사질토상의 직접기초는 기초의 지지력보다 침하량이 기초의 설계에 있어 주요 지배요소이다. 침하량을 산정함에 있어 토질 특성치 중 표준관입시험 N치가 주된 요소이다. 그러므로, 침하량 예측시 장비 효율에 대한 적절한 N치의 보정이 이루어질 때 예측 침하량의 정확성이 확보된다. 특히, N치가 50/30이상인 지반의 경우 롯드의 30cm 관입시 타격수를 기록하는 것이 아니라 일반적으로 50회 타격시 롯드의 관입량으로 N치를 기록하고, 침하량 산정시 N치 50을 일률적용함으로 실측 침하량과 큰 오차를 보이게 된다. 이에, 본 연구에서는 N치 50/30이상인 지반의 침하량 산정을 위한 N치 보정방법을 제시하였다. 또한, 미보정 N치, 보정 N치를 적용하여 탄성이론에 근거한 4가지 방법과 7가지의 경험적 제안식으로 산정한 침하량을 평판재하시험 실측치와 비교 검토하였다. 연구 결과 풍화지반(풍화암)에서 탄성이론에 근거한 방법 중에는 Original Elastic Theory, 경험적 제안식 중에서는 Terzaghi-Peck(1948, 1967) modified 1 방법이 평판재하시험 실측치에 가까운 값을 보였다.
사질토상의 직접기초는 기초의 지지력보다 침하량이 기초의 설계에 있어 주요 지배요소이다. 침하량을 산정함에 있어 토질 특성치 중 표준관입시험 N치가 주된 요소이다. 그러므로, 침하량 예측시 장비 효율에 대한 적절한 N치의 보정이 이루어질 때 예측 침하량의 정확성이 확보된다. 특히, N치가 50/30이상인 지반의 경우 롯드의 30cm 관입시 타격수를 기록하는 것이 아니라 일반적으로 50회 타격시 롯드의 관입량으로 N치를 기록하고, 침하량 산정시 N치 50을 일률적용함으로 실측 침하량과 큰 오차를 보이게 된다. 이에, 본 연구에서는 N치 50/30이상인 지반의 침하량 산정을 위한 N치 보정방법을 제시하였다. 또한, 미보정 N치, 보정 N치를 적용하여 탄성이론에 근거한 4가지 방법과 7가지의 경험적 제안식으로 산정한 침하량을 평판재하시험 실측치와 비교 검토하였다. 연구 결과 풍화지반(풍화암)에서 탄성이론에 근거한 방법 중에는 Original Elastic Theory, 경험적 제안식 중에서는 Terzaghi-Peck(1948, 1967) modified 1 방법이 평판재하시험 실측치에 가까운 값을 보였다.
The governing design point of shallow foundation is not its bearing capacity but its settlemen and N-value by the SPT is one of the key parameters for settlement estimation. However, if the N-value is more than 50/30, such as 50/10 or 50/20, the N-vlaues are not blow count of 30cm depth penetration....
The governing design point of shallow foundation is not its bearing capacity but its settlemen and N-value by the SPT is one of the key parameters for settlement estimation. However, if the N-value is more than 50/30, such as 50/10 or 50/20, the N-vlaues are not blow count of 30cm depth penetration. In these cases, the estimated settlements have big difference with the measured values because the applied maximum N value for the settlement estimation is 50. Therefore, in this study, the modified method for N-value estimation is suggested. The settlements by four methods, which are based on Elastic Theory with application of modified N-value, are compared with the Origina Plate Load Test data. The same comparision was carried out with another seven Empirical Methods. The result of this study showed that the error range of settlement is decreased from 260.4~2136.5% to 20.3~272.7%. Among four methods which are based on Elastic Theory, the original method by Elastic Theory is the most accurate with the application of modified N-value. Among Empirical Methods, Terzaghi-Peck's(1948, 1967) modified method 1 is the most accurate with the application of modified N-value. The differences between the original method by Elastic Theory and Terzaghi-Peck's(1948, 1967) modified method 1 are neglectable.
The governing design point of shallow foundation is not its bearing capacity but its settlemen and N-value by the SPT is one of the key parameters for settlement estimation. However, if the N-value is more than 50/30, such as 50/10 or 50/20, the N-vlaues are not blow count of 30cm depth penetration. In these cases, the estimated settlements have big difference with the measured values because the applied maximum N value for the settlement estimation is 50. Therefore, in this study, the modified method for N-value estimation is suggested. The settlements by four methods, which are based on Elastic Theory with application of modified N-value, are compared with the Origina Plate Load Test data. The same comparision was carried out with another seven Empirical Methods. The result of this study showed that the error range of settlement is decreased from 260.4~2136.5% to 20.3~272.7%. Among four methods which are based on Elastic Theory, the original method by Elastic Theory is the most accurate with the application of modified N-value. Among Empirical Methods, Terzaghi-Peck's(1948, 1967) modified method 1 is the most accurate with the application of modified N-value. The differences between the original method by Elastic Theory and Terzaghi-Peck's(1948, 1967) modified method 1 are neglectable.
