지하주차장 구조설계시 주의사항(퍼옴)

[관리자]

■ 이 제안서는 지하주차장 상부 스래브의 균열에 관하여 건축사 주응식씨가 저에게 보내온 글입니다. 설계하시는 분들께 참고가 되었으면 합니다. 언제든지(누구나) 좋은 글 을 주시면 게시하여 드리겠으며 글을 주신 주응식씨에게 감사를 드립니다. / 도 무 찬.


■ 도시발전과 건축문화 창달에 이바지 하시는 대구건축사협회에 감사드립니다. 직접 시공현장을 다니다 보니 건설 시공기술과 건설안전 분야에 도움이 될 것으로 생각되어 하루빨리 꼭 시정해야만 할 사항이 있어 제안 합니다

현재 건설되고 있는 아파트와 주상복합건축물의 지하주차장(구조물) 시공실태 이므로 참고하여 주시기 바랍니다. 다름이 아니라. 현재 건설되고 있는 아파트와 주상복합 건 축물의 지하주차장 상부 스래브의 균열에 관하여 말씀드리고자 합니다.

구조설계 시에는 구조물에 작용하는 하중의 다양한 조건을 모두 고려하기 어려우므로 건축물의 용도별 설계하중을 결정한 후, 설계하중이 모두 작용하는 경우로 단순화하여 구조설계를 하는 것으로 알고 있으며, 이렇게 작용 가능한 모든 하중이 작용할 때 안전하도록 설계된 구조물은 대부분의 경우 실제 사용 시에는 설계하중보다 작은 하중이 작 용하므로 구조물의 내력에 여유가 있는 상태가 될 것입니다. 그러나 하중의 작용형태에 따라서는 이러한 설계하중보다 작은 활하중이 작용함에도 불구하고 국부적으로 오히 려 더 큰 부재응력이 발생하여 균열과 변형 등의 원인이 되는 경우〔활하중의 부분재하(Pattern Loading)에 의한 영향이라고 함가 있다고 알고 있습니다.

예로서 사무실의 경우처럼 하중이 비교적 균등하게 작용하고, 고정하중보다 활하중이 크지 않은 경우에는 부분재하에 의한 영향이 적으며, 창고 및 공사 중의 지하주차장 옥 외상부 스래브 같이 활하중이 고정하중에 비하여상대적으로 크고 하중의 적재상태가 다양한 경우에는 부분재하의 영향이 큰 것으로 알고 있습니다. 그리고 구조설계에서도 이러한 경우를 고려하여 설계하는 것이 원칙이나, 이렇게 할 경우 작업량이 매우 많아지므로 현재 대부분의 구조설계에서는 이러한 활하중의 부분재하에 의한 영향까지 는 설 계에 반영하지 못하고 있는 실정입니다.

상기 내용에 의하여 현재 건설되고 있는 아파트와 주상복합건축물의 지하주차장(구조물) 옥외상부 스래브 시공 실태 이므로 참고하여 주시기 바람니다.

첫 번째 예로서 일반적으로 지하주차장 옥외상부 스래브 위에는 등분포 적재하중을 총중량 18톤 이하의 트럭용도 활하중(적재하중) 1,600㎏f/㎡를 적용(건축물 하중기준: 건 설교통부 고시2000-153, 2000. 06)하고 있는 것이 통례이며.

건교부에서 제시된 등분포 활하중(적재하중)과 집중 적재하중의 크기는 구조물의 안전도를 고려한 최소의 값으로 실제로 구조물에 작용하는 활하중(적재하중)이 기준에서 명 시한 하중의 크기보다 크다고 판단되는 경우에는 실제 하중을 적용하여 설계하여야하고 실제로 작용하는 활하중(적재하중)이 기준하중보다 적은 경우에도 차후의 용도변경 등을 고려하여 기준하중을 적용하여야한다 라고 되어 있습니다. 그러나 문제가 되는 것은 아파트 및 주상복합 건축물의 설계가 지상건축물의 콘크리트 타설을 위해서는 지하구조물 상부에 콘크리트 펌프카 및 레미콘트럭을 배치하여야만 시공이 가능토록 건축물이 설계됨에 문제가 발생되는 것입니다.

레미콘트럭의 차체중량이 11.9톤, 적재중량이 14.4톤으로 총중량이 26.3톤이 되므로 레미콘트럭의 총중량 26.3톤을 충격계수30%를 적용하여 등분포 활하중을 산출하면 약 2,400㎏f/㎡이라는 값이 나오게 되며, 이는 지하주차장 최상부 스래브 위로 레미콘트럭이 통행하는 것은 건교부기준을 초과하는 경우입니다.

