물리탐사

물리탐사

      

1.  적용범위

1)  공사 시행에 필요한 지반의 성상을 조사하기 위한 물리탐사에 적용한다.

2)  물리탐사 및 검층(Logging)은 탄성파 탐사, 전기비저항법에 의한 전기탐사, 전자탐사, 레이다 탐사, 전기 및 음파검층, 시추공벽 화상 검층 등으로 하고 조사종목 및 내용은 해당공사의 목적에 맞도록 결정해야 하며, 필요시 새로이 개발, 적용되고 있는 물리탐사법을 감독자/감리원의 승인을 받은 후 실시할 수 있다

3)  물리탐사는 지층의 성층 상태와 성질, 표토 또는 풍화층 등의 두께와 성질, 지반의 성질과 표면의 형태, 파쇄대의 위치와 규모, 공동의 위치와 규모, 지하수의 존재 등을 조사하는데 목적이 있다.

4)  전기검층은 보다 정밀한 주상도를 얻는 것과 지층의 성질을 확인하는 것을 목적으로 한다. 또한 음파 검층은 P파와 S파의 전파 속도와 각 지층의 동탄성계수 등 필요한 제반계수를 산정하는 것을 목적으로 한다.

5)  터널 근접부의 파쇄대 분포 탐지나 지하공동을 탐지함에 있어 지표레이다 탐사, 시추공 레이다 또는 토모그래피탐사 등 정밀물리탐사 기술을 조합, 활용하면 고해상도의 영상을 얻을 수 있다.

 

2.  참조규격

ASTM D 4428 Standard Method for Crosshole Seismic Testing

ASTM D 5753 Standard Guide for Planning and Conducting Borehole Geophysical Logging

ASTM D 5777 Standard Guide for Using the Seismic Refraction Method for Subsurface Investigation

ASTM D 6429 Standard Guide for Selecting Surface Geophysical Methods

ASTM D 6431 Standard Guide for Using the Direct Current Resistivity Method for Subsurface Investigation

ASTM D 6432 Standard Guide for Using the Surface Ground Penetrating Radar Method for Subsurface Investigation

ASTM D 6639 Standard Guide for Using the Frequency Domain Electromagnetic Method for Subsurface Investigation

ASTM D 6820 Standard Guide for Use of the Time Domain Electromagnetic Method for Subsurface Investigation

ASTM D 7400 Standard Method for Downhole Seismic Testing

 

3.  품질요구사항

모든 탐사시험은 전문기술자에 의해 수행되며, 시험전 참여인력에 대하여 감독자/감리원의 승인을 득 해야 한다. 또한 적절한 물리탐사 방법의 선정과 계획을 위해 ｢ASTM D 5753｣ 및 ｢ASTM D 6429｣를 참고할 수 있다.

 

4.  지표탐사

1)  굴절법 탄성파탐사

(1) 굴절법 탄성파탐사는 ｢ASTM D 5777｣을 참고하여 물리탐사를 전공한 지질 및 지반기술자에 의해 수행되어야 한다.

(2) 측선의 배치는 현지의 상황에 따라 조사 목적에 지장을 주지 않는 범위 내에서 감독자/감리원의 승인을 받아 변경할 수 있다.

(3) 측선단의 파일과 측선 중간의 파일은 크기를 변화시키거나 색깔별로 구분하여 보존할 수 있는 표시가 훼손되지 않도록 방호해야 한다. 또한 수급인은 기준점의 위치와 높이를 확인해야 한다.

(４) 수급인은 시험에 필요한 화약의 사용과 보관을 관계법령에 따라야 하며 위해 및 도난을 방지해야 한다.

(5) 발파시에는 사고 방지를 위해 안전원을 배치하고, 사이렌․호각 등에 따라 주의를 환기시킨다.

(6) 발파공은 조사종료 후 다짐하여 되메워야 한다.

(7) 측정 결과는 측선 배치도, 주시곡선도 및 단면도로 작성하여 정리해야 한다.

(8) 주시곡선도 또는 단면도에는 해석 내용을 명시해야 한다.

2)  전기비저항탐사

(1) 전기비저항탐사는 ｢ASTM D 6431｣을 참고하여 물리탐사를 전공한 지질 및 지반기술자에 의해 수행되어야 한다.

