토공에서 토사와 암반 분류하는 방법에 대하여 이야기 해 보겠습니다. 토공에서 흙의 상태가 어떠한가에 따라 공사비와 공사기간이 엄청난 차이를 보입니다.
암의 경우 절취하려면 발파공정을 진행해야 하고 발파에 따른 안전관리와 공정의 특수성 등으로 인해 공사기간이 길어질 수 있습니다. 게다가 발파 소음과 진동에 대한 민원관리에도 힘써야 할 것입니다.따라서 발파암의 경우 공사비가 많이 증가 될 것입니다.
반대로 땅이 양질의 토사로 이루어진 경우 백호 버킷으로 빠르게 절토가 가능하기 때문에 시공 속도가 훨씬 빠르고 시공비용도 저렴해질 것입니다.
따라서 설계를 할 때부터 이러한 땅의 현황과 특성을 반영하여 공사 계획을 잘 세워야 합니다.
토사, 리핑암, 발파암 등 암반 분류하는 방법
앞서 땅을 이루는 상태의 종류에 따라 공사비용의 차이등 계획에 크게 영향을 미친다는 것을 알았습니다.
그렇다면 토사, 리핑암, 발파암을 어떻게 판단해서 분류를 할 수 있을까요?
육안조사
첫번째는 굴착예정지점을 현장 답사하여 지표면의 상태를 육안으로 조사하는 방법입니다. 이때 땅표면의 상태나 사면에서 드러나는 암질이나 균열의 풍화정도, 절리 등을 종합적으로 판단해야 합니다.
표준관입시험
두번째로 표준관입시험(N치)을 통해서 분류하는 방법으로 50회에 100mm이상이 관입되면 토사층으로 분류할 수 있습니다. 100mm미만 관입되면 리핑암으로 분류됩니다.
시추조사
그리고 시추조사를 통해서 분류하는 방법이 있습니다. 시추조사는 2가지 방법으로 RQD(암질지수) 및 TCR(코어회수율)을 통해 구분합니다.
RQD(암질지수, Rock Quality Designation)를 통해서는 리핑암과 발파암을 분류할 수 있는데요. RQD 0%정도이면 리핑암, 5%~10% 이상이면 발파암으로 분류할 수 있습니다.
탄성파속도 측정
마지막으로 탄성파속도를 측정하여 분류가 가능합니다. 탄성파의 속도가 높을 수록 매질이 치밀한 것으로 토사와 암을 구분합니다. 탄성파가 1000m/sec이상 1800m/sec 이하는 리핑암, 그 이하는 토사 이상은 발파암으로 구분할 수 있습니다.
암반의 분류 방법
토사가 아닌 암반으로 분류가 되었다면 암반을 질적으로 분류하여 공사계획을 세워야합니다. 리핑암처럼 백호와 도져의 니퍼로 굴착이 가능한 상태와 발파를 통해 굴착해야하는 연암, 경암 등의 분류가 필요합니다.
보통 시추조사를 통해 분류할 수 있으며, 시추 코어에 대한 코어채취율을 근거로 해서 암반을 분류하는 방법으로 코어회수율(TCR, Total Core Recovery)과 암질지수(RQD, Rock Quality Designation)로 판단 하는 방법을 많이 사용합니다.
코어회수율(TCR)
코어회수율(TCR)은 시추 후 코어가 회수되는 길이를 총 시추길이로 나누어 백분율로 나타낸 것으로 회수율이 높을 수록 더욱 단단한 양질의 암반으로 분류할 수 있습니다.
암질지수(RQD)
암질지수(RQD)는 회수된 코어 중 10cm 이상이 되는 코어들의 길이를 합하여 총 시추길이로 나누어 백분율로 나타낸것으로 TCR과 마찬가지로 값이 높을 수록 단단한 양질의 암반입니다.
코어 규격에 따른 시추조사 차이(BX, NX)
보링공은 코어 지름에 따라서 BX(58mm), NX(76mm) 두 가지로 분류됩니다.
BX는 심도가 얕은 곳을 조사하는 일반적으로 사용하는 방법입니다. BX로는 조사 시 내진설계가 불가능하고 다이아비트를 사용하여 연암의 유무를 확인할 수 있습니다.
그리고 NX는 상대적으로 깊은심도를 조사할 때 사용하며 내진설계가 가능합니다.
그리고 깊이 시추하기 때문에 [지하수법] 제9조의4에 따라 굴착행위 신고절차를 진행해야 하기 때문에 절차가 더욱 복잡하며 조사업체에 의뢰할 시 BX보다 많은 비용을 지불해야 합니다.
참고로 시추조사는 동일한 땅깎기 구간에서 최소 1개~2개소 정도를 조사해야 합니다.