지반함몰과 지반침하

정의

지반함몰과 지반침하는 시험에서 자주 묻는 용어다.

지반함몰은 지중 공동이 생기고 그 위 표층이 갑자기 가라앉아 지표에 구멍이 생기는 현상이다.

지반침하는 지반이 아래로 내려앉는 현상 전체를 가리킨다.

즉 지반함몰은 지반침하의 한 형태다.

발생 과정

지하수 흐름이 바뀌면 함몰의 과정이 시작된다.

흐름의 침투력이 세립분을 운반해 토립자가 빠져나간다.

빈 공간인 공동이 생기고 점차 커진다.

공동 상부 덮개층의 지지력이 임계값 이하가 되면 갑자기 붕괴한다.

그 결과 지표에 함몰공이 나타난다.

덮개층 판정

함몰의 위험은 공동 직경과 덮개층 두께의 비로 판단한다.

이 비가 1 이상이면 덮개층이 공동을 아치로 지지하기 어렵다.

예를 들어 공동 직경 2.0m, 덮개층 두께 1.5m이면 비는 1.33이다.

1보다 크므로 붕괴 위험이 있다고 판단한다.

결과는 공동이 덮개층보다 크다는 상식과 맞는다.

지반함몰과 지반침하 비교

앞 문제의 정답은 1.33이다. 2.0을 1.5로 나눈 값이다.

이제 두 개념의 차이를 표로 비교한다.

지반함몰은 급격하게 진행하며, 수 시간에서 수일이 걸린다.

지반침하는 완만하게 진행하며, 수개월에서 수년이 걸린다.

주된 원인도 다르다. 함몰은 침식·세굴과 누수가 대표적이다.

그러므로 답안에서는 두 개념을 나눠 써야 한다.

침하량 계산 예

가상의 예로 연약점토층 두께 6m, 압축지수 0.3인 점토를 본다.

먼저 1차 압밀침하 공식에 값을 대입한다.

로그 안의 값은 150을 90으로 나눈 1.667이고, 로그값은 0.222다.

따라서 침하량은 0.9에 0.222를 곱한 0.20m가 된다.

두께 6m 점토에서 20cm 침하는 상식 범위 안이다.

정리

정리한다. 지반함몰은 지중 공동이 붕괴해 표층이 꺼지는 현상이다.

지반침하는 지반이 내려앉는 현상 전체를 가리킨다.

원인은 굴착, 지하수 양수, 관로 누수 등이 대표적이다.

덮개층 두께 대비 공동 직경의 비가 1 이상이면 위험하다.