지반함몰 (Ground Collapse)

지반함몰이란

지반함몰은 지하 공동이나 느슨한 토사가 무너져 지표가 내려앉는 현상이다.

흙이 한꺼번에 무너져 지표에 구멍이나 함몰부가 생기는 것을 말한다.

땅이 천천히 낮아지는 지반침하와는 원인과 진행 속도가 다르다.

발생 과정

먼저 지하수 흐름이나 누수로 세립토가 이동한다.

그러면 지반 내부에 빈 공간인 공동이 생긴다.

공동이 커지면 상부 지반의 지지력이 줄고, 한계에 이르면 붕락한다.

붕락하면 지표에 함몰이 나타나 응급 안전조치가 필요해진다.

침투 흐름의 세기는 동수경사로 나타내며, 동수경사가 클수록 세립토가 빠져나가기 쉽다.

토사 유실이 공동을 만들고 공동이 지지력을 잃게 하는 것이 핵심 원리다.

발생 원인

지반함몰의 원인은 자연적 요인과 인위적 요인으로 나눠 쓴다.

자연적 요인에는 석회암 용식, 지진, 지질 구조가 있다.

인위적 요인에는 지하수 과다 양수, 누수, 굴착·흙막이 파괴, 진동이 있다.

지하수 양수는 수위를 낮춰 세립토가 함께 빠져나가게 한다.

침하와 함몰 비교

지반침하는 지반이 서서히 가라앉는 현상이다.

지반함몰은 지하 공동이 붕괴해 지표가 갑자기 내려앉는 현상이다.

함몰은 지하에서 공동이 먼저 생기고 지표가 나중에 무너지는 것이 핵심 차이다.

그래서 점검은 지표 측량보다 지하 공동 탐사에 무게를 둔다.

저감 대책

지반함몰 대책은 설계, 시공, 운영 단계로 나눠 정리한다.

설계 단계에서는 지하안전평가로 지하 개발의 영향을 미리 검토한다.

시공 단계에서는 흙막이 근입장을 확보하고 차수와 배면 그라우팅을 한다.

운영 단계에서는 관로를 정비하고 누수를 찾아내며 정기 점검을 한다.

공동은 GPR, 전기비저항, 중력탐사와 시추를 함께 써서 조기에 찾는다.

정리

지반함몰은 지하 공동이 형성되고 상부 지반이 무너지며 일어난다.

발생 메커니즘은 토사 유실, 공동 형성, 상부 지반 붕괴 순서로 이어진다.

시험에서는 침하와 구분하고, 원인과 대책을 단계별로 나눠 쓴다.

공동 조기 탐지와 원인 제거를 함께 하는 것이 핵심 대책이다.