옥내차로/옥외주차구역(충격계수30%적용) 경우 사례)총중량26.3tf의 레미콘차량인 경우 w =(1+0.3) 0.4 W 1.8 (1.8×1.8) ≒0.09×W =0.09×26.3 =2.4(tf/㎡)

상기와 같이 구조 설계시 활하중(적재하중)과 시공단계에서의 활하중(적재하중)의 값의 차이 및 활하중의 부분재하에 의한 영향(이 경우 등분포하중과 집중하중을 동시에 작 용시켜야 하며, 집중하중은 응력이 최대가 되는 곳에 작용시켜야 할 것입니다..)모두가 지하주차장 옥외상부 스래브 등에 많은 균열 발생의 원인된다고 보여 지며

현재 건설현장의 시공실태는 지하주차장 옥외상부 스래브를 완성한 후 보강스포트(젴 스포트)를 큰 보, 작은 보 하부에 설치한 후 기층, 보조기층 없이 직접 지하주차장 옥외 상부 스래브에 레미콘트럭(6㎥), 콘크리트 펌프 카, 모래운반 차량, 벽돌운반 차량 등 대형 차량이 연속적으로 운행하므로 경화된 큰 보, 작은 보, 스래브의 콘크리트가 과대 한 하중 및 활하중의 부분재하에 의한 영향으로 균열이 발생되고

이때 큰 보와 작은 보는 보강 스포트가 직접 지지하므로 균열발생이 적고 지하주차장 옥외상부 스래브의 경우 많은 균열이 발생되고 있는 실정이며.

준공단계에서 시공되는 조경공사의 조경토 운반, 지하주차장 옥외상부 스래브 및 광장 단지 내의 포장공사는 이미 지하주차장 내부 마감공사가 완료되어 보강 스포트(젴 스 포트)를 해체한 상태이므로 포장공사와 조경토의 운반 등으로 이 때에는 큰 보와 작은 보에 많은 균열발생이 나타나고 있는 실정입니다.

본인의 의견은 지하주차장 옥외상부 스래브 위에 아스팔트, 콘크리트포장 또는 화단으로 마감되는 경우에는 구조 계산 시 건설현장의 시공하중 레미콘트럭(6㎥), 콘크리트 펌 프카, 모래운반차량, 벽돌운반차량, 포장공사 장비 등의 활하중(적재하중) 및 활하중의 부분재하에 의한 영향까지 감안하여 설계자가 원활한 시공을 위한 공사용 차량동선 계 획을 수립하여 구조계획과 구조계산이 이루어져야 하며, 시공자는 공사용 차량동선 계획에 맞추어 공사현장을 운영하여야 할 것이라고 생각되며,

두 번째로 일반적으로 대구지방의 경우 지하2층 정도에서는 지하수 부력에 의한 양력 검토를 하여 락 앙카를 설치하는 경향이 많은 것으로 알고 있으나 더욱 중요하다고 생각 되는 것은 시공 중에 지하1층 구조물이 부력에 의하여 구조적인 손상을 받는 것을 흔히 볼 수 있어 시공도중에 일어 날수 있는 다음사항을 검토하시어 봄이 좋을 것으로 생각 됩니다.

점토질이 많은 토질 또는 암반을 굴착하여 지하구조물을 축조하고 되메우기 한 곳은 장마기에 많은 우수가 되메우기한 곳에 모여 투수계수가 낮아 배수가 되지 않아 우수에 의한 많은 부력이 발생하여 가로 세로 변 길이가 큰 지하구조물인 아파트 지하주차장이 많은 피해가 발생되고 있습니다. 이 에 대한 해소방안으로는 역시 지하 최상부 스래브 완성 후 공사장내의 우수의 지하 침투를 억제하고 배수할 수 있는 배수로(De-watering)설치를 하는 방안입니다

세 번째로 지하구조물에 주차장과 기계실, 전기실이 함께 배치되는 경우에 지하주차장과 전기실, 기계실사이의 격벽을 콘크리트옹벽으로 설치할 경우 일반적으로 구조계산 시 비내력벽으로 취급하여 설계를 하나 시공 후 콘크리트옹벽은 보, 기둥 매트기초와 함께 사변고정의 벽체로서 하중을 부담하므로 옹벽상부의 큰 보와 함께 강성이 크게 됨 에 부담되는 모멘트가 역시 클 것이며, 이로 인하여 모멘트 변곡점이 보측으로 이동되나 이동된 변곡점 부위의 스래브에는 단부로서 하단철근이 이동전의 부분보다1/2정도가 부족하여 이부분에 균열이 심하게 발생되는 실정이므로 이는 컴퓨터 프로그램에 의존하여 프로그램의 운영 부족으로 발생되는 것으로 현장에서 발생되는 문제를 하나하나 컴퓨터 프로그램에 추가 하여 실무에 적합한 프로그램을 구축 할 수 있다고 봅니다.

저의 제안은 대구건축사협회에서 건설공사의 품질향상을 위하여 많은 건축사, 구조전문가, 시공기술자의 자문을 통하여 아파트 등의 지하주차장(지하구조물) 최상부 스래브 균열방지 또는 줄이는 방법을 위한 기술 자료 또는 지침을 작성하여 각 건설현장, 건설회사, 설계사무소, 공사발주부서에 홍보 및 각종 건설공사 기술심의 및 건축설계 심의 시 중점 검토하도록 조치하여 주시면 감사 하겠습니다

2005. 06. 15