▲ 퍼즐쏘일 시공 현장

과거 한반도에서 대지진은 100~120년 주기로 찾아올 만큼 보기 드문 자연재해 현상 중 하나였다. 하지만 최근 들어 한반도에서의 대지진 주기가 점점 짧아지면서 더 이상 지진 안전지대가 아니라는 것을 자연이 경고하고 있다. 이를 대표하는 것이 바로 2017년 경상북도 포항에서 발생한 규모 5.4의 지진이다. 한반도에서 지진이 활성화되는 추세로 접어들면서 아파트, 주택, 상가 등 건물을 지을 때 반드시 필요한 내진 설계에 대한 중요성이 부각되고 있다. 이러한 가운데 알골재들을 특정배합한 천연 지반보강재 ‘퍼즐쏘일’을 개발해 대한민국 건축업계에 새로운 바람을 일으킨 ㈜부시똘에 대한 업계의 관심이 증폭되고 있다.

천연 지반보강재 ‘퍼즐쏘일’, 건축물의 튼튼한 기반 잡아주다
2016년 12월 설립된 ㈜부시똘은 토질 및 기초분야에 특화된 기술지주회사다. 이들은 대량으로 석산에서 생산되고 있는 크기별 쇄석골재 2종류를 혼합시켜 큰 알갱이와 작은 알갱이가 퍼즐(puzzle)처럼 맞물리게 수치적으로 제어하여 치환형태로 지반을 개량하는 기술인 퍼즐쏘일(Puzzle Soil) 공법을 개발했다.
퍼즐쏘일은 골재 알갱이의 구조배열에 따른 마찰특성을 이용하여 지반을 보강할 수 있고, 퍼즐처럼 알갱이들이 제 위치에서 하중에 저항하여 하부지반에 영향을 최소화시키고 치환두께를 최소화할 수 있는 Jamming(골재 알갱이간 맞물림) 유발기술이다.
특히, 강도만을 높이는 첨가제 주입방식이 아닌 일반재료 쇄석골재의 본질인 마찰력을 배합비를 통한 입도조절만으로 극대화시킨 기술로 시공단순성 및 공기단축이 탁월하다. 입상체의 기하학적 구속을 통해서 양파 껍질처럼 마찰저항면이 체계적으로 발휘되는 흙으로 ​천연 지반보강재이기도 하다.
퍼즐쏘일은 입경크기에 따라 생산되고 있는 쇄석골재(2종류의 일반골재)를 이용하여 내부마찰각이 50° 이상(신기술/NET 인증)이 되도록 하는 입도가 조절된 맞춤형 쇄석골재이다. 입도조절로 마찰면이 촘촘하여 마찰면적이 증가된 인공쇄석골재는 50˚ 이상의 내부마찰각과 Layer Jamming 마찰력을 발휘한다.

㈜부시똘, 신기술(NET) 인증 등 기술력 인정받아
퍼즐쏘일의 구성재료는 전국의 석산에서 손쉽게 구할 수 있는 레미콘과 아스콘용 알골재(13, 19, 25, 40mm)이며 이 중 2가지를 배합비에 맞게 혼합한 후 층다짐으로 치환시공 되어진다.
지반은 본질적으로 흙알갱이들이 공간을 채워서 이루어진다. 퍼즐쏘일처럼 특정한 비율의 입도로 조절하면 체중심다면체(body-centered polygon)가 형성되어 가장 안정적이고 강한 형태를 이루게 된다.
이런 안정된 형태의 예를 들면, 옹벽은 저판이 있어야하나 석축은 저판이 없이, 크고 작은 돌들이 jamming 마찰력에 의해 토압을 견디는 것을 알 수 있고, 인도공과대학(Indian institute of Technology, IIT) 자료에서도 이상적인 채움 배열이라고 정의하고 있는 것을 퍼즐쏘일은 이를 재현한 것일 따름이다.
여기서 나타나는 또 다른 특징이 체중심다면체를 하나의 unit으로 고려하여 바라보면 매우 균질함을 알 수 있고 지반 내의 어디에서나 동일하거나 유사한 상태임을 생각할 수 있다. 여기서 Layer Jamming 마찰력이 발휘된다.
㈜부시똘은 20년 이상 기초관련 설계 및 시공 경험의 토질 및 기초기술사인 김갑부 대표를 중심으로 시공기술사와 설계팀으로 구성되어 기초에 대한 최고의 대안을 제안하고 있다.
특히 치환공법 수준의 단순한 시공성과 얕은 치환심도로 탁월한 개량효과를 발휘하는 “Jamming을 유발시키는 퍼즐쏘일 지반보강 및 개량 기술”은 기존공법 대비 획기적인 원가절감과 성능 향상을 인정받아 2017년 신기술(NET) 인증을 획득했다.
김 대표는 “㈜부시똘은 남을 모방하지 않고 자연을 모방하고 있다. 또한 기존보다 나음이 아닌 다름과 단순함을 추구하고 있다”고 설명했다.

적은 투자, 최대 효과 만드는 기술지주회사로 거듭날 것
퍼즐쏘일은 지내력이 부족한 15층 이상의 고층건물에도 다수 적용되어 지반개량의 성능이 입증되었고, 광명역 KTX역사 D환승주차장, 삼성디스플레이, 쌍용자동차, 외국계 공장 및 관공서를 비롯한 다양한 건축물과 토목구조물 등에 적용되었다.
또한, 국방부에서 2017년 시범적용 기술로 선정되어 현재 설계사와 함께 과업을 진행 중에 있으며, 해외특허도 출원 중에 있다.
㈜부시똘은 제19차 세계지반공학대회, 2017 한국건축산업대전, MBC건축박람회 등을 통해 국내외 퍼즐쏘일 기술을 홍보하고, 성능향상과 품질관리를 위해 토질 및 기초분야의 연구개발에 주력하고 있다.
김갑부 대표는 “보통 지반 보강을 전문적으로 수행하는 업체들의 경우 필요 이상으로 과하게 보강하는 경우가 적지 않다. 이에 ㈜부시똘은 정직한 기업으로 성장할 계획이다”라며 “㈜부시똘은 기술지주회사로써 적은 투자로 최대의 효과를 만들어내는 기업으로 거듭날 것이며 고객들이 필요한 부분을 채워주는 기업으로 기억되고자 한다”라고 전했다.