목조주택의 기초공사(Foundation)

[전원주택시공회사 뉴하우징 입니다]

기초공사는 보통 한 단계가 아닌 3단계로 나누어 시간차를 두고 공사한다. 제1차 지정공사는 도면에 있는 주택 외벽의 가로세로 길이대로 틀을 짜서 콘크리트를 붓는 것을 말한다. 이때 배관공사도 같이 해야 한다. 배관공사는 화장실과 부엌, 욕실 등의 위치에 따라 상·하수관(Pipe)을 묻는 일이다. 여기에서는 콘크리트 슬래브 기초와 구미(歐美)에서 많이 사용하는 크롤스페이스(Crawl Space) 기초를 중심으로 살펴보도록 한다.

■글 싣는 순서
1. 목조주택의 장점
-행정 절차, 설계·시공사 선정 방법
2. 자재·공구
3. 기초공사
4. 구조공사
바닥(Floor), 벽체(Wall), 지붕(Roof)
5. 창호마감
6. 외부마감(외벽, 지붕)
7. 단열 & 내부마감
8. 마루 & 계단
9. 배관, 전기
10. 덱(Deck)


콘크리트 슬래브 기초
콘크리트 슬래브(Concret Slab) 기초는 경제성이 뛰어나 널리 사용하는 방식이다. 크게 기초와 슬래브가 일체되는 방식과 옹벽 설치 후에 슬래브를 설치하는 방식으로 나뉘는데, 우리나라는 주로 후자를 이용한다.
기초공사를 시작하기 전, 경계를 확인하는 경계 측량을 해야 한다. 그리고 경계측량과 설계도면의 배치도를 기준으로 건물의 위치를 표시하는 규준틀(Batter Board)을 설치하고, 줄띄우기를 하는데 이를 ‘규준매기’라고 한다. 주택의 위치와 방향을 결정하는 매우 중요한 과정이므로, 반드시 건축주가 입회해서 배치도를 참고로 최종 확인을 한다. 필요하다면 현장에서 약간의 방향을 수정하기도 한다.
또한 건축물의 부동 침하 방지를 위해 기초 반석의 깊이를 반드시 동결선(겨울에도 땅이 얼지 않는 깊이)에서 적어도 30센티미터 아래 두도록 한다. 흙의 얼고 녹는 과정에서 지반의 팽창으로 인해 슬래브에 균열이 생길 수 있다. 이를 방지하려면 되메우기를 할 때 동결선 윗부분의 50퍼센트를 직경 2센티미터 정도의 자갈로 채운 후, 그 위에 콘크리트 슬래브를 얹는다.

●토공사(터파기 중심)
토공사는 대지 조성을 위한 절토 및 성토, 기초 및 지하실 등의 지하 구조물 설치를 위한 공사로 터파기와 되메우기, 잔토처리 등을 말한다. 지하 혹은 기초 터파기를 위한 흙막이 및 차수(물막이)공사도 모두 토공사에 속한다.
터파기 전까지의 공사 순서는 철거공사→경계측량→규준매기 순으로 이뤄지는 것이 보통이다. 기초부 터파기 과정에서 물(건수)이 많이 나오면, 주변 지형의 고저를 이용해 자연 배수가 되도록 고랑을 만들어 물길을 돌리고, 건수의 지하 수위를 낮추도록 조치한다. 이 경우 지정작업을 할 때 지내력(地耐力 : 지반이 구조물의 압력을 견디는 정도)이 충분하도록 잡석다짐을 한다.
주택을 건축할 지점이 결정되면, 기초설계에 따라 건물 외벽선의 코너 위치를 확인하여 2″× 2″ 각재로 표시한다. 그 지점에서 120센티미터 정도의 바깥 지점에 2″×4″ 목재를 사용해 ‘ㄱ’자형의 규준틀을 각 코너에 설치한다. 이때 각 코너는 정학히 직각을 이뤄야 한다.
규준틀에 나일론 줄이나 면실로 건물 외부 표시줄(Chalk Line)이 표시되면 장비를 사용해 터파기를 한다. 이때 거푸집공사를 할 수 있는 여유 공간을 감안해야 한다.
크롤스페이스로 설계돼 있으면, 그에 맞는 터파기를 한다. 또 지형의 높낮이 차가 있는 곳에서는 기준 지표(G/L)를 먼저 결정하고, 매립된 지반일 경우, 원래의 지반이 나올 때까지 터파기를 한다. 터파기 후에는 초크 라인에 수직추를 이용, 건물의 각 코너지점을 표시해 놓은 표시말뚝(2″×2″)의 중앙에 못으로 정확한 지점을 표시한다.
터파기 작업이 끝나면 철근콘크리트 공사를 한다. 철근콘크리트 공정의 순서를 살펴보면, 지정작업→버림 콘크리트 타설→거푸집 및 철근 배근 작업→콘크리트 타설→양생 순서로 한다. 기초 형식 및 방법에 따라 콘크리트 타설은 여러 차례 나누기도 하고, 한 번에 마무리하기도 한다.

