조사항목 주요 내용 및 목적 수량 실험위치시추조사 시료채취 및 육안관찰 (성토부) 3 SB-1 ~ SB-3시추조사 시료채취 및 육안관찰 (구조물부) 3 BB-1 ~ BB-3

시험굴조사 현장밀도시험 및 시료채취 5 TP-1 ~ TP-5현장들밀도실험 실시설계용 자료 5 TP-1 ~ TP-5입도분석실험 10 위치(확인)다짐 및 CBR 노상다짐설계용 5 TP-1 ~ TP-5

실험위치 표고 (EL.m) 시추심도(GL.m) 규격 비고SB-1 8.87 6.0 NX

쌓기부SB-2 6.07 4.0 NXSB-3 7.01 7.0 NXBB-1 5.21 6.5 NX

구조물보BB-2 3.34 7.5 NXBB-3 5.91 9.3 NX

우 : 330-717 충남 천안시 부대동 275번지 공주대학교 건설환경공학부

Tel. : 041-550-0302, E-mail : kholee@kongju.ac.kr

homepage : www2.kongju.ac.kr/pave

토목시스템설계 설계 #5 :

지반조사자료를 이용한 도로설계용 설계입력변수 결정

본 계획노선의 쌓기 예정지역 및 구조물(교량부) 지역에 대하여 다음과 같은 시추

조사, 시험굴조사, 현장들밀도실험을 수행하였고, 실내실험은 입도분석실험과 다

짐 및 CBR 시험을 수행하였다. 실험수량 및 실험위치는 아래 주어진 표와 같다.

1. 시추조사자료를 이용하여 시추결과를 쌓기부 및 구조물부로 각각 정리하시오.

항목

TP-1 TP-2 TP-3 TP-4 TP-5

자연

상태

교란

상태

자연

상태

교란

상태

자연

상태

교란

상태

자연

상태

교란

상태

자연

상태

교란

상태

시험전 모래+병무게 (g) 9522 9305 9138 8254 9650 6150 8547 8823 8957 9520

시험후 모래+병무게 (g) 5075 4626 6295 5925 5780 5140 5184 4801 5429 4916

사용된 모래무게 (g)

깔대기속 모래무게 (g) 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300

구멍속 모래무게 (g)

흙+용기 무게 (g) 4692 4333 2541 1655 3856 3160 3199 3369 3622 4368

용기무게 (g) 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300

흙 무게 (g)

모래 단위중량 (t/m3) 1.288 1.288 1.288 1.288 1.288 1.288 1.288 1.288 1.288 1.288

습윤밀도 (t/m3)

함수비 (%) 24.2 24.2 23.6 23.6 19.8 19.8 20.4 20.4 15.4 15.4

건조밀도 (t/m3)

비고

2. 주어진 토질주상도를 이용하여 쌓기부와 구조물부의 토질분포도를 작성하시오.

(순서 : 1, 2, 3번으로 연결됨)

3. 현장들밀도 실험 자료를 이용하여 현장시료의 습윤밀도, 함수비 및 건조밀도를

결정하시오.

위치

심도(m)

쌓기부 구조물부

SB-1 SB-2 SB-3 BB-1 BB-2 BB-3

1 6/30

2 6/30

3 7/30

4 35/30

5 50/12

6 50/6

7

8

횟수 6

4. 주어진 토질주상도에 표준관입시험(SPT) 결과를 이용하여 다음을 결정하시오.

(1) 표준관입시험 결과 정리

(2) 지층별 N값 분포 특성 (쌓기부, 구조물부 통합해서)

지층 주 구성성분 N값 분포 평균 N값 상대밀도 및 연경도

매립층 자갈섞인 실트질 모래 및 점토 4/30~11/30 7/30 매우느슨~보통조밀

붕적층

퇴적층(점토)

퇴적층(모래)

퇴적층(자갈)

풍화토층

풍화암층

5. 시험굴 조사 결과를 아래의 표를 이용하여 정리하시오.

구분토질자료

지층현황 자연함수비(%) 비고

TP-1 붕적층 : 0.0 ~ 1.2m : 자갈섞인 실트질 모래 24.2

TP-2

6. 주어진 토질주상도를 이용하여 지하수자료를 정리하시오.

구분 시추공번 지반고(EL.)지하수위

대상지층GL (m) EL (m)

쌓기부

SB-1 8.87 1.60 7.27 퇴적층

SB-2

SB-3

구조물부

BB-1

BB-2

BB-3

7. 시추현장 시료를 이용한 실내실험결과를 아래의 표를 이용하여 정리하시오.

구분 공번심도

(m)

Wn

(%)GS

Atterberg Limit (%) Seive Analysis (%)USCS

LL PI #4 #200

쌓기부

SB-1 4.0 14.5 2.66 28.1 5.5 92.6 32.2 SM

SB-2

SB-3

구조물

부

BB-1

BB-2

BB-3

7. 시험굴조사 시료를 이용한 실내실험결과를 아래의 표를 이용하여 정리하시오.

구분 공번심도

(m)

Wn

(%)GS

Atterberg Limit (%) Seive Analysis (%)USCS

LL PI #4 #200

시험굴

조사

TP-1

TP-2

구분 공번

D Compaction A Compaction

USCSγdmax OMC CBR γdmax OMC CBR

kN/M3 % % kN/M3 % %

시험굴

조사

TP-1

TP-2

TP-3

TP-4

TP-5

8. 쌓기재의 다짐 및 지지력 특성 평가

(1) 쌓기재의 다짐특성 : 위의 7번 항목 참고

(2) 토량변화율

본 지역 토사층의 토량변화율을 구하기 위하여 시험굴 조사에서 자연상태와 흐트러

진 상태에 대한 밀도를 KSF-2311 규정에 의거 현장밀도시험을 시행하였다. 또한, 시료

를 채취하여 KSF-2311 규정에 의해 A 다짐과 D 다짐을 실시하였다. 토량변화율은 다음

과 같이 정의할 수 있다.

