우리나라의 액상화 현상(liquefaction)

우리나라의 액상화 현상(liquefaction)

 

포항지진 이후 액상화 현상이 매스컴에서 주목 받고 있다.

 

액상화 현상은 지진동이 발생하면서 주로 투수계수가 높은 세립질 모래사이에 있는 지하수 내에 응력이 전달되면서 급격히 포화되면서 지지력을 상실하면서 주변지반과 구조물에 영향을 미치는 것 때문에 문제가 된다. 액상화 현상이 구조물에 영향을 미치지 않는다면 실제 큰 문제로 이어지지는 않는다.

실제 지진에 따른 액상화 현상이 피해로 연결된 사례가 구체적으로 확연하게 드러나지 않은 상황에서 장담하기는 어렵지만 대부분 내진설계가 이루어지지 않은 건축물의 피해만 드러난 것만 보아도 액상화로 인한 피해는 아직 없는 것으로 간주된다.

액상화 현상으로 인한 피해는 지진동의 발생 시 즉각 드러나기 때문이다.

 

액상화 현상이 문제가 되는 것은 지진동에 의해 주로 세립질의 모래층 내의 급격한 지하수의 변동에 의해 당초의 지지력을 상실함으로써 심할 경우에는 멀쩡한 전주까지 꼭대기만 남고 땅속에 묻히는 사례까지 일본에 있은 까닭이다.

 

즉 액상화 현상은 몇 가지 조건이 충족되어야 피해로 나타나게 된다.

첫째는 느슨한 세립질 사질지반이 어느 정도 규모를 이루고 있어야 한다.

둘째는 상부 구조물의 기초지반이 사질지반을 관통하여 풍화암이나 견고한 지반 위에 놓여질 때에는 별 문제가 없다.

셋째는 우리나라의 경우 송도신도시 같은 경우를 제외하고는 모래질 지반이 두텁게 쌓인 경우는 그리 많지 않다. 물론 송도신도시 경우에는 모래질 지반 위에 기초가 놓여진 것이 아니라 이 모래층을 뚫고 콘크리트나 강관 파일이 견고한 풍화암이나 연암층에 박혀 있기 때문에 큰 문제가 없다. 해안가와 비교적 가까운 평택 일부 지역에서는 비교적 두텁고 다소 단단한 세립질 모래층에 파일이 박혀 있으나 이들 기초지지층을 완전히 흔들 정도의 아주 심한 지진이 아니고서는 안전하다.

넷째는 퇴적된 지 오래되어 하부의 매우 조밀한 모래층에서는 비교적 액상화 현상에 비교적 안전하다. 특히 이들 지층위에 구조물이 누르고 있다면 과잉간극수압이 발생될 우려가 적으므로 어느 정도 안전 범위에 있다고 보아야 한다.

다섯째 우리나라 대부분 퇴적층들은 극히 제한된 일부지역을 제외하고는 다양한 퇴적환경에 놓여져 있었기 때문에 세립질 모래만 쌓인 것이 아니라 점토나 자갈 등이 호층으로 이루어 액상화 현상을 감소시키기 때문이다.

 

물론 상상을 초월하는 지진동은 미고결 상태의 지반을 가차 없이 흔들어 놓은 가능성이 높다. 하지만 논바닥에 드러난 액상화 현상이 일부 논의 토질을 바꾸어 놓았을지언정 외형적인 변화를 보이지 않는 것은 구조물의 위해와 그리 결부되지 않는 것과 같다.

 

우리나라에서 필로티 건축물은 대개 전면기초라 하여 건물 바닥전체를 통째로 기초를 하기 때문에 건물면적만큼의 기초크기로 이루어져 있다. 물론 기초크기에 합당할 만큼 구조적으로 안전하다고 볼 수는 없지만 그렇다 하더라도 웬만한 액상화 현상이 일어나더라도 소규모의 동시침하가 일어나 큰 피해는 우려되지 않는다.

단 침하에 민감한 건물이나 기초터파기 시 지하수의 누출로 인해 당초 소정의 설계심도보다 상부 모래지반 위에 놓여진 독립기초는 심각한 영향을 받을 수 있다.