●지정과 옹벽
지정(Footing)과 옹벽(Concrete Wall)의 시공은 동시에 하는 방법과 지정을 완성한 후, 그 위에 옹벽을 시공하는 방법이 있다. 작업환경에 따라서 적절한 방법을 선택하면 된다.
지정은 건물의 하중을 지지하는 매우 중요한 부분이다. 따라서 지반의 상태나 동결선의 기준 등을 감안해 설계에 따라 정확히 시공해야 한다. 지정은 일반적으로 좋은 지질을 기준으로 옹벽 너비의 2배(30~40㎝)로 하고, 높이는 옹벽의 너비(15~20㎝)와 동일하게 한다. 지정 높이의 기준선은 코너의 표시말뚝 높이를 기준으로 수평을 이루도록 한다.
그리고 정해진 지정 높이와 너비만큼 거푸집을 수평으로 설치한 후 철근작업을 한다. 이때 건축주는 시공업체가 도면에 근거해 철근을 배근하고 있는지 꼭 확인해야 한다. 설계 도면을 보면 철근 배근에 대한 정보가 모두 나타나 있으므로 꼼꼼히 확인한다. 보통 토대를 견고하게 하기 위해 1/2인치(13㎜) 이상의 철근을 2줄로 엮어 배근한다. 슬래브 기초 방식일 경우 철근 작업시 슬래브 배근을 염두에 둬야 한다.
토대작업이 완료되면 그 위에 옹벽을 설치한다. 옹벽의 너비는 단층구조는 6인치(15㎝), 2층은 8인치(20㎝)로 한다. 높이는 기준지표에서 적어도 20센티미터 이상 높게 하고, 이때도 정확한 수평을 이뤄야 한다. 그런 다음 1/2인치 철근을 30센티미터 정도 간격으로 배근 한다. 콘크리트 타설 대신 콘크리트 블록을 이용하여 옹벽을 세우는 방법도 있다.

●콘크리트 슬래브
우선 자갈을 10~15센티미터 두께로 깔고, 그 위에 깨끗한 모래로 50밀리미터 정도로 덮는다. 그런 다음 방습용 필름(두께 0.1㎜ 이상의 폴리에틸렌 필름)을 깔고, 균열이 생기지 않도록 철망이나 철근 배근 작업을 한 후에 콘크리트를 타설(두께 100~200㎜)한다. 콘크리트 타설시 규정된 강도의 콘크리트를 사용해야 하고, 기포가 생기지 않도록 해야 한다.
타설이 완료되면 콘크리트 양생을 한다. 반드시 콘크리트가 적정한 강도를 확보할 때까지 양생한다. 양생 기간은 계절에 따라 다르나 35일 정도는 물 뿌림 등으로 습윤 상태를 유지하고, 타설 후 하루 동안은 그 위를 보행하거나 중량물을 적재하거나 충격 등을 주어서는 안 된다. 거푸집 존치 기간은 4일 정도다. 이 때 주의할 것은 기초 콘크리트 틀의 수평이 잘 이루어졌는지 확인해야 한다.
내·외부 침투수가 우려될 때는 기초바닥 밑으로 집수관을 매설하여 외부로 유도하고, 건물 외부에도 외부 유입수를 차단할 수 있도록 유공관(200㎜)을 매설한다. 유공관은 촘촘한 비닐망사 같은 것으로 싸고 주위는 잔자갈로 채운다.

