옹벽 및 석축 안전점검 요령 및 보수보강 대책

‘옹벽 및 석축’ 안전점검 요령과 보수보강 대책

 

 

해마다 장마철이 되면 집중호우(80㎜이상/day)로 야산이나 계곡의 토사가 붕괴되고, 집 주변의 옹벽과 석축붕괴로 집이 무너져 인명피해와 재산피해가 일어난다. 특히 전원주택을 비롯한 농·어촌 주택의 경우 도시정비가 잘 되어있는 도심과 달라서 피해사례가 더욱 많다. 이에 옹벽과 석축에 대한 일반적인 상식을 알아보고 각각의 점검요령, 보수·보강대책을 제시하고자 한다.

옹벽이란 급격한 경사면의 불안정을 막기 위해 철근이나 콘크리트를 이용한 구조물을 만들어 사면에 저항할 수 있도록 하는 구조물을 말한다. 옹벽은 재료에 따라 돌쌓기, 무근콘크리트 옹벽, 철근콘크리트 옹벽, 블록쌓기 콘크리트 옹벽, 벽돌쌓기 등으로 나눌 수 있다.

옹벽의 종류

옹벽은 구조에 따라 그 쓰임새와 형태가 다른데 중력식 옹벽, 반중력식 옹벽, Y형 옹벽, L형 옹벽, 뒷부벽식 옹벽, 앞부벽식 옹벽, 선반식 옹벽, 특수 옹벽의 형태가 있다.

1. 중력식 옹벽과 반중력식 옹벽
중력식 옹벽은 자중(自重)으로 토압을 견디는 무근 콘크리트 구조로 철근을 제외한 다양한 재료가 사용된다. 일반적으로 3~4m 높이의 경사면에 사용된다. 반중력식 옹벽은 6m 정도의 높이에 사용하며, 중력식과 철근콘크리트 옹벽의 중간적 구조다. 자중을 어느 정도 가볍게 하기 위해 중간에 철근으로 보강한다.

2. 역T형과 L형 옹벽
L형 옹벽은 캔틸레버(처마 끝이나 현관의 차양처럼 한쪽 끝이 고정되고 다른 끝은 받쳐지지 않은 상태로 되어있는 보 또는 슬래브)를 이용해 옹벽의 재료를 절약하는 방법이다. 자중이 작은 대신 배면의 뒷채움을 충분히 해줘야 안전하다. 7m 높이 정도의 옹벽에 사용해야 경제적인 방법이다. 지반이 연약한 경우에는 T형보를 넣는 방법이 많이 쓰인다.

3. 뒷부벽식 옹벽과 앞부벽식 옹벽
외벽면에서 바깥쪽으로 튀어나와 벽체가 쓰러지지 않게 지탱하는 것을 ‘부벽’이라 하는데 이를 이용해 연약지반과 5m 이상 높은 경사면에 옹벽을 설치하는 방법이다. 자중을 줄이고 재료 운반이 곤란한 장소에 효율적이다. 토압을 받는 곳에 부벽재를 대는 것을 뒷부벽식이라고 하고 토압을 받지 않는 곳에 부벽재를 대는 것을 앞부벽식이라고 한다.

4. 선반식옹벽
좁은 기초 폭에 높은 옹벽을 필요로 할 경우 사용하는 옹벽으로 책상식옹벽이라고도 한다.

5. 격자 옹벽
연약한 토사로 파괴 우려가 있거나 부등침하가 우려될 경우 사용하는 방법으로 틀식옹벽이라고도 불린다. 이것은 콘크리트 침목 같은 옹벽자재를 종횡으로 쌓아올리면 되는 단단한 구조이며 값이 싸다.

6. 보강토 옹벽
흙속에 있는 입자를 보강재와 결합시켜 층을 다지는 공법이다. 단단한 결정체가 되게 하여 외부의 마찰을 잘 견디게 한다. 주로 옹벽의 설치가 불가능하거나 공기가 촉박한 경우에 사용되던 방법이었으나 근래에는 현장타설 옹벽에 비해 외관이 미려한 장점 때문에 많이 사용된다. 더욱이 공장에서 제품을 대량 생산, 시공되어 인건비와 자재비를 절약할 수 있다. 그러나 급경사지에서는 일반 구조물보다 절토량이 많고 뒷채움재의 선택이 까다로워 정밀시공이 요구된다.

