흙의 동결심도
1. 정의
흙의 동결심도란 동결 전 노면으로부터 지중 온도가 0℃ 선까지 내려가는 깊이를 말한다. 지반 내 수분이 동결되어 발생하는 동상현상(Frost Heaving)을 방지하기 위해 기초 바닥은 반드시 소요 동결심도 이하에 위치해야 한다.
2. 동결심도 산정 공식
- z : 동결 깊이 (cm)
- C : 정수 (지반 및 환경 조건)
- C=3: 배수 양호, 일조량 많은 곳
- C=4: 우리나라 일반 지역 표준값
- C=5: 산악지대, 용수 많고 배수 불량인 곳
- F : 동결지수 (Freezing Index, ℃·day)
- 겨울철 0℃ 이하의 일평균 기온과 지속시간의 적(積)
- 결정방법 : 0℃ 이하인 달의 (월평균 기온 × 월 일수)의 누계 합산
- 설계 적용
- 최근 30년간 동결지수가 가장 높은 3개년의 평균치 채택
- 자료가 부족할 경우 최근 10년간 최대 동결지수 적용
3. 동결지수(F) 결정 및 적용
4. 동결심도 결정의 목적
- 기초 바닥 심도 결정 : 동상 방지를 위해 기초 저면을 $z$보다 깊게 설치
- 구조물 안전성 확보 : 부동침하 및 균열 방지
- 지하 매설물 깊이 선정 : 수도관, 가스관 등의 동파 방지 보호
- 치환공법 : 동결심도 상부의 흙을 비동결성 토사(자갈, 모래 등)로 교체
- 배수관리 : 지하수위를 낮추어 모세관 상승 차단 (차단공법)
- 단열공법 : 지중에 단열재(스티로폼, 석탄재 등)를 넣어 지중 온도 저하 방지
- 화학처리 : CaCl2, NaCl 등을 혼입하여 어는점을 강하
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