ARE 5.0 건축사 시험 대비 필수 지식: 다양한 기초 시스템의 장단점 및 종류와 특성

기초 (Foundations)

건물은 크게 세 부분으로 구성된다고 생각하면 편리합니다: 지상 부분인 상부구조(superstructure), 지하 거주 공간인 하부구조(substructure), 그리고 건물의 하중을 지반으로 전달하는 기초(foundations)입니다 (그림 2.29 참조).

 

이번 글에 포함된 건축 전문 용어: 

상부구조 (Superstructure)

설명: 건물의 지상에 보이는 부분으로, 기둥, 보, 바닥, 벽, 지붕 등을 포함합니다.
쉬운 예: 빙산의 수면 위로 보이는 부분과 같습니다.

하부구조 (Substructure)

설명: 건물의 지하 부분으로, 지하실이나 주차장 등이 포함됩니다.
쉬운 예: 빙산의 수면 아래 부분과 비슷합니다.

케이슨 (Caisson)

설명: 깊은 기초의 한 종류로, 큰 원통형 구조물을 지반에 박아 만듭니다.
쉬운 예: 거대한 원통형 우유 팩을 땅에 박는 것과 유사합니다.

파일 드라이버 (Pile driver)

설명: 말뚝을 지반에 박는 대형 기계입니다.
쉬운 예: 거대한 망치로 못을 박는 것과 비슷한 원리입니다.

선단지지 말뚝 (End bearing pile)

설명: 말뚝의 끝이 단단한 지반에 닿아 하중을 지지하는 방식입니다.
쉬운 예: 막대기를 땅에 꽂아 무게를 지탱하는 것과 유사합니다.

마찰 말뚝 (Friction pile)

설명: 말뚝 주변의 토양과의 마찰력으로 하중을 지지하는 방식입니다.
쉬운 예: 모래에 막대기를 꽂으면 모래와의 마찰로 인해 빠지지 않는 것과 비슷합니다.

말뚝 캡 (Pile cap)

설명: 여러 말뚝의 상단을 연결하는 콘크리트 구조물입니다.
쉬운 예: 여러 개의 연필을 고무줄로 묶는 것과 유사한 역할을 합니다.

그레이드 빔 (Grade beam)

설명: 말뚝 캡을 연결하는 수평 보로, 벽체의 하중을 말뚝으로 전달합니다.
쉬운 예: 책상 위에 놓인 긴 자와 같은 역할을 합니다.

히빙 (Heaving)

설명: 말뚝을 박을 때 주변 지반이 위로 밀려 올라오는 현상입니다.
쉬운 예: 젤리에 빨대를 꽂으면 주변이 부풀어 오르는 것과 비슷합니다.

프리스트레스트 (Prestressed)

설명: 콘크리트에 미리 압축력을 가해 강도를 높이는 기술입니다.
쉬운 예: 고무줄을 당겨 놓은 상태로 굳히는 것과 유사한 원리입니다.

맨드릴 (Mandrel)

설명: 말뚝을 박을 때 강관 내부에 삽입하여 강성을 높이는 도구입니다.
쉬운 예: 종이 롤을 지지하는 막대기와 비슷한 역할을 합니다.

콘크리트 압입 푸팅 (Concrete pressure-injected footings)

설명: 압력을 가해 콘크리트를 지반에 주입하여 만드는 기초 형태입니다.
쉬운 예: 치약을 짜서 구멍을 메우는 것과 유사한 원리입니다.

다짐 골재 피어 (Rammed aggregate piers)

설명: 쇄석을 구멍에 넣고 다져 만드는 기둥 형태의 기초입니다.
쉬운 예: 모래성을 만들 때 모래를 다지는 것과 비슷한 원리입니다.

