동상현상(Frost heave) & 연화현상(Frost boil)

땅속 깊은 곳에 있는 지하수는 모세관작용에 의해서 지표면으로 이동하고 대기의 온도가 0도 아래로 떨어지면 얼음으로 변화된다. 물은 얼음으로 변화될때 부피가 약 9%정도 증가하기 때문에 흙속에 포함된 수분이 얼면 부피가 증가하는 것이다. 이 현상을 Frost heave, 즉 동상 혹은 서릿발 현상이라고 부르고 있고 결국 지표면 위에 있는 건축물을 들어올리는 원인이 된다.

 

 

 

 

 

 

반면에 온도가 상승하면 흙속에서 얼었던 수분들이 녹아서 흙속에 고이게 된다. 이 수분이 녹는 과정은 지표층에서 가까운 부분부터 시작해서 아래로 이동한다. 지표층에서 좀 더 아래층은 아직 얼어있기 때문에 이 지표층 가까이에서 녹은 물은 가두어지게 된다. 이 녹은 수분의 양이 증가함에 따라서 지표층 흙의 강도가 낮아져서 무르게 되는 현상을 Frost boil(연화현상)이라고 하고 지표면 위에 있는 건축물이 가라앉은 원인이 되는 것이다.

 

신규주택의 공사현장을 관찰해보면 포크레인으로 제일 먼저 바닥을 열심히 파는 작업을 하는 이유가 이 동상현상과 연화현상으로 인해서 기초가 피해가 입는 것을 예방하기 위한 것이다. 당연히 기후에 따라 깊이는 다를 수 있고 겨울이 있는 우리나라의 경우에는 지역별 동결심도에 따라서 지표면 아래의 흙이 얼지 않는 일정 깊이 이상은 파내는 작업을 해야 피해예방을 할 수 있다고 한다. 중고교시절동안 자주 듣곤했던 수학에만 기초가 중요한 것이 아니다. 우리가 편안하게 거주하고 있는 집들도 기초가 중요하다는 것이다.