부마찰력(Negative Skin Friction)

건축시공기술사 기초공사 용어, 부마찰력(부주면마찰력)입니다. 말뚝기초 설계에서 지지력과 침하를 함께 살펴야 하는 하향 마찰력입니다. 더 많은 용어는 기초공사 카테고리에서 볼 수 있습니다.

1. 정의와 발생 원리

부마찰력(KDS 용어는 ‘부주면마찰력’)이란 “말뚝 침하량보다 지반 침하량이 더 크게 발생하는 구간에서 말뚝 주면에 발생하는 하향의 마찰력”입니다. (KDS 11 50 15 : 2025 1.4 용어의 정의)

쉽게 말하면 말뚝 주변의 지반이 말뚝보다 더 많이 가라앉을 때 흙이 말뚝을 아래로 끌어내리는 힘입니다. 보통의 주면마찰력이 말뚝을 위에서 떠받치는 저항력(상향)인 것과 반대로, 이 힘은 말뚝에 추가 하중으로 작용합니다.

2. 설계 검토 기준

KDS 11 50 15 4.1.1.7(1)은 부주면마찰력이 말뚝과 지반의 상대적인 침하거동에 따라 발생하는 하향력으로서 말뚝기초의 지지력과 침하에 영향을 준다고 보고, 다음 경우에 고려하도록 합니다.

• 기초지반에 점토, 실트 또는 유기질토 같은 압축성 지반이 분포하는 경우
• 말뚝기초와 인접해 쌓기가 예상되거나 최근에 쌓기가 실시된 경우
• 기초지반의 지하수위가 저하되는 경우

크기는 중립면의 위치, 침하지반의 특성, 말뚝재료의 특성을 고려해 산정합니다(4.1.1.7(2)). 부주면마찰력이 발생하는 지반조건에서는 하중전이시험이 포함된 압축재하시험으로 축방향 허용압축지지력을 결정할 수 있고(4.1.1.7(4)), 크기가 큰 경우에는 부주면마찰력 감소방법을 적용할 수 있습니다(4.1.1.7(5)). 또한 말뚝의 침하 검토에는 부주면마찰력에 의한 침하량을 함께 고려해야 합니다(4.1.1.9(1)).

침하 검토도 함께 봐야 합니다. KDS 11 50 15 4.1.1.9는 허용침하량을 상부구조물의 구조형식, 사용재료, 용도, 중요성 및 침하의 시간적 특성 등에 따라 정하도록 하고, 외말뚝의 침하량은 압축 정재하시험으로 판정하는 것이 가장 바람직하다고 규정합니다. 또한 4.1.1.7(8)은 부주면마찰력과 활하중 또는 일시적으로 작용하는 하중을 동시에 조합해 고려하지 않는다고 정합니다.

답안은 ① 정의(하향 마찰력) ② 발생 조건(압축성 지반·성토·지하수위 저하) ③ 중립면과 크기 산정 ④ 지지력·침하 검토와 감소방법 순서로 쓰면 용어 설명에서 설계 검토까지 이어집니다. 감소방법의 구체적 종류는 기준 본문이 아니라 일반적인 학습 정리이므로, 답안에서는 현장 조건에 맞는 방법을 제시하세요.

현장에서는 이 힘을 줄이는 방법도 함께 묻습니다. 기준은 크기가 클 때 감소방법을 적용할 수 있다고만 정하고, 구체적 공법은 지반조건과 말뚝 종류에 따라 달라집니다. 일반적으로 연약층 개량처럼 지반 침하 자체를 줄이는 방법과, 말뚝 표면에 하향 마찰이 덜 전달되게 하는 방법으로 나누어 정리하면 답안이 깔끔해집니다. 어느 쪽이든 중립면 위쪽 구간에서 하향 마찰이 생긴다는 점을 먼저 짚어 주세요.

3. 핵심 키워드

4. 기출

• 130회 (용어) 말뚝공사의 부마찰력
• 106회 (용어) 말뚝의 부마찰력(Negative Friction)
• 94회 (용어) 말뚝(Pile)의 정마찰력과 부마찰력
• 91회 (용어) 말뚝기초의 부마찰력(Negative Friction)
• 71회 (용어) 부마찰력
• 65회 (용어) 부마찰력

출처
국가건설기준센터, KDS 11 50 15 「깊은기초 설계기준(일반설계법)」(2025)