지반 개요 및 구성, 흙의 종류 및 성질

지반 개요 및 구성 그리고 흙의 종류 및 성질에 대해 자세히 알아보겠습니다.

 

 

 

1. 지반 개요

 

지반조사는 넓은 의미로는 유효한 대지의 선택과 효율적인 이용에 있고, 좁은 의미로는 지반의 구성상태와 각 지층의 토질경연도 및 지하상수위 등 탐지(드러나지 않은 사실이나 물건 등을 찾아 알아냄)를 목적으로 합니다. 그렇기 때문에 기초설계와 시공에 필요한 자료를 얻기 위해 대지와 주변의 지반 조사를 하여 각 지층의 지내력(지반이 구조물의 압력을 견디는 정도)을 추정하고 그 중에서 건물을 지지할 수 있는 지층을 골라 건물 밑에서부터 지지층까지의 깊이에 따라 지정과 기초판의 형식을 결정합니다. 지반조사는 예비조사를 거쳐 본조사를 하는데 사정에 따라 예비조사만으로 끝내는 경우도 있습니다. 예비조사는 해당 지역이나 대지부근의 지반구성상태 및 토질에 관한 자료 수집과, 대지 주변에 노출된 지형의 관찰과, 인근 건물의 기초에 대한자료를 관공기관에서 얻어내는 등의 일을 말합니다. 이 조사를 통해 만족할 만한 자료수집을 못했을 때 또는 중요한 건물을 지으려고 할 때에는 확실한 자료수집을 위해 예비조사 자료를 검토하여 본조사의 방침을 결정합니다.   

 

2. 지반 구성

 

지반은 예전에 형성된 견암반인 제 3기층 위에 각종 토질이 층을 형성한 것이며, 이것을 '지층'이라고 합니다. 이 지층의 하부를 '홍적층'이라고 하며, 밀실한 모래층, 모래 섞인 자갈층, 굳은 '진흙층' 등으로 형성되었으므로 지내력이 커서 건축물을 지지할 수 있습니다. 지표면에 가까운 상부는 '충적층'이라고 하며 모래층, 실트층, 진흙층 등으로 형성되었으므로 지내력이 작아서 무거운 건물을 지으면 침하현상을 일으킵니다.

 

지반은 보통 두 종류 이상의 흙을 섞어서 구성되지만 흙은 자연환경 속에서 덮혀 쌓인 천연 재료이므로 균등성이 없고 또 성질도 고정적이 아니므로 항상 자연환경이나 하중 등 외부사정에 따라 변화합니다. 이것은 흙의 구성이 토입자, 물, 공기의 '3태'로 되어 있으므로 물과 공기가 외부의 영향을 받는 데 원인이 있습니다. 이와 같은 특성으로 지반에 따라서는 건축물이 준공된 후 침하현상(가라앉아 내리는 현상)을 일으키는 경우가 있습니다.

  

 

3. 흙의 종류 및 성질

 

지반은 암반과 흙으로 대별하며, 흙은 자갈, 모래, 실트, 진흙 등으로 분류합니다. 아래 자갈, 모래, 실트, 진흙, 롬, 콜로이드를 차례대로 설명된 내용입니다.

 

자갈 : 암석이 부서진 것 중에서 지름 5mm 이상, 35mm 이하를 '자갈'이라 하며 이보다 큰 것을 '굵은 자갈'이라고 합니다. 밀실한 자갈층은 비교적 좋은 지반이지만 그렇지 않은 것은 나쁜 지반입니다.

 

모래 : 지름 2mm 이상, 5mm 이하를 굵은 모래 또는 왕모래라 하고, 0.9mm 이하를 가는 모래라 합니다. 모래는 건조하면 응집력을 잃는 성질이 있으나, 밀실한 모래층은 지지력이 비교적 큽니다. 밀실하지 않은 모래층에 수분이 포함이 된다면 융실될 수 있습니다. 

 

실트 : 입자 지름이 0.05~0.005mm이고 성분은 모래와 거의 같습니다.

 

진흙 : 입자 지름이 0.005mm 이하의 미세한 분말입니다. 성질은 차지고 끈끈하여 물이 스며드는 것을 방해합니다. 건조한 진흙은 비교적 굳지만 수분을 적당히 머금고 있다면 소성이 생깁니다. 경질의 진흙은 파내기 힘들 정도이지만 연질의 진흙은 아주 무릅니다. 

 

롬 : 모래, 실트, 진흙이 혼합된 것으로 주성분에 따라 모래질 롬, 실트질 롬이라 합니다. 밀실한 롬층은 지지지반으로 좋은 편이지만 수분이 포함된 연질은 응집력이 적어 유실될 수 있습니다. 롬에 유기질이 혼합된 것을 부식토 또는 개흙이라고 합니다. 

 

콜로이드 : 입자 크기는 0.001mm 이하이며, 많이 쌓이면 면모상의 형태가 됩니다.

 

이와 같은 흙들로 구성된 지반에 가해진 하중은 가초판 밑면의 접지압(지반부터의 반력)은 같은 모양으로 가정하지만, 실제 강력한 기초가 같은 모양으로 침하할 때 접지압 분포는 같지 않으며, 점성 지반과 사실 지반은 서로 다릅니다. 또 접지압 분포가 같은 모양일 때 연질 기초는 접지압과 같은 형태로 변형하는 경우도 있습니다. 일반적으로 흙의 물리적, 화학적 성질은 흙 속의 진흙이나 콜로이드 성질의 영향을 받습니다. 지금까지 지반 개요와 구성 그리고 흙의 종류와 성질까지 살펴 보았습니다.