L = 흐트러진 상태의 토량 / 자연상태의 토량

= 자연상태의 건조밀도 / 흐트러진 상태의 건조밀도

C = 다져진 상태의 토량 / 자연상태의 토량

= 자연상태의 건조밀도 / 다져진 상태의 건조밀도

구분토량변화율

비고범위 평균

노반부C

A다짐 (90%) 0.886~1.050 0.948

D다짐 (95%) 0.803~0.937 0.853

L 1.103~1.311 1.208

구분

건조단위중량 (kN/M3)

L

토량환산계수

자연

상태

교란

상태A다짐 D다짐

A다짐 D다짐

γdC

γdC

95% 90% 95% 90%

TP-1 14.47 12.38 18.15 18.96 1.169 18.15 0.839 0.886 18.96 0.803 0.848

TP-2

TP-3

TP-4

TP-5

평균

(3) 노체의 쌓기재료 적합성 평가

시험항목다짐후 건조밀도

A다짐 90%, kN/m3 수정 CBR

비고기준

공번1.5 kN/m3 이상 2.5 이상

TP-1 16.34 (적합) 17.3 (적합) 적합

TP-2

TP-3

TP-4

TP-5

(4) 노체의 노상재료 적합성 평가

시험항목5mm

통과량 (%)

0.08mm

통과량 (%)소성지수 수정 CBR

시료채취심도

(m)기준

공번25~100% 0 ~ 25% 10 이하 10 이상

TP-1 100 (적합) 49.4 (부적합) 4.0 (적합) 17.3 (적합) 1.2

TP-2

TP-3

TP-4

TP-5

(5) 노상토의 지지력 특성 평가

시험굴조사에서 채취된 시료를 대상으로 실내에서 CBR 시험을 실시한 결과 CBR값은 13.9%

~19.1% 정도를 나타내고 있다. 여기서, 극단 값의 선택은 다음의 엽각 판정용 γ을 이용하여 결

정한다.

시험수량 3 4 5 6 7 8 9 10이상

γ(n, 0.05) 0.941 0.765 0.642 0.560 0.507 0.468 0.437 0.412

- 최대치가 극단적으로 클 경우의 판정

- 최소치가 극단적으로 작을 경우의 판정

- 두 경우 모두 기준값(γ(n, 0.05)) 이내인 경우 측정한 자료를 모두 이용하여 설계 CBR값을 결

정한다.

계산각지점의평균최대최소

시험수량 2 3 4 5 6 7 8 9 10이상

d2 1.41 1.91 2.24 2.48 2.67 2.83 2.96 3.08 3.18

설계CBR 값은 아래의 표를 이용하여 결정한다.

설계 CBR 계산 CBR

2 2 ≤ CBR < 3

3 3 ≤ CBR < 4

4 4 ≤ CBR < 6

6 6 ≤ CBR < 8

8 8 ≤ CBR < 12

12 12 ≤ CBR < 20

20 CBR ≥ 20

- 수업시간에 나누어준 설계용 엑셀프로그램에서 노상지지력 부분에 자료를 넣어 결과를 비교 확

인해 보기 바랍니다. (그림의 점선 동그라미 부분 확인 및 자료입력)

9. 설계지반정수 산정

9.1 설계지반정수 결정 순서도

9.2 설계지반정수 결정 방법

(1) 변형(탄성)계수 및 포아송비 결정

(나) 점착력과 내부마찰각

9.3 설계지반정수 산정결과

(가) 대표 N값 결정

지층 주 구성성분 N값 분포 평균 N값 대표 N값

매립층 자갈섞인 실트질 모래 및 점토 4/30~11/30 7/30 7/30

퇴적층(점토)

퇴적층(모래)

퇴적층(자갈)

풍화토층

풍화암층

(나) 탄성계수

구분 매립층 (kPa)퇴적층(모래)

(kPa)

퇴적층(점성토)

(kPa)

퇴적층(자갈)

(kPa)

풍화토층

(kPa)

관

련

문

헌

구조물기초설

계기준17000~28000 10000~24000 -

69000~17200

035000~55000

Hunt -

Braja M. 5000~10000

표

준

관

입

시

험

Bowels -

Schertmann

Hisatake

도로교통법설

계기준-

설계적용(평균값)

(다) 점착력

구분 매립층 퇴적층(모래) 퇴적층(자갈) 풍화토층

도로설계편람

(문헌자료)0.0 30 이하 30 이하 30 이하

설계적용

(라) 내부마찰각 (보수적으로 결정)

구분 N값 이용관련문헌

범위 설계적용NAVFAC Hunt Barton 도로공사

매립층 26.3 28~32 32~33 28~34 30 26.3~34 27

퇴적층(모래)

퇴적층(자갈)

풍화토층

(마) 단위중량

구분관련문헌

한국도로공사 설계적용자연지반 N값이용 사질토종류

매립층 17~19 18 17~19 17~19 18

퇴적층(모래)

퇴적층(자갈)

풍화토층

(바) 적용 설계지반정수 요약

구분단위중량

(kN/m3)

점착력

(kPa)

내부마찰각

(도)

탄성계수

(kPa)비고

흙쌓기재

매립층

퇴적층

모래

점성토

자갈

풍화토