안녕하세요 염정흠 전문가입니다.
토목공학
Q. 오래된 건물, 붕괴 위험이 있을까요?
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.사진 만으로는 정확히 알 수는 없습니다. 하지만 몇가지 답변을 남겨드리겠습니다.원단을 던질 때 진동이 전달되는 것은 원단의 무게에 따라 차이가 있겠지만 최근 지어진 건물에서도 발생할 수 있습니다. 원단을 롤형태로 말아두면 무게가 많이 나가기 때문입니다. 화장실 문을 여닫을 때 다른 창문이 흔들리는 것은 문을 여닫을 때 갑작스러운 기압변화로 인해서 발생할 수 있는 일인데 최근들어 더 심하다는 것은 문에 변형으로 인해서 문틀과 간섭이 심해져서 진동이 전달될 수도 있고, 공기가 지날 틈이 더 줄어들어 기압 변화가 커질 수도 있어서 이 또한 구조적인 문제라고 말하기 어렵습니다.페인트를 칠했는데 갈라짐이 발생하는 것은 구조체의 갈라짐이 미세하게 더 넓어져서 생길 수도 있습니다. 구조적 문제로 인한 갈라짐이라면 그 틈이 점차 커질 것입니다. 그런 경우는 구조체의 파괴가 매우 서서히 진행되고 있다고 볼 수 있습니다. 하지만 갈라짐이 생기고도 더 진행이 되지 않는 다면 페인트가 건조되면서 수축이 될 수 있는데, 그때 생겨나는 크랙일 수 있습니다. 사진에 페인트는 뿜칠로 작업하는 것으로 보이며, 일반 수성페인트 보다 두껍게 칠해집니다. 그렇기에 장기적으로 건조되면 갈라질 수 있습니다.신경 쓰이는 부분은 창문 사진 중 두번째 사진의 좌측에 갈라짐이 심한 부분이 있는데 그것이 시멘트 미장한 부분이 구조체에서 탈락되고 갈라진 것인지, 구조체가 심하게 갈라지면서 함께 갈라진 것인지 알 수 없으나 후자라면 구조적으로 문제가 있지 않을까 생각할 수 있습니다. 그런 경우 구조 전문가를 통해서 안전진단을 받아봐야 할 것입니다. 구조체가 점차 파괴되면서 틀어지는 것이 계속 된다면 창문에도 영향을 줄 수 있습니다. 그로 인한 창문도 틀어짐이 있다면 유리가 깨질 수도 있습니다. 정확한 것은 건물의 소유자가 구조전문가를 통해서 안전 정밀 진단을 받아봐야지 알 수 있을 겁니다. 다만, 그 비용이 많이 발생하고, 문제가 있을 때 해결이 어려울 수도 있습니다.
토목공학
Q. 건물이 내진설계가 되었는지 아닌지 겉모습만으로는 모르나요??
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.건물 외관만으로 판단하기 어렵습니다. 내진설계는 구조체를 설계할 때 각 자재의 강도 결정과 수량 및 크기, 배근 방법 등의 내용을 계획합니다. 그렇기 때문에 겉으로 드러난 것이 없다고 보시면 됩니다. 육안으로 확인이 가능한 시설은 내진 댐퍼와 같은 것입니다. 구조체 속에 들어가는 것이 아니라 구조체와 연결하여 별도 설치하는 것이기 때문입니다. 그 또한 일반 건축물에는 사용하는 사례가 없고, 대부분 초고층 건축물에 사용됩니다. 일반인이 쉽게 확인할 방법은 건축물대장에 표기된 내진등급을 보거나 '우리집 내진설계 간편조회 서비스'를 통해서 확인해 볼 수 있습니다. 우리나라에서 내진설계를 도입한 시기가 1988년이기 때문에 이전에 설계된 건축물은 내진 설계가 이루어지지 않았을 가능성도 높습니다. 그리고, 내진설계를 했지만 오래 된 건축물이라 자료가 소실되어서 건축물 대장이나 전산상에서 확인이 불가능한 것도 있습니다. 그러한 경우에는 전문가가 구조 정밀 진단을 해서 내진설계 기준에 적합한지 검토해야 될 것입니다.
