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.
04한눈에 보기
히빙(heaving)
점토지반. 굴착 바깥 흙의 무게에 눌려 굴착 바닥이 부풀어 오른다. 흙막이를 깊이 박아 막는다.
VS
보일링(boiling)
모래지반. 지하수압에 물과 모래가 함께 솟는다. 지하수위를 낮추거나 차수벽으로 막는다.
흙 종류와 그 흙에서 생기는 일
흙
현상
속도
모래
액상화 · 샌드벌킹
순식간
모래
보일링 · 파이핑
굴착 중 갑자기
점토
압밀
여러 해에 걸쳐
점토
히빙
굴착 중 서서히
더 알아보기
액상화가 일어나는 조건
액상화는 느슨하게 쌓인 모래지반에 지하수위가 높을 때 지진의 흔들림으로 생긴다. 흔들림에 알갱이 사이의 물이 압력을 받아 알갱이를 서로 띄우면 흙이 전단저항을 잃고 액체처럼 거동해 건물이 기울거나 가라앉는다. 그래서 이런 지반에는 지반개량으로 다지거나 말뚝으로 깊은 지지층까지 힘을 내려보내며, 매립지에 지은 건물에서 특히 문제가 된다.
05기출 지문
X
액상화는 점토지반이 진동 및 지진 등에 의해 압축저항력을 상실하여 액체와 같이 거동하는 현상이다.
액상화는 점토가 아니라 물에 잠긴 느슨한 모래지반이 진동으로 입자 맞물림을 잃고 액체처럼 되는 현상이다.