●엥커볼트(Anchor Bolt)
기초 틀 공사시 콘크리트를 부을 때 중요한 것 중 하나가 앵커볼트(12인치)를 심는 것이다. 앵커볼트는 바닥에 토대목(Sill Plate)을 고정시키기 위하여 설치하는 것으로, 그 종류와 설치방법도 다양하다. 일반적인 방법으로는 콘크리트가 양생되기 전에 J형 볼트를 심는 것이다. 사정에 따라서 콘크리트 양생 후 심기도 하는데, 이 경우 강도가 현격히 떨어지기 때문에 가급적 큰크리트가 양생되기 전에 심어야 한다. 앵커볼트가 잘된 집은 지진이나 돌풍시 집의 안전성이 그만큼 높다. 반대로 앵커볼트를 경시하면 집이 예상치 못한 기상이변으로 인한 태풍에 맥없이 날아갈 수 있다는 것을 명심해야 한다.
앵커볼트는 매 6피트(1.8m)마다 하나씩 묻어둬야 하고 각이 진 구석은 3인치 간격으로 하나씩 묻어야 한다. 경우에 따라선 콘크리트 틀 속에 전기선, 전화선용 파이프도 묻어 위로 올라오게도 한다(전기선, 전화선, 하수관이 벽체를 타고 올라감). 규격은 1/2인치, 길이는 적어도 7인치(약 18㎝) 이상의 것을 사용한다.

●바닥 토대목(Sill Plate)
바닥 토대목이란 기둥(Stud)이 세워지는 기초 부분을 말한다. 방부처리된 목재를 사용하며 슬래브나 옹벽 위에 앵커볼트로 반드시 고정시켜야 한다. 이때 실러와 해충 차단막을 토대(Sill) 밑에 까는 게 좋다. 바닥 토대목에 사용되는 목재는 되도록 긴 것을 사용하여 이음세의 숫자를 적게 한다. 설치할 때는 수평을 재확인하고 수평이 안 맞으면 철물 쐐기를 이용, 수평을 맞춘다. 플레이트(Plate)의 구멍은 볼트의 지름보다 약간 크게 뚫어 유격을 두어서 플레이트의 직각을 맞출 수 있도록 한다.

크롤스페이스 기초(Crawl space)

크롤스페이스는 건물의 하중과 생활 하중을 분산시켜 지탱해 주는 기초방식이다. 크롤스페이스 기초 역시 방식은 콘크리트 슬래브 기초와 동일하다. 지정과 옹벽공사를 한 후, 목재로 장선(Joist)을 설치한 다음 합판으로 1층 바닥(Sub-Floor)을 덮는다.
터파기 공사할 때 크롤 공간 부분은 지정 설치 깊이 까지 파고, 되메우기를 하지 않거나 일부 높이까지만 메우기 때문에 나머지 공간을 이용할 수 있다. 일반적인 공간의 높이는 최소 45센티미터에서 최대 120센티미터 정도다. 공간의 바닥은 흙을 그대로 노출시켜도 되지만 일반적으로 콘크리트로 마감한다.
만약 목재 대들보를 설치할 때는 바닥에서 최소 30센티미터 이상의 간격을 둬야 한다. 이때 주의할 사항으로는 공간의 건조함을 유지하기 위해 충분한 수의 환기구를 설치해야 한다는 점이다. 일반적으로 크롤스페이스는 각 벽면마다 30×30센티미터 크기의 환기구를 2개씩 설치한다. 또한 바닥 방수에도 특별히 신경을 써야 한다.
크롤스페이스의 활용으로는 보일러실, 물탱크 설치공간, 각종 파이프라인 설비 등 다양하게 이용할 수 있다.

●바닥 장선(Floor-Joist)
크롤스페이스의 1층 바닥은 2인치 두께의 목재로 장선을 설치한다. 장선은 일반적으로 2″×6″, 2″×8″, 2″×10″, 2″×12″의 목재를 사용하고, 장선의 간격은 16″O.C(On Center)나 24″O.C로 한다.
장선과 장선 사이에는 6피트 간격으로 X자형 지지대(Bridge&Blocking)를 설치한다. 시작 코너에서는 15¼″(23¼″)에 첫 번째 장선이 설치되도록 한다(4′×8′ 합판 규격을 감안). 장선의 길이는 규정된 장력(Span)에 합당한 길이를 넘지 않도록 해야 한다(도표 참조).
목재를 대신 I-Joist를 사용하기도 한다. I-Joist는 OSB와 Lumber를 이용하여 만들어 가벼우며 지지대(Bridge)로 지지할 필요가 없어 작업이 용이하다. 이 또한 여러 규격이 생산되고, 바닥·천장·지붕공사에 주로 이용된다.