토목공학
Q. 저희가 자동차로 다니는 고속도로는 언제부터 만들어졌나요?
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.우리나라 고속도로는 1960년대 초에 경제개발5개년계획을 통해서 계획하여서 1968년 12월에 서울-인천 간 고속도로가 최초 개통되었습니다. 이 후로 경인, 경부, 울산, 호남 고속도로가 순차적으로 착공되었습니다. 계속해서 지선을 연결하고, 노선을 확충하며 전국을 연결하는 고속도로가 형성되었습니다. 지금도 필요에 따라 지선과 노선이 확충되고 있지만 대부분의 큰 노선들이 형성되었을 것으로 생각됩니다.
토목공학
Q. 도로에서 싱크홀이라는게 왜 발생하는 원인이 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.싱크홀이 발샐하는 기본 원리부터 말씀드리겠습니다. 땅 속에는 지하수가 흐르고 있는데, 지하수가 지하에 있는 석회질을 녹여서 이동하거나 지반을 침식시키며 이동하면 큰 동공이 생겨날 수 있습니다. 그 후 상부 지반이 무너져 내리면 땅에 구덩이가 발생하는데 그것이 싱크홀입니다. 그 외에도 지하 동공이 생겨날 수 있는 원인은 더 있겠지만 석회질이 녹거나 침식작용에 의해서 발생하는 경우가 대표적입니다. 도심에서 생겨나는 싱크홀은 다른 원인이 추가됩니다. 토목이나 건축공사를 할 때 지하를 깊이 팔 때도 있고, 그 속에 구조물을 만들 때도 있습니다. 이때 지하수가 영향을 받아 주변 지반을 침식시킬 수 있습니다. 그럴 때 싱크홀이 발생할 수 있습니다. 다른 원인으로는 지중에 매설한 각종 배관 중 물이 흐르는 배관이 노후 되거나 공사 중에 부주의로 파손 되었을 때 누수가 발생할 수 있습니다. 이 때 흘러나온 물이 주변 지반을 침식시켜서 동공을 만들고 상부 지반이 무너져 내릴 수 있습니다. 보통 배관의 수명을 50~60년 정도로 보는데 우리나라나 일본의 도시들이 형성된 시기가 대략 5,60년 정도 지났으며, 그 동안 배관이 교체되지 않은 곳도 많습니다. 그러면 노후로 누수가 발생할 수 있습니다. 그리고, 건축물의 면적 확보를 위해서 지하는 더 깊게 파거나 지하철 등의 공사를 위해서 땅을 깊게 파는 경우가 많아지고 있습니다. 이 때 지하수에 영향을 덜 주는 방법을 고려하고, 지중에 매설된 배관의 위치를 정확히 파악하고 공사하여야 됩니다. 자연 발생하는 것은 막을 수 없겠지만 인간의 행위로 인해서 발생하는 것은 어느 정도 예측을 할 수 있기에 상황에 따라 예방법을 찾을 수 있을 것이라 생각합니다.
토목공학
Q. 땅속의 두더지나 개미굴로인해서 싱크홀이 생길수있나요??
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.싱크홀은 지반이 약해져서가 아니라 지하에 큰 동공이 만들어져서 상부 지반이 내려 앉는 것입니다. 그래서 대부분 지하수에 의해서 만들어집니다. 도심에서는 노후된 배관이 터지거나 공사 중 실수로 배관이 터졌을 때 흘러나온 물로 인해 토사가 쓸려가며 생긴 동공으로 상부 지반이 무너져 내려서 생겨나기도 합니다. 하지만 두더지나 개미굴로는 그만큼 큰 동공을 만들기 어려울 것 같습니다. 특히 개미굴이 만들어질 때 흙을 지상으로 이동시키며 만들기 때문에 싱크홀이 만들어질 정도라면 많은 흙더미가 발견되어서 발생 전에 알 수 있을 겁니다. 두더지는 앞발로 흙을 파고 뒷발로 그 흙을 지표면으로 올려두는데 어느 정도 들어가면 흙을 지표면까지 올릴 수 없어서 지하 동공을 만들 정도로 파지 못할 것 같습니다.
