토질주상도·N값 읽는법 — 시추 데이터 6칸 해석과 기초 설계 의사결정 가이드
주상도는 “여섯 칸을 동시에” 읽는 문서다
시추주상도(boring log)는 한 시추공의 단면을 단순히 그린 그림이 아니라 심도·지층 구분·색조와 기호·N값·시료·지하수위 여섯 가지 정보를 한 페이지에 압축한 의사결정 문서다. 현장소장·구조설계·흙막이 담당이 같은 자료를 보고 다른 결론을 내는 일은, 대개 이 여섯 칸 중 한두 개를 빼먹기 때문이다. 본 글은 KDS 11 10 10 지반조사 설계기준(2021.12.22 시행)과 KS F 2307 표준관입시험 방법을 기준으로, 실무자가 주상도를 받자마자 5분 안에 판단을 끝내는 순서를 정리한다.
핵심 결론을 먼저 박는다.
- 사질토 N값은 상대밀도·내부마찰각으로, 점성토 N값은 일축압축강도·컨시스턴시로 변환한다. 두 토질을 같은 표로 읽으면 안 된다.
- N값이 50을 넘으면 “50/관입량(cm)“으로 적는다. 50/15는 풍화토 경계, 50/10 이하는 풍화암~연암 영역 신호다.
- 지하수위는 단일 숫자가 아니라 굴착시·24시간 후·계측공 평형 수위로 분리해 본다. 차수·배수 공법은 평형 수위로 결정한다.
1. 주상도 한 페이지 — 어디부터 봐야 하나
| 칸(영역) | 들어 있는 정보 | 실무 판단 연결 |
|---|---|---|
| 표제부 | 공번(BH-1), 좌표·표고(EL), 시추일자, 시추공경, 시추자 | 평면도 시추공 위치 매칭, 시추일~제출일 시차 |
| 심도/EL | GL(지표) 기준 깊이, 절대표고 | 터파기 깊이·기초저면 매칭 |
| 지층/색조 | 매립토→퇴적층→풍화토→풍화암→연암 순, 색·기호 | 지층경계가 평면도 시추공 사이에서 어떻게 흐르는지 |
| N값 | 0~50 정수, 50 초과시 50/N cm | 상대밀도·지지력·풍화도 판단 |
| 시료 | 교란시료(SS) vs 비교란(UD), TCR/RQD(암반) | 추가시험 가능 여부, 암질 등급 |
| 지하수위 | 굴착중 / 24h 후 / 계측 수위 | 차수·배수·부력 검토 |
처음 받으면 표제부의 시추일자와 지하수위 칸을 먼저 본다. 장마기 시추와 갈수기 시추는 지하수위가 1~3m 차이가 나기 때문이다. 그 다음 지층 칸의 풍화토~풍화암 경계 심도를, 마지막에 N값을 본다. N값부터 보면 지층 맥락이 빠진 숫자만 머리에 남는다.
2. N값 — 표기·구간·보정 세 단계로 읽는다
표기 해석: 50/15가 의미하는 것
KS F 2307에 따라 표준관입시험은 63.5kg 해머를 760±10mm에서 자유낙하시켜 15cm씩 3회, 총 45cm 관입시킨다. 이 중 첫 15cm는 예비타로 버리고 2·3번째(15~45cm) 타격수의 합이 N값이다. 타격이 50회에 도달했는데 30cm를 못 들어가면 그 시점에서 멈추고 “50/관입량(cm)“으로 적는다. 50/15는 50회 치고 15cm 들어갔다는 뜻이고, 50/5는 5cm밖에 안 들어갔다는 뜻이니 후자가 훨씬 단단하다.
