ARE 5.0 건축사 시험 준비 시작하기: 건축사가 알아야 할 지하 구조물 설계의 핵심 - 방수, 배수, 기초 공학의 이론과 실제

건물의 지하 구조물은 지속적으로 지하수와 토양 수분에 노출됩니다. 이러한 환경에서 구조물의 무결성을 유지하고 내부 공간의 사용성을 보장하기 위해서는 효과적인 방수 및 배수 시스템이 필수적입니다. 이 섹션에서는 지하 구조물의 방수와 배수에 관한 주요 개념, 기술, 그리고 고려사항을 살펴봅니다.

방수는 물이 구조물 내부로 침투하는 것을 막는 직접적인 장벽 역할을 하며, 배수는 구조물 주변의 물을 효과적으로 제거하여 수압을 줄이는 역할을 합니다. 이 두 시스템은 상호 보완적으로 작용하여 지하 공간을 건조하고 안전하게 유지합니다.

우리는 먼저 배수 시스템의 구성 요소와 작동 원리를 살펴본 후, 다양한 방수 기술과 재료에 대해 자세히 알아볼 것입니다. 또한 지하실 단열, 얕은 동결 방지 기초, 그리고 되메우기 과정 등 관련된 중요한 주제들도 다룰 예정입니다.

이러한 시스템의 적절한 설계와 시공은 건물의 수명과 성능에 중대한 영향을 미치므로, 건축가, 엔지니어, 시공자들이 이 분야에 대한 깊은 이해를 갖추는 것이 매우 중요합니다.

 

이번 글에 포함된 건축 전문 용어: 

지하 구조물 (Underground structure): 건물의 지면 아래에 위치한 부분을 말합니다. 예를 들어 지하주차장, 지하실 등이 있습니다.

지하수 (Groundwater): 땅 속에 있는 물을 말합니다. 비가 많이 오거나 주변에 강이나 호수가 있으면 지하수위가 높아질 수 있습니다.

토양 수분 (Soil moisture): 흙 속에 포함된 물을 의미합니다.

구조물의 무결성 (Structural integrity): 건물이 안전하고 튼튼하게 유지되는 상태를 말합니다.

방수 (Waterproofing): 물이 구조물 안으로 들어오지 못하게 막는 것을 의미합니다.

배수 (Drainage): 물을 원하는 방향으로 흐르게 하여 제거하는 것을 말합니다.

수압 (Water pressure): 물이 가하는 압력을 의미합니다. 지하 구조물의 경우 주변 지하수로 인해 벽면에 수압이 가해질 수 있습니다.

방수 및 배수

건물의 지하 구조물이 지하실, 주차장 또는 기타 사용 가능한 공간을 포함할 때, 지하수를 차단하는 것이 매우 중요합니다. 하지만 콘크리트만으로는 이러한 목적을 달성하기 어렵습니다. 수분은 콘크리트의 미세한 기공을 통해 침투할 수 있으며, 수축 균열, 폼타이 구멍(현장 타설 ), 설비 관통부, 그리고 콘크리트 타설 사이의 이음부 등 다양한 경로를 통해 침투할 수 있습니다.

지하 구조물의 방수 성능을 확보하기 위해 두 가지 접근 방식이 사용됩니다: 배수와 방수입니다.

배수(Drainage):

배수는 지하수를 기초에서 멀리 보내는 역할을 합니다. 이는 기초 벽체와 슬래브에 작용하는 물의 양과 압력을 줄여줍니다. 배수 시스템은 주로 다음과 같은 요소로 구성됩니다:

a) 배수용 뒤채움재(잘 분류된 쇄석 또는 자갈)
b) 배수 매트(drainage mat)
c) 유공관(perforated drain piping)

이러한 배수 시스템은 거의 모든 건물 지하 구조물에 사용됩니다(그림 2.60 참조).

배수 매트는 제조된 구성 요소로, 다음과 같은 다양한 형태로 만들어질 수 있습니다:

• 단단하고 불활성인 섬유의 느슨한 매트
• 플라스틱 에그크레이트 구조
• 기타 매우 개방적이고 다공성인 재료
• 배수 매트의 외부 면에는 필터 섬유(filter fabric)가 부착되어 있어 미세한 토양 입자가 매트의 배수 통로로 들어가 막히는 것을 방지합니다. 벽체에 접근하는 지하수는 매트의 다공성 재료를 통해 기초 하부의 배수관으로 흘러내립니다.

