토목기사/지반공학

[지반공학]제 4장 얕은기초(기초공) #1

카리R 2021. 2. 26.

 이번 포스팅에서는 얕은기초(직접기초)에 대한 이야기를 해보려고합니다.

 얕은기초는 뿌리 내림이 얕아, 작용하중을 지반이 주로 저항하며 측면지반의 지반 반력에 의한 저항을 고려하지 않은 기초로 테르자기 지지력 이론을 적용할 수 있도록 하는 기초를 말한다.

 제 4장 얕은기초에 대한 포스팅은 2개의 파트로 나누어 올릴 예정인데요. 그 중에서 첫번째인 이번 포스팅에서는 얕은기초가 무엇인지에 대해서 전반적인 지식을 쌓는 시간으로서 과년도에서 직접적으로 출제되고 있지는 않습니다. 

 제 1장~6장까지는 계산문제가 많이 출제되고 있는데 7장부터는 암기위주의 내용이 나오니 조금만 더 화이팅합시다.

기초공

 1. 기초의 구분

  : 상부구조에서 오는 하중을 지반에 전하는 부분을 총칭하여(Foundation)라하며 기초는 직접기초(Direct foundation)로 대별된다.

  (1)얕은기초

   : 기초판과 지지 지반 사이에 중개물을 설치하는 형식과 기초 B와 기초 깊이 D_f와 비 D_f/B≤1인 경우

  • 독립푸팅기초: 상부구조의 전하중을 단일기둥으로 지지하는 형식
  • 연속푸팅기초: 일련의 기둥 또는 벽에서의 하중을 띠 모양의 기초판으로 지지하는 형식
  • 복합푸팅기초: 상부구조의 전하중을 2개 이상의 기둥으로 지지하는 형식
  • 캔틸레버식 푸팅기초: 2개의 기초를 strap으로 연결시킨 기초형식
  • 전면기초: 푸팅기초의 전면적이 커져서 그 합계가 건축면적의 2/3를 초과하는 경우, 전체의 기둥하중을 단ㅇㄹ 기초판으로 지지하는 형식

   -사일로나 굴뚝의 기초에 사용된다.

   -굴착하여 버린 무게만큼 구조물 무게가 가벼워진다.

   -절대 침하량이 커지는 단점이 있다.

 

 

  (2)깊은기초(Deep foundation)

   : 기초판과 지지 지반 사이에 중개물을 설치하는 형식과 기초 B와 기초 깊이 D_f와의 비 D_f/B>1인 경우

  • 말뚝기초: 말뚝에 의하여 구조물을 지지하는 기초, 튼튼한 지반이 대단히 깊이 있어서 굳은 지층에 직접기초 구축이 불가능할 때 쓰이는 기초
  • 피어기초(Pier foundation): 구조물의 하중을 충분한 지지력을 얻을 수 있는 지반에 전달하기 위하여 수직공을 굴착하여 그 속에 현장 콘크리트를 타설하여 만들어진 주상의 기초
  • 케이슨 기초(Caisson foundation): 바닥이 없는 지하구조물을 지상에서 건조한 케이슨을 필요로 하는 곳까지 운송한 다음 자중이나 적재하중에 의하여 소정의 위치까지 침하시킨 후에 모래, 자갈 또는 빈배합으로 채움하는 기초

  (3)기초의 비교

기초형식 얕은 기초 깊은 기초
단면도
장단점 ·공사비가 저렴
·품질유지가 양호
·기초지반의 육안확인이 가능
·넓은 부지 필요

·다양한 기초공법을 적용
·지지층 심도가 깊은 경우에 적합
·공사비가 상대적으로 고가
·항타 시 소음과 진동을 유발

시공방법 ■푸팅기초
 ·독립푸팅기초
 ·연속푸팅기초
 ·복합푸팅기초
 ·켄벨레버식 푸팅기초
■전면기초
■말뚝 기초
 ·기성 말뚝기초
 ·현장타설 말뚝기초

■피어기초
■케이슨기초
 ·우물통 기초
 ·공기케이슨 기초
 ·박스케이슨 기초

■특수형식 기초
적용범위  ·지반을 굴착하여 양질의 지반상에 확대기초를 설치하고 상부하중을 기초지반에 전달하는 강체기초
 ·얕은 심도에 양호한 지반이 분포할 때 적용 가능
 ·말뚝시공 후 말뚝 두부에서 확대기초를 타설하며, 탄성체 기초임
 ·연직력은 말뚝선단 및 주면마찰력으로 지지, 수평력은 휨저항과 주변지반으로 저항
환경조건 ·기초지반 교란방지대책필요
·시공 시 진동, 소음이 비교적 적음
·점유면적이 직접기초보다 적음
·항타 시 진동, 소음이 큼

 

 2. 기초 일반

  (1)기초의 필요조건

   : 구조물 안전을 위한 기초의 형식을 선장하고자 할 때, 기초가 구비해야 할 조건은 다음과 같다.

  • 최소의 근입깊이를 가질 것(동결심도보다 깊게)
  • 안전하게 하중을 지지할 수 있을 것
  • 침하가 허용치를 넘지 않을 것
  • 경제적인 시공이 가능할 것
  • 기초공의 시공이 가능할 것

  (2)기초설계 시에 고려하여야 할 하중

  • 구조물의 사하중과 활하중
  • 횡방향하중(토압, 풍하중)
  • 기초면 상부의 유효하중
  • 진동하중

  (3)직접기초의 근입깊이 결정 시 고려사항

  • 동결 깊이 이하로 한다.
  • 풍화의 영향을 고려하여 1.2m 이하로 한다.
  • 경사지 푸팅은 60~100cm 떨어지게 한다.
  • 푸팅의 고저차는 지반의 응력이 중복되지 않게 한다.
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