‘사상누각(砂上樓閣)’이란 말이 있다. 아무리 훌륭한 집이라도 모래 위에 세워서는 오래 버틸 수 없다는 뜻이다. 이 표현은 약 2000 년 전 성경에서 유래했다. 우리나라에는 백제 시대에 세워진 익산 미륵사지 석탑이 있다. 석탑 하부를 판축다짐으로 견고히 보강한 덕분에 천 년이 넘는 세월 동안 그 자리를 지키고 있다. 이처럼 건축물의 내구성은 지반의 안정성과 밀접한 관계가 있다.
‘반석 같은 땅’은 절대적 기준이 있는 것이 아니라 건물의 규모, 하중, 구조 형태에 따라 상대적으로 판단되는 개념이다. 따라서 설계 단계에서 필요한 지내력을 검토하고, 부족할 경우 적절한 지반 보강을 통해 이를 확보해야 한다.
지반 보강에는 여러 공법이 있으나, 현장에서 자주 쓰이는 세 가지 방법을 소개하고자 한다.
첫째, 흙 치환다짐 공법은 연약한 흙을 양질의 조립토로 교체하고 다짐해 지내력을 확보하는 방법이다. 지내력은 평판재하시험으로 확인하며, 치환 깊이는 평판 직경의 약 두 배 이내로 하며 충분히 다짐 후 지내력 시험을 실시해야 한다. 이보다 깊은 경우에는 단계별로 다짐과 시험을 반복 시행해야 한다.
둘째, 시멘트 그라우트 공법은 논이나 습지 같은 연약지반에 적합하다. 시멘트 그라우트액을 지반의 균열이나 공극에 주입해 강도를 높이는 방식이다. 다만 지중 시공이므로 상태를 직접 확인하기 어렵다. 따라서 주입량 기록, 지반 탐사를 통한 주입상태 확인, 동적 재하시험 등을 통해 지내력을 확인해야 한다.
셋째, 콘크리트 지지말뚝 공법은 풍화암 이상의 단단한 암반에 말뚝을 정착시켜 하중을 직접 전달하는 방식이다. 시공 시에는 암반 깊이, 오거 장비 규격, 암반 굴착 여부, 말뚝 지지력 등을 반드시 확인해야 한다. 말뚝의 지지력은 동적 재하시험으로 검증하며, 암반 굴착 여부는 굴착 시 전류 게이지가 약 100A 이상 증가하면 암반에 도달한 것으로 본다. 또한 항타기록지 그래프가 최종 관입량이 기준값 이내이고, 관입량이 줄어들고 리바운드는 커지는 양상이면 파일의 암반 정착이 양호하다고 판단할 수 있다. 특히 암반 깊이가 15m를 초과할 경우, 파일 이음을 위한 크레인과 용접 공정이 추가됨을 유의해야 한다.
약 1,400년 전 백제 장인들은 미륵사지 석탑을 통해 당시 동북아 최고 수준의 건축기술을 보여주었다. 우리 또한 선조들의 지혜를 이어받아 ‘반석 같은 땅’을 만드는 일을 게을리 하지 말아야 한다. ‘반석 같은 땅’을 만들고, 그 상태를 철저히 확인하는 일은 건축의 시작이자 가장 기본적인 약속이기 때문이다.