기초를 설계하려면 먼저 땅을 알아야 한다. 지반조사는 지표조사·시추조사·표준관입시험·평판재하시험 등으로 이루어지며, 표준관입시험(SPT)은 63.5kg 해머를 76cm 높이에서 떨어뜨려 샘플러를 30cm 관입시키는 데 필요한 타격 횟수 N값을 재어 지반의 단단함을 가늠한다. 평판재하시험은 재하판에 하중을 걸어 침하를 재어 지지력을 직접 확인한다. 흙의 성질은 모래와 점토에서 크게 갈린다. 모래지반은 지진의 흔들림에 알갱이 사이 물의 압력이 올라 흙이 액체처럼 되는 액상화와, 젖은 모래의 부피가 늘어나는 샌드벌킹이 순식간에 일어난다. 점토지반은 하중을 받아 물이 서서히 빠지며 오랜 기간에 걸쳐 가라앉는 압밀이 일어난다. 굴착 중에는 점토지반에서 바깥 흙의 무게에 눌려 굴착 바닥이 부풀어 오르는 히빙, 모래지반에서 지하수압에 물과 모래가 함께 솟는 보일링, 그 물길이 뚫려 흙이 쓸려 나가는 파이핑이 생긴다. 허용지내력은 화성암 > 수성암 > 자갈 > 자갈과 모래의 혼합물 > 모래 섞인 점토 > 모래 순이다.
02이해하기
흙의 사고는 모래는 물과 함께, 점토는 시간과 함께 움직인다는 한 줄로 정리된다. 모래에서 생기는 액상화·보일링·파이핑은 모두 물이 순식간에 흙을 밀어내는 일이고, 점토에서 생기는 압밀과 히빙은 물이 천천히 빠지거나 무게에 눌려 밀려나는 일이다. 흙 종류와 현상을 바꿔 놓는 선지가 자주 나오므로 이 짝을 붙여 외워 두면 흔들리지 않는다.
03핵심 포인트
표준관입시험의 N값으로 지반의 단단함을 가늠한다.
모래 — 액상화·샌드벌킹·보일링·파이핑(빠르게 일어난다).
점토 — 압밀·히빙(오랜 기간에 걸치거나 무게에 눌린다).
히빙은 흙의 무게, 보일링은 물의 압력이 원인이라 대책이 갈린다.
허용지내력은 화성암 > 수성암 > 자갈 > 자갈＋모래 > 모래 섞인 점토 > 모래 순이다.
04기출 지문
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액상화는 점토지반이 진동 및 지진 등에 의해 압축저항력을 상실하여 액체와 같이 거동하는 현상이다.
액상화는 점토가 아니라 모래(사질)지반에서 일어난다. 느슨한 모래에 물이 차 있을 때 흔들리면 알갱이끼리 맞물린 것이 풀리고 물이 하중을 떠맡아 액체처럼 거동한다 — 점토는 알갱이끼리 붙어 있어 이렇게 되지 않는다.
화성암 - 수성암 - 자갈 - 자갈과 모래의 혼합물 - 모래 섞인 점토 - 모래 순이다. 크게 보면 암반 > 자갈 > 점토 섞인 것 > 모래인데, 두 자리가 갈림길이다 — 자갈이 자갈·모래 혼합물보다 세고(모래가 섞이면 알갱이가 미끄러져 약해진다), 모래 섞인 점토가 순수한 모래보다 세다(점토가 알갱이를 붙들어 준다). 화성암은 굳어진 마그마라 수성암(쌓여 굳은 퇴적암)보다 단단하다.