기

▪ 토목 설계사▪ 지질 전문가

수행 조직

주요 사항

주동부 굴착 시점 확인

Mapping 은 기반암이 노출될 때 정확한 조사가 가능하므로 주동부 굴착 시점 확인 필요

상세 단층/파쇄대 조사

Mapping 에 의해 조사에 의해 단층 및 파쇄대에 상세조사가 필요한 경우 별도의 시추

조사 및 물리탐사가 이루어질 수 있음



한미파슨스㈜

[기초지내력 예비평가]

재 지질 Mapping

현장조사

예비 평가 회의▪ 감리단

▪ Arup사/토목설계사

▪ 포스코/신동아

평가NO

YES

현장 조사 및 평가

현장 암반특성 평가자료 조사 및 검토

현장 조사

▪ 102/103/104 주동부

▪ 07. 4월 15일 예상( A /B Block 주동부 굴착중)

예상 조사시기▪ ARUP 사▪ 2 people

(Geotech+Geologist)

수행 조직

▪ 기초 지지력 평가▪ 기초 변형계수 평가▪ 단층 파쇄대 평가▪추가 조사방향설정

평가 항목

암반 변형계수

측정 시험

주요 사항

예비 평가 현장조사 시점 확인

예비평가 주체가 외국 전문가로 업무수행 일정이 제한적이므로 효율적인 평가업무를 위해

각 주동부의 기반암 평가가 가능한 정확한 시기를 조정 할 필요가 있음

예비 평가 회의 시행

감리단의 포함한 예비평가 회의를 실시하고 회의시 평가 항목은 암반의 특성(지지력,

변형계수, 단층 )을 평가하고 필요에 따라 추가 조사 항목 및 방향(암반 변형 계수

측정 시험 여부)을 설정



한미파슨스㈜

[기초지내력 상세평가]

보강방안▪ 치환보강▪ Mico Pile보강 등

상세 평가 회의▪ 감리단/구조전문가

▪ Arup사/토목설계사

▪ 포스코/신동아

평가NO

YES

현장 조사 및 평가

현장 암반특성 평가자료 조사 및 검토

현장 조사

▪ 102/103/104 주동부

▪ 07. 4월 30일 예상( A /B Block 주동부 굴착완료)

예상 조사시기

▪ ARUP 사▪ 1 people (Geotech)

수행 조직

▪ 기초 지지력 평가▪ 기초 변형계수 평가▪ 단층 파쇄대 평가▪ 기초 시스템 평가

평가 항목

기초 재설계▪ Mat 구조 보강

주요 사항

상세 평가 현장조사 시점 확인

효율적인 평가업무를 위해서 각 주동부의 기반암 평가가 가능한 정확한 시기를 조정 할 필

요가 있음

상세 평가 회의 시행

구조전문가를 포함한 상세 평가 회의를 실시하고 회의시 평가 항목은 보강 및 기초

재설계 여부를 평가하고 최종적으로 각 주동부의 기초 시스템의 안정성을 평가함.



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6. 지질 Mapping

6-1. Mapping 조사 1. 조사 목적

▪계획구조물에 영향을 미치는 지질구조(단층, 습곡, 연약대 등) 파악

▪절리방향성, 절리간격, 연장성, 거칠기, 강도, 틈새, 충진물질, 지하수 용출상태, 절리의

방향수, 암괴의 크기등 특성 파악

2. 활용 방안

▪불연속면 노두조사 결과의 통계분석

▪기초과 관련한 취약부 확인

▪파쇄대 정밀조사 수행

▪기초 바닥 및 배면 Face Mapping

▪각종 물리탐사, 결과등과의 종합적인 과업지역 지질특성 분석

3. 정량적 기재방법

가. 절리면 방향성(Orientation)

구 분 기 호 설 명

45 45°경사와 선방향의 주향을 가진 불연속면 주향/경사

선방향의 주향을 가진 수직 불연속면직 불연속면

절리(Joint)

층리(Bedding)

엽리(Foliation)

연속적인 불연속면, 실제 확인된 단층

불연속면의

종 류

연속성이 보이지 않는 불연속면, 추정 단층



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나. 절리면 간격성(Spacing)

