KDS 설계기준 117005 쌓기·깎기

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건설공사 비탈면 설계 기준

1. 일반사항

1.1 목적

• 건설공사 시 발생하는 비탈면의 안정성 확보를 위한 보호 및 보강 시설 설계 기준 및 방법 제시

1.2 적용범위

• 도로, 철도, 택지, 단지 등 건설공사 시 발생하는 쌓기 및 깎기 비탈면 설계에 적용
• 자연, 하천, 댐 비탈면은 제외
• 기본적인 내용만 다루며 특별한 설계 방법은 포함하지 않음
• 미기술된 사항은 국가기준을 따르거나 발주자 승인을 얻어 국제 기준을 준용
• 건설 신기술 및 환경 신기술 적용 시, 신기술 지정에 따른 설계법 기술 및 발주자 승인 필요
• 필요에 따라 발주자 승인을 얻어 별도 기준을 정하여 사용 가능
• 기준 공표일 이후 계약 체결된 공사에 적용하며, 발주기관 장이 필요하다고 인정하는 경우 개정 전 기준 적용 가능
• 시설물 안전 및 유지관리 관련 법률 적용 대상 비탈면은 해당 법률 따름

1.3 참고 기준

• 관련 법규: 내용 없음
• 관련 기준: KDS 11 70 25 비탈면 배수시설

1.4 용어의 정의

• 내용 없음

1.5 기호의 정의

• 내용 없음

1.6 해석 및 설계 원칙

1.6.1 설계의 기본 원칙

• 건설공사 비탈면은 지진, 강우, 기상변화 등 재해 요인에도 안정성 유지 및 주 구조물 기능 유지
• 주변 인명 및 재산에 대한 위해 요인 발생 방지 및 보강, 안전 시설 설치
• 풍화, 지하수 조건 변화 등 장기적인 불안정 요인을 고려하여 안전측으로 설계
• 기준 안전율 만족
• 내구성 및 부식 저항성이 있는 재료 사용
• 경제적인 시공 및 현장 여건에 적합한 안전 시공
• 관계 법규 및 기준 검토 반영, 발주자 요청 및 민원 반영

1.6.2 설계 개념 적용 기준

• 지반의 한계평형 상태를 가정하고 허용응력설계법 적용
• 안전율 계산 및 기준 안전율과 비교하여 안정성 평가
• 한계상태설계법, 하중저항계수설계법, 부분 안전율 적용은 발주자 협의 및 승인 후 적용
• 콘크리트, 강재 등 부재 설계는 해당 재료에 적합한 설계 기준 적용
• 토사 및 암반에 기인하는 하중은 이 기준에서 제시한 방법을 이용
• 비탈면 설계에 대한 확률론적 설계 방법은 허용응력설계법을 이용한 설계가 불확실할 때 보완적으로 적용

1.6.3 설계 하중의 적용 기준

• 흙의 자중, 상재하중, 수압, 토압, 지진하중, 구조물 외력, 시공 중 활하중 등 고려
• 내진 설계 시 장기적인 하중 및 일시적인 하중은 고려하지 않으며 지진하중 고려
• 옹벽, 콘크리트 벽체 등에 작용하는 토압은 적절한 토압 계수 적용
• 콘크리트, 강재 부재 설계는 콘크리트 구조설계기준의 하중계수 및 하중 조합 고려

1.6.4 쌓기 비탈면의 설계 원칙

• 장, 단기적으로 안정성 확보, 유지관리 최소화, 주변 경관과 조화
• 지형 조건, 안정 해석, 배수 계획, 표면 보호, 유지관리, 시공 중 관리 등 고려

1.6.5 깎기 비탈면의 설계 원칙

• 장, 단기적으로 안정성 확보, 유지관리 최소화, 주변 경관과 조화
• 지형 조건, 안정 해석, 배수 계획, 표면 보호, 유지관리, 시공 중 관리 등 고려

1.7 신규 기술 적용

• 건설 신기술 적용 시, 설계 방법 및 기준은 이 기준에서 제시하지 않음
• 신기술 설계 및 적용 기준은 관련 공법 참고 및 기술개발자가 제시하는 방법 이용
• 이미 알려진 이론 및 기술은 발주자 승인을 얻어 적용 가능
• 새로운 기술 및 공법이 검증된 연구 결과 또는 관측 결과가 있을 경우 발주자 승인을 얻어 적용 가능

