부등침하

정의

부등침하는 기초지반이 불균등하게 침하하여 구조물 일부가 더 내려앉는 현상이다.

건물 전체가 같은 양만큼 내려가는 것은 큰 문제가 되지 않는다.

문제가 되는 것은 두 기초 사이의 침하량 차이다.

발생 원리

부등침하는 지반의 압축성 차이에서 시작된다.

위치마다 침하량이 달라지면 기초판이 기울거나 비틀린다.

이 차이가 상부구조에 강제변형을 주어 인장과 압축 응력을 만든다.

균열은 인장응력 방향에 직각으로 나타나는 것이 보통이다.

침하의 종류

침하는 발생 시기와 원리에 따라 세 종류로 나뉜다.

즉시침하는 재하 직후 흙 입자의 변형으로 짧은 시간에 생긴다.

압밀침하는 공극수가 빠져나가며 체적이 줄어드는 침하다. 포화 점토에서는 시간이 오래 걸린다.

1차 압밀은 공극수압이 소산되는 동안, 2차 압밀은 그 이후 계속된다.

사질토와 건조 점토에서는 즉시침하가 전체침하와 같다.

각변위 문제

각변위는 인접한 두 점의 침하차를 두 점 사이 거리로 나눈 값이다.

가상의 예로 기둥 간격 6 m, 침하차 12 mm라고 하자.

각변위를 직접 구해 보자.

각변위 계산

정답은 0.002다. 침하차 12 mm를 간격 6000 mm로 나눈 값이다.

각변위는 Δ를 L로 나눈 값이므로 12를 6000으로 나눈다.

mm끼리 약분되어 단위가 없다. 곧 1/500의 기울기다.

이 값이 허용 각변위를 넘는지는 구조물 종류별 기준과 비교해 판단한다.

원인별 대책

부등침하 원인은 지반 원인과 외부 영향으로 나눠 쓴다.

지반 원인형은 압축성 차이에서 생기므로 지반개량이 근본 대책이다.

기초·구조 원인형은 설계 단계에서 막는 것이 효과적이다.

인접 시공 원인형은 굴착 직후 급격히 진행하므로 계측 관리가 필요하다.

정리

마지막으로 핵심을 정리한다.

부등침하는 두 기초 사이의 침하량 차이로 판단한다.

원인은 지반과 외부 영향으로 나누고, 대책은 원인별로 짝짓는다.

균열은 인장응력에 직각으로 나타나므로 설계 단계에서 예방하는 것이 중요하다.