- 1 -

사회적 가치 자가진단(SV-PreChecking)

추구가치 점 검 사 항 검토

완료

해당

없음

① 인권보장

평등권, 교통 이동권, 개인정보 보호 등 헌법상

보장되는 국민의 기본권에 대한 고려를 하였는가?

□ ■

② 안전유지

재해·재난예방, 고속도로 안전상태 유지, 작업장

안전 등 국민의 안전에 대한 고려를 하였는가?

■ □

③ 노동존중

차별없는 근로환경 유지, 근로자 보호 등 노동권

보장과 근로조건 향상에 대한 고려를 하였는가?

□ ■

④ 취약계층지원

노인, 청소년, 여성, 장애인 등 사회적 취약계층에

대한 기회제공 및 지원 방안을 검토하였는가?

□ ■

⑤ 상생협력

중소기업 보호육성, 협력업체와의 동반성장 등

공정한 시장 질서 조성을 위한 고려를 하였는가?

□ ■

⑥ 일자리 창출

민간부문 일자리 창출, 정규직 전환 등 고용안정

및 신규 고용 창출 방안을 검토하였는가?

□ ■

⑦ 지역경제발전

지역사회 내 투자·구매, 지역 성장산업 육성 등

지역경제발전 방안을 검토하였는가?

□ ■

⑧ 책임․윤리경영

업무를 추진함에 있어 기관운영의 공정성 및

투명성을 고려하였는가?

□ ■

⑨ 환경보전

생태계 보호, 환경친화기술 도입, 오염물질 배출 감축 등

환경의 지속가능성 보전에 대한 고려를 하였는가?

□ ■

⑩ 시민참여

정보공개, 참여채널 확대 등 국민신뢰 촉진을 위한

방안을 검토하였는가?

□ ■

⑪ 건강복지

국민의 건강한 생활 보장, 주거 및 보건지원 확대 등

국민들의 건강과 복지에 대한 고려를 하였는가?

□ ■

⑫ 공동체 복원

주민자치, 지역사회 활성화 등 지역공유가치 확립과

지원 방안을 검토하였는가?

□ ■

※ 검토완료로 체크된 추구가치별 사회적 가치 기대효과 산정

□ 사회적 가치 기대효과 산정

추구가치 측정지표 기대효과 비 고

안전유지

고속도로 교량하부 말뚝기초

안전 및 효율성 향상

교량설계법 개선으로

구조물 안전성 향상

비계량

- 1 -

Ⅰ 추진 목적

□ 교량 하부기초 “매입말뚝”에 한계상태설계법 적용을 위한

기준 정립

o 우리공사와 LH의 협동연구 결과*를 반영하여 매입말뚝에 대한

한계상태설계법** 기준 정립 및 국가 설계기준으로 반영 추진

* 도로교통연구원(강관말뚝)과 LH 토지주택연구원(PHC말뚝) 협동연구(’15〜’17)

[강관말뚝 연구 추진경과] 도로교량 매입말뚝의 한계상태설계법 적용 연구

【연구수행】

한국지반공학회

⇨

【1차자문】

산학연 8인

⇨

【설계법비교분석】

설계처(양평이천 대상)

⇨

【연구보완】

한국지반공학회

⇨

【2차자문】

설계분야 6인

‘15～’18. 2 ‘17.10 ‘18.10～‘19. 3 ‘19. 4～10 ‘19. 9

** 설계법 비교

구 분 허용응력설계법(ASD) 한계상태설계법(LRFD)

