개념 한 쪽
얕은기초는 보통 지표 근방의 지반에 기초를 놓는 공법을 말하며, 말뚝기초의 부주면 마찰력과 케이슨 공법의 적용 범위·경제성이 주요 출제 포인트다. 시험에서는 공법의 적합성 판단과 부주면 마찰력의 원인·저감법을 묻는 문항이 자주 출제된다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「얕은기초」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 케이슨 공법 적용성 판단 | 1 | 공기/뉴메틱 케이슨의 적용 규모와 경제성 구별하기 |
| 부주면 마찰력 발생 원인 판별 | 1 | 부주면 마찰력의 발생 조건과 수위 영향 관계를 가리기 |
| 말뚝 부주면 저감법 식별 | 1 | 부주면 마찰력 저감 방법 중 옳지 않은 것을 찾기 |
얕은기초는 지반의 표층을 이용하는 기초로서 통상적으로 심기초에 비해 얕은 깊이에서 이루어지는 기초 공사를 의미한다. 재료에 제시된 내용은 주로 케이슨 공법과 말뚝기초에서 나타나는 음의 마찰력(부주면)에 관한 설명으로 구성되어 있다.
공기 케이슨 또는 뉴메틱(뉴메틱·뉴매틱) 케이슨 공법은 작업실 내부를 압축공기 또는 공기실로 유지하여 지하수를 차단하고 굴착을 진행하는 방식이다. 이들 공법은 장비 및 관리가 복잡하고 비용 부담이 크므로 심도가 깊고 대규모 공사에 적합하며, 소규모나 얕은 기초공사에는 경제성이 떨어진다.
말뚝기초에서 부주면 마찰력, 즉 음의 마찰력은 주변 지반이 말뚝보다 더 많이 침하할 때 말뚝 표면에 작용하는 아래방향의 마찰력을 의미한다. 부주면 마찰력은 말뚝과 흙의 접촉면적과 지반의 침하량에 민감하므로, 표면적을 줄이거나 케이싱으로 차단하거나 선행하중으로 지반을 압밀하는 방법으로 저감할 수 있다.
지하수위 변화는 유효응력 원리를 통해 부주면 마찰력에 영향을 준다. 지하수위 상승은 유효응력을 감소시켜 지반의 강도를 낮추고, 결과적으로 부주면 마찰력을 줄이는 경향이 있으므로 지하수위 상승이 부주면 마찰력을 생성한다고 보는 설명은 옳지 않다.
케이슨 공법은 굴착 깊이에 제한이 있고(예: 공기 케이슨의 경우 작업 깊이 제한이 존재함), 뉴메틱 케이슨은 소음과 진동, 안전관리 부담이 존재하므로 적용 시 주변 여건을 고려해야 한다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. 선지 중에서 '소규모·얕은 기초에 경제적이다'라는 설명이 있으면 케이슨·뉴메틱 관련 선지는 오답으로 처리한다. 또 말뚝 관련 선지에서 '지하수위 상승이 부주면 마찰력을 생성한다'는 표현이 보이면 유효응력 관점에서 틀린 선지로 판정한다. 실제 문항에서는 공법의 적용 범위(심도·규모)와 부주면 마찰력의 발생 조건(주변지반 침하>말뚝 침하)·저감법(면적축소·케이싱·선행하중)을 비교하여 정답을 고르게 한다.
다음은 말뚝의 부주면 마찰력(negative friction)에 관한 설명이다. 옳지 않은 것은?
정답 ② · 문항은 말뚝의 부주면 마찰력(negative friction)의 발생 원인과 관련된 옳지 않은 설명을 찾는 것이다. 부주면 마찰력은 주변 지반이 말뚝보다 더 많이 침하하여 말뚝에 하강력을 가할 때 발생하며, 지하수위 상승은 유효응력을 감소시켜 일반적으로 부주면 마찰력을 감소시키는 효과를 낸다.
부주면 마찰력은 주변 지반이 말뚝보다 더 많이 침하할 때 발생하므로, 지하수위 상승은 일반적으로 마찰력을 감소시킨다.
공기 케이슨 공법에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?
정답 ① · 공기 케이슨(Pneumatic Caisson) 공법에 대한 설명입니다. 공기 케이슨은 작업실 내에 압축공기를 불어넣어 지하수의 유입을 막고 육상과 유사한 환경에서 굴착을 수행하는 공법입니다.
공기 케이슨은 대규모·심도 공사에 적합하므로 소규모 얕은 기초에는 비경제적이다.
다음은 말뚝의 부주면 마찰력(negative friction)에 관한 설명이다. 옳지 않는 것은?
정답 ② · 문항은 말뚝의 부주면 마찰력 발생 조건에 대한 옳지 않은 진술을 찾는 것이다. 부주면 마찰력은 주변 지반이 말뚝보다 더 많이 침하할 때 발생하며 이를 줄이기 위해 표면적을 줄이거나 케이싱으로 차단하는 방법을 쓸 수 있다.
부주면 마찰력은 지반 침하가 말뚝보다 클 때 발생하며, 지하수위 상승은 유효응력 감소로 마찰력 감소를 유발하므로 ②가 옳지 않다.
건설재료시험기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.