지반의 침하거동에 대한 근본적인 이해

흙 지반은 다양한 원인에 의해 그 구조골격이 변형되거나 간극의 부피가 변하면 침하되며, 이로 인해 상부 구조물이나 지반 내의 특정한 지점의 위치가 달라진다.

지반침하는 외력의 재하 후에 즉시침하나 압밀침하 또는 이차압축침하의 형태로 발생한다. 지반의 침하거동은 여러 가지 지반침하 영향요소(흙 구조골격의 특성, 투수특성, 재하속도 및 구조물의 강성도 등) 에 의해 영향을 받는다.

최근 세계화 추세에 따라 국내외 교류가 잦아져서 선진 외국기술을 접할 수 있는 기회가 많아질수록 국내외 지반공학의 기술 특히 지반침하의 예측 및 관리기술의 격차가 심화되는 것처럼 느껴진다. 따라서 이 책에서는 앞으로 세계의 지반기술을 주도해 나갈 수 있는 건설기술자가 필수적으로 알아야 할 가장 기본적이고 중요한 지반침하에 대한 내용을 다루었다.

기초는 침하를 기준으로 설계해야 하며, 침하계산은 정확한 현장자료를 근거로 해서 현장조건에 부합하는 조건으로 수행해야 한다.

침하를 검토하지 않고 구조물 기초를 설계하는 우가 더 이상 범해지지 않도록, 많은 기술자들이 지반의 침하에 더 많은 관심을 기울이기고 연구하기를 염원하는 간절한 마음으로 이 책을 준비하였다.

미래는 능력이 있는 기술자만 생존할 수 있는 시대이므로, 본서가 기술자들에게 큰 힘이 될 수 있으면 좋겠다.

이 책의 내용은 어려운 것이 아니고 기본적인 것이다. 따라서 이 책의 내용이 어렵거나 낯설게 느껴진다면, 전문 지반공학 기술자의 기본이 부족하다고 생각하고 매진해야 할 것이다.

이 책에서는 지반 전문가가 아니더라고 지반의 침하거동을 근본적으로 이해하여 침하를 예측할 수 있도록 하기 위해 상부구조물의 하중이 지반에 전달되는 메커니즘을 설명하였다. 그리고 지반의 변형특성을 정확하게 이해하는데 도움이 될 수 되도록 지반의 변형거동을 상세히 설명하였다.

제1장 기초지반의 침하
1.1 개 요
1.2 기초지반의 침하형태
1.3 침하 발생원인
1.4 지반침하 영향요소

제2장 구조물하중의 지반전달
2.1 개 요
2.2 기초 구조물의 외력 지지거동
2.3 접지압
2.4 설계 접지압

제3장 탄성상태 지반 내 응력
3.1 개 요
3.2 탄성상태 및 소성상태 지반응력
3.3 자중에 의한 지반응력
3.4 지하수에 의한 압력
3.5 유효응력과 간극수압
3.6 상재하중에 의한 응력

제4장 지반의 변형
4.1 개 요
4.2 물체의 변형
4.3 흙 지반의 변형
4.4 지반의 즉시침하
4.5 지반의 압밀침하
4.6 지반의 이차압축 침하

제5장 하중에 의한 얕은 기초의 침하
5.1 개 요
5.2 지반의 응력변화에 따른 지반변형
5.3 지반의 즉시침하
5.4 지반의 압밀침하
5.5 지반의 이차압축 침하
5.6 지하수위 강하에 의한 침하

제6장 지반굴착에 의한 침하
6.1 개 요
6.2 흙막이 벽체 배후 지표침하 형상과 발생 원인
6.3 흙막이 벽체의 수평변위로 인한 배후지반의 지표침하
6.4 굴착저면의 히빙에 의한 지반침하
6.5 지하수위 변화에 의한 지반의 탄성침하
6.6 침투압에 의한 지반의 압축과 이완
6.7 지반굴착에 따른 흙막이 벽체 배후지반의 지표침하 추정
6.8 구조물의 허용각변위와 허용침하량

제7장 터널굴착에 의한 지반침하
7.1 개 요
7.2 터널굴착에 의한 지반손실
7.3 터널 상부지반의 지표침하
7.4 병설터널 굴착에 의한 지표침하
7.5 터널굴착에 의한 지표침하에 따른 지상구조물의 손상

제8장 지반침하에 의한 구조물 손상과 대책 및 보강
8.1 개 요
8.2 지반침하와 구조물 손상
8.3 지층형상에 기인한 지반침하
8.4 구조물 하중에 의한 지반침하
8.5 균등침하와 부등침하
8.6 허용 침하량과 허용 각변위