초고층 건물의 기초가 계속 가라앉을까요?

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현대 고층 빌딩의 기초는 종종 지하 수십 미터 깊이에 있습니다. 기초가 건물의 하중을 효과적으로 전달하고 분산시킬 수 있는 한, 상하이와 같은 연약한 토양 기초에서도 토양층의 침하를 크게 줄이고 고르지 못한 침하를 제거하여 건물이 견고하게 서 있고 움직이지 않게 유지될 수 있습니다.

사람들은 인터넷에서 이러한 용어를 낯설지 않고 집이 기울거나 갈라지는 등의 품질 문제가 흔하며 심지어 일부 건물은 연간 수 센티미터의 속도로 가라앉고 있습니다. 이것에 대한 이유는 무엇입니까? 건물에 그러한 안전 위험이 있는지 어떻게 판단합니까?

우리가 보는 건물은 사실 지상 건물의 일부일 뿐이다. 실제로 건물 전체를 지탱하는 것은 우리가 볼 수 없는 기초와 기초입니다. 기초는 건물의 지하에 있는 원래의 암석과 흙으로, 오랜 지질학적 역사에서 풍화, 퇴적 및 기타 과정이 축적된 결과입니다. 기초 토양은 일반적으로 층이 있으며, 토양층마다 구성, 연령, 물리적, 기계적 특성이 다릅니다. 일부 토양층은 두께가 몇 센티미터에 불과하고 일부는 두께가 10미터 이상입니다. 이러한 토양층은 기본적으로 자체 중력의 작용으로 형성되었으며 큰 변형을 겪지 않습니다. 그러나 기초 위에 집을 짓는 것은 흙층에 추가적인 하중을 가하는 것과 같습니다. 흙층이 압력을 받은 후에는 압축되고 변형되어 땅이 가라앉기 시작합니다. 침하속도와 침하량이 위치별로 다르면 건물이 기울어지고 갈라질 수 있어요!

하지만 걱정하지 마세요. 엔지니어들이 기반을 강화하는 좋은 솔루션을 생각해 냈습니다. 기초는 건물의 바닥에 기초와 접촉하여 하중을 지지하는 구조물로, 건물의 상부에서 기초로 하중을 전달하는 역할을 합니다. 집을 나무둥치에 비유하면 기초는 나무뿌리와 같아서 기초의 흙층에 깊이 뿌리를 내려 상부 구조의 안정성을 확보합니다. 일반적인 기초 형태에는 파일 기초, 독립 기초, 스트립 기초, 뗏목 기초, 상자 기초 등이 포함되며 다양한 구조 형태의 건물에 적용하는 데 사용됩니다. 기초는 상부 구조물의 하중을 지탱하고 이를 기초 깊은 곳에 있는 단단한 토양층으로 전달할 수 있습니다. 단단한 토양층은 지지력이 높고 쉽게 변형되지 않습니다. 동시에 기초의 응력 면적과 길이를 조정하여 다양한 하중 위치에서 고르지 않은 침하를 제거할 수 있습니다.

현대적인 고층 건물의 기초는 지하 수십 미터에 달하는 경우가 많습니다. 총 높이가 632m에 달하는 상하이 타워에는 약 1,000개의 구멍이 뚫린 말뚝이 땅에 박혀 있으며, 각 말뚝의 길이는 80m가 넘습니다. 기초가 건물의 하중을 효과적으로 전달하고 분산시킬 수 있는 한, 상하이와 같은 연약한 토양 기초에서도 토양층의 침하를 크게 줄이고 고르지 못한 침하를 제거하여 건물이 견고하게 서 있고 움직이지 않게 유지될 수 있습니다. 일부 건물의 설계가 불합리하거나 시공 품질이 표준에 미치지 못하는 경우 "바닥 균열"과 같은 비극이 발생할 수 있습니다.