안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
Q. 거대한 싱크홀은 무슨 이유로 발생되나요
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.싱크홀이 발생하는 원리는 지하에 흐르는 물로 인해 동공이 생기고 상부 지반이 무너져 내리는 것입니다. 자연 발생하는 경우는 대표적으로 두가지를 들 수 있습니다. 지하수가 지하 석회질을 녹인 후 다른 곳으로 이동하면서 빈 공간이 생기는 것과 지하수가 흘러가다가 연약지반의 토사를 다른 곳으로 이동시키며 빈 공간을 만드는 것입니다. 그 후 상부 지반이 무너져 내리는 것이 싱크홀입니다. 그 외에도 여러 원인이 있지만 두가지가 대표적일 것 같습니다. 하지만 요즘 도심에서 발생하는 대부분의 싱크홀은 원리는 비슷하지만 자연 발생하는 것이 아닙니다. 도심에서 건축물에 많은 면적을 만들기 위해서 지하를 깊게 파는 경우가 있는데 이때 지하 구조물이 지하수의 흐름에 영향을 줘서 이동 경로나 유속이 달라진 지하수가 주변 토사를 이동시켜서 빈 공간을 만들어 발생할 수 있습니다. 다른 원인으로는 도심지의 지하에 매설한 각종 배관이 노후 되거나 지하 공사 중 손상을 줘서 누수가 발생하고, 그때 흘러 나온 물이 주변 토사를 이동시켜서 빈 공간을 만들고 상부 지반이 내려앉는 것이 있습니다. 최근 발생하는 싱크홀은 후자에 해당하는 것이 많습니다. 그리고 지하에 매설한 배관들은 주로 도로를 따라서 있기 때문에 도로에서 많이 발생하는 것입니다.
Q. 운동 경기장에서 관객들이 동시에 뛰어도 건물엔 문제없나요?
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.대학 시절에 교수님과 비슷한 얘기를 한 적이 있습니다. 보통 경기장을 건축할 때 관중석 쪽에는 프리스트레스 콘크리트란 것을 사용합니다. 이는 거푸집에 미리 텐션을 준 강선을 두고 콘크리트를 타설해서 만드는 것입니다. 그렇게 하면 콘크리트의 압축력이 가해지면서 구조물의 강도와 내구성이 높아집니다. 그러한 구조물을 사전 제작하여 현장에서 결합하여 건축물을 형성합니다. 그래서 경기장의 관중석은 매우 강한 구조체로 이루어졌다는 것을 알 수 있습니다. 보통 운동시설의 구조설계시 등분포활하중에 대한 기준이 있는데, 1제곱미터당 400~500kg의 하중을 견디도록 설계합니다. 보통의 철근콘크리트라면 형태나 배근 간격으로 충분히 맞출 수 있는 기준입니다. 거기에 프리스트레스 콘크리트를 썼다면 더 강할 수 있습니다. 그래서 사람들이 뛰어도 문제가 없었던 것입니다. 교수님과 얘기 나눴던 것은 그런 강한 구조체도 사람이 뛰어서 파괴시킬 수 있을지에 대한 것이었습니다. 이론 상으로는 가능하겠지만 실제로는 불가능하다고 결론이 났습니다. 어떤 사물이든 고유의 진동주기가 있습니다. 프리스트레스 콘크리트 역시 그렇기 때문에 그것의 고유의 진동주기를 찾아내고, 그 주기에 맞춰서 구조체의 중간 지점에서 계속 뛴다면 구조체가 받는 힘이 점점 커져서 파괴될 수 있다고 추측했습니다. 하지만 한사람이 하기에는 무게가 작고, 여러 사람이 하기에는 중간지점에 힘을 밀집시키기 어렵습니다. 그리고 진동 주기에 맞춰서 계속(구조체 강도가 높기 때문에 매우 긴 시간 지속해야 됩니다) 뛸 수 있는 운동능력과 체력조건도 갖춰야 합니다. 그 외에도 하기 어려운 조건이 많았습니다. 그래서 재미삼아 얘기해 볼 수는 있지만 구조체가 잘못 설계되거나 시공된 것이 아니라면 사람이 뛰어서 파괴시킬 수 없을 것이라고 결론을 내렸던 기억이 납니다.
