표준관입시험(SPT)의 정의 및 N치의 활용

표준관입시험(Standard Penetration Test)

 

시추조사 작업과 병행하여 지층의 상대밀도 및 구성성분을 파악하기 위하여 지층이 변할 때마다 또는 동일지층일지라도 매 1.0 ~1.5m 간격으로 한국산업규격(KS F2318)의 규정에 따라 연속성 있게 표준관입시험을 실시한다.

 

표준관입 시험(Standard Penetration Test)은 외경 5.1cm, 길이 81cm의 중공인 split spoon sampler를 보링로드에 붙여서 원지반에 관입시킨 후 63.5kg의 해머로 낙하고 75cm에서 자유낙하로 타격시켜 샘플러가 흐트러지지 않은 자연지반에 30cm 관입하는데 요하는 타격횟수를 구하는 시험이다.

 

이 타격횟수를 표준관입 시험치로 하고 이것을 N값이라 한다.

 

스풀릿 스푼 샘플러(split spoon sampler)를 지반에다 30cm 관입하는데 소요된 타격횟수(N)의 값으로 지반의 밀도를 측정한다.

또한 지층이 매우 조밀하여 Spilt-Barrel Sampler에 대한 타격을 50회 이상하여도 30cm관입이 불가능한 지층에서는 50회 타격에 대한 관입량을 측정기록한다. 표준관입시험 과정에서 채취된 교란시료는 공번, 심도, 토층명, N치, 색깔등을 기록한 라벨을 붙인 다음시료상자에 정리보관한다.

 

사질지반의 다짐상태 파악에 적합하여 점토지반에서는 편차가 커서 신뢰성이 없다.

점토지반 : 불교란 시료를 채취하여 압축시험을 실시한다.

 

설계 활용방안

 

N값의측정 및 해석의 문제점

 

- 시험기구의 형상규격으로서 상세하게 규격화되어 있지 않다.

- 해머의 낙하방법(감독자의 관리소홀)

- 측정자의 관리정도와 개인차

- 지반의 상태에 따른 N값의 변화

- 로드길이에 따른 영향과 그 보정방법

- 상재압의 크기에 의한 영향과 그 보정방법

 

N값의 수정공식제안

 

1) 모래의 내부마찰각 φ와 N값과의 관계

 

*Dunham의 식

φ = (12N)^1/2 + C

 

여기서, 토립자가 둥글고 균일한 입경일 때 C=15

토립자가 둥글고 입도분포가 좋을 때 C=20

토립자가 모나고 균일한 입경일 때 C=20

토립자가 모나고 입도분포가 좋을 때 C=25

 

*Terzaghi-Peck의 식

φ= 0.3N + 27

 

2) 점토질 지반에 있어서 점착력 c와 N값과의 관계

 

*Terzaghi의 식

c = 0.0625N

 

*Dunham의 식

c = 0.066N

 

3) 점토의 일축압축강도 qu와 N치와의 관계

 

*Terzaghi-Peck의 식

qu = N/8 (Kg/cm²)