▪최소, 평균, 최대간격(Smin, Savg, Smax)는 각각의 절리군에 대해서 기록

▪절리간격은 절리빈도(절리수/m)의 역수

절리간격의 표현 (ISRM) 간격 (mm) 절리간격의 표현 (ISRM) 간격 (mm)

극도로 좁다 Extremely Close < 20 넓다 Wide 600 ～ 2,000

매우 좁다 Very Close 20 ～ 60

매우 넓다 Very Wide 2,000 ～ 6,000

좁다 Close 60 ～ 200

보통 Moderate 200 ～ 600

극도로

넓다 Extremely Wide > 6,000

다. 절리면의 연속성(Persistence)

▪절리의 연장성은 암반의 공학적 성질을 지배하는 중요한 요소임

▪절리의 연장성은 노두의 크기 때문에 현장에서 조사하기 어려움

▪기초 안정성 검토시 불안정한 것으로 고려되는 절리의 연속성 정도를 추정하는 것이 매우 중요

절리연속성의 표현 (ISRM) 간 격

매우 낮음 Very Low < 1m

낮 음 Low 1 ～ 3m

보 통 Medium 3 ～ 10m

높 음 High 10 ～ 20m

매우 높음 Very High > 20m

라. 절리면의 거칠기(Roughness)

거칠기 종단면과 JRC 값

(Barton & Choubey, 1977)

▪절리면의 굴곡은 작은 규모의 Uneveness(요철)와

큰 규모의 Waveness(만곡)로 정의(불연속면의 거칠기)

▪요철과 만곡으로 절리면의 전단강도를 추정

(전형적인 JRC 값을 보여주는 거칠기 Profile)

구 분 표 현 상 태

Ⅰ Rough 거침, 계단면

Ⅱ Smooth 부드러움, 계단면

Ⅲ

Planar

Slickensided 경면, 계단면

Ⅳ Rough 거침, 파상면

Ⅴ

Undulating

Smooth 부드러움, 파상면



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Ⅵ Slickensided 경면, 파상면

Ⅶ Rough 거침, 평면

Ⅷ Smooth 부드러움, 평면

Ⅸ

Stepped

Slickensided 경면, 평면

마. 절리면의 간극(Aperture)

간 극 표 현 간 극 표 현

< 0.1mm

0.1～0.25mm

0.25～0.5mm

Very Tight

Tight

Partly Open

Closed

Features

(폐쇄형)

0.5～2.5mm

2.5～10mm

> 10mm

Open

Moderately

Wide

Wide

Gapped

Features

(틈새형)

1～10cm

10～100cm

> 1m

Very Wide

Extremely

Wide

Cavernous

Open

Features

(개방형)

바. 절리면의 강도(Wall Strength)

▪절리강도 : 절리면 부근에 있는 암석의 일축압축강도로 정의

▪절리면의 강도 : 절리면 부근에 발달하는 풍화와 열수 변질에 의해 암괴의 내부에 위치하는

암석의 강도보다 낮은 경향

▪절리면이 거의 벌어지지 않고 절리 사이에 충전물질이 없는 경우에 절리면의 압축강도는

전단강도에 중요한 영향을 미침

등급 표 현 특 징 일축압축강도(kgf/cm²)

R0 Extremely Weak 손톱에 의해 파임 2.5～10

R1 Very Weak 해머 타격에 의해 부스러짐 10～50

R2 Weak 해머 타격에 의해 움푹 파임 50～250

R3 Medium Strong 해머 1 회 타격으로 깨짐 250～500

R4 Strong 해머 1 회 이상의 타격에 의해 깨짐 500～1,000

R5 Very Strong 해머의 다수타격에 의해 깨짐 1,000～2,500

R6 Extremely Strong 해머타격에 의해 약간 깨짐 > 2,500



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사. 충전물질(Filling)

벽면거칠기의 크기와 충전물의 폭 ▪형태 : 폭(Width), 벽면거칠기(Wall Roughness),

현장스케치(Field Sketch)

▪충전물 종류 : 광물조직, 입자크기, 풍화등급

▪충전물 강도 : 전단강도, 과압밀비, 선행변위의 유무

▪충전된 절리의 공학적 성질은 충전물질의 종류에

따라 다양한 성질을 나타냄

아. 용수(Seepage)