Q. 60평이상 건축시 종합건설회사 시공관련
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.건설공사 시공자 제한에서 종합건설회사(종건)가 시공해야 되는 대상이 된다면 주요 공종은 종건에서 맡아서 시공해야 됩니다. 골조공사만 해당 되는게 아닙니다. 인허가 때 도서가 제출된 건축 및 설비, 토목 공사까지는 종건에서 시공해야 되는 것입니다. 인테리어 공사 같이 후공정이 가능한 부분에 대한 계획이 미정이라면 사용승인에 저촉되지 않는 선에서 공사를 마무리하고 추후에 진행할 수는 있습니다. 정리하자면 건축공사의 전반적인 주요공종을 종합건설회사와 도급계약하고 맡겨야 합니다.
Q. 기후 변화에 따라서 건물 형태도 많이 바뀌나요?
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.정도의 차이는 있겠지만 기후에 의해서 변형되기는 합니다. 대부분의 재료는 온도에 의해서 변형이 발생하고 수분에 의해서 변형이 발생하는 것도 많습니다. 그 변형이라는 것은 수축팽창입니다. 기온이 높아지면 팽창하고 기온이 낮아지면 수축합니다. 건축구조체를 만들 때 사용하는 목재, 콘크리트, 철근, 철골 등이 다 그렇습니다. 기온의 변화가 크다면 더 심해질 것이라 생각합니다. 수축팽창이 잦아지고, 원상복구가 안될 수도 있는 것입니다. 때로는 수축팽창 과정에서 뒤틀림이 발생할 수도 있습니다. 참고로 말씀드리자면 철근과 콘크리트는 열팽창 계수가 거의 같기 때문에 함께 사용하지 좋은 이상적인 구조체 재료입니다. 그 의미를 고려해 본다면 구조체가 열에 의해서 수축팽창한다는 것을 알 수 있습니다. 점차 기온의 변화 차이가 커지는 기후로 변해가는데 그러면 건축물에도 더 영향을 줄 수 있다고 생각합니다.수분에 의해서도 영향을 받는데 주로 목구조의 경우입니다. 목재는 수분을 잘 흡수하기 때문에 물을 많이 머금으면 팽창하고, 건조해지면 수축해집니다. 그래서 건축 자재로 사용하는 목재는 오랜 시간 수축팽창을 반복하면서 깊은 부분까지 잘 건조된 것을 사용하는 것이 좋습니다. 그래야지 형태가 잘 유지됩니다. 그럼에도 세월이 많이 지나면 약간의 변화는 발생합니다.점차 강수의 기복이 심해지는 기후가 되어 가는 것을 보면 영향이 심해질 것이라 생각됩니다.건축물은 강풍에도 영향을 받습니다. 태풍이 많이 불거나 태풍은 아니지만 강풍이 자주 불게 되면 풍하중에 의해서 변형이 생기고 다시 원상태로 돌아오는데 100% 원상복구는 아닙니다. 그래서 강풍이 자주 발생하고 누적되다 보면 변형된 상태로 유지될 수도 있습니다. 하지만 육안으로 볼 수 있을 정도까지 변형이 생기지는 않을 겁니다. 육안으로 확인될 정도라면 구조적으로 문제가 발생하고 있을 것입니다. 기후가 변화하면 강풍의 빈도 역시 바뀔 수 있고, 태풍의 발생 빈도까지 바뀔 수 있어서 건축물이 받는 영향도 달라집니다.
Q. 지난 밤에 서울 명일동 도로에 땅꺼짐 현상이 발생했는데, 갑자기 도로가 꺼지는 일이 왜 자주 발생하는지요?
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.정확한 원인은 조사 후에 발표되겠지만 이번 싱크홀은 인근에 지하철 공사를 하는 곳이 있어서 영향을 받은 것으로 보입니다. 싱크홀이 발생하는 기본 원리는 지하에 흐르는 물에 의해서 석회질이 녹아 다른 곳으로 흘러가거나 물살에 흙이 휩쓸려가며 빈공간이 생겨나서 상부 지반이 무너져 내리는 것입니다. 도심에서는 지하수 보다는 노후된 배관이 손상되어 누수가 심할 경우 주변 흙을 휩쓸고 가면서 빈 공간이 생겨나고 상부 지반이나 도로 포장면이 무너져 내리는 것입니다. 묭일동에서 발생한 싱크홀은 지하철 공사 중에 지하수에 영향을 줬거나 배관의 누수 발생이 원일일 수 있습니다. 공사 관계자들이 누수현상을 목격했다는 기사도 있었고, 인근 주유소에서 작은 싱크홀이 발생해서 신고도 했다고 합니다. 누수가 많이 심하지는 않아서 천천히 진행되었던 것 같습니다.