어떻게 동결심도를 방지할까?

동결심도란?

 

동결심도에 대한 개념과 구하는 방법은 아래 이전 포스팅을 참고해주시기 바랍니다.

2023.01.13 - [건설 정보/건축과 구조] - 동결심도란? 동결심도 구하는 법

 

1. 기준에서의 동결심도 예방 방법 개요

KDS 41 19 00 : 2022 에 따르면 위와 같이 얕은 기초(주로 지내력 기초)의 동결피해에 대해 방지하라는 조항이 있습니다.

이 중, (1) 에서의 ①~②은 실무에서 많이 활용하는 방법입니다.

(2)는 해당 기준의 예외조항으로써, 지반동결에 따른 지반교란의 영향이 극히 적은 소규모 건축물을 대상으로 하는 조항입니다.

①~③ 규정을 모두 만족해야 하므로, 규모가 상당히 작은 구조물에 대해서만 한하여 예외조항을 두는 것을 알 수 있습니다.

 

 

2. 지반동결선 아래로 기초저면을 연장하는 방법

KDS 41 19 00 : 2022 (1) ① 방법은 기초저면을 지반동결선(동결심도) 아래로 배치하는 방법입니다.

이 방법을 사용할 경우, 지반이 얼고 녹음에 따라 발생하는 지반의 교란에 대해 기초저면이 피해를 받지 않으므로,

동결심도에 대해 방지효과를 발휘한다고 간주할 수 있습니다.

 

대표적인 예시로는 아래 그림과 같습니다.

 

 

이 중에서 아래 그림/상세가 우리가 건축현장에서 흔히 볼 수 있는 상세입니다.

상부 하중을 그대로 지면으로 전달해주는 바닥판 구조인 SOG(Slab On Grade)에서 주로 적용되는 방식입니다.

슬라브의 외각 부분에 그림과 같이 헌치(Haunch)를 둠으로써, 동결심도 아래까지 기초저면을 형성하여 동결심도를 확보해줍니다.

그리고 그 외의 부분(SOG 내부)은 최소 두께를 형성하는 방식이라고 할 수 있습니다.

 

 

3. 열전달을 차단하는 방법

동결심도를 방지하는 두번째 방법은 기초를 냉기로부터 보호하는 방법입니다.

냉기로부터 기초를 보호하는 방법은 간단합니다.

한겨울에 동파사고를 방지하기 위한 가장 쉬운 방법은 계량기 주변을 각종 보온재로 감싸 한파로부터 보호하는 방법입니다.

비슷한 원리로, 보온재로 기초와 그 주변부를 감싸서 보호해준다면 기초저면을 동결피해로부터 방지할 수 있습니다.

 

 

위의 그림은 현장에서 많이 쓰이는 단열상세입니다.

이 상세를 적용하여 기초주변부를 단열재로 보호해준다면, 기초저면을 동결피해로부터 보호할 수 있습니다.

 

그러나, 우리나라는 영동지방을 제외하면 대부분의 동결심도는 300~600mm 이내로 형성됩니다.

기초 주변부를 단열재로 두르면 단열재 물량 증가는 물론이고, 현장에서 시공도 다소 복잡해집니다.

이보단 차라리 기초저면을 동결심도 아래로 배치해서 콘크리트 물량은 다소 늘어나지만, 단열재 물량도 아끼고 현장의 시공성도 확보해주는 것이 더 효율적일 수 있습니다.

 

그래서 동결심도 아래로 기초저면을 형성하여 동결피해를 방지하는 방법을 많이 적용하고 있습니다.

만약.. 동결심도가 1m 아래로 형성이 된다면 얘기는 달라지겠지만요.

 

결론

대형/고층구조물의 경우 대부분 지하구조물이 있거나 파일기초를 형성하기 때문에 동결심도를 크게 신경쓰지 않아도 됩니다.

그러나 단층~2층짜리 경량철골구조물 + 독립기초 + SOG슬라브의 경우 동결로 인한 피해를 받을 수 있습니다.

따라서 반드시 기초저면과 SOG 하부 지지면과 동결심도를 확인하여 동결피해를 방지할 수 있도록 설계에 반영하여야 합니다.