무른 땅에 구조물 설치 시 비용 많이 들거나 가라앉는 문제 발생

나무-FRP 결합한 ‘복합기둥’ 공법으로 시공비 75% 절감·안정성 확보

공사 기간 단축과 저비용, 설치 용이성 등으로 다양한 농업 기반 시설로 확장 기대

 

간척지에 구조물을 설치할 때는 무른 지반 특성상 침하 위험, 시공 난이도 관리 등 다양한 문제가 발생한다. 기존 ‘콘크리트(PHC) 기둥’ 공법은 침하 안정성은 확보되나, 온실 1헥타르(ha)당 25억 원 이상 기초 공사비가 드는 게 단점이다. ‘나무 기둥’ 공법은 초기 비용은 적지만 시간이 지날수록 지하수위 노출부 나무가 썩는 문제가 생길 수 있다.

 

이러한 한계를 해결하기 위해 농촌진흥청은 초기 비용이 적은 나무 기둥에 섬유강화플라스틱(FRP) 소재를 결합한 온실 기초 보강 공법(‘복합기둥’)을 개발하고, 새만금 원예 단지에서 성능과 경제성을 실증했다.

 

항공기와 수소 저장 용기에 사용되는 섬유강화플라스틱(FRP)은 간척지 같은 염분이 많은 환경에서 견디는 내식성*과 강도가 우수하다. 이를 나무와 결합해 가볍고 튼튼하며 연약 지반에서도 안정적으로 시공할 수 있는 복합기둥을 완성했다. 지하수위 아래에는 나무를, 노출되는 부분은 섬유강화플라스틱(FRP) 기둥을 연결하는 방식으로 시공한다.

*내식성: 부식에 견디는 힘 (물, 염수 등에 대한 저항성)

 

복합기둥을 활용하면 온실 시공비가 1헥타르(ha)당 약 6.1억 원으로, 기존 콘크리트 기둥 공법 대비 약 75% 절감*된다. 기둥 연결 부위의 점착력 및 마찰력을 나타내는 인발저항력은 나무 기둥에 비해 약 48.2% 향상돼(22.4kN→ 33.2kN) 강풍과 외부 하중에도 구조물이 견딜 수 있게 하는 내력이 강하다.

*시공 깊이: PHC 40m, 나무-FRP 12m 기준(시공 위치, 시공사마다 일부 상이할 수 있음.)

 

농촌진흥청 간척지농업연구센터 연구진이 2022년부터 2024년까지 전북특별자치도 김제, 군산, 부안 등 새만금 간척지 3개 원예 단지를 대상으로 진행한 현장 실증시험 결과, 복합기둥 공법으로 시공하면 20년 동안 예측 침하량이 0.52mm*에 불과한 것으로 나타났다. 이는 허용 기준인 25.4mm를 훨씬 밑도는 수치로, 안정성이 입증됐다는 의미다.

*온실 구조물 하중 200kN/m² 적용

 

또한, 복합기둥을 활용하면 기존 네 단계에 걸친 시공 공정을 기초와 기둥을 동시에 시공하는 방식으로 세 단계로 단축할 수 있어 공사 기간도 줄일 수 있다.

 

복합기둥은 중형 굴삭기(1,0m3 이하)로 설치할 수 있기 때문에 간척지는 물론 일반 농촌지역이나 산지, 소규모 농업 기반 시설 등 다양한 지형에도 폭넓게 적용할 수 있다. 향후 지능형 농장(스마트팜), 축사, 농촌 주택 등 경량 구조물 기초 기술로도 확장, 적용할 수 있다.

 

농촌진흥청은 2025년 5월 기술을 특허등록*하고, 국제 학술지 ‘카본(Carbon)’(IF 10.5) 등에 관련 SCI(E) 논문 총 4편을 게재했다.

*특허명: ‘연약지반 보강용 복합파일 및 그 시공 방법’(2025.5), 영농기술(’24, 농촌진흥청)

 

농촌진흥청 간척지농업연구센터 고종철 센터장은 “이번 기술은 간척지처럼 시공 조건이 까다로운 지역에서도 안정적으로 기초를 세울 수 있는 핵심 대안이다.”라며 “농업 구조물 시공 시 구조적 안전성과 비용 부담을 동시에 해결할 수 있을 것으로 기대한다.”라고 밝혔다.