 

기초 (Foundations)

기초는 크게 두 가지 유형으로 나뉩니다: 얕은 기초와 깊은 기초입니다. 얕은 기초는 하부구조의 기둥이나 벽 바닥에서 직접 지반으로 하중을 전달합니다. 반면, 깊은 기초는 말뚝(piles)이나 케이슨(caissons)을 사용하여 상부의 부적합한 토양층을 관통하고 더 깊은 곳의 적합한 지지층이나 암반으로 하중을 전달합니다.

일반적으로 얕은 기초가 깊은 기초보다 경제적이며, 하부구조 바닥 수준에서 적합한 지반이 발견될 경우 사용할 수 있습니다. 이는 지표면에서 몇 피트 아래일 수도 있고, 몇 층 아래일 수도 있습니다.

건물의 기초 유형 선택에 영향을 미치는 주요 요인은 다음과 같습니다:
• 지하 토양 및 지하수 조건
• 기초 하중, 건물 구성, 깊이 등의 구조적 요구사항

또한 고려해야 할 부차적인 요인들도 있습니다:
• 접근성과 작업 공간을 포함한 시공 방법
• 소음, 교통, 토사 및 물 처리 등 환경적 요인
• 건축 법규 및 규정
• 인접 부지와의 근접성 및 잠재적 영향
• 시공 가능 기간
• 시공 위험

기초 공학자는 이러한 요인들을 평가하고, 설계 및 시공팀의 다른 구성원들과 협력하여 가장 적합한 기초 시스템을 선택할 책임이 있습니다.

 

얕은 기초 (Shallow Foundations)

대부분의 얕은 기초는 간단한 콘크리트 푸팅(footing)입니다. 기둥 푸팅은 정사각형 모양의 콘크리트 블록으로, 철근 보강이 있을 수도 있고 없을 수도 있습니다. 이 푸팅은 위에서 오는 건물 기둥의 집중 하중을 받아 토양의 허용 지지력을 초과하지 않는 충분히 넓은 면적으로 하중을 분산시킵니다. 벽체 푸팅 또는 연속 푸팅은 하중을 지지하는 벽체를 위해 같은 기능을 하는 연속된 콘크리트 띠입니다 (그림 2.30 및 2.31 참조).

침하를 최소화하기 위해 푸팅은 보통 교란되지 않은 원지반 위에 설치됩니다. 경우에 따라 푸팅은 공학적으로 처리된 성토 위에 시공될 수 있습니다. 이 성토는 토질 공학자의 감독 하에 조성된 흙입니다. 공학자는 사용된 토양 샘플에 대한 실험실 다짐 시험 결과를 바탕으로, 토양이 얇은 층으로 조절된 함수비에서 침적되고 상세한 절차에 따라 다짐되도록 하여 알려진 하중 지지 능력과 장기적인 안정성을 확보합니다.

푸팅은 다양한 기초 시스템에서 여러 형태로 나타납니다. 지반 동결이 거의 없거나 전혀 없는 기후에서는, 가장자리가 두꺼워진 콘크리트 슬래브 온 그레이드(slab on grade)가 가장 경제적인 기초 및 바닥 시스템입니다. 이는 모든 유형의 1층 및 2층 건물에 적용할 수 있습니다 .

한편, 더 추운 지역에서는 슬래브 온 그레이드의 가장자리를 동결선 아래의 토양에 닿는 더 깊은 벽체 푸팅으로 지지할 수 있습니다. 지면에서 올려진 바닥의 경우, 크롤 스페이스(crawl space) 또는 지하실 위에 있을 때, 콘크리트 연속 푸팅 위에 지지된 콘크리트 또는 조적조 기초 벽체로 지지됩니다 (그림 2.32 참조).

 

경사진 지형에 건설할 때는 종종 건물 주변의 모든 지점에서 필요한 푸팅 깊이를 유지하기 위해 푸팅을 계단식으로 설치해야 합니다 (그림 2.33 참조). 토양 조건이나 지진 대비책이 필요한 경우, 가파른 경사면의 기둥 푸팅은 푸팅 간의 차등 슬립(differential slip)을 방지하기 위해 철근 콘크리트 타이 빔(tie beam)으로 연결될 수 있습니다.