유공관은 주로 건물 기초의 외부 둘레를 따라 설치됩니다. 이 관은 직경이 4인치 또는 6인치(100mm 또는 150mm)이며, 쇄석층 내에 개방된 채널을 제공하여 물이 중력에 의해 흐를 수 있게 합니다. 물은 다음과 같은 방향으로 흐르게 됩니다:

• 경사진 부지에서 낮은 고도의 "주간 배수구"로
• 도시 우수 하수도 시스템으로
• 자동으로 펌프 배수되는 집수정으로

이 배수관은 지하실 바닥 슬래브 상단에서 최소 6인치(150mm) 아래에 설치되어 지하수위를 슬래브 아래로 안전하게 유지합니다. 배수관의 구멍은 아래쪽을 향하고 있어 가능한 한 낮은 위치에서 물을 배출할 수 있습니다. 지하수 조건이 심각한 경우, 지하실 슬래브 아래에도 유공관 열을 추가로 설치할 수 있습니다(그림 2.61 참조).

방수(Waterproofing) & 방습(Dampproofing):

대부분의 기초에는 지하수의 통과를 막기 위해 일종의 방수 장벽이 사용됩니다. 방수 처리 방식은 크게 방습(Dampproofing)과 방수(Waterproofing)로 나눌 수 있습니다.

a) 방습(Dampproofing):
방습은 수분 저항성 시멘트 플라스터 또는 아스팔트 화합물로, 주로 주거용 지하실 벽과 지하수 조건이 온화하거나 방수 요구 사항이 중요하지 않은 기타 지하 구조물에 적용됩니다.

• 시멘트 플라스터 방습(일명 파지 코팅): 연회색이며 흙손으로 바릅니다.
• 아스팔트 또는 역청질 방습: 어두운 색상이며 액체 형태로 스프레이, 롤러 또는 흙손으로 도포합니다.
• 방습은 진정한 방수보다 저렴하지만 물 통과에 대한 저항성도 낮습니다.

b) 방수(Waterproofing):
방습과 달리 방수는 정수압 조건에서도 물의 통과를 막을 수 있습니다. 지하수 조건이 심각하거나 지하 공간을 수분으로부터 보호해야 할 필요성이 중요한 경우에 사용됩니다.

방수 막은 주로 플라스틱, 아스팔트 화합물 또는 합성 고무로 만들어지며 다양한 형태로 제공됩니다:

• 액체 방수: 스프레이 건, 롤러 또는 스퀴지로 도포한 후 현장에서 경화시킵니다. 복잡한 형상에도 쉽게 적용할 수 있으며, 완전히 경화되면 이음새 없이 하부 기판에 완전히 접착됩니다. 그러나 현장에서 형성되기 때문에 불균일한 도포가 발생할 수 있으며, 도포되는 표면은 막의 안정적인 부착을 위해 깨끗하고 매끄러우며 건조해야 합니다.

• 시트형 방수 막: 지하 구조물 벽에 접착하거나 기계적으로 고정하거나 수평 표면 위에 느슨하게 깔 수 있습니다(그림 2.62 참조). 공장에서 제어된 조건 하에 제작되어 재료 품질과 두께가 균일합니다. 그러나 복잡한 형상에 적용하기 어려울 수 있으며, 현장에서 밀봉되는 시트 간의 이음새는 품질 저하의 대상이 될 수 있습니다. 느슨하게 깔거나 기계적으로 고정된 시트 막은 액체 도포 또는 접착 시트 막과 결합하지 않는 기판에 사용할 수 있습니다. 또한 기판의 균열이나 움직임이 예상되는 경우에도 좋은 선택입니다. 이는 이러한 움직임이 막에 스트레스를 주거나 손상을 줄 가능성이 낮기 때문입니다.

• 접착 막(시트형과 액체형 모두)의 장점은 결함이 있는 경우 물이 막 아래로 멀리 이동할 수 없어 수분 피해의 범위를 제한하고 누수 추적을 단순화할 수 있다는 것입니다.