실무에서는 다음 경계로 풍화도를 가른다.
| 표기 범위 | 통상 분류 | 굴착·기초 함의 |
|---|---|---|
| N ≤ 50 (정수) | 토사층 | 일반 굴착장비 가능 |
| 50/30 ~ 50/11 | 풍화토(RS) | 리퍼·브레이커 필요, PHC·매입말뚝 선단 가능 |
| 50/10 ~ 50/1 | 풍화암(WR) | 록오거·올케이싱, RCD 기초 검토 |
| 50/1 미만(코어 회수) | 연암~경암 | TCR·RQD로 등급화, 발파·암반앵커 |
사질토 상대밀도 — Terzaghi-Peck 분류
모래·자갈에서 N값은 상대밀도와 내부마찰각으로 가늠한다. 아래 φ 값은 경험적 추정 범위이므로 참고선으로만 쓰고, 설계값은 별도 시험으로 확정한다.
| N값 | 상대밀도 | 내부마찰각 φ(추정) | 굴착·다짐 감각 |
|---|---|---|---|
| 0~4 | 매우 느슨 | 25~30° | 굴착면 자립 어려움, 즉시 흘러내림 |
| 4~10 | 느슨 | 27~32° | 사면 1:1.0 미만 위험 |
| 10~30 | 보통 | 30~35° | 일반 흙막이 가능 |
| 30~50 | 조밀 | 35~40° | 진동 다짐 효율 떨어짐 |
| 50 이상 | 매우 조밀 | 40° 이상 | 일반 굴착장비로 부담 |
φ는 Peck·Hanson·Thornburn 경험식 φ ≈ 0.3N + 27 로도 빠르게 가늠한다(위 상대밀도 등급은 Terzaghi-Peck 기준). 단, 이 식은 사질토에 한정한 경험적 추정치이며, 실제 설계 φ는 삼축·직접전단시험으로 확정한다.
점성토 — 컨시스턴시·일축압축강도
점토에서 SPT는 보조 지표다. 같은 N=5라도 사질토면 “느슨”이지만 점토면 “보통 강도”가 된다.
| N값 | 컨시스턴시 | 일축압축강도 qu(kgf/cm², 대략) | 손가락 감각 |
|---|---|---|---|
| 0~2 | 매우 연약 | <0.25 | 주먹이 깊이 들어감 |
| 2~4 | 연약 | 0.25~0.50 | 엄지가 쉽게 들어감 |
| 4~8 | 보통 | 0.50~1.0 | 엄지로 자국만 |
| 8~15 | 견고 | 1.0~2.0 | 손톱 자국 |
| 15~30 | 매우 견고 | 2.0~4.0 | 손톱도 안 들어감 |
| 30 이상 | 단단 | >4.0 | 단단함 |
기구미 — 표준관입시험의 N치도 같은 Terzaghi-Peck 분류 체계를 따른다. 점성토는 SPT만으로 끝내지 말고 베인전단·UU 삼축·피조콘(qc)을 병행해야 한다는 점이 KDS 11 10 10에서도 강조된다.
N값 보정 — 그대로 쓰면 위험한 이유
주상도에 적힌 N은 “현장 측정값”이다. 설계에 쓸 때는 보통 세 가지 보정을 거친다.
- 에너지 보정(N60) — 해머 종류(도넛/안전/자동)에 따라 전달 에너지가 45~80%까지 다르다. 국내는 자동해머가 보급되었지만 보고서에 해머 종류가 적혀 있는지 반드시 확인한다.
- 유효상재하중 보정(N1)60 — 같은 모래라도 깊을수록 N이 커진다. 액상화·지지력 평가에서는 깊이 보정 필수.
- 롯드 길이·시추공경 — 얕은 심도(3m 미만)에서는 에너지 손실이 커서 보수적으로 본다.
설계자가 N60 또는 (N1)60 표기를 쓰지 않고 “N=20”만 적었으면, 그 값이 어떤 보정 단계인지부터 묻는 게 맞다.
3. 지하수위 — 숫자 하나로 끝내지 마라
주상도 우측 끝 칸의 ▽ 표시는 보통 두 개다. 굴착 중 첫 발견 수위와 24시간 안정 수위. 사질토에서는 두 값이 거의 같지만, 점성토·실트층에서는 안정 수위가 1~2m 더 올라온다. 차수공·배수공 검토는 안정 수위, 가능하면 계측공(지하수위 관측정) 평형 수위로 한다.