 

법적으로 푸팅은 부지 경계선을 넘어설 수 없습니다. 이는 건물이 경계선에 바짝 붙어 지어질 때도 마찬가지입니다. 만약 푸팅의 바깥쪽 끝을 단순히 부지 경계선에서 잘라낸다면, 푸팅은 기둥이나 벽체에 의해 대칭적으로 하중을 받지 못하게 되어 회전하려는 경향이 생기고 결국 파괴될 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 복합 푸팅(combined footing)과 캔틸레버 푸팅(cantilever footing)이 사용됩니다. 이들은 바깥쪽 열의 기둥 푸팅을 다음 열의 푸팅과 연결하여 회전 경향을 중화시킵니다 (그림 2.34 참조).

토양의 허용 지지력이 건물 무게에 비해 낮은 상황에서는 기둥 푸팅이 너무 커져서 개별 푸팅을 사용하는 것보다 전체 건물을 지지하는 하나의 매트(mat) 또는 래프트(raft) 기초를 사용하는 것이 더 경제적일 수 있습니다. 매우 높은 건물의 매트 기초는 두께가 6피트(1.8m) 이상일 수 있으며 철근으로 많이 보강됩니다 (그림 2.35 참조).

토양의 지지력이 낮고 침하를 세심하게 제어해야 하는 경우, 때때로 부유 기초(floating foundation)가 사용됩니다. 부유 기초는 매트 기초와 유사하지만, 건물 아래에 위치하며 그 깊이는 굴착된 토양의 무게가 위의 건물 무게와 같아지도록 설정됩니다. 일반적으로 굴착된 토양 한 층의 무게는 토양의 밀도와 건물 구조에 따라 5~8층 높이의 상부구조 무게와 비슷합니다 (그림 2.36 참조).

 

깊은 기초 (Deep Foundations)

케이슨 (Caissons)

케이슨 또는 드릴드 피어(drilled pier)는 (그림 2.37 참조) 기둥 푸팅과 유사하게 기둥의 하중을 토양의 허용 응력을 초과하지 않는 충분히 넓은 면적으로 분산시킵니다. 그러나 케이슨은 건물 하부구조 아래의 부적합한 토양층을 관통하여 더 적합한 지층에 도달한다는 점에서 기둥 푸팅과 다릅니다.

케이슨은 구멍을 뚫거나 손으로 파고, 필요에 따라 바닥을 벨(bell) 모양으로 확장하여 필요한 지지 면적을 확보한 후, 구멍을 콘크리트로 채워 만듭니다. 대형 오거 드릴(auger drill)이 케이슨 구멍을 뚫는 데 사용되며 (그림 2.38 및 2.39 참조), 토양에 바위가 너무 많아 드릴 작업이 불가능한 경우에만 수작업 굴착이 이루어집니다.

일반적으로 드릴이 진행됨에 따라 임시 원통형 강철 케이싱을 구멍 주변으로 내려 토양을 지지합니다. 단단한 지지층에 도달하면, 필요한 경우 수작업 굴착이나 특수 벨링 버킷(belling bucket)을 사용하여 샤프트 바닥에 벨을 만듭니다 (그림 2.40 참조). 그 후 구멍 바닥의 지지면을 검사하여 예상된 품질인지 확인하고, 콘크리트를 채우면서 케이싱을 빼냅니다.

보강재는 상부구조의 기둥과 연결되는 케이슨 상부 근처를 제외하고는 콘크리트에 거의 사용되지 않습니다. 케이슨은 대형의 중하중용 기초 요소입니다. 샤프트 직경은 18인치(460mm)에서 8피트(2.4m) 이상까지 다양합니다.