옹벽의 변형과 점검

옹벽의 변형은 지반의 침하, 이동, 지지력 저하를 비롯해 설계시공의 부적당, 기초의 강도저하, 하중의 증대 등이 원인이다. 이 경우 배부르기 등의 돌출, 줄눈 변위, 크랙 등의 현상이 발생하는데 오랫동안 방치하게 되면 장마나 집중호우시 큰 피해를 초래한다.

유지보수 및 보강 대책

1. 옹벽의 구조적 보강
콘크리트 옹벽의 균열 안에 균열을 막는 수지를 주입시켜주는 방법을 사용한다.

2. 기초 보강
기초를 보강해주기 위해서는 시트파일, 강관파일, 현장타설 콘크리트 말뚝, 지하 연속벽 등에 의한 기초주변의 보강과 지지력를 증대 시켜주는 공법이 사용된다. 여기에 지반을 강화하기 위해 약액을 주입하기도 한다. 이같은 기초의 보강은 무엇보다 전문가의 정확한 진단을 통해 옹벽의 이상원인, 지반 및 지반환경조건 등을 충분히 검토한 후에 현지에 적합한 공법을 채택하는 것이 중요하다.

3. 옹벽에 가해지는 외력의 저감
옹벽의 배수가 좋지 않아 옹벽 배면토사의 함수량이 증가할 경우에는 토질성상이 변해 토압이 더욱 크게 된다. 이 경우 옹벽전체의 안전에 악영향을 미치게 된다. 따라서 옹벽배면에 물이 침투되는 것을 막는 것이 무엇보다 중요하다. 또한 물이 침투 되었을 경우에는 조속히 없애주어야 한다. 물의 침투를 막기 위해서는 옹벽배면 또는 비탈면에 모르타르를 뿜어주거나 콘크리트를 발라준다. 그리고 배면에 U형 측구를 설치하여 집수하는 방법과 옹벽배면에 모인 물을 배수시키기 위해 배수공을 설치하는 방법 등을 취할 수 있다.

4. 교체
손상이 심할 경우에는 파손된 옹벽을 제거하여 새로운 옹벽을 설치하는 방법이 있지만 공사비가 고가이므로 신중하게 결정하지 않으면 안된다. 주로 지반의 슬라이딩으로 노선변경을 행할 경우나 옹벽이 노후되어 더 이상 기능을 발휘하기 어려울 경우, 심한 파손에 의해 보강수선이 불가능한 경우, 기초를 보강하려 해도 비용에 비해 충분한 신뢰도를 얻을 수 없을 경우에 옹벽을 교체하게 된다. 석축은 흙깍기 또는 흙쌓기 등으로 인해 생겨난 비탈면의 토사 붕괴를 막기 위해 자연석이나 발파석 등을 이용해 만든 구조물을 말한다. 토압과 석축 중량을 같게 하여 경사면의 흙을 지지시키는 공법으로 우리나라에서 예로부터 축대 공법으로 사용되었다.

석축의 재료

석축을 쌓는 돌은 마름돌(정사각형이나 직사각형 측면을 갖게 자른 돌), 간지석(현대식 석축을 쌓는데 쓰이는 앞면이 평평한 방추형의 돌=견칫돌), 잡석(토목에 쓰이는 크고 작은 돌= 막돌), 콘크리트 블록 등이 사용되며, 이 재료로 다지고 쌓는 것을 마름돌쌓기, 간지석쌓기 등이라 한다.

석축의 형태

석축을 쌓는 방법에는 궤쌓기(布積)·골쌓기(谷積) 두 가지 형태가 있는데, 일반적으로 골쌓기가 많이 이용된다.

석축 쌓기 공법

석축을 쌓는 공법(石築工 또는 石積工)에는 메쌓기(空積, dry masonry)와 찰쌓기(練積, wet masonry)가 있다. 찰쌓기는 축대를 쌓을 때 돌과 돌 사이에 모르타르를 사용하여 연결하고 그 뒷면에 콘크리트를 채워 넣은 것을 말한다. 메쌓기는 모르타르나 콘크리트를 사용하지 않고 돌만을 쌓은 것이다.

석축의 표준 단면

다음 그림은 돌쌓기를 하는 경우 석축의 단면을 보인 것이다. 석축 설계의 기본사항을 숙지해 두고 보수시 참고로 이용하면 좋다.