▪항공사진, 지질도에 지하수 흐름 패턴표시, 가능하면 강우량, 기온 기록

▪불투수층을 지하수위와 같이 지질도와 단면도에 표시

▪절리, 절리군, 암반에 대한 용수 등급을 표시

등 급 터널 벽면에서 용수에 의한 분류

Ⅰ 벽면과 천장, Dry, 용수는 관찰되지 않음

Ⅱ 약간의 용수, 불연속면에서의 물이 떨어짐

Ⅲ 중간 정도의 용수, 불연속면에서 계속적인 용수 (굴착길이 10m, 분당 ℓ단위로 표시)

Ⅳ 높은 용수, 불연속면에서 강한 용수 (굴착길이 10m, 분당 ℓ단위로 표시)

Ⅴ 매우 높은 용수, 예외적인 유수의 근원이 있음

자. 절리군의 수(Number of Sets)

절리군의 수에 의한 암반구분

구 분 표 현 구 분 표 현

Ⅰ 괴상(Massive), 가끔 불규칙한 절리 Ⅵ 2 개의 절리군

Ⅱ 1 개의 절리군 Ⅶ 3 개의 절리군에 불규칙한 절리

Ⅲ 1 개의 절리군에 불규칙한 절리 Ⅷ 3 개 이상의 절리군

Ⅳ 2 개의 절리군 Ⅸ 파쇄암, 토사상태

Ⅴ 2 개의 절리군에 불규칙한 절리 - -



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차. 절리군의 크기(Size of Block)

구 분 세 부 사 항

Massive : 절리가 거의 없고, 넓은 간격

Blocky : 거의 같은 크기를 가지는 형태

Tabular : 한 면의 크기가 다른 두면보다 훨씬 적은 형태

Columnar : 한 면의 크기가 다른 두면보다 훨씬 큰 형태

Irregular : 블록의 크기와 모양이 다양

암반분류

(크기와 모양에

의한 암반분류)

Crushed : 심하게 절리가 발달

블록 크기지수 (Ib) 조사지역의 크고작은블록 크기에 대한 Ib 값

체적 절리계수(Jv) 절리군의 수와 연속성 표기

암반의 종류를 표시 Massive, Blocky, Tabular등 가능한 블록의 크기나 모양은 사진 또는 스케치

파. 절리방향 분석

절리 방향 분석 결과 예 절리 조사 전경

Contour diagram

J1 : N60E/10SE

(N55E/10SE～N70W/15SE)

J2 : N16W/8NE

(N10W/4NE～N22W/10NE)

Rose diagram

J1 : N60E

J2 : N40W



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6-2. 암반 분류 1. RMR 분류

가. 개 요

구 분 내 용

평가방법 ∙현장 암반 또는 시추 Core로부터 6개의 항목에 대한 점수를 평가 합산하여 암반 5 등급 분류

∙평가 항목 : 암석강도, RQD, 절리간격, 절리상태, 지하수상태

장 점

∙기존의 많은 시공사례를 통해 경험적으로 획득 분석된 관계를 토대로 암반을 정량화한

방법으로서 신뢰성이 큼

∙조사항목이 비교적 간단하며 숙련도에 의한 오차가 작음

∙적용 사례가 많으며 현재에도 가장 널리 이용되고 있음

단 점 ∙현장 원지반에 대한 응력이 고려되어 있지 않음

∙평가 항목이 단순하여 보다 세분화된 분류적용시 문제가 됨

나. RMR 분류 평가항목별 평점

평가항목 평 점

점하중강도 > 10 4～10 2～4 1～2 일축압축강도 적용 암석

강도(Mpa) 일축압축강도 > 250 100～250 50～100 25～50 5～25 1～5 <1 1

점 수 15 12 7 4 2 1 0

RQD (%) 90～100 75～90 50～75 25～50 < 25 2

점 수 20 17 13 8 3

절리간격 > 2m 0.6～2m 0.2～0.6m 60～200mm < 60mm 3

점 수 20 15 10 8 5

굴곡 매우거침 약간거침 약간거침 경면보임

연속성 짧음 - - 매우길음 상당히 길음

틈 없음 1mm 1mm 1～5mm > 5mm

충진물두께 - - - < 5mm > 5mm(단층점토 존재)