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문제 정의
따라서, 본 논문에서는 N치 50/30 이상의 지반에서 N치의 평가방법을 제시하고 보정 N치를 적용한 탄성이론에 근거한 4가지의 제안식 침하량을 비교·검토함으로써 조밀한 사질지반에서 제시된 N치 보정 방법의 타당성과 사질지반에서 탄성이론의 적용성을 고찰하였다. 또한, 반 경험적 제안식과 경험적 제안식을 경험적 제안식으로 분류하고, 그들에 대해서도 보정 N치를 적용하여 검토함으로써 제시된 보정 N치의 경험적 제안식에서의 적용성 및 정확성을 고찰하는데 목적이 있다.
따라서, 본 논문에서는 N치 50/30 이상의 지반에서 N치의 평가방법을 제시하고 보정 N치를 적용한 탄성이론에 근거한 4가지의 제안식 침하량을 비교·검토함으로써 조밀한 사질지반에서 제시된 N치 보정 방법의 타당성과 사질지반에서 탄성이론의 적용성을 고찰하였다. 또한, 반 경험적 제안식과 경험적 제안식을 경험적 제안식으로 분류하고, 그들에 대해서도 보정 N치를 적용하여 검토함으로써 제시된 보정 N치의 경험적 제안식에서의 적용성 및 정확성을 고찰하는데 목적이 있다.
본 연구에서는 N치가 50/30이상인 지반(풍화토, 풍화암)에서 탄성이론에 의한 제안식으로 침하량 산정시 평판재하시험 실측치와의 error를 줄이기 위한 N치 보정 방법을 제시하였다. 사질의 화강풍화토 지반위의 얕은기초에서 탄성이론에 근거한 제안식의 적용성을 검토하기 위하여 4가지 제안식과 평판재하시험 실측치를 비교·분석 하였다.
제안 방법
또한, 실측치와 경험적 제안식을 추가적으로 비교·분석하여, 본 연구에서 제시된 보정 N치의 경험적 제안식에서의 적용성을 검토하였다. 탄성이론에 근거한 제안식의 대표적 방법인 Elastic Theory와 경험적 제안식들의 분석 결과를 요약, 정리하면 다음과 같다.
본 연구에서는 N치가 50/30이상인 지반(풍화토, 풍화암)에서 탄성이론에 의한 제안식으로 침하량 산정시 평판재하시험 실측치와의 error를 줄이기 위한 N치 보정 방법을 제시하였다. 사질의 화강풍화토 지반위의 얕은기초에서 탄성이론에 근거한 제안식의 적용성을 검토하기 위하여 4가지 제안식과 평판재하시험 실측치를 비교·분석 하였다.
성남-장호원간 ◦◦교 지반의 경우 평판재하시험이 이루어진 풍화토 상부의 경우 34/30의 N치를 보이나 시험 심도로부터 1m 이후부터는 50/30이상의 N치를 보이고 있어 N치의 보정이 필요한 것으로 판단하여 평판 직경의 2B구간의 N치에 대하여 보정을 하였다.
위의 가정에 의해 본 연구에서 사용된 두 현장의 시추주상도를 바탕으로 N치 50이상인 각 평판재하시험 대상 지반지표하 2B구간에 대하여 기록된 N치를 Linearly extended하여 보정 N치를 산정하였으며, 다음 표 3～4와 같다.
7mm×6EA)을 설치한 반력재하방법이 사용되었으며 소형평판의 경우는 백호우(010)가 사용되었다. 평판재하시험은 설계 기초 저면에서 시행하기 위하여 G.L.(-)11.3～G.L.(-) 20.7m까지 굴착하여 시행되었다. 시험심도에서의 지반은 풍화암층이었다.
대상 데이터
본 연구에서 사용된 현장 평판재하시험의 결과는 부산광역시 진구 ◦◦동와 성남-장호원간 ◦◦교의 시험 결과이다. 표 1～2는 두 현장의 지반조건을 나타내었다.
부산광역시 진구 ◦◦동의 재하판은 두께 70mm이상, 크기는 1.4m, 0.4m, 0.3m의 정사각형 평판 세가지가 사용 되었다. 재하장치는 시험위치 주변에 어스앵커 6공(12.
성남-장호원간 ◦◦교에서 사용된 재하판의 직경은 0.4m, 0.3m 두가지이며, 시험 심도 G.L.(-)2m에서 시행되었다. 시험심도에서의 지반은 풍화토층이었다.
3m의 정사각형 평판 세가지가 사용 되었다. 재하장치는 시험위치 주변에 어스앵커 6공(12.7mm×6EA)을 설치한 반력재하방법이 사용되었으며 소형평판의 경우는 백호우(010)가 사용되었다. 평판재하시험은 설계 기초 저면에서 시행하기 위하여 G.