토목공학
Q. 도로 포장에는 아스팔트 포장과 콘크리트 포장이 있는데요
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.먼저 아스팔트콘크리트(이하 아스콘)에 대해서 얘기하겠습니다. 석유를 분별증유하면서 생겨나는 검정색의 점성 강한 액체가 아스팔트이며, 타르의 일종입니다. 그것을 골재와 채움재 등과 섞어서 만드는 것이 아스콘입니다. 도로에 아스콘포장을 많이 사용하는 이유는 시공 후 양생시간이 짧기 때문에 빨리 사용을 할 수 있고, 노면 소음이 적게 발생하는 편입니다. 손상부위를 보수하기도 용이합니다. 단점은 고온에서 부드러워지거나 녹을 수 있기 때문에 기온이 높을 때 무거운 차량이 지나가면 변형이 발생할 수 있습니다. 그리고 자외전과 반응하여 쉽게 마모될 수 있어 정기적으로 재포장해야 됩니다. 처음 시공할 때는 콘크리트 포장 보다 싸지만 유지보수로 인해 장기적으로는 더 비싸질 수 있습니다.콘크리트 포장은 시멘트, 자갈, 모래, 물을 혼합하여 만듭니다. 양생 후 강도가 매우 높아서 무거운 차량이 운행해도 잘 견뎌냅니다. 설치비용은 아스콘에 비해서 비싸지만 내구성이 좋기 때문에 장기적으로는 더 경제적입니다. 단점은 아스콘에 비해 노면이 소음이 큰 편입니다. 온도 변화에 따른 수축 팽창으로 인한 균열이 발생할 수 있습니다. 신축줄눈을 적절하게 시공하여 문제를 줄여줄 필요가 있습니다. 콘크리트는 타설 후 충분한 양생시간이 필요하기 때문에 시공 후 사용하기까지 긴시간이 필요합니다. 일반도로에는 아스콘 포장을 많이 하지만 고속도로와 같이 보수공사를 자주 할 수 없는 곳에는 콘크리트 포장을 많이 하고 있습니다.
토목공학
Q. 기찻길에 마찰이 많은 자갈이 깔려있는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.기찻길에 자갈이 깔려 있는 대표적인 이유가 몇 가지 있습니다. 간단히 남겨보겠습니다.선로는 철로만 만들어지는 것이 아니라 철로 아래 침목이라는 나무를 덧대 틀어지는 것을 막아줍니다. 그 침목이 기후나 기온에 따라 이동할 수 있어소 그것을 방지하고자 자갈을 깔아줍니다. 선로를 보호하는 것이라 볼 수 있습니다.다음 이유가 많이 알려진 내용으로 충격을 분산시키는 것입니다. 기차의 무게가 무겁고, 빠른 속도로 운행하다보면 선로에 많은 충격이 가해집니다. 그 충격과 하중을 수많은 자갈들이 분산시키며 진동을 감소시키는 것입니다.다음은 선로의 배수와 침수방지를 위한 것입니다. 자갈은 흙 보다 배수가 좋아서 폭우가 쏟아져도 선로가 침수되는 것을 방지할 수 있습니다.그 외에도 선로 주변으로 잡초가 자라는 것을 방지하고, 먼지가 날리는 것을 줄여줄 수 있습니다.추가로 말씀드리자면 선로에 깔리는 자갈은 압축 강도가 높은 것으로 하고, 지름이 20~40mm 정도의 크기로 선택하는 것이 좋습니다.
토목공학
Q. 건설현장은 아침에 일찍 시작하는데요. 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 염정흠 전문가입니다.건설현장이 일찍 시작되는 것은 해가 떠 있을 동안 공사를 하려는 것 때문입니다. 공사 현장에는 조명 설치가 어렵기 때문에 최대한 해가 떠 있을 때 하려는 것입니다. 조명 설치가 전혀 안되는 것은 아니지만 현장에 따라 제약이 있기 때문입니다. 새벽에 해가 뜨기 전부터 출근하는 현장도 있지만 그때는 주로 안전교육이나 체조, 작업 준비를 하는 경우가 많습니다. 본격적인 작업은 해가 뜨면 시작됩니다. 작업이 늦어질 때도 대부분 해가 지기 전까지 하며, 부득이한 경우 작업 조명을 설치하고 최대한 짧은 시간 내에 마무리하려고 합니다.
토목공학
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.
토목공학
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.