지하층이 없는 건축물을 설계할 때에 고민하는 한가지가 있다.
기초를 지상으로부터 얼마만큼의 깊이에 설치해야 하는가 하는 것이다.
기초의 바닥은 기온이 영하로 내려가서 땅을 얼게 만드는데 까지는 내려야한다.
이 깊이를 동결선이라고 한다.
동결선이라는 것은 겨울철에 땅이 어는 깊이를 말한다.
땅이 얼게되면 부피가 증가하게 되는데 이것은 냉장고에 넣어둔 맥주가 얼게되면 부피가 증가되어
맥주병이 깨지는 것에서 확인 할 수가 있다.
이렇듯 땅의 부피가 늘어나게 되면 동결선 깊이를 지키지 않은 기초판을 들어올리게 된다.
이어 봄이 와서 해빙기가 오면 다시 침하하게 되어 건축물의 균열 원인이 된다.
따라서 건축물을 설계·시공시에는 건축물이 지어지는 지역의 기후조건에 따라 동결선의 깊이를 반영하여야 한다.
그렇다면 적도 지방처럼 항상 영상 기온을 유지하는 지역은 어떻게 될까?
과장하여 말한다면 지상에 그대로 기초를 놓아도 될 것이나 건축적으로 기초가 노출되면 보기가 좋지 않으므로
건축적인 해결을 위해 땅속에 묻히는 정도로 해서 시공하면 될 것이다.
또한 겨울철에 기온이 영하로 내려가고 지하층이 없는 구조물의 경우에는 1층 바닥 슬래브를 slabs on grade로 하는
경우가 많은데 이럴 때는 건물의 외곽에 위치한 기초는 동결선 깊이이상으로 해야하며 건물 외부의 지중보도 역시
동결선 깊이까지 내리고 외부에 인접한 1층 바닥 슬래브의 균열 방지를 위해 지중보 안쪽에 단열재를 부착시켜야 하는데
이는 우리가 가장 지켜지지 않는 것 중에 하나이다.
동결선은 동결심도라고도 하는데 지표면에서부터 어는 깊이를 말합니다.
이것은 Z=C*F^0.5 로 구하는데 Z=동결심도(CM) C=정수(3-5) F=동결지수 이고 동결심도는 지역에 따라 다르고
같은 지역이라도 배수가 잘되고 양지바른곳 이냐 음지이고 배수가 안되는 곳이냐에 따라 동결심도가 달라 집니다.
서울은 대개 60CM - 110CM정도 됩니다.
동결심도를 유지하는 목적은 콘크리트 자체의 수축팽창으로 인한 균열을 방지하는것도 있지만 흙의 동결로 인한
구조물의 영향을 피하기 위한 것입니다.
동결심도 보다 얕게 기초가 있다면 당연히 흙의 동결로 인애해서 구조물에 응력이 발생 구조물의 안전및 내구성에
영향을 끼치게 됩니다.
따라서 구조물 기초는 동결심도이하로 하여야 하며 부득이한 경우 동결심도보다 높다면 외부를 동결심도 이상으로
흙으로 다짐성토 하여야 합니다.
도로포장도 동결심도 이하까지는 선택층으로 하여 골재를깔아 물이 고여있지 않도록 하는것이지요.
동결심도의 개념은 동파를 방지하는 목적입니다.
겨울철에 물이 흘러들어가 동파를 하면 구조물도 치명적이 되기때문이죠.
콘크리트자체는 밀실하기 때문에 방수가 되는 구조물이죠.(그래서 제대로 타설해야겠죠..)
땜빵나오면 힘들죠.
통상 남부지방은 GL-600, 중부는 GL-900이죠..
그 밑으로는 지열때문에 얼지않는걸로 보면 됩니다.
자 그럼 본론으로 가자면.. 기초는 중요부위이니까.. 기초상단은 GL-600이 정답이죠..
그럼 통상적인 기초 THK는 600정도입니다.
GL선은 슬라브선이 아니고.. 말 그대로 GROUND LEVEL (토공마감선)입니다.
건축물의 Mass<800 ㎜ 이상은 mass, 이하는 mate라고 표현함>는 중부지방의 동결선<지표면이 동결되는
한계지점(깊이)>이 900㎜인 점을 감안하여 건축물의 외부선은 900~1000㎜로 , 중심부는 500㎜로 시공할 것입니다.
<가마바리 : 가급적 현장용어를 그대로 사용하는점 양해 바랍니다>
*이미 수년전부터 메이저급 건설사의 현장에서는 현장용어를 일본어에서 한글로 사용하고 있습니다.
상원건설의 사진자료와 글을 담았습니다.