성능/효과
(1) Elastic Theory로 풍화암과 풍화토에 대해 보정 N치를 사용하여 침하량을 산정한 결과 1.4×1.4m 평판에서는 실측치에 비하여 과소평가 되거나 거의 일치하였으나, 0.3×0.3m와 0.4×0.4m 평판에서는 산정된 침하량이 대체로 실측치에 비해 과대평가되었다.
(2) Elastic Theory에서 보정 N치로 산정된 침하량은 풍화암상 1.4×1.4m 평판재하시험 실측치와 가장 작은 오차를 나타내었다. 이것은 풍화암이 풍화토에 비해 하중 재하시 거동이 탄성에 가깝고, 0.
(5) 미보정 N치로 산정한 Elastic Theory 침하량과 실측치의 오차 범위는 260.4~2136.5%였으나, 보정 N치로 산정한 침하량과 실측치의 오차 범위는 20.3～272.7%로 나타나 보정 N치의 적용으로 산정된 침하량의 실측치에 대한 오차가 크게 감소하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
사질토상에 침하량 산정시 신뢰성이 문제가 생기는 이유는 무엇인가?
일반적으로 사질토상에 적용되는 직접기초는 기초의 지지력보다 침하량이 기초의 설계에 있어 중요한 지배요소이다. 그러나, 기존 제안식들에 의한 침하량 산정시 적용되는 토질 물성치에 대한 불확실성 때문에 산정된 침하량의 신뢰성이 문제가 되고 있다(김원철, 2003).
사질토상의 직접기초 침하량 산정에 영향을 미치는 요소는 무엇인가?
사질토상의 직접기초 침하량 산정에 영향을 미치는 요소로는 기초폭, 지반의 단위중량, 기초의 근입 깊이, 지하수위 위치, 접지압 등이 있으며, 이와 더불어 토질의 특성치중 주로 측정되는 요소는 표준관입시험의 N치이다. 이것은 일반적으로 기초설계 지반에 대한 물성시험보다 시험이 간단한 표준관입시험이 이루어지기 때문이다.
N치가 50/30이상인 지반(풍화토, 풍화암)에서 탄성이론에 의한 제안식으로 침하량 산정시 평판재하시험 실측치와의 error를 줄이기 위한 N치 보정 방법을 제시한 결론은 무엇인가?
(1) Elastic Theory로 풍화암과 풍화토에 대해 보정 N치를 사용하여 침하량을 산정한 결과 1.4×1.4m 평판에서는 실측치에 비하여 과소평가 되거나 거의 일치하였으나, 0.3×0.3m와 0.4×0.4m 평판에서는 산정된 침하량이 대체로 실측치에 비해 과대평가되었다.
(2) Elastic Theory에서 보정 N치로 산정된 침하량은 풍화암상 1.4×1.4m 평판재하시험 실측치와 가장 작은 오차를 나타내었다. 이것은 풍화암이 풍화토에 비해 하중 재하시 거동이 탄성에 가깝고, 0.4×0.4m이하 평판은 Punching 거동을 동반하는 반면, 1.4×1.4m평판은 General failure에 가까운 거동을 보이기 때문이다.
(3) 보정 N치로 산정된 풍화지반의 침하량은 1.4×1.4m 평판에서는 Schmertmann et al.(1978) 방법, 0.3×0.3 m와 0.4×0.4m 평판에서는 Schmertmann(1970), D'Appolonia et al.(1970)의 방법이 실측치와 가까운 값을 보인다.
(4) 풍화암의 0.3×0.3m와 0.4×0.4m 평판에서는 경험식중 Teng(1962), Peck-Bazaraa(1969), Meyerhof(1974)의 방법, 1.4×1.4m 평판에서는 Peck et al.(1974), Bowles(1977,1982)의 방법이 보정 N치에 의한 침하량 산정시 실측치와 가까운 값을 보인다.
(5) 미보정 N치로 산정한 Elastic Theory 침하량과 실측치의 오차 범위는 260.4~2136.5%였으나, 보정 N치로 산정한 침하량과 실측치의 오차 범위는 20.3～272.7%로 나타나 보정 N치의 적용으로 산정된 침하량의 실측치에 대한 오차가 크게 감소하였다.
(6) 평판재하시험 실측치와의 비교결과, 보정 N치로 침하량을 산정했을 때 Elastic Theory가 탄성이론에 근거한 제안식 중 풍화지반의 침하량 산정에 가장 적당하다.
(7) 평판재하시험 실측치와의 비교결과, 보정 N치로 침하량을 산정했을 때 Terzaghi-Peck(1948, 1967), modified 1 방법이 경험적 제안식 중 풍화지반의 침하량 산정에 가장 적당하다.
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