개 념

구조물 내의 응력이 허용응력을 넘지

않도록 설계, 부재, 하중 특성 미고려

구조물의 부재별 특성을 고려하여,

하중특성(), 재료특성( ) 고려 설계

 ≥   ≥ 

 : 허용지지력

 : 설계지지력

 : 저항계수,  : 저항

 : 하중계수,  : 하중

지반

지지력

  선단   주면

허용지지력    ∼ 

 극한지지력

   선단    주면

   고정   활하중

비 고 매입말뚝 적용 매입말뚝 外교량 전체 적용

□ 국내 지반조건 및 시공법에 적합한 합리적인 지지력 산정식

반영을 통해 말뚝설계 효율화 도모

- 2 -

Ⅱ 현 상황 및 문제점

□ 매입말뚝 설계법 관련

o ‘15년부터 도로교에 한계상태설계법을 적용 중이나, “매입말뚝”은

관련기준이 없어* 허용응력설계법을 적용함에 따라 설계법 이원화

* 매입말뚝은 국내와 일본에서 특화된 공법으로 한계상태설계법은 유럽․미국

기준을 준용함에 따라 한계상태설계법에는 매입말뚝 관련 기준이 없음

교량 상․하부 한계상태설계법

직접기초 한계상태설계법

항타말뚝 한계상태설계법

교량기초

기성말뚝

말뚝기초 매입말뚝 허용응력설계법

현장타설말뚝 한계상태설계법

o 동일 교량에서 설계법이 상이하게 적용됨에 따른 불합리* 발생

* 도로교 기준이 한계상태설계법으로 개정되면서, 차량 활하중 기준 변경

(DB-24[43ton] → KL-510[51ton]) ☞ 상부하중 약 5% 증가, 말뚝본수 증가

□ 매입말뚝 지지력 산정식 관련

o 우리나라는 일본과 지반조건 및 시공법이 상이함에도 일본과

유사한 지지력식을 적용함에 따라 일관되게 보수적인 결과* 도출

* ‘17년 기준 시공중인 교량에 대한 지지력 시험 분석결과, 1,649개 말뚝

중 1,579개 말뚝(96%)에서 “선단지지력” 만으로 소요지지력 만족

o 국내 지반조건과 시공법을 고려하여 지지력 공식 개선 필요

* 국내와 일본의 매입말뚝 적용현황 비교

구 분 국 내 일 본

선단지지층 N>50, 단단한 풍화토, 풍화암 N<50, 토사층

선단처리 주로 원지반 안착(경타) 선단근고액 양생

- 3 -

Ⅲ 매입말뚝 한계상태설계법 적용방안

□ 연직 지지력

‣“강관말뚝”과 “복합/합성말뚝”의 설계법 차등 적용(선단조건 상이)

‣국내 지반시험에 대한 연구결과를 반영, “설계지지력” 상향

o 단위면적당 지지력 산정식 단위 : [( )]

구 분

선단지지력( ) 주면마찰력(  )

(N≤60) (N≤ 50)

도로교설계기준 해설 (2008) 20N ( ≤ 1,200) 0.25N ( ≤ 12.5)

LH공사 (2008) 25N (≤ 1,500) 0.2N (≤ 10.0)

금회 개정

강관말뚝 23N (≤1,380)

0.3N ( ≤ 15.0)

복합/합성말뚝 25N ( ≤ 1,500)

* (선단지지력) 강관말뚝은 우리공사 연구, 복합/합성말뚝은 LH 연구결과 적용

(주면마찰력) 우리공사 연구결과 적용

** N치 50이상은 환산 적용

o 매입말뚝 저항계수 (동재하시험으로 품질관리, 신뢰도 지수 2.33)

구 분 선단지지력 주면마찰력

강관말뚝

전체지지력,  = 0.50

전체지지력 =  × (  +    )

복합/합성말뚝

 = 0.52  = 0.48

전체지지력 = (  ×   ) + ( ×    )

* 우리공사 연구결과 요약[붙임 #1]

** 양평이천 1〜3공구 지반지지력 적용결과 비교[붙임 #2]

- 4 -

□ 수평지지력

o 수평방향 지지력 산정 : “허용응력설계법” 적용

매입말뚝에 대한 “수평방향 저항계수” 등 기존 연구․설계기준에서

정립되지 않은 사항은 잠정적으로 기존설계법(허용응력설계법) 기준을

적용하며, 향후 국내․외 관련 연구성과가 축적되면 이를 반영토록 함.

