건축분야 지반분류:: S4냐 S5냐

건축분야에서는 지반분류 S4 와 S5 의 차이가 공사비의 차이로 직결되는 분위기다.

특히 지반이 S5인데도 S4로 구조계산을 수행하고 인허가를 통과하려는 시도에 대해 지자체 건축과에서 자체적으로 검토를 강화하고, 심지어 S4 로 분류된 건에 대해서는 지반조사보고서에 S4로 분류된 근거를 요구하는 경우도 많아지고 있는 것 같다.

 

그러면 그 분류가 되는 기준은 어떤 것이 있는지 알아본다.

 

1. KDS 17 10 00 내진설계 일반

KDS 17 10 00 내진설계 일반.hwp

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여기에서 '단단한가 연약한가'에 따른 기준이 또 필요하게 된다.

KDS에는 그 기준이 없는 것 같고 구조물기초설계기준에 그 내용이 있었다.

 

 

2. 구조물기초설계기준

구조물기초설계기준해설(2018) 95페이지 표3.8.2에 세립토의 컨시스턴시 표가 있다.

IMG_7101.JPG

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단단/연약 이라는 말이 '세립토'기준에만 나오고 조립토에는 안나와서 약간 애매하다.

세립토에서는 연약/단단 이라고 표현하고 조립토에서는 느슨/조밀로 표현한다.

따라서 일반 사질토 지반인데 S4(깊고 단단한 지반)을 판별하기 위해 저 세립토 기준을 적용하는 것도 좀... 인허가 담당 주무관이 수긍하기 어려워 보일 수도 있겠다.

 

그럼 '연약'이란 말의 정의를 따로 알아본다.

 

3. 연약지반 설계기준

연약지반의 정의는 KDS 11 30 05 : 2021 에서 확인할 수 있었다.

사질토 지반에서는 N치 10 이하이면 연약한 지반으로 정의되어 있다.

KDS 11 30 05 연약지반 설계일반.hwp

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이 내용이 중요한데, 'N치 10 이하의 사질토 지반'의 '층'을 연약지반으로 볼 수 있다는 것이지

지표하 30m 평균 N치가 10 보다 크다고 해서 '연약지반이 아니다'라고 볼 수는 없을 것 같다.

 

예를 들면,

N치가 5인 층이 지표~심도10m 까지고, 심도 10m~30m까지의 N치가 30~50이어서

30m평균 N치가 20이 나왔다고 가정하면 

'지표~심도 10m'까지는 연약지반이지만

30m 평균 지반에 대해서는 전단파속도가 180보다 크게 나와서 S4 지반으로 볼 수 있다. (물론, 발주처에서 Sun et al(2013)의 상관관계식을 인정할 때에 한해서이다. )

 

그럼 연약하지 않으면 '단단'한 것으로 봐도 되는가의 문제가 생긴다.

와.. 이렇게 따지다 보니 끝도 없다.

 

그냥 N치를 이용한 전단파속도를 구하는 것이 더 명쾌할 것 같은 생각이 든다. 

(물론 발주처에서 인정해 줄 지는 의문이지만.)

 

4. 내진설계기준 공통적용사항 (국민안전처, 2017)

N치를 전단파 속도를 구할 수 있는 방법으로 Sun et al 의 공식이 언급되어 있다.

그러나 이 지침에는 그 공식이 어떤 식인지는 나오지 않았으나, 내진성능평가요령에 그 식이 명기되어 있었다.

이 문서에서 중요한 것은 전단파속도를 구하기 위한 N치는 약간 다르다는 점인데,

50회 타격에도 30cm 관입이 안된 데이터에 대해서는 (예를 들면 50/4) 직선보간으로 가상의 30cm 관입에 대응하는 타격횟수를 구해야 한다는 점이다. (50/4 -> 375/30 <= 300 ) 이 때 최대치는 300 이다.

내진설계기준 공통적용사항.pdf

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5. 내진성능 평가요령

2020년 버전에는 Sun et al 의 여러가지 식들을 모두 표기했었으나 최근 기준에서는 단 하나의 식으로 통일해서 표기하고 있음.

기존 시설물(건축물) 내진성능 평가요령(2021.5).pdf

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6. 마이다스

마이다스 측 자료에 의하면 지반분류는 지반조사시 탄성파시험을 통한 토층평균전단파속도를 산출해야만 한다는 내용이 있었다. 지반분류 산정근거를 민감한 사안으로 여기는 듯 했다.

 

기타 읽어볼만한 자료

내진 설계를 위한 지반분류체계 및 설계응답스펙트럼의 결정.hwp

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1997년에 지반분류표는 좀 더 변수가 많았는데 위 문헌에 그 내용이 나와있다.

 

 

※ 지반조사 N치로 전단파속도 산정하는 엑셀파일을 만들어 비공개로 백업해둔다.

원래는 30m 심도 평균치를 내야 하나 지반조사가 24m에서 끝나버려서 24m까지의 데이터로 작성했다.

V01.zip

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