2. 조사 및 계획

• 내용 없음

3. 재료

• 내용 없음

4. 설계

4.1 일반 사항

• 비탈면 계획은 기본 계획, 기본 설계, 실시 설계, 시공, 준공, 유지관리 단계로 구분하여 추진
• 주 구조물 계획, 안정성 검토, 수리, 수문, 생태 환경 영향, 재해 영향, 시설물 이전, 환경 오염, 경제성, 공사 기간, 법적 규제 등 고려
• 전문가 자문 및 발주자 의견 수렴, 지역 주민 및 지방자치단체 민원 해소
• 비탈면 형성 시 높이, 경사, 보강 공법, 옹벽 공법, 표면 보호, 녹화 공법, 안전 시설 적용 여부 고려
• 일반적인 표준 시방서 외에 각각의 공법에 대한 적용 사례 검토

4.1.1 쌓기 비탈면

• 표준 경사 및 소단 기준:
  • 높이 10m 미만일 경우 표준 경사 적용 가능
  • 높이 5m 이상인 경우 소단 설치
  • 철도는 별도 표준 경사 적용
• 연약 지반 흙 쌓기:
  • 파괴 안정성, 침하, 주변 환경 영향 검토
  • 연약 지반 두께, 강도 특성 고려하여 쌓기 속도 설정
  • 침하 및 안정성 확인을 위한 계측기 설치 및 관리 방안 강구

4.1.2 깎기 비탈면

• 표준 경사:
  • 풍화암 이하 강도를 갖는 비탈면의 경우 표준 경사 적용 가능
  • 연암 이상 암반 비탈면은 안정 해석을 통해 경사 결정
• 소단:
  • 높이 10m 이상인 경우 소단 설치
  • 단층, 파쇄대, 층분리 지반 또는 지하수 유출이 있는 경우 소단 설치

4.2 흙 쌓기 재료 및 다짐

• 쌓기 재료는 쌓기 대상물 특성별로 기준을 만족하는 재료 사용
• 쌓기 대상물은 다짐 기준 만족
• 흙 쌓기 비탈면은 균일하게 다짐

4.3 안정 해석

4.3.1 쌓기 비탈면

• 안정 해석 조건:
  • 높이 10m 이상, 쌓기 재료 기준 불만족, 붕괴 시 피해 발생, 지하수 유입, 홍수 시 침수, 원지반 불안정, 내진 안정 해석 필요 등
• 안정 해석 시 고려 사항:
  • 쌓기 재료 특성, 지하수 조건, 원지반 불안정 등 고려
• 안전율 기준:
  • 안전율은 전단강도와 전단응력 비율, 저항력과 작용하중 비율 또는 저항 모멘트와 작용 모멘트 비율로 계산
  • 일반 쌓기 비탈면과 연약 지반 쌓기 비탈면에 따라 기준 안전율 설정
  • 지진 시 기준 안전율은 KDS 11 90 00 (4.2(3)) 적용

4.3.2 깎기 비탈면

• 일반 사항:
  • 설계 단계에서는 조사 결과, 지형, 수리, 시설물 등의 상황, 유사한 지반 조건 사례 등 종합적으로 검토
  • 시공 단계에서는 추가 조사 실시 및 암질 상태, 불연속면 상태 조사
• 안정 해석 시 고려 사항:
  • 지하수 조건 고려, 강우 침투 고려, 토사 비탈면은 유효응력 해석 또는 전응력 해석, 암반 비탈면은 불연속면 전단강도 이용
• 안전율 기준:
  • 안전율은 전단강도와 전단응력 비율, 저항력과 작용하중 비율 또는 저항 모멘트와 작용 모멘트 비율로 계산
  • 장기적인 안정성 확보를 위한 기준 안전율 설정
  • 지진 시 기준 안전율은 KDS 11 90 00 (4.2(3)) 적용

4.4 해석 방법

4.4.1 쌓기 비탈면

• 한계평형해석, 유한요소해석, 유한차분해석 등 적용
• 변위 또는 지반 내 소성화 구간 및 응력 상태 확인을 위해 연속체 해석 수행
• 토사 비탈면에서 발생 가능한 파괴 형태와 파괴 메커니즘에 적합한 해석 방법 적용
• 시공 중 및 공용 중으로 구분하여 해석
• 시공 중 안정 해석은 전응력 해석, 공용 중 안정 해석은 유효응력 해석
• 원지반과 쌓기 재의 침하를 구분하여 안정 해석 수행

4.4.2 깎기 비탈면

• 토사 비탈면: 한계평형해석, 연속체 해석
• 암반 비탈면: SMR 방법, 평사투영해석, 한계평형해석, 연속체 해석, 불연속체 해석
• 토사 및 암반 부분을 구분하여 해석
• 변위 또는 지반 내 소성화 구간 및 응력 상태 확인을 위해 연속체 해석 수행
• 암반 비탈면은 개별요소법 적용 가능
• 토사 비탈면 안정 해석은 한계평형해석에 근거한 안전율에 의해 판단
• 암반 비탈면 안정 해석은 불연속면 경사 및 방향성, 특성을 고려한 평사투영해석 및 한계평형해석 수행
• 전체적인 암질과 불연속면 방향성을 고려한 SMR 분류법 이용
• 개별요소법 적용 가능