* 허용응력설계법 병행 적용 근거 [붙임#3]

** 허용응력설계법 적용 시, 하중조합 [붙임#4]

□ 말뚝본체 구조설계

o 말뚝본체의 구조설계 : “한계상태설계법(도로교설계기준)” 적용

* 강관말뚝 및 복합말뚝 구조해석 결과 [붙임#5]

** 양평이천 3공구 말뚝설계 적용결과 비교 [붙임#6]

Ⅳ 지지력 평가 및 관리 방안

□ 현장지지력 시험방법 개선

o 한계상태설계법을 적용할 경우, 지지력 확인시험 “1회” 추가 시행

* 품질확인용 동재하시험(Restrike)을 1회 추가하여 품질관리 강화[붙임#7]

o 동재하 시험 결과에 따른 현장 지지력의 적정성 판단 방법

•동재하 시험은 산정된 지지력을 극한지지력으로 간주하고, 여기에

안전율(통상 2.5)을 적용하여 허용지지력으로 판정

•동재하 시험 결과는 설계도서에 명기된 “사용한계상태” 지지력과 비교

☞ 설계도서(구조물도)에 “사용한계상태” 하중 별도 명시 [붙임#8]

o 동재하시험(Restrike) “확인 및 분석(PS단가 설계반영 중)”은 미시행*

* 국내 지반여건을 고려한 새로운 지지력 공식이 제안․적용됨

- 5 -

Ⅴ 적용방안 및 협조사항

□ 적용방안

o 설계 중 노선 : 본 방침 적용

o 공사 중 노선 : 본 방침 적용※

※ 현장여건 등을 고려하여 공사주관(시행)부서에서 적용여부 판단

□ 협조사항

o 도로교통연구원 : “매입말뚝 한계상태설계법” 국가기준 반영 건의

Ⅵ 기대효과

□ 교량 설계법 일원화로 구조물 설계 신뢰도 향상

□ 국내 지반여건을 반영한 최적설계로 공사비 절감

o 말뚝 공사비 약 25% 절감 가능

【양평이천(4개 공구) 적용 시, 말뚝공사비 약 40억원 절감 가능】

□ “국가설계기준”으로 반영하여 말뚝기초 기술향상 유도

- 6 -

붙 임 자 료

붙임 1 매입말뚝 한계상태설계법 연구결과 요약(도로교통연구원)

붙임 2 양평이천 1~3공구 지반지지력 적용 결과 비교

붙임 3 수평지지력에 허용응력설계법 적용 관련 국내․외 규정

붙임 4 수평방향 지지력 검토(허용응력설계법) 시 하중조합

붙임 5 말뚝본체 한계상태설계법 해석 결과(상품2교 P1, 삼합교 P2)

붙임 6 매입말뚝 한계상태설계법 설계적용 결과(양평이천 3공구)

붙임 7 동재하시험(EOID, Restrike) 시행 방법

붙임 8 설계도서(구조물도, 지질주상도) 보완 사항

붙임 9 설계자문 주요내용 및 검토결과

- 7 -

붙임 1 매입말뚝 한계상태설계법 연구 결과 요약

□ 관련방침 : 매입말뚝 한계상태설계법 연구결과 보완

(도로교통연구원 구조물연구실-1028(2019.10.23.))