실무 체크포인트:
- 우기·갈수기 시차 — 시추일자가 갈수기면 우기 +1.5m 가정으로 부력·차수 재검토
- 인접 시추공과의 수위 단차 — 1m 이상이면 불투수층 경계나 누수 의심
- 매립토 + 풍화토 경계에서 정체 수위(지표하수) — H-pile + 토류판 설계에서 자주 누락
4. 주상도가 결정하는 4가지 공법
| 결정 항목 | 주상도에서 보는 칸 | 의사결정 기준(예) |
|---|---|---|
| 기초공법 | 풍화암 출현 심도, N값 분포 | 풍화암 깊으면 매입말뚝(SDA), 얕으면 직접기초 검토 |
| 굴착장비 | 50/N 표기 시점, 코어 회수 | 50/10 이하 출현 시 브레이커·록오거 단가 반영 |
| 흙막이 | 사질토 N·점성토 qu·지하수위 | 느슨 사질토 + 지하수 → SCW·CIP 차수 강화 |
| 배수·부력 | 안정 수위 EL | 지하층 저면이 수위 하부면 영구배수/부력앵커 |
수치만 보지 말고 시추공 간 지층 흐름도 같이 본다. BH-1에서 GL-8m, BH-2에서 GL-12m에 풍화암이 나오면 풍화면이 한쪽으로 기울었다는 신호다. 흙막이 벽 한쪽에 편토압이 생긴다.
현장에서 흔한 실수와 해결
- “N=50이니까 풍화암”으로 단정 — 50/30과 50/5는 전혀 다른 지층이다. 관입량까지 봐야 한다.
- 점성토 N값으로 액상화 평가 — 액상화는 사질토(SM·SP) + 지하수 + 깊이 보정 N값 기반이다. 점토에 적용하면 무의미.
- 단일 시추공으로 전체 부지 단정 — KDS 11 10 10은 구조물 규모·지반 변화도에 따라 시추 간격을 정한다. 면적 1,000㎡당 1공은 최소선일 뿐, 지층 변화가 심하면 추가 시추가 정답이다.
- 지하수위 한 줄만 보고 차수 설계 — 굴착중/24h/계측 수위를 분리해야 우기 부력 사고를 막는다.
- 풍화토 두께를 말뚝 선단지지력 근거로 그대로 사용 — 풍화토는 점이층이라 한 시추공의 두께를 평면 전체로 외삽하면 침하 사고로 이어진다.
타이거빔으로 주상도를 팀 자산으로 만들기
주상도가 PDF 한 장에 갇혀 있으면 의사결정이 늦어진다. 타이거빔에 시추주상도와 평면도를 같이 올리면 다음이 바로 된다.
- 층상별 마크업 — 풍화토/풍화암 경계 심도를 색별로 도면 마크업으로 표기, 시추공별로 일치/불일치를 한눈에.
- 버전 비교 — 추가조사로 시추공이 늘었을 때 도면 세트·버전 관리로 1차 조사본과 비교, 풍화면 라인 변화를 추적.
- 검측·RFI 연결 — 굴착 중 풍화암 출현 심도가 주상도와 1m 이상 다르면 현장에서 검측·RFI로 즉시 구조·지반에 의견을 띄운다.
- 외부 공유 — 시공·감리·지반조사회사가 무계정 공유 링크로 같은 페이지에서 본다. 계정 없는 지반조사 회사에도 30초면 보낸다.
요금·시작은 요금 안내에서 확인한다.
실무 요약
- 주상도는 6칸(표제·심도·지층·N값·시료·지하수위) 동시 판독
- N값: 사질토는 상대밀도·φ, 점성토는 qu·컨시스턴시, 풍화대는 50/관입량(cm)
- 50/15·50/10·50/5 경계로 풍화토/풍화암/연암을 구분
- 보정(N60·깊이·롯드)을 거치지 않은 N값을 그대로 설계에 쓰지 않기
- 지하수위는 굴착중·24h·계측 세 값으로 분리해 차수·배수·부력 결정
- 주상도+평면도+의사결정을 한 화면에 묶으면 풍화면 편차를 일찍 잡는다