기초(Foundation)란? 기초의 종류 및 구성요소

건물을 세우기 위해 가장 중요한 과정 중 하나는 기초 설계입니다. 기초는 건물의 안전과 안정을 담당하며, 지반과의 상호작용을 최적화합니다. 이 글에서는 건축의 기초에 대해 알아보겠습니다. 기초의 종류와 선택에 대한 중요한 요령을 알아보겠습니다. 

 

기초의 정의

기초란 건물의 하중을 안전하게 지반으로 전달하고 또 수평면을 고정시키기 위한 인공구축 부분을 말합니다. 아무리 상부구조과 화려하고 좋다 하더라도 기초에 따라서 사상누각으로 되어버립니다. 따라서 건물의 용도, 규모, 대지 조건, 지반의 성질, 공사기간, 그리고 기능성, 안전성, 시공성, 경제성 등을 종합적으로 검토하여 형식이나 공법의 결정이 이루어져야만 합니다. 기초는 지반 조사와 구조계산에 의해 구조전문가와 설계자 설계합니다.

 

설계에 앞서 시행하는 지반조사는 인접 대지의 실시 예나 지반도를 검토함과 동시에 보링테스트에 의하여 보질의 분포 상태, N값, 상수면의 위치 등을 파악하여 이루어지며 이것들의 데이터에 입각하여 가장 적합한 기초를 선정합니다. 

 

기초의 종류

기초형식에는 독립기초(Pad Foundation), 줄기초(Strip Foundation), 온통기초(Raft Foundation), 말뚝기초(Pile Foundation) 등이 있습니다. 이들 기초는 또 하중이 지지되는 지반의 위치레 따라 얕은 기초와 깊은 기초로도 구분됩니다. 얕은 기초는 건물 최하층 밑의 비교적 가까운 지반에서 하중이 지지되는 것이고, 깊은 기초는 말뚝이나 기둥에 의하여 건물이 그 최하층 바닥보다 깊이 떨어진 굳은 지층에 의해 받쳐지는 기초입니다. 깊은 기초는 건물 최하층 밑에 건물을 지지할 수 있는 굳은 지질이 없을 때 기초를 위한 굴착을 적게 하기 위해서 하는 것입니다. 

 

● 독립기초(Pad Foundation): 기둥을 받치기 위한 독립된 기초로, 기둥 하중을 지내력으로 나눈 값에 따라 기초판의 넓이가 정해집니다. 기초판 두께와 철근량은 계산에 의해 결정합니다.

● 줄기초(Strip Foundation): 벽 밑을 따라 계속해서 받치는 기초로, 기초폭은 건물하중과 허용 지내력에 의해 정해집니다. 무근 콘크리트의 경우 최소 150㎜ 이상의 두께가 필요하며 벽면에서 돌출된 부분보다 두꺼워야 합니다. 

● 온통기초(Raft Foundation): 건물 밑바닥 전체 또는 그보다 넓은 면적을 철근이나 철망 등으로 보강한 콘크리트 기초입니다. 약한 진흙지반이나 매립지반, 좁고 폭이 긴 건물기초에서 사용됩니다. 

● 말뚝기초(Pile Foundation): 지지 기반이 깊고 직접 기초가 적절하지 않을 경우 사용됩니다. 기기말뚝과 마찰말뚝이 있는데, 실제 건축 현장에서는 대부분 두 기능을 겸합니다. 

 

건물의 용도, 규모, 대지 조건, 지반의 성질, 공사기간, 기능성, 안전성, 시공성, 경제성 등을 종합적으로 고려하여 가장 적합한 기초를 선택합니다. 제대로 선택된 기초는 건물의 안전과 내구성을 보장합니다. 

 

구성요소

● 기초저면: 터파기 작업이 완료되면, 지반 상태에 따라 잡석다짐 이어집니다. 잡석의 크기는 120~200㎜, 폭은 기초판보다 좌우 50~60㎜ 정도 넓게 하고 잡석은 세워서 끼는 것이 바람직합니다. 잡석다짐 후 버림 콘크리트(고름 콘크리트, 밑창 콘크리트)를 칩니다. 버림 콘크리트 위에 먹줄을 쳐서 기초의 정확한 위치를 확보하며, 바닥의 수평성을 높여 배근과 거푸집 설치에 도움을 줍니다. 버림 콘크리트는 중소규모 건물에는 20~30㎜를, 대규모 건물에는 50~60㎜를 칩니다.   

● 기초판(Footing): 지반의 강도는 상부 구조물로부터 전달되는 힘에 비해 상당히 적으므로 기초 부분에서 힘을 분산시켜 지반에 전달할 필요성이 생깁니다. 기초판은 상부의 하중을 가능한 한 분산시켜 지반에 전달키 위한 것입니다. 

● 기초보(지중보): 기초보는 바닥을 지지하는 기능과 주각의 모멘트로 부담하는 기능, 지반의 반력을 지지하는 기능 등이 있습니다. 

 

마무리

기초는 건물을 세우는 데 있어서 가장 중요한 부분입니다. 올바르게 선택된 기초는 건물의 안전과 안정을 보장하며, 장기적으로 안전한 건물을 유지하는 역할을 합니다. 따라서 건물의 특성과 환경, 지반의 특성 등을 종합적으로 고려하여 가장 적합한 기초를 선택하는 것이 중요합니다.