□ 강관말뚝 재하시험 결과 분석에 의한 제안식 수정

◦ N값 기준으로 선단지지력 공식 재산정

◦ 주면 상한값 감소

구 분 단위선단지지력 단위주면마찰력

당초안

23×Pdriven

(≤1,500 )

Pdriven = 30/log(관입량)

0.3N ≤ 45 

(N≤150)

수정안

23N (≤2,300 )

(N≤100)

0.3N ≤ 30 

(N≤100)

※ N값은 100타까지 표준관입시험을 실시하는 것이 기본임. 현실 여건상 제안식은 관입량으로

50타 이상의 N값을 선형 환산함

□ 신뢰성분석에 의하여 수정식에 대한 저항계수 재산정

저항계수 선단지지력 주면마찰력 전체지지력

당초 φb = 0.65 φf = 0.38

φ = 0.48 (정재하시험, 신뢰도지수 2.33)

φ = 0.43 (동재하시험, 신뢰도지수 2.33)

재산정 φb = 0.65 φf = 0.48

φ = 0.62 (정재하시험, 신뢰도지수 2.33)

φ = 0.50 (동재하시험, 신뢰도지수 2.33)

- 8 -

□ 복합말뚝(강관+PHC) 지지력 및 저항계수

◦ PHC말뚝에 대한 LH연구결과 준용

◦ 지지메커니즘＊을 고려하여 선단과 주면 분리 적용

＊ PHC말뚝의 경우 선단 폐색

단위선단지지력 단위주면마찰력

25N (≤1,500 )

(N≤60)

0.3N ≤ 30 

(N≤100)

저항계수

선단지지력, φb = 0.52 주면마찰력, φf = 0.48

- 9 -

붙임 2 양평이천 1~3공구 지반지지력 적용 결과 비교

- 10 -

- 11 -

붙임 3 수평지지력에 허용응력설계법 적용 관련 국내외 규정

- 12 -

- 13 -

- 14 -

- 15 -

붙임 4 수평방향 지지력 검토(허용응력설계법) 시 하중조합

o 상 시 : “사용한계상태” 하중조합

o 지진시 : 도로교설계기준(2010) “6.4.7.2항”의 하중조합

- 16 -

붙임 5 말뚝본체 한계상태설계법 해석 결과(상품2교 P1, 삼합교 P2)

별첨 엑셀파일 참조

- 17 -

붙임 6 매입말뚝 한계상태설계법 설계적용 결과(양평이천 3공구)

교량명 위치

시공법

(재료)

허용응력설계법 한계상태설계법

지반지지력(kN/본) 말뚝본체(Mpa) 설계 비 고

본수

연직지지력(kN/본) 말뚝본체 설계

작용력 지지력 작용응력 재료강도 작용력 지지력 구조검토 본수

유사교

A1

(이천)

매입

(강관)

1,183.3 1,679.7 132.4 140.0 13 1962.5 3012.0

0.870

(극한)

11 -2본

A2

(이천)

매입

(강관)

1,121.3 1,529.8 113.9 140.0 15 1929.8 2745.0

0.861

(극한)

11 -4본

A1

(양평)

매입

(강관)

1,168.1 1,469.2 129.3 140.0 14 2055.5 2617.0

0.909

(극한)

11 -3본

A2

(양평)

매입

(강관)

1,174.6 1,526.2 120.5 140.0 15 2049.3 2733.0

0.909

(극한)

11 -4본

삼합교

A1

(이천)

매입

(복합)

1,239.7 1,578.2 130.1 140.0 31 2318.9 2976.0

0.905

(극한)

22 -9본

P2

(이천)

매입

(강관)

1,214.7 1,606.1 94.6 140.0 25 2388.9 2839.0

0.943

(극한)

16 -9본

P3

(이천)

매입

(강관)

1,223.0 1,796.2 96.7 140.0 25 2411.8 3196.0

0.965

(극한)

16 -9본

P2

(양평)

매입

(강관)

1,214.7 1,606.1 94.6 140.0 25 2389.9 2839.0

0.944

(극한)

16 -9본

P3

(양평)

매입

(강관)

1,223.0 1,796.2 96.7 140.0 25 2477.3 3196.0

0.967

(극한)

16 -9본

산북

나들목교

A1

매입

(복합)

996.5 2,066.6 126.6 140.0 31 2665.5 4140.0

0.954

(극한)

