굴토심의 지하수위·투수계수 결정과 현장투수시험 적용

1. 적용대상·판단원칙

지하수 검토자료는 조사 지하수위, 설계 지하수위와 지층별 투수계수를 구분하여 작성한다. 조사 지하수위는 측정 당시의 관측값이고, 설계 지하수위는 강우·계절변동·인접 수계와 공사 중 수위변화를 고려한 해석 경계조건이다. 투수계수는 물이 지반을 통과하는 정도를 나타내므로 수위값으로 대신할 수 없다. 자료가 부족한 구간은 0 또는 비투수층으로 처리하지 않고 추가조사나 민감도 검토 대상으로 분류한다.

2. 지하수위 측정과 도면 기록

시추작업을 마친 뒤 측정관을 설치하고 24시간 이상 경과한 안정 지하수위를 측정한다. 지층단면에는 시추공별 수위를 동일한 표고 기준으로 연결하고 수위선 옆에 측정 연월을 적는다. 24시간은 최초 확인을 위한 최소 경과조건이며 우기 최고수위나 장기 설계수위를 자동으로 뜻하지 않는다. 급격한 수위변화가 예상되거나 단층·파쇄대, 하천·구하상과 같은 수리 취약조건이 있으면 추가 관측기간과 현장시험을 정한다.

KDS 21 30 00은 흙막이벽 배면 수위가 조사수위보다 높아질 수 있는 현장에서 실제 여건을 반영해 설계 지하수위를 높여 검토하도록 정한다. 따라서 계산서에는 조사수위와 설계수위를 나란히 표시하고, 두 값이 다르면 강우·주변 수계·차수공법·굴착단계 가운데 어떤 조건을 반영했는지 기록한다.

• 시추공 번호·지반고·수위 표고·측정 연월을 지층단면과 조사대장에서 일치시킨다.
• 측정관 설치 후 24시간 이상 경과 여부와 안정수위 판정 근거를 남긴다.
• 단일 측정값을 우기 최고수위 또는 장기 설계수위로 바로 사용하지 않는다.

3. 현장투수시험과 투수계수 결정

현장투수시험은 지반의 투수계수를 정하기 위한 조사이다. 시험성과에는 시험공과 심도, 시험구간의 지층, 시험방법, 공경·시험구간 길이 등 시험조건, 수위 또는 유량의 시간기록, 산정값과 단위를 함께 제시한다. 결과표에는 적용 지층과 제외값의 사유를 적고, 시추주상도·지층단면·해석 입력표가 같은 구간을 가리키는지 확인한다.

투수계수는 지층명 하나에 대표값 한 개를 일괄 적용하지 않는다. 렌즈상 모래층, 풍화대, 균열이 발달한 암반처럼 물길이 연결되는 구간은 별도 수리구역으로 나눈다. 시험값의 편차가 크면 임의 평균으로 정리하지 않고 시험구간의 교란, 세립분 유출, 균열 분포와 시험방법의 적용성을 검토한다. 이 매뉴얼에는 모든 현장에 적용할 공통 허용 투수계수나 하나의 산정식이 제시되어 있지 않으므로 시험방법별 계산식과 보정조건은 해당 시험성과서에 명시한다.

4. 수압·차수·배수 검토에 반영

정리한 수위와 투수계수는 흙막이 해석의 수압, 차수벽 근입과 연속성, 굴착 내 유입수 및 배수계획에 연결한다. 같은 수위차라도 투수성이 큰 연결층과 저투수층은 유입 경로와 주변 수위저하 범위가 다르다. 계산서에는 지층별 투수계수와 경계수위, 차수벽·저투수층의 위치, 배수 조건을 같은 단면에 표시하고 정상·비정상 해석 여부와 공사단계별 적용조건을 기록한다.

설계변경으로 굴착깊이, 차수벽 근입, 배수공 위치나 타설순서가 바뀌면 기존 수리조건을 그대로 사용하지 않는다. 수위·투수계수·수리경계를 다시 설정하고 벽체 수압, 굴착저면 안정, 유입수량과 인접지반 수위저하의 민감도를 재검토한다. 현장 지하수위 계측이 예측범위를 벗어나면 입력값을 임의로 맞추기 전에 측정기 상태와 시험구간, 배수·차수 시공상태를 확인한다.

5. 제출자료와 누락 방지

제출자료는 지하수 측정대장, 수위가 표시된 지층단면, 현장투수시험 성과, 지층별 투수계수 선정표, 수리해석 입력표, 차수·배수계획도와 변경이력으로 구성한다. 검토결과는 자료가 일치하면 반영, 시험구간이나 측정조건이 빠지면 보완, 현장여건상 추가 관측이 필요하면 허가권자 확인 필요로 구분한다.

• 조사수위·설계수위·계측관리수위를 같은 용어로 혼용하지 않는다.
• 투수계수마다 시험번호·시험구간·적용지층·단위를 추적할 수 있게 한다.
• 수압·차수·배수 검토가 동일한 수위선과 지층구분을 사용했는지 대조한다.
• 공법·굴착깊이·배수계획 변경 후 수리조건 재검토 기록을 남긴다.