벨형 케이슨은 벨을 점토와 같은 점착성 토양에서 굴착할 수 있을 때만 실용적입니다. 이는 콘크리트를 부을 때까지 형태를 유지할 수 있어야 하기 때문입니다. 지하수가 있는 경우, 임시 강철 케이싱이 케이슨 구멍의 침수를 방지할 수 있습니다. 그러나 지지층이 투수성이 있는 경우, 물이 아래에서 구멍을 채울 수 있어 케이슨 시공이 실용적이지 않을 수 있습니다.

소켓형 케이슨(socketed caisson) (그림 2.37 참조)은 바닥에서 벨 대신 암반으로 뚫어 들어갑니다. 이 케이슨의 지지력은 끝단 지지뿐만 아니라 케이슨 측면과 암반 사이의 마찰력에서도 나옵니다. 그림 2.41은 록 케이슨(rock caisson) 또는 드릴드인 케이슨(drilled-in caisson)의 설치를 보여줍니다. 이는 강철 H형강 코어가 있는 특수한 형태의 소켓형 케이슨입니다.

말뚝 (Piles)

말뚝 (그림 2.37 참조)은 케이슨과 달리 드릴링하고 콘크리트를 붓는 대신 지반에 강제로 박는다는 점에서 구별됩니다. 말뚝은 비점착성 토양, 지하수 조건, 또는 지지층이 너무 깊어 케이슨이 실용적이지 않은 경우에 사용될 수 있습니다.

가장 단순한 형태의 말뚝은 목재 말뚝으로, 가지와 껍질을 제거한 나무 줄기입니다. 이 말뚝은 가는 쪽 끝을 아래로 하여 파일 드라이버(pile driver)에 고정시키고 무거운 기계 해머로 반복적으로 타격하여 지반에 박습니다.

말뚝은 그 끝단이 암반, 조밀한 모래, 자갈과 같은 적합한 지지층에 단단히 닿을 때까지 박히면 '선단지지 말뚝(end bearing pile)'이라고 합니다. 반면, 단단한 지지층을 만나지 않고 더 연약한 지반에만 박힌 경우에도 말뚝 측면과 주변 토양 사이의 마찰 저항을 통해 상당한 하중 지지 능력을 발휘할 수 있는데, 이를 '마찰 말뚝(friction pile)'이라고 합니다. (일부 말뚝은 선단지지와 마찰의 조합으로 강도를 얻기도 합니다.)

말뚝은 보통 2개에서 25개까지 밀접하게 모여 군(群)을 이루어 박힙니다. 각 군의 말뚝들은 나중에 상부에서 철근 콘크리트 말뚝 캡(pile cap)으로 연결되어, 위의 기둥이나 벽체의 하중을 여러 말뚝에 분산시킵니다 (그림 2.42 및 2.43 참조).

선단지지 말뚝은 본질적으로 케이슨과 유사하게 작동하며, 때로는 150피트(45m) 이상의 깊이에서도 단단한 지지층에 도달할 수 있는 현장에서 사용됩니다. 각 말뚝은 '거부(refusal)'까지 박히는데, 이는 해머의 연속적인 타격에도 추가적인 관입이 거의 일어나지 않아 말뚝이 지지층에 단단히 박혔음을 나타내는 지점을 의미합니다.

마찰 말뚝은 실트질, 점토질, 모래질 토양에서 가장 효과적입니다. 이들은 선단지지 말뚝처럼 거부까지가 아니라, 미리 정해진 깊이나 해머 타격에 대한 특정 수준의 저항이 나타날 때까지 박힙니다. 마찰 말뚝 군은 상부 구조물의 집중 하중을 군 주변과 아래의 넓은 토양 부피로 분산시키는 효과가 있으며, 이때 발생하는 응력은 토양의 허용 능력 내에 안전하게 머무릅니다 (그림 2.44 참조).

말뚝의 하중 지지 능력은 토양 시험 결과와 말뚝 및 파일 드라이버의 특성을 바탕으로 미리 계산됩니다. 이 계산의 정확성을 확인하기 위해, 기초 공사가 시작되기 전에 현장에서 종종 시험 말뚝을 박고 하중을 가해봅니다.

