동결선이야기

구조이야기 아홉, 동결선이야기

기초의 깊이는? 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