4

불연속면

상 태

풍화상태 신선 약간풍화 약간풍화 - -



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점 수 30 25 20 10 0

평가항목 평 점

터널길이 10m 당

유입량(ℓ/min) 없음 < 10 10～25 25～125 > 125

절리수압/

최대주응력비 0 < 0.1 0.1～0.2 0.2～0.5 > 0.5

지

하

수 일반적인 조건 완전건조 습 함

습함

(간헐적

용출)

물방울이

떨어짐

용출이 심함

5

점 수 15 10 7 4 0

다. 절리방향에 따른 평점 보정

절리 주향/경사 매우양호 양호 보통 불량 매우불량

터널 0 -2 -5 -10 -12

기초 0 -2 -7 -15 -25 점수

사면 0 -5 -25 -50 -60

라. 평점에 따른 암반의 등급

구 분 Ⅰ 등급 Ⅱ 등급 Ⅲ 등급 Ⅳ 등급 Ⅴ 등급

평점합계 81～100 61～80 41～60 21～40 20 이하

평 가

매우양호

(Very Good Rock)

양호

(Good Rock)

보통

(Fair Rock)

불량

(Poor Rock)

매우불량

(Very Poor Rock)



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점착력(Kpa) 400 이상 300～400 200～300 100～200 100 이하

마찰각( ˚) 45°이상 35～45° 25～35° 15～25° 15°이하

2. Q-System 분류

가. 개요

구 분 내 용

▪Barton, Lien, Lunde(1974) 등은 주어진 암반상태에서 굴착상태와 크기에 적합한

지보형태와 규모를 구하기 위해 약 200 가지 경우를 분석하여 300,000 가지가 넘는

지질학적 조건 상태를 6 개의 매개변수를 사용 수치적으로 분류하였으며 이를

Quality of Rock Mass, A 로 나타냄

▪암질을 3 개의 지수 그룹, 암괴블럭의 크기(RQD/Jn), 블록간의 전단강도(Jr/Ja),

암반작용 응력(Jw/SRF)에 대한 6 가지 요소를 평가하여 암반의 등급을 수치화하여

점수에 따라 암반등급을 9 가지로 구분

평가방법

Jn = 절리군의 수

Jr = 가장 상태가 나쁜 절리면의 거칠기

Ja = 지하수의 유입상태

SRF = 응력감소 계수

장 점

∙기존 시공된 많은 터널 현장 시공사례를 통한 분석과 자료축적을 통해 제안된

방법으로 적용성이 매우 큼

∙암반의 불연속면 발달에 대한 불연속면간의 전단강도에 주안점을 두어 공학적

관점에서 매우 합리적인 평가 기능

∙암반을 보다 세부적으로 평가 가능하며 보다 넓은 범위의 터널의 폭과 높이에 대한

구체적인 지보 보강형식이 제안되어 있음

∙대단면 터널, 유동성 또는 팽창성 암반조건에 적용성이 양호

단 점

∙불연속면의 방향성에 대한 고려는 없음

∙Q 값 산정을 위한 6 개 요소들이 비교적 복잡하여 조사하는데 많은 지식과 경험이

필요하여 조사자의 숙련도에 따라 오차가 날수 있음

∙평가요소들이 암반이 노출되어 있는 상태이거나 굴착 중 막장 관찰시에만 비교적

정확하게 조사될 수 있는 항목들이므로 일반적인 시추코어를 대상으로 6 개 요소를



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신뢰성 있게 판단하기는 비교적 곤란함

분류법의

변 천

∙1974 년 발표시 Q 값에 따른 제안 지보패턴 형식은 총 38 가지로 구분

∙1993 년 Grimstad & Barton 은 강섬유보강 숏크리트(SFRS)의 사용이 늘어남을 감안하여

암반등급 및 터널규모에 따른 수정 지보 보강 형식을 제안

(수정 Q-System(NMT))

나. Q 분류평가 항목 및 기준

구 분 점 수 비 고

1. 암질지수(Rock Quality Designtion) R.Q.D

A.매우불량 0-25

B.불 량 25-50 1. RQD값이 10이하 일 때는 10으로 계산한다.