하중을 지지하는 벽체에 말뚝을 사용할 때는, 말뚝 캡 사이에 철근 콘크리트 그레이드 빔(grade beam)을 설치하여 벽체 하중을 말뚝으로 전달합니다 (그림 2.45 참조). 그레이드 빔은 케이슨 기초에서도 같은 목적으로 사용됩니다.

말뚝 박기 (Pile Driving)

말뚝 해머는 증기, 압축 공기, 압축 유압 유체, 또는 디젤 폭발의 에너지로 들어 올려진 거대한 무게추로, 말뚝 상단과 단단히 접촉한 블록에 떨어뜨려집니다. 단동(單動) 해머는 중력만으로 떨어지는 반면, 복동(複動) 해머는 무게추를 들어 올리는 에너지원을 역으로 적용하여 아래로 강제 이동시킵니다.

해머는 파일 드라이버 전면의 '리드(leads)'라고 불리는 높은 수직 레일을 따라 이동합니다 (그림 2.46 참조). 박기 시작 시 각 말뚝의 상단으로 먼저 올려진 다음, 말뚝이 지반에 관입됨에 따라 아래로 따라갑니다. 파일 드라이버 메커니즘에는 박기 전 각 말뚝을 제자리로 들어 올리는 장비도 포함되어 있습니다.

특정 유형의 토양에서는 해머 타격만으로보다 진동을 이용하면 말뚝을 더 효율적으로 박을 수 있어, 진동 해머 메커니즘이 사용됩니다. 해머 타격으로 인한 진동이 주변 기존 구조물에 위험을 줄 수 있는 경우, 일부 경량 말뚝 시스템은 회전 드릴링이나 유압 압입 방식으로도 설치할 수 있습니다.

말뚝 재료 (Pile Materials)

말뚝은 목재, 강재, 콘크리트, 그리고 이들 재료의 다양한 조합으로 만들어질 수 있습니다 (그림 2.47 참조). 목재 말뚝은 로마 시대부터 사용되었으며, 당시에는 인력으로 들어 올린 대형 기계식 해머로 박았습니다. 목재 말뚝의 주요 장점은 경량 기초에 경제적이라는 점입니다.

단점으로는, 박는 도중 이음을 할 수 없어 사용 가능한 나무 줄기 길이(약 65피트 또는 20m)로 제한된다는 점이 있습니다. 또한, 목재 방부제로 가압 처리하거나 지하수면 아래 완전히 잠기지 않으면 부패할 수 있습니다 (물속의 산소 부족으로 유기체 성장이 억제됨). 목재 말뚝을 박을 때는 쪼개짐을 방지하기 위해 상대적으로 작은 해머를 사용해야 합니다. 개별 목재 말뚝의 하중 지지 능력은 10-55톤(9,000-50,000kg) 범위입니다.

강재 말뚝은 H형강과 강관 두 가지 형태로 사용됩니다. H형강 말뚝은 특수 열간 압연된 광폭 플랜지 단면으로, 깊이가 8-14인치(200-355mm)이며 단면이 거의 정사각형입니다. 이들은 주로 선단지지 용도로 사용됩니다. H형강 말뚝은 박는 동안 상대적으로 적은 양의 토양을 밀어냅니다. 이는 많은 말뚝을 가깝게 박을 때 때때로 발생하는 인접 토양의 상향 변위, 즉 '히빙(heaving)'을 최소화합니다. 히빙은 특히 도심지에서 문제가 될 수 있는데, 인접 건물을 들어 올릴 수 있기 때문입니다.

H형강 말뚝은 편리한 길이로 현장에 가져와 박는 과정에서 용접하여 필요한 길이를 만들 수 있으며, 요구되는 깊이에 도달하면 산소아세틸렌 토치로 절단할 수 있습니다. 절단된 끝 부분은 다른 말뚝에 용접하여 낭비를 줄일 수 있습니다. 그러나 일부 토양에서는 부식이 문제가 될 수 있으며, 밀폐된 강관 말뚝이나 중공 프리캐스트 콘크리트 말뚝과 달리 박은 후 직선성과 손상 여부를 검사할 수 없다는 단점이 있습니다. H형강 말뚝의 허용 하중은 30-225톤(27,000-204,000kg) 범위입니다.

