기초의 중요성

■ 기초의 중요성

기초 공사는 구조물의 기본이 되는 것으로, 기초 공사의 설계 및 시공이 불완전하면 상부 구조의 침하·경사·전도 활동의 원인이 되며, 심하면 구조물이 파괴되는 경우도 있다. 특히, 기초공은 대부분 지하나 수저(水底)에 매설되는 등 눈으로 볼 수 없는 곳에 축조될 경우가 많으므로 그 시공에 특별히 주의하여야 한다. 육상에 시공하는 기초공은 침하·경사·전도 활동에 대한 안전 조건만 구비하면 되지만, 교량의 교각이나 하천 호안의 기초와 같은 구조물에서는 유수로 인한 기초 전면의 침식에 대해서도 검토하여야 한다. 이와 같이, 기초는 구조물 축조에 있어서 대단히 중요한 역할을 하므로, 다음과 같은 구조상의 요구 조건을 만족시켜야 한다.

① 기초는 가급적 견고한 지지층에 두고, 동결·융해·건습의 반복에 의한 계절적 용적 변화를 받는 토층보다 깊게 설치하여야 한다.
② 기초 지반이 상부 구조물의 하중을 안전하게 지지할 수 있어야 한다.
③ 구조물을 축조했을 때, 구조물이 견딜 수 있는 허용 침하량을 넘지 않아야 한다.
④ 설계된 기초 구조물이 기술적·경제적으로 시공이 가능해야 한다.
⑤ 한번 시공하면 보수나 개축이 어려우므로, 내구성이 커야 하며, 경제적으로 시공되어야 한다.




■ 말뚝 기초
기초 밑의 지반이 상부 구조물을 충분히 지지할 수 없어서 직접 기초로 시공하기 곤란한 경우에 가장 많이 사용하는 기초 공법이다. 이 공법은 피어나 케이슨 기초에 비하여 공사비가 적게 들고, 시공이 쉬우며, 공기가 짧아지는 등의 이점이 있으나, 기초 지반의 토질 상태가 복잡하고 균일하지 않기 때문에 말뚝 기초의 설계 및 시공상에 불명확한 점이 많으므로, 현장 토질 조건을 고려하여 안정하고 경제적인 시공이 되도록 하여야 한다.

■ 피어 기초
굳은 지반(지지층)까지 수직공을 굴착한 다음, 그 속에 현장 콘크리트를 타설하여 구조물의 하중을 지지층에 전달하도록 만들어진 기초이다. 피어 기초는 현장에서 타설한 하나의 주상 기초로서 말뚝 기초와 구별되는데, 큰 차이점은 기성 제품의 말뚝 기초는 보통 파지 않고 지반 속에 때려 박지만, 피어 기초는 시공 전에 굴착을 해야 한다.
피어 기초를 기술적인 면에서 말뚝 기초와 비교하면 다음과 같은 특징이 있다.
① 비교적 큰 지름을 갖는 구조물이 되므로 지지력이 크고 개수가 줄어든다.
② 공사 때 소음이 생기지 않으므로 시가지 공사에 적합하다.
③ 인력 굴착시에는 선단 지반과 콘크리트를 밀착시켜야 선단 지지력을 확실하게 할 수 있다.
④ 말뚝이 뚫기 힘든 토층을 관통시킬 수 있다.
⑤ 지반의 진동이 없어 인접 구조물의 피해가 없다.
⑥ 인접한 말뚝이 옆으로 밀리거나 솟아 올라오는 일이 생기지 않는다.
⑦ 횡하중에 대해 큰 저항을 가진다.

■ 케이슨 기초
말뚝이나 피어와 같은 목적으로 사용되는 간접 기초(깊은 기초)의 일종으로 지지력과 수평 저항이 가장 큰 기초 형식이다. 케이슨 기초는 육상 또는 수상에서 건조된 케이슨을 자중 또는 적재 하중에 의하여 소정의 깊이까지 침하시키는 방법이다.
시공 방법에 의하여 분류하면 다음과 같다.

① 오픈 케이슨
 우물통 기초라고도 부르며, 교각·옹벽 등의 기초에 많이 사용되는 공법이다. 이 공법은 우물통과 같이 상하가 개방된 속이 빈 원통을 지반 위에 앉히고, 원통 내부의 토사를 굴착하여 서서히 침하시켜서 지지력이 충분한 지반에 도달하면 원통 속에 콘크리트·자갈·모래 등을 채우는 방법이다. 그러나 경우에 따라서는 원통 속을 채우지 않고 빈 채로 둘 때도 있다. 원통의 재료에는 콘크리트·철근 콘크리트·강재 등이 있으나, 철근 콘크리트 우물통이 가장 많이 사용되고 있다.

② 공기 케이슨
 원통 끝부분의 천장을 막아서 아래에 작업실을 만들고, 여기에 압축 공기를 보내어 지하수의 침입을 막으면서, 그 안에 인부가 들어가 육지에서와 같은 조건으로 토사를 굴착 및 반출하면서 소정의 단단한 지반까지 케이슨을 침하시키는 공법으로, 뉴매틱 케이슨이라고도 한다.

③ 상자 케이슨
 상자 케이슨은 밑이 막혀 있는 박스(box)형으로 되어 있으며, 오픈 케이슨 공법과 공기 케이슨 공법이 주로 교량 기초에 사용되는 데 비해, 이 공법은 항만 구조물에 사용되는 경우가 많다. 상자 케이슨 공법은 보통 철근 콘크리트로 만든 상자형의 구조물을 육상에서 만들어 경사로를 통해 해상에 띄워서 소정의 위치에 예인한 다음, 내부에 모래·자갈·콘크리트 또는 물을 채워서 침하시키는 공법이다 

[출처] 기초의 중요성|작성자 하우시스