4.5 배수 시설

4.5.1 쌓기 비탈면

• 침투수, 용수, 누수 등으로 인한 파괴 방지
• 지하수 배수 시설 및 지표수 배수 시설 설치
• 배수 시설 설계 빈도 및 고려 사항은 KDS 11 70 25 적용
• 우수 침투 및 강도 저하가 심한 토질의 경우 배수층 설치
• 흙 쌓기부의 지하 배수구는 압밀 침하 고려하여 설계
• 산간부 도로 흙 쌓기로 소류지 또는 늪을 막는 경우 지하수 배제 시설 설치

4.5.2 깎기 비탈면

• 비탈면 안정에 중요한 역할 수행
• 표면수 억제, 표면수 및 지하수 배수 시설 설치
• 배수 시설 설계 및 고려 사항은 KDS 11 70 25 적용

4.6 발파 설계

4.6.1 쌓기 비탈면

• 내용 없음

4.6.2 깎기 비탈면

• 암 발파 기준:
  • 환경 피해 최소화 및 경제성, 시공성 고려
  • 보안 물건 진동 및 소음 허용 기준에 따라 발파 공법 적용
  • 노천 발파의 보안 물건에 대한 발파 진동 및 소음 허용 기준은 국토해양부 및 환경부 허용 기준 적용
  • 발파 진동 추정식은 현장 시험 발파를 통해 결정
• 암 발파 설계:
  • 보안 물건 발파 영향권 분석 및 소음, 진동 측정, 관리
  • 보안 물건 존치, 수용, 보상 시 발파 공법에 따른 경제성 검토
  • 보안 물건 진동, 소음 허용 기준에 따라 지발당장약량 산출 및 표준 발파 공법 선정
  • 발파 공법은 평면도와 횡단면도로 구분하여 제시
  • 암파쇄 굴착 공법은 지반 조사 결과, 암반 강도 및 특성, 시공성, 경제성, 인근 지역 설계 사례 등 고려

4.7 비탈면의 계측

4.7.1 쌓기 비탈면

• 계측 계획 수립:
  • 비탈면 표면 이동, 지층 이동, 기상, 지하수위 변화 등 측정
  • 설계 거동 확인, 설계 보완, 유지관리 고려
  • 계측 항목, 위치, 수량, 빈도 등 계획 수립
  • 예상치 못한 거동 관측 시 계측 범위, 위치, 빈도 조절
  • 전문가 협의
• 계측 기준:
  • 시공 안전 및 품질 검증을 위한 현장 계측
  • 지반 조건, 주변 환경, 계측기 위치 등 고려
  • 계측 항목은 비탈면 거동을 파악하기 위한 필요한 인자 고려
  • 계측기 배치는 비탈면 붕괴 및 활동 특성, 지형적 위치, 설치 편의성, 관리 편의성, 비용 등 고려
  • 계측 기간 및 빈도는 계측값 변화 정도 및 변화 지속 시간 고려
  • 흙 쌓기 비탈면 계측기 매설 위치는 비탈면 자체, 원지반, 인접 구조물 거동 고려
  • 연약 지반 비탈면은 중점 관리 구간과 일상 관리 구간으로 나누어 관리

4.7.2 깎기 비탈면

• 계측 계획 수립:
  • 비탈면 표면 이동, 지층 이동, 기상, 지하수위 변화 등 측정
  • 설계 거동 확인, 설계 보완, 유지관리 고려
  • 계측 방법, 항목, 위치, 수량, 빈도 등 계획 수립
  • 예상치 못한 거동 관측 시 계측 범위, 위치, 빈도 조절
  • 전문가 협의
• 계측 기준:
  • 시공 안전 및 품질 검증을 위한 현장 계측
  • 지반 조건, 주변 환경, 계측기 위치 등 고려
  • 계측 항목은 비탈면 거동을 파악하기 위한 필요한 인자 고려
  • 계측기 배치는 비탈면 붕괴 및 활동 특성, 지형적 위치, 설치 편의성, 관리 편의성, 비용 등 고려
  • 계측 기간 및 빈도는 계측값 변화 정도 및 변화 지속 시간 고려
  • 깎기 비탈면 계측기 설치 위치는 비탈면 자체, 불연속면 등에 의해 이완된 암반 거동 고려

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