얕은기초 지지력

얕은기초 지지력의 정의

얕은기초 지지력은 기초가 지반에 전달할 수 있는 최대 압력이다.

지반이 전단파괴 직전까지 버티는 힘을 극한지지력이라 한다.

설계에서는 극한지지력을 안전율로 나눈 허용지지력을 쓴다.

지지력 식의 세 항

지지력은 세 항의 합으로 이해하면 쉽다. 첫째 항은 점착력에 의한 저항이다.

둘째 항은 근입깊이의 상재하중, 셋째 항은 기초 폭 아래 흙의 자중에 의한 저항이다.

q는 γDf이고, Nc, Nq, Nγ는 내부마찰각만의 함수인 지지력 계수다.

파괴 형태: 전반과 국부

파괴 형태는 전반전단파괴와 국부전단파괴로 나뉜다.

전반전단은 파괴면이 지표까지 이어져 지반이 융기한다. 조밀한 모래나 단단한 점토에서 나타난다.

국부전단은 파괴면이 지중에서 끝나 침하가 크다. 느슨한 모래나 연약한 점토에서 나타난다.

국부전단이면 c와 tanφ를 2/3로 줄여 다시 계산한다.

지하수위 보정

지하수 보정은 지하수위가 기초저면을 기준으로 어디에 있는지 먼저 본다.

지하수위가 지표와 기초저면 사이에 있으면 상재하중을 고쳐 쓰고, 저면 아래 흙은 유효단위중량을 쓴다.

저면 아래 B 이내에 있으면 평균 단위중량을 쓴다.

저면 아래 B보다 깊으면 지하수위 영향을 무시한다.

직접 풀기

직접 풀어 보자.

지하수위가 기초저면 아래 B보다 깊을 때의 처리 방법을 고른다.

정답은 무시한다. B보다 깊은 지하수위는 지지력에 영향을 주지 않는다.

계산 예제

가상의 조건으로 폭 2m, 길이 4m, 근입깊이 1.5m인 직사각형 기초를 계산한다.

세 항을 각각 구하면 약 296, 364, 157 kN/m²이다. 이 값을 더하면 극한지지력이 된다.

극한지지력은 약 817 kN/m²이고, 안전율 3을 적용하면 허용지지력은 약 272 kN/m²이다.

여기에 기초 면적 8m²를 곱하면 허용 하중은 약 2,176kN이 된다.

정리와 시험 포인트

정리하자. 지지력은 세 항의 합이고, 파괴 형태 판정이 첫 단계다.

지하수위는 기초저면 아래 B와 비교해 단위중량을 고른다.

허용지지력은 안전율로 나누고, 편심이면 유효 폭으로 검토한다.

식마다 계수가 달라도 파괴 형태 판단과 지반 정수 결정이 중요하다.