(2) 측선의 배치는 현지의 상황에 따라 조사목적에 지장이 없는 범위 내에서 감독자/감리원의 승인을 받아 변경할 수 있다.

(3) 전극의 배치는 탐사의 목적에 맞게 설정하고, 전극의 간격은 탐사하고자 하는 지반의 심도와 전극 배열에 따라 적절히 선택할 수 있다.

(4) 최대 전극간격의 선정은 탐사심도에 따른다.

(5) 전극의 전개는 현장 여건상 할 수 없는 경우를 제외하고 예상되는 지질 구조의 주향에 직각 방향으로 해야 한다.

(6) 측정은 측정치를 비저항 전극 간격곡선(ρ-α)에 플로트(Plot) 또는 제어 컴퓨터상에서 확인하면서 수행하고 이상적(異常的)인 값이 얻어졌을 때에는 재측정을 실시해야 한다.

(7) 탐사결과는 측정 배치도와 수직 탐사의 경우 겉보기 전기비저항 곡선, 쌍극자 배열 전기비저항 탐사의 경우 겉보기 전기비저항 가단면도에 정리하며, 이외에 해석 결과에 따른 비저항 등가선도 등을 작성해야 한다.

3)  전자탐사

(1) 전자탐사는 ｢ASTM D 6639｣ 혹은 ｢ASTM D 6820｣을 참고하여 물리탐사를 전공한 지질 및 지반기술자에 의해 수행되어야 한다.

(2) ｢전기비저항탐사｣를 수행할 수 없거나 또는 콘크리트나 아스팔트 포장 지역, 전극과 땅의 접촉이 불량할 수밖에 없는 지역, 흑연이나 금속광체 등 전도성 광물이 다량 함유된 지역 등과 같이 올바른 자료 획득이 어려운 지역인 경우 동일한 전기비저항 단면을 제공할 수 있는 전자탐사 기술을 사용할 수 있다.

(3) 수급인은 기준 측선의 설정, 측선 간격, 측선의 총연장, 측점간격은 현지의 상황에 따라 조사 목적에 지장이 없는 범위 내에서 감독자/감리원의 승인을 받아 변경할 수 있다.

4)  지표 레이다 탐사

(1) 지표 레이다 탐사는 ｢ASTM D 6432｣을 참고하여 물리탐사를 전공한 지질 및 지반기술자에 의해 수행되어야 한다.

(2) 지표 레이다 탐사는 지하에 묻혀 있는 대상체를 찾아내거나 지하에 존재하는 불균질대 또는 파쇄대 등의 지질학적 구조를 규명하는데 사용할 수 있다.

(3) 탐사는 송수신 안테나를 일정한 간격으로 위치시킨 후 측선을 따라 두 안테나를 동시에 일정 간격씩 옮겨가며 측정한다.

(4) 수급인은 지표 레이다 탐사 결과로 얻어진 자료의 컴퓨터 수치 및 신호처리(전산처리)를 통하여 구간 레이다 단면을 감독자/감리원에게 제출해야 한다.

 

5. 시추공탐사

1)  토모그래피탐사

(1) 토모그래피탐사는 물리탐사를 전공한 지질 및 지반기술자에 의해 수행되어야 한다.

(2) 토모그래피탐사는 두개 또는 그 이상의 시추공을 이용하며, 시추공 내에 위치하는 송신원에서 발생된 탄성파 또는 전자기파(레이다파), 전류를 매질로 방사시켜 시추공 사이의 다양한 경로를 따라 전파하는 파의 주행 시간이나 진폭을 측정하고, 측정한 자료의 행렬 역산 등을 통하여 2차원 또는 3차원의 지하 매질의 속도, 흡수성 또는 전기비저항과 같은 물성의 분포를 영상화해야 한다.

(3) 전기비저항 토모그래피의 경우에는 탐사 목적에 맞는 전극 배열을 선정하고 2차원 수치 역산을 통하여 대상 단면의 전기비저항 영상을 작성해야 한다.

(4) 전자탐사 토모그래피의 경우에는 사용 주파수 및 측정 간격을 탐사대상 해상도에 맞게 결정하고, 회절 토모그래피나 역산법에 의한 결과인 대상 단면의 전기 비저항 영상을 작성해야 한다.