23 -8본

A2

매입

(복합)

1,003.6 1,690.7 129.4 140.0 31 2695.3 3344.0

0.954

(극한)

24 -7본

- 18 -

교량명 위치

시공법

(재료)

허용응력설계법 한계상태설계법

지반지지력(kN/본) 말뚝본체(Mpa) 설계 비 고

본수

연직지지력(kN/본) 말뚝본체 설계

작용력 지지력 작용응력 재료강도 작용력 지지력 구조검토 본수

상품2교

P1

(이천)

매입

(복합)

1,214.1 1,993.2 105.6 140.0 28 2631.3 3758.0

0.930

(극단)

20 -8본

P2

(이천)

매입

(복합)

1,214.5 1,949.6 105.9 140.0 28 2665.4 3703.0

0.863

(극단)

24 -4본

A1

(양평)

매입

(복합)

1,237.9 2,043.0 133.2 140.0 19 2145.6 4090.0

0.923

(극한)

15 -4본

A2

(양평)

매입

(복합)

1,212.2 1,540.7 131.9 140.0 20 2220.9 2949.0

0.960

(극한)

15 -5본

P1

(양평)

매입

(복합)

1,218.2 2,005.3 105.0 140.0 28 2109.1 3785.0

0.930

(극단)

20 -8본

P2

(양평)

매입

(복합)

1,233.8 1,853.0 105.3 140.0 28 2146.1 3515.0

0.863

(극단)

24 -4본

P3

(양평)

매입

(복합)

1,209.3 1,913.4 98.2 140.0 28 2664.5 3616.0

0.866

(극단)

20 -8본

P4

(양평)

매입

(복합)

1,134.8 1,869.5 95.8 140.0 28 2368.7 3525.0

0.850

(극한)

20 -8본

P5

(양평)

매입

(강관)

1,186.6 1,585.6 98.7 140.0 28 1725.9 2835.0

0.795

(극한)

28 -

- 19 -

붙임 7 동재하시험(EOID, Restrike) 시행 방법

o 동재하 시험 관련 규정(구조물기초 설계기준, 2016)

① 시공중 동재하 시험(E.O.I.D)

: 지반조건에 큰 변화가 없는 경우, 전체 말뚝의 1%이상 실시

(말뚝이 100개 미만인 경우에도 최소 1개)

② 재항타 동재하시험(Restrike Test)

