겨울철 흙 속의 물이 얼어 얼음층이 자라면서 지반이 위로 부풀어 오르는 현상

동상frost heave凍上지반/흙의 성질

01정의

동상은 겨울철 흙 속의 물이 얼어 얼음층(아이스렌즈, 흙 속에 층 모양으로 자란 얼음)이 커지면서 지반이 위로 부풀어 오르는 현상이다

03쉬운 해석

냉동실에 물을 가득 채운 얼음틀을 넣으면 얼면서 위로 볼록 솟아오르듯, 흙 속의 물도 얼면 부피가 늘고 아래쪽 물을 끌어올려 얼음층을 키우면서 땅을 밀어 올립니다. 기초가 얼어붙는 깊이보다 얕게 놓이면 겨울에는 들리고 봄에 녹으면서 내려앉아 균열이나 부등침하가 생길 수 있습니다. 그래서 설계 단계에서 동결 깊이와 흙의 종류, 지하수 조건을 함께 확인합니다.

비유는 이해를 돕기 위한 설명이며 설계 기준은 아닙니다

04도해

동상 개념도겨울철 지표에서 동결층이 생기고 아이스렌즈가 자라며 지하수가 위로 끌려 올라와 지표와 얕은 기초를 밀어 올리는 관계차가운 겨울 공기지표면 융기얕은 기초동결층 (언 흙)아이스렌즈동결선물이 위로 이동지하수위
그림: 동상의 원리. 겨울 찬 공기로 지표 아래에 동결층이 생기고, 동결선 아래 지하수위에서 물이 위로 끌려 올라와 아이스렌즈가 자라며, 그 결과 지표면이 원래 위치(점선)보다 솟아오르고 동결선보다 얕게 놓인 기초가 위로 밀려 올라가는 관계를 나타냄(개념도, 축척 아님)

05예시

  • 가상의 적용 예 — 추운 지역의 소규모 얕은기초

    조사 결과 지표 부근이 고운 실트질 흙이고 지하수위가 얕다면 동상 가능성이 크다고 보고, 기초 바닥을 동결 깊이 아래로 두거나 기초 아래를 동상에 둔감한 재료로 치환하는 안을 함께 비교한다.

  • 가상의 적용 예 — 겨울철 공사 중단 구간

    겨울에 터파기 바닥을 노출한 채 공사를 멈춰야 한다면 바닥 흙이 얼어 들뜰 수 있으므로, 덮개나 단열재로 보호하고 해빙 후 다짐 상태를 다시 확인한 뒤 기초 공사를 이어 가는 것으로 판단한다.

AI 로 작성하고 기술팀이 검토한 가상의 적용 예입니다. 실제 시공 실적은 시공실적 페이지에서 확인하세요.

06자주 묻는 질문

Q어떤 흙에서 동상이 잘 생기나요?
A

일반적으로 실트처럼 입자가 고운 흙은 모세관 작용으로 물을 끌어올리기 쉬워 동상이 커질 수 있고, 굵은 모래·자갈은 상대적으로 작게 나타납니다. 실제 민감도는 입도, 함수비, 지하수위 조사 결과에 따라 다르므로 지반조사 자료로 판단해야 합니다.

Q기초는 얼마나 깊이 묻어야 동상을 피할 수 있나요?
A

원칙적으로 기초 바닥을 그 지역의 동결 깊이보다 아래에 두는 방향으로 검토합니다. 동결 깊이는 지역 기후와 지반 조건에 따라 다르므로 해당 설계기준(KDS)과 지역 자료를 확인해 정해야 합니다.

Q동상을 줄이는 방법에는 어떤 것이 있나요?
A

기초를 동결 깊이 아래로 내리는 방법, 동상에 민감한 흙을 동상이 잘 생기지 않는 재료로 바꾸는 치환, 배수로 물 공급을 끊는 방법, 단열재로 동결을 늦추는 방법 등이 검토됩니다. 어느 방법이 맞는지는 구조물 종류, 흙의 성질, 지하수 조건에 따라 달라집니다.

Q봄에 땅이 녹을 때도 문제가 되나요?
A

얼음층이 녹으면 흙 속에 물이 많아져 일시적으로 지반이 물러지고 지지력이 떨어질 수 있습니다. 배수 상태와 흙의 종류에 따라 정도가 다르므로 해빙기에는 침하나 균열 여부를 점검하는 것이 좋습니다.

동상동결심도아이스렌즈동결융해얕은기초지하수

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