(5) 토모그래피는 파선토모그래피 또는 회절토모그래피 방법을 적용할 수 있으며, 수급인은 측정 방법 및 결과를 감독자/감리원에게 제출해야 한다.

2)  시추공간 탄성파탐사 또는 하향식 탄성파탐사

(1) 시추공간 탄성파탐사(Crosshole Seismic Survey)와 하향식 탄성파탐사(Downhole Seismic Survey)은 ｢ASTM D 4428｣, ｢ASTM D 7400｣에 따라 물리탐사를 전공한 지질 및 지반기술자에 의해 의해 수행되어야 한다.

(2) 시추공간 탄성파탐사는 현지 암반의 심도별 탄성파속도(P파 및 S파)를 측정하고, 하향식 탄성파 탐사는 심도별 구간 속도를 측정하여 암질 구분과 동탄성계수를 산정함을 목적으로 한다.

(3) 측정 간격은 탐사 목적 및 현지암반의 상태 등에 따라 적절히 설정해야 한다.

(4) 시추공간 및 하향식 탄성파탐사 수행 시 서로 반대방향의 극성을 가지는 S파를 발생시키고 이들의 진폭 및 위상을 분석하여 S파 도달시간을 정확히 판독해야 한다.

(5) 시추공간 탄성파탐사의 경우에는 공곡(孔曲) 측정을 필수적으로 수행하여 송․수신기간 거리를 정확히 산출해야 한다.

 

6.  물리검층

1)  전기검층

(1) 전기검층은 케이싱의 삽입 부분 및 전극간의 관계에서 측정할 수 없는 부분을 제외하고는 전 구간에 대해 실시해야 한다.

(2) 전기검층은 전기비저항과 자연전위에 대해서 실시한다. 전기비저항의 측정은 2전극 검측법에 의해 실시해야 한다. 전극의 간격은 250mm, 500mm 및 1m의 3종류 또는 그에 상응하는 정밀도를 갖는 간격으로 해야 한다.

(3) 측선은 연속적으로 행하고 연속 기록을 취하지 않을 경우에도 측정간격을 500mm 이상으로 하여서는 안 된다.

(4) 붕괴 등에 의해 측정이 불가능하게 된 경우에는 감독자/감리원의 지시에 따라야 한다.

2)  음파검층

(1) 검층은 케이싱의 삽입 부분 및 지하수위의 관계에서 측정할 수 없는 부분을 제외하고는 전구간에 대해 실시해야 한다. 다만, 케이싱의 삽입 부분에서도 뺄 수 있는 경우에는 측정을 실시해야 한다.

(2) 수신기는 공내용 수신기 및 스타트 쇼트용 수신기를 사용하며 공내용 수신기는 상하 1성분, 수평 2성분의 측정이 가능한 것을 사용해야 한다.

(3) 측정은 주변의 차량 등의 진동에 따른 직접적 잡음(Noise)을 피해 실시해야 한다.

(4) 붕괴 등에 의해 측정 불가능한 경우에는 감독자/감리원의 지시에 따라야 한다.

(5) 시추공 지름의 변화가 큰 경우 수급인은 발․수진기의 조합을 2조 이상으로 하여 속도치에 시추공 지름의 영향을 경감하는 공벽보상형(Boreholes Compensated, 약칭 BHC) 음파검층을 시행해야 한다.

3)  시추공영상촬영 또는 시추공주사검층

(1) 불연속면의 기하학적 특성을 파악하거나 시추공벽 주변 원지반의 영상을 획득하기 위해 시추공 화상 검층시험으로 시추공영상촬영 또는 시추공주사검층을 수행할 수 있다.

(2) 시추공영상촬영은 가시광선을 이용하여 시추공벽 주변 원지반의 영상이미지를 획득하는 검층방법이며, 시추공주사검층은 초음파를 시추공벽에 주사하여 반사되는 초음파를 해석하여 불연속면 영상과 추정암석강도를 획득할 수 있는 검층방법이다.

(3) 시추공영상촬영을 통해 양호한 영상이미지를 획득하기 위해서는 시험 전 서징 등을 수행하여 시추공 내 지하수가 청수(淸水)상태가 되도록 조치해야 한다.