석축 시공 과정

1. 석재 선택
석축의 높이에 따라 사용하는 돌의 크기를 정하는데 높은 석축일수록 하층에 모양이 큰 돌을 이용한다. 보통 높이 3m 까지는 35㎝, 높이 3m 이상은 40∼45㎝로 한다.

2. 석축의 기초공사
기초가 연약하거나 터파기가 충분하지 못하면 부등침하가 발생해 석축에 균열이 생기게 되므로 기초를 다질 때 토대목(土臺木), 사다리꼴 선반 등을 깔아서 그 위에 석축을 시공한다. 이것은 콘크리트 옹벽이나 콘크리트 블록쌓기 공법의 기초에도 적용된다. 석축의 기초공사는 작은 침하나 이동이라도 곧 균열, 파괴 등을 초래하므로 세심한 주의가 필요하다.

3. 석축 배면의 배수 공사
석축과 옹벽 같은 구조물은 무엇보다 배면배수 공사가 매우 중요하다. 이 같은 구조물에는 흙이 구조물과 맞닿은 면에 토압이 발생하게 되는데, 토압은 지표면으로부터의 깊이에 비례하여 증가하므로 옹벽의 높이가 높을수록 토압이 배로 증가하게 된다. 여기에 비가 내려 흙이 물을 먹게 되면 수압이 작용해 옹벽을 넘어뜨리려는 힘이 급증하게 된다. 그러므로 옹벽과 석축은 무엇보다 배면배수 시설을 유의하여 잘 만드는 것이 가장 중요하다. 배면배수 시설은 다음과 같이 상황에 따라 다양한 방법이 사용된다.

바닥에 용수가 없을 때 지표수의 침투방지공
위의 그림과 같이 비탈면 및 옹벽 밑판 앞면에 점성토를 바르고 불투수층을 만들어주면 본바닥에 용수가 없을 때 배수에 대단히 효과를 볼 수있다.

배면재료의 투수계수가 클 경우 간이 배수공
연직벽 앞면에 물구멍을 설치하고 배면에는 주변에 자갈, 깬돌 등으로 필터(filter)를 만든다. 물구멍은 2m 간격으로 지름 10㎝의 대나무나 관을 옹벽 밑변부터 매설해 놓는다. 이것은 배면재료의 투수계수가 클 경우에 사용한다.

연속 배면 배수공
연직벽의 전배면(全背面)에 두께 30∼40㎝의 잡석층을 만들어 집수시켜 물구멍으로 배수하는 방법이다.

배면의 재료가 불투수인 경우 경사 배수공

경사된 배수층(여과층)을 설치한다. 이것은 배면의 재료가 불투수인 경우라도 경사 배수면에 의하여 침투수가 빨리 집수되므로 효과가 있다.

장마철 축대 사전 점검 방법 및 점검부위 상태

석축은 주변 환경 변화와 자연재해를 겪으며 얼마든지 다양한 문제가 일어날 수 있다. 배수로가 막히거나 토압으로 변형될 수 있으므로 장마철 자연재해가 일어나지 않도록 사전에 미리미리 점검해야만 한다.

장마철 석대가 무너지는 주된 이유로는 축대 상단의 함몰 및 침하로 임해 빗물이 유입될 경우, 배수구멍이 제대로 설치되지 않아 막히는 경우, 기초노출 및 견치돌의 탈락 같은 축대시공의 불량, 축대 주변배수로 상태불량, 집중호우와 침수로 인해 기초 지반이 연약화 되는 현상 등을 들 수 있다.

위와 같은 부분을 체크해보고 문제가 있다면 임시적으로 축대 상단 토사 및 낙석 제거, 배수구멍 청소 및 설치, 물이 스며들지 않도록 축대 상단 주위를 콘크리트로 포장 을 하거나 배수로를 설치하도록 한다. 태풍으로 집중호우가 닥쳤을 때는 응급조치로 비닐 및 천막 등을 이용해 주위를 덮어 우수가 스며들지 않도록 한다. 그리고 축대가 허물어지거나 일부 손상을 입었을 때는 재빨리 전문가의 안전진단을 받고 보수, 보강해야 제2의 사고를 막을 수 있다.

취재ㆍ김유진 기자 | 취재협조ㆍ(재)한국재난연구원 02-569-3091

 

자료출처: http://www.green-house.co.kr