강관 말뚝의 직경은 8-16인치(200-400mm)입니다. 이들은 하단이 개방되거나 무거운 강판으로 밀폐된 상태로 박을 수 있습니다. 개방형 말뚝은 밀폐형보다 박기 쉽지만, 내부의 토양을 제거하고 콘크리트를 채우기 전에 검사해야 합니다. 반면 밀폐형 말뚝은 박은 직후 검사하고 콘크리트를 채울 수 있습니다. 강관 말뚝은 강성이 높고 40-300톤(36,000-270,000kg)의 하중을 지지할 수 있습니다. 그러나 박는 동안 상대적으로 많은 양의 토양을 밀어내어 주변 토양과 건물의 상향 히빙을 유발할 수 있습니다. 대형 강관 말뚝을 박기 위해서는 매우 무거운 해머가 필요합니다.

미니 말뚝(minipiles), 핀 말뚝(pin piles) 또는 마이크로 말뚝(micropiles)이라고도 불리는 경량 강재 말뚝은 직경 2-12인치(50-300mm)의 강봉이나 강관으로 만들어집니다. 미니 말뚝은 토양에 뚫은 구멍에 삽입한 후 그라우팅으로 고정합니다. 기존 건물 내부에 설치할 때는 말뚝에 아래로, 건물 구조에 위로 유압 잭으로 힘을 가해 토양에 밀어 넣기도 합니다. 해머 타격이 필요 없어 기존 구조물에 손상을 줄 수 있는 진동이나 건물 내 진행 중인 활동에 지장을 주지 않아 기존 기초의 보수나 개선에 좋은 선택입니다 (그림 2.54 참조).

기존 건물의 지하실과 같이 수직 공간이 제한된 경우, 미니 말뚝은 3피트(1m) 정도로 짧은 개별 섹션으로 설치할 수 있으며, 박는 과정에서 끝과 끝을 연결합니다. 미니 말뚝은 200피트(60m)의 깊이까지 도달할 수 있으며, 200-300톤(180,000-270,000kg)의 작업 하중 능력을 가질 수 있습니다.

프리캐스트 콘크리트 말뚝은 정사각형, 팔각형, 또는 원형 단면을 가지며, 대형의 경우 종종 검사를 위한 중공 코어가 있습니다 (그림 2.47-2.49 참조). 대부분은 프리스트레스트(prestressed) 처리되지만, 일부 소형 건물용은 단순히 철근으로만 보강됩니다. 일반적인 단면 치수는 10-16인치(250-400mm)이며, 하중 지지 능력은 45톤 - 500톤(40,000kg - 450,000kg) 범위입니다.

프리캐스트 말뚝의 장점으로는 높은 하중 지지 능력, 부식이나 부패 문제가 없음, 그리고 대부분의 상황에서 상대적인 경제성이 있습니다. 그러나 설치 전 휨이나 균열을 방지하기 위해 주의 깊게 다뤄야 합니다. 프리캐스트 말뚝 길이 간의 이음은 섹션 끝에 주조된 기계식 체결 장치를 사용하여 효과적으로 할 수 있습니다.

현장타설 콘크리트 말뚝은 중공 강관을 지반에 박은 후 콘크리트로 채워 만듭니다. 강관은 때때로 강성을 높이기 위해 주름져 있습니다. 주름이 원주 방향인 경우, 박는 동안 강관의 붕괴를 방지하기 위해 무거운 강철 맨드릴(mandrel, 강성이 높은 밀착 라이너)을 삽입하고, 콘크리트를 채우기 전에 제거합니다. 종방향 주름이 있는 일부 강관은 맨드릴 없이도 충분히 강성이 있습니다.