: 시간경과효과 확인을 위하여 지반조건에 따라 시공 후 일정한 시간이

경과한 후 재항타 동재하 시험을 실시, 시험빈도는 “①”항에서 정한

수량으로 함

③ 본시공 말뚝에 대한 품질확인 목적의 재항타동재하 시험

: 시공이 완료되면 본시공 말뚝에 대해서 품질확인 목적으로 재항타동재하

시험을 실시하여야 하며, 시험빈도는 “①”항에서 정한 수량으로 함

o E.O.I.D 시행말뚝의 지지력이 설계지지력의 100%이상인 경우

또는 E.O.I.D 시행말뚝 중 일부만 설계지지력의 100%이상인 경우

구 분

시험방법 및 횟수

현 기준 개 선

행선별 기초(footing)별

말뚝본수 1∼80본까지

E.O.I.D 2회 E.O.I.D 2회

재항타 1회

품질확인用시험 1회

재항타 1회

품질확인用시험 2회

행선별 기초(footing)별

말뚝본수

81∼160본까지

E.O.I.D 3회 E.O.I.D 3회

재항타 2회

품질확인用시험 1회

재항타 2회

품질확인用시험 2회

행선별 기초(footing)별

말뚝본수

161∼200본까지

E.O.I.D 4회 E.O.I.D 4회

재항타 2회

품질확인用시험 2회

재항타 2회

품질확인用시험 3회

* E.O.I.D : 대각선 상이나 감독원 지정위치 / 품질확인用시험 : 감독원 지정위치

- 20 -

o E.O.I.D 시행말뚝의 지지력이 모두 설계지지력의 80%이상

100%미만 인 경우

구 분

시험방법 및 횟수

현 기준 개 선

행선별 기초(footing)별

말뚝본수 1∼80본까지

E.O.I.D 2회 E.O.I.D 2회

재항타 2회

재항타 2회

품질확인用시험 1회

행선별 기초(footing)별

말뚝본수

81∼160본까지

E.O.I.D 3회 E.O.I.D 3회

재항타 3회

재항타 3회

품질확인用시험 1회

행선별 기초(footing)별

말뚝본수

161∼200본까지

E.O.I.D 4회 E.O.I.D 4회

재항타 4회

재항타 4회

품질확인用시험 1회

【재항타 동재하시험 시행방법 예시(말뚝본수 80본 이하인 경우)】

① E.O.I.D 대상 말뚝이 모두 설계지지력의 100%이상인 경우

→ EOID 대상말뚝 2개소 중 1개소만 리스트라이크 시행

→ 감독원이 임의 지정한 위치에 품질확인용 시험 2회 시행

- 21 -

② E.O.I.D 대상 말뚝 중 일부만 설계지지력의 100%이상인 경우

→ EOID 대상말뚝 2개소 중 말뚝지지력이 100% 이하인 말뚝은

리스트라이크 시행, 100% 이상인 말뚝은 리스트라이크 미시행

→ 감독원이 임의 지정한 위치에 품질확인용 시험 2회 시행

③ E.O.I.D 대상 말뚝이 모두 설계지지력의 80%이상 100%미만인 경우

→ EOID 대상말뚝 2개소 모두 리스트라이크 시행

→ 감독원이 임의 지정한 위치에 품질확인용 시험 1회 시행

- 22 -

붙임 8 설계도서(구조물도) 보완 사항

구조물도에 추가 작성(교량별 작성)

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붙임 9 설계자문 주요내용 및 검토결과

구분 주요 내용 조치계획 및 검토결과

1

- 새로운 설계법 적용 시, 말뚝본수는

감소되나 말뚝시공여건, 말뚝시공법,

말뚝시공 품질관리 등은 기존과

변동이 없음

- 품질확인용 동재하시험이 가능한

말뚝이 현실적으로 제한적이므로

현장 지지력 확인의 한계가 있음

- 말뚝의 주면마찰력식은 기존보다

상향하였으나, 연구결과에서 제시한

N치의 상한값을 하향 조정하여

기존과 동일하게 “50”으로 유지

하였음

- 품질확인용 동재하시험을 “1회”만

추가 시행하도록 하였음

2

- 수평지지력 산정 시 허용응력설계법과

한계상태설계법 하중조합이 혼재될

우려가 있음

- 수평지지력 검토시 적용하는

“상시”와 “지진시”의 하중조합을

명시하였음 [붙임#4]

3

- 국내는 동재하시험의 저항계수()가

정립되지 않아, 동재하시험결과

적용 시 혼선 우려

- 동재하시험 후 현장지지력 판단을

위해 설계도서(구조물도, 지질주상도)에

“사용한계상태” 하중을 별도로 명시

[붙임 #8]

4

- 금회 검토되지 않은 항목은 기존

설계법(허용응력설계법) 준용 필요

- 수평지지력, 말뚝 이음에 따른

허용력 감소, 강관말뚝 부식두께

공제 등 금번 방침에서 규정되지

않은 사항은 기존설계법 준용토록 함

5

- 말뚝재료(강관)가 설계결과의 주요

결정요소이므로 강관재료 말뚝의

고강도화를 통해 설계효율 향상 필요

- 말뚝재료 선정은 설계단계에서

검토

6

- 양평이천 지지력 설계 및

말뚝본체 구조검토 결과 검증 타당

(구조분야, 지반분야)

- 한계상태설계법 방침 적용