C.양 호 50-75

D.우 수 75-90

E.매우우수 90-100

2. RQD값은 100, 95, 90 등과 같이 5의 간격으로 된 값을

사용하는 것이 편리하다.

2. 절리군의 수(Joint Set Number) Jn

A. 괴상, 없거나 약간의 절리 0.5-1.0

B. 1개군 2

C. 1개군 + 산발적인 절리 3

D. 2개군 4

E. 2개군 + 산발적인 절리 6

F. 3개군 9

G. 3개군 + 산발적인 절리 12



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H. 4개 혹은 그이상의 절리군, 산발적인 절리, 심하게 절리가 발달된

상태 15

I. 심하게 파쇄된 암반 20

3.절리면의 상태(Joint Roughness Number) Jr

(a) 절리면간의 접촉과

(b) 10cm 이내의 전단으로 절리면 양쪽이 접촉

A. 불연속 절리 4

B. 거칠거나, 불규칙하고 기복이 있음. 3 1. 절리군의 평균간격이 3m 이상이면 1.0을 더한다.

C. 거칠지는 않으나 기복이 있음. 2

D. 미끄럽고 기복이 있음. 1.5

E. 거칠거나 불규칙적이며 평탄함. 1.5

F. 거칠지 않고 평탄함. 1.0

G. 미끄럽고 평탄함. 0.5

2. 평탄하고 미끄러운 절리가 주 응력에 대해 가장 불리한

방향으로 발달 되었을 경우에는 Jr=0.5의 값으로

더한다.


(c) 전단시에도 절리면의 접촉이 없음

H. 절리의 벽면이 접촉치 못할 정도로 절리에 점토광물 이 포함되어 있을

경우 1.0

I. 절리의 벽면이 접촉치 못할 정도로 모래, 자갈, 파쇄대 가 존재할

경우 1.0

4. 절리면의 변질정도(Joint Alteration Number) Ja

(a) 절리면과의 접촉

A. 변질이 없고 불투수성 0.75 절리의 잔류 마찰각,Φr(개략)

B. 절리면이 변하지 않고, 표면에 얼룩이 있는 정도 1.0

C. 절리면에 불연화 광물의 피복, 사질입자, 무점토성 풍화암 2.0 (25°- 35°)

D. 실트 혹은 사질점토성 피복, 약간의 무연화성점토 3.0 (25°- 30°)

E. 연화되었거나 마찰력이 작은 점토성광물의 피복 (고령토,

운모, 형석, 활석, 석고, 흑연 및 소량의 팽창성 점토)

4.0

(20°- 25°)

( 8°- 16°)

(b) 10cm 이내의 전단으로 절리면 양쪽이 접촉

F. 사질입자 부점토성 풍화암 4.0 (25°- 30°)



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G. 심하게 과압밀된 불연화성 점토 광물의 충진

(연속적이나 두께 5mm 미만) 6.0 (16°- 24°)

H. 보통 혹은 약간 과압밀된 연화성 점토광물의 충진

(연속적이나 두께 5mm미만)

8.0 (12°- 16°)

I. 팽창성 점토의 충진(연속적이나 두께가5mm 미만). Ja의

값은 팽창성 점토 입자크기가 수분의 혼입량 등의 비율에

따라 변함.

8～12 ( 6°- 12°)

(c) 전단시에도 절리면의 접촉이 없음

J.·K.L. 풍화 또는 파쇄된 암석이나 점토가 대상으로 존재

(J.K.L은 G.H.I와 같이 점토상태에 따라 구분됨)

6, 8

혹은

8～12

( 6°- 24°)

( 6°- 24°)

M. 실트, 사질토, 낮은 비연화성 점토 5.0

N.O.P. 두껍고, 연속적인 존재가 대상으로 존재

(J.K.L은 G.H.I와 같이 점토상태에 따라 구분됨)

10,13

혹은

13～20


5. 지하수에 의한 계수(Joint Water Reduction Factor) Jw 수압(kg/cm2)

A. 건조 혹은 소량의 유출(국부적으로 5 / 분 미만) 1.0 <1.0

B. 적당한 양의 유출과 압력이 있음

가끔 절리내 충진물이 유출

0.66 1.0 ～ 2.5

C. 절리내 충진물이 없고 견고한 암석에서 대량의 유출과 높은

압력이 있음.