맨드릴로 박는 일부 유형의 말뚝은 길이가 제한되며, 현장타설 말뚝의 더 큰 직경(최대 16인치 또는 400mm)은 지반 히빙을 유발할 수 있습니다. 하중 지지 능력은 45톤 - 150톤(40,000kg - 136,000kg) 범위입니다. 현장타설 콘크리트 말뚝을 사용하는 주된 이유는 경제성입니다.

다양한 독점 현장타설 콘크리트 말뚝 시스템이 있으며, 각각 장단점이 있습니다 (그림 2.50 참조).

콘크리트 압입 푸팅(concrete pressure-injected footings) (그림 2.51 참조)은 말뚝, 피어, 푸팅의 특성을 공유합니다. 이들은 상향력에 대한 저항이 매우 높아, 전복 가능성이 있는 높고 가는 건물이나 텐트 및 공기막 구조물의 인장 앵커에 유용합니다.

다짐 골재 피어(rammed aggregate piers)와 석주(stone columns)는 압입 푸팅과 유사하지만, 드릴링이나 특허 진동 프로브의 작용으로 만들어진 구멍에 조밀하게 다져진 쇄석으로 구성됩니다.

이번 포스팅에 다룬 내용에 대한 퀴즈: ARE 5.0 시험 준비

1. 다음 중 말뚝의 하중 지지 메커니즘으로 가장 적절한 것은?
a) 부력
b) 선단지지
c) 압축
d) 인장

2. 현장타설 콘크리트 말뚝의 주요 장점은 무엇인가?
a) 설치 속도
b) 소음 감소
c) 경제성
d) 내구성

3. 다음 중 말뚝 캡(pile cap)의 주요 기능은?
a) 말뚝의 길이 증가
b) 지반의 안정화
c) 하중의 균등 분배
d) 지하수 유입 방지

4. 프리스트레스트 콘크리트 말뚝의 주요 이점은?
a) 가벼운 무게
b) 높은 인장 강도
c) 쉬운 설치
d) 낮은 비용

5. 다음 중 히빙(heaving) 현상이 발생할 가능성이 가장 높은 경우는?
a) 선단지지 말뚝 사용 시
b) 마찰 말뚝 사용 시
c) 큰 직경의 현장타설 말뚝 사용 시
d) 프리스트레스트 콘크리트 말뚝 사용 시

정답: b) 선단지지
설명: 말뚝의 주요 하중 지지 메커니즘은 선단지지와 마찰입니다. 선단지지는 말뚝의 끝단이 단단한 지반에 닿아 하중을 지지하는 방식입니다.

정답: c) 경제성
설명: 현장타설 콘크리트 말뚝의 주된 장점은 경제성입니다. 이는 재료비가 상대적으로 저렴하고, 현장 조건에 맞게 유연하게 적용할 수 있기 때문입니다.

정답: c) 하중의 균등 분배
설명: 말뚝 캡의 주요 기능은 상부 구조물의 하중을 여러 말뚝에 균등하게 분배하는 것입니다. 이를 통해 개별 말뚝에 과도한 하중이 집중되는 것을 방지합니다.

정답: b) 높은 인장 강도
설명: 프리스트레스트 콘크리트 말뚝은 미리 압축력을 가해 제작되므로, 일반 콘크리트 말뚝에 비해 높은 인장 강도를 가집니다. 이로 인해 운반 및 시공 중 파손 위험이 낮고, 더 큰 하중을 지지할 수 있습니다.

정답: c) 큰 직경의 현장타설 말뚝 사용 시
설명: 히빙 현상은 말뚝을 지반에 박을 때 주변 토양이 위로 밀려 올라오는 현상입니다. 큰 직경의 현장타설 말뚝을 사용할 때 이러한 현상이 발생할 가능성이 높아집니다. 이는 큰 직경의 말뚝이 더 많은 토양을 밀어내기 때문입니다.