개념 한 쪽
기초의 지지력은 구조물 하중을 지반에 안전하게 전달하는 능력을 말한다. 지반이 제공하는 저항은 바닥면에서의 극한지지력과 측벽에서의 주면마찰력으로 구분되며, 수중에서는 부력이 작용하여 계산식에서 가감 항으로 고려한다. 설계·시공 문제는 각 항의 정의와 계산식을 정확히 적용하는 능력을 묻는다.
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출제기준 단원 「기초의 지지력」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 공법과 조건 매칭 | 1 | 부지 여건에 따른 경제적 기초공법을 고르기 |
| 시공 원칙 판정 | 1 | 말뚝 항타 시 연속 타격 유지 여부 등 시공상 주의점을 판단하기 |
| 공법 특성 비교 | 1 | 연속 지중벽 공법의 소음·진동 특성과 적합성 설명 식별하기 |
기초가 침하하기 위한 조건은 위에서 작용하는 상부하중이 아래에서 제공하는 저항력을 능가할 때 발생한다. 저항력은 일반적으로 바닥면에서의 지반 극한지지력과 측벽의 주면마찰력의 합으로 표현한다. 물속에서는 부력이 상부하중을 감소시키므로 부력의 효과를 반드시 검토해야 한다.
Terzaghi 방법과 같이 공인된 경험식은 점착력, 단위중량, 기초 깊이 등 재료가 제시한 물리량을 적용하여 극한지지력을 산정한다. 예시로 Terzaghi 공식 Q = cNc + γDNq는 점착력 항과 유효응력 항을 합산하여 극한지지력을 구하는 원리를 보인다.
현장 문제는 각 항의 부호(더함 또는 뺌)와 적용 면적·둘레·깊이를 정확히 해석하는 능력을 요구한다. 우물통 기초나 말뚝기초의 경우 바닥면적과 측벽 둘레, 깊이 및 단위 마찰력을 올바르게 곱하여 합산하고 부력을 가감하는 절차가 핵심이다.
실전 문항에서는 공법의 특성과 시공상 주의사항도 출제되며, 예컨대 말뚝 항타는 목표 깊이까지 연속 타격을 유지하는 것이 원칙이고, 연속 지중벽 공법은 소음·진동이 비교적 적어 도시 공사에 적합하다는 점을 기억해야 한다.
(위 예제들은 재료에 제시된 계산 흐름과 해석상의 차이를 보여 주는 대표 풀이 사례로, 각 문제의 의도에 따라 부력의 취급이 달라질 수 있음을 유의할 것)
다음의 기초공법 중에서 부지의 여유가 있을 때 경제적으로 적용할 수 있는 공법은?
정답 ② · 문제는 부지에 여유가 있을 때 경제적으로 적용할 수 있는 기초공법을 고르는 문제이다. 부지 여유가 있고 직접 굴착이 가능하면 장비와 인건비가 상대적으로 적게 드는 오픈 컷 공법이 경제적이다.
부지 여유가 있을 때는 굴착을 직접 수행하는 오픈 컷 공법이 장비와 인건비 절감으로 가장 경제적이다.
말뚝기초의 항타 시공에 대한 설명으로 틀린 것은?
정답 ④ · 말뚝 항타 시공 시 주의사항으로 틀린 것을 찾는 문제입니다. 보기 4번은 연속 타격을 피해야 한다는 내용이지만, 실제 항타 작업에서는 말뚝의 관입 저항이나 지반의 회복 현상을 고려하긴 하나, 굳이 부득이한 상황(선단 지지력 부족 등)이 아니라면 일반적으로 한 번 박기 시작한 말뚝은 목표 심도 또는 지지력 확보 시점까지 연속적으로 타격하여 관입시키는 것이 원칙입니다.
말뚝 항타 시 연속 타격 지연은 공기 지연과 세굴을 유발하므로 원칙적으로 연속 타격을 피해야 한다는 설명은 틀렸다.
지하철공사의 공법에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?
정답 ③ · 문항은 지하철 공법들 중 연속 지중벽 공법의 특징을 포함해 틀린 설명을 찾는 문제이다. 연속 지중벽은 연약지반에서 적합하고 지수성이 양호하며 시공 시 소음과 진동이 작아 도심공사에 유리한 저소음 공법이다.
연속 지중벽 공법은 연약지반에서 적합하나 소음 대책이 용이하며, 이코스·엘제·쏠레턴슈 등이 대표 공법이다.
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