옹벽 이야기

옹벽(retainning wall)은 통상 구조물은 짓기 위해 경사지에 대지를 조성하기 위해서 필요한 구조물이다. 그러나 이 구조물을 설계하거나 시공할 때 소홀한 경우가 많이 있지만 실상은 아주 중요한 구조물이며 구조적으로 검토해야 할 것이 많은 구조물이다.
먼저 옹벽을 설계하기 위해서는 3가지의 중요한 사항을 검토해야 한다.
첫째는 토압에 의한 전도 (overturning moment)에 대한 검토이다. 토압에 의해서 전도가 우려된다면 기초판을 키워서 전도에 반하여 기초판을 키워 기초판 위에 놓이는 흙의 자중으로 누르게 해야 한다. 둘째는 옹벽의 미끄러짐(sliding)에 대한 검토이다. 토압에 의해 생기는 수평력에 의한 옹벽의 미끄러짐은 옹벽과 흙과의 마찰력이 저항하게 되며 만약 이 수평력을 견딜 수 없게 되면 기초판 하부에 미끄러지지 않도록 축구화나 골프화 하부에 튀어나온 돌기(이하 key)와 마찬가지로 key를 두어야 한다. 마지막으로 모든 기초와 마찬가지로 침하(settlement)에 대한 검토이다. 이와 같이 3가지를 검토하여 옹벽을 설계하게 되는데 가장 중요하게 검토해야 할 것이 또 한가지가 있다. 통상 옹벽은 토압에 저항하도록 설계하는데 수압에 대한 검토를 필히 해야한다. 이 수압에 의한 해결책은 옹벽 시공시 pvc계의 파이프를 일정한 간격으로 묻어 놓고 옹벽의 배면에는 물이 잘 통과 되도록 자갈층을 두어서 옹벽에 수압이 작용되기 전에 파이프를 통과 시켜 수압이 작용되지 않도록 해야 한다. 그러나 시공한 후 시간이 지나게 되면 자갈층과 파이프가 흙알갱이로 인하여 막히게 된다. 이것이 막히게 되면 수압이 토압이상으로 옹벽에 작용하게 되어 옹벽의 전도나 이동으로 구조물에 피해를 입히게 된다. 따라서 자갈층과 파이프가 막히지 않게 filter mat로 자갈층을 쌓아 흙입자가 자갈층이나 파이프속으로 들어가지 않도록 해야 한다. 그러나 오랜 시간이 지나면 filter mat가 제 역할을 못하게 될 수가 있는데 이는 filter mat보다 약간 큰 입자가 걸리게 되고 그 다음으로 조금 더 큰 입자가 걸리게 되어 흙 입자층이 자연적인 filter층을 형성한다는 개념으로 이루어진다. 이 개념은 우리가 건축 구조물에 적용하는 de-watering 공법의 기본 개념이기도 하다. 또 옹벽은 구조물 자체가 통상적으로 길어지게 되는데 이 구조물의 시공시에는 일정한 간격으로 control joint와 expansion joint를 적절히 배치하여야 한다. control joint는 통상 4.5m-7.5m로 하거나 ,옹벽 자체 높이 정도가 가장 좋으며 expansion joint는 30m 내외가 적절할 것이라고 생각된다. 그리고 철근 배근에 있어서 주의 깊게 배근 하지 않으면 주근과 배력근의 배근이 혼돈 될 소지가 많기 때문에 설계자나 시공자 모두가 주의 깊게 고려해야 한다. 또한 인접구조와의 관계에 있어서 구조물의 거동이 바뀔 수 있으므로 또한 주위 깊게 설계 시공되어야 한다.
	옹벽은 기본적으로 캔틸레버 구조이다. 따라서 옹벽의 벽체(stem부분)부분의 주근은 흙에 접한 부분이 주근이 될 것이며, 기초판 부분에서 토압이 작용하는 흙쪽(이하 heel부분)은 상부부분이 주근이 될 것이며, 토압이 작용하는 반대편(이하 toe부분)은 하부부분이 주근이 될 것이다. 그리고 sliding에 저항하기 위해 둔 key부분은 토압이 작용하는 쪽이 주근이 될 것이므로 시공시나 설계시에 주의해야 한다