0.5 2.5 ～ 10.0

D. 대량의 유출과 높은 압력이 있고 상당량의

절리내 충진물이 유출

0.33 2.5 ～ 10.0

1. C에서 F까지는

대강의 측정치.

배수시설이 설치된

경우 Jw값이

증가됨

2. 결빙에 관련된

특수한 경우는

고려되지 않았음



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E. 발파시 극히 많은 양의 유출이나 높은 수압이

있으나 시간에 따라 감소됨 0.2～0.1 > 10.0

F. 발파시 극히 많은 양의 유출이나 높은 수압이

있으나 시간에 따른 감소가 없음

0.1～0.00

5 > 10.0

6. 응력에 의한 계수(Stress Reduction Factor) SRF

(a) 굴착시 터널과 교차될 경우 암반을 이완시킬 수

있을 정도의 연약대

A. 점토나 화학적으로 풍화된 암석을 포함하는

연약대의 빈도가 잦은 경우,매우 이완된

주변암석 (임의의 심도)

10 1. 전단대가 공동에 교차하지 않고 단지

영향만 다면 SRF 를 25～50% 감소시킨다.

B. 점토나 화학적으로 풍화된 암석을 포함하는 연약대의

빈도가 한번인 경우 (굴착심도 50m 이하)

5.0

C. 점토나 화학적으로 풍화된 암석을 포함하는

연약대의 빈도가 한번인 경우(굴착심도 50m

이상)

2.5

D. 부점토성 견고한 암섯내에서 전단대의 빈도가

잦은 경우, 이완된 주변암석 (임의의 심도)

7.5

E. 무점토성 견고한 암석내의 전단내의 빈도가

한번인 경우(굴착심도 50m 이하)

5.0

F. 무점토성 견고한 암석내의 전단내의 빈도가

한번인 경우(굴착심도 50m 이상)

2.5

G. 느슨한 절리, 심하게 절리된 상태 (임의의 심도) 5.0

2. (5≤σ1/σ3≤10)과 같이

심한 이방성을 보이는 초기

응력하에서는 σc를 0.8σc,

σ1/σ3 >10 일 경우

에는 σc를 0.6σc, σt를

0.6σt로 한다. 이때

σc: 일축압축강도 σt :인장강도

σ1 : 최대주압력 σ3 : 최소주압력


(b) 견고한 암석에서의 응력문제 (σc/σ1 σt/σ1) 3. 터널천반부분의 심도가 터널폭보다 작은



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H. 낮은 응력, 지표부근 >200, >13 2.5

I. 중간 응력, 200-10 13-0.66 1.0

J. 높은 응력, 매우 견고한 구조 10-5 0.66-0.33

(보통 안정하나 절리면에 대해서 불안정할 수도 있음)

0.5～2.

0

경우의 자료는 거의 없다.

이때의 SRF 는 2.5 에서

5 까지 중가시킨다.

K. 약간의 rock burst 5-2.5 0.33-0.16 5～10

K. 약간의 rock burst 5-2.5 0.33-0.16 5～10

L. 심한 rock burst <2.5 <0.16 10～20

(c) 압착성 암반 : 높은 암반응력의 영향으로

소성변형이 일어나는 경우

M. 낮은 소성도 5～10

N. 높은 소성도 10～20

(d) 암석의 팽창 : 한번의 물의 침수에 의한 화학적

팽창성

O. 낮은 팽창 압력 5～10

P. 높은 팽창 압력 10～20

주 : Undergroung Excavation in Rock, E.Hoek & E.T.Brown

Q 값의 이용

등 급 I II III IV V

RMR 100～81 80～61 60～41 40～21 <21

Q-Value >40 40～10 10～4 4～1 <1

구 분 매우 우수 우 수 양 호 불 량 매우 불량

주) RMR과 Q값의 상관분석을 이용하여 Q지수에 따른 암반등급을 선정함

기초 지내력 평가 계획서 기초 지반 평가...굴삭기 버켓용량 3m2 운전중량...

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