 

• 벤토나이트 방수: 자연적으로 발생하는 고팽창성 점토인 소듐 벤토나이트로 만들어집니다. 주로 건조한 점토를 골판지, 지오텍스타일 섬유 또는 플라스틱 시트 사이에 샌드위치 형태로 만든 사전 성형 시트로 적용됩니다(그림 2.63 참조). 벤토나이트가 수분과 접촉하면 건조 부피의 몇 배로 팽창하여 물의 추가 통과를 막는 불투수성 장벽을 형성합니다. 벤토나이트 시트는 콘크리트 슬래브 아래의 토양에 직접 배치하거나 경화되지 않은 습한 콘크리트 벽에 기계적으로 부착할 수 있습니다. 슬러리 형태로는 매우 불규칙하고 거친 석재 벽에도 분사할 수 있습니다. 벤토나이트 점토의 팽창 특성은 기판의 균열과 움직임에 대응할 수 있게 해줍니다.

• 일체형 방수: 시멘트질 플라스터 또는 콘크리트나 모르타르용 결정화 혼화제를 포함합니다. 이들은 화학적으로 반응하여 이러한 재료의 기공을 막아 방수 처리합니다. 기존 콘크리트나 조적의 표면에 적용하거나 새로운 콘크리트의 혼화제로 사용할 수 있습니다. 대부분의 다른 방수 재료와 달리, 많은 일체형 방수 재료는 음압 방수(negative side waterproofing)로 적용될 수 있습니다. 즉, 콘크리트 벽의 내부 면에 적용하여 반대쪽에서 오는 물의 통과를 막을 수 있습니다.

• 블라인드사이드 방수: 콘크리트 벽을 타설하기 전에 설치됩니다. 이는 주로 지하 구조물 벽이 부지 경계에 가깝게 건설되어 벽 시공 후 외부 면에 접근할 수 있도록 굴착을 확장할 수 없는 경우에 가장 일반적으로 발생합니다. 먼저 배수 매트를 굴착 차폐재에 직접 적용한 다음, 다양한 방수 막 중 하나를 배수 매트 위에 적용합니다. 이후 콘크리트 벽을 막에 대고 타설합니다. 차폐재는 영구적으로 제자리에 남게 됩니다(그림 2.64 참조).

건설 과정에서 발생하는 이음새는 수밀성을 확보하기 위해 특별한 주의가 필요합니다. 플라스틱, 합성 고무 또는 금속으로 만든 사전 성형된 지수판(waterstop)을 움직이는 이음새와 움직이지 않는 이음새 모두의 맞닿는 콘크리트 가장자리에 타설하여 물의 통과를 막을 수 있습니다(그림 2.65 및 2.66 참조).

벽이나 슬래브의 콘크리트 타설 사이와 같은 움직이지 않는 이음새용 지수판은 벤토나이트 또는 매스틱 스트립으로도 만들 수 있습니다. 이들은 일시적으로 한 타설부의 가장자리에 부착됩니다. 인접한 타설이 완료되면, 이 지수판들은 이음새에 매립된 채로 남아 방수 장벽을 형성합니다(그림 2.67 참조).

대부분의 방수 시스템은 건물 시공이 완료되면 접근할 수 없게 됩니다. 이들은 건물의 수명 동안 성능을 유지해야 하며, 설치 시 작은 결함만으로도 대량의 물이 통과할 수 있습니다. 이러한 이유로 방수 막은 시공 중에 세심하게 검사되며, 수평 막은 종종 침수 테스트(장시간 동안 물에 잠기게 하면서 누수 점검을 수행)를 통해 결함의 존재를 탐지합니다. 이는 수리가 아직 쉽게 가능한 시점에 문제를 발견하기 위함입니다.

검사와 테스트가 완료되면, 방수 막은 보호판(protection board), 단열판, 또는 배수 매트로 덮어 장기간의 햇빛 노출로부터 보호하고 토양 되메우기나 후속 건설 작업 중 물리적 손상을 방지합니다.

 

지하실 단열

쾌적성 요구사항, 난방 연료 효율성, 그리고 건축 법규는 종종 지하실 벽의 열 단열을 요구합니다. 이는 지하실에서 외부 토양으로의 열 손실을 제한하기 위함입니다. 열 단열재는 지하실 벽의 내부 또는 외부에 적용될 수 있습니다.

내부 단열:
벽 내부에는 목재나 강철 퍼링 스트립(furring strip) 사이에 미네랄 배트(mineral batt) 또는 플라스틱 폼 단열재를 설치할 수 있습니다(그림 23.4 참조).

외부 단열:
폴리스티렌 폼이나 유리섬유 단열판을 벽 외부에 배치할 수 있습니다. 이러한 단열판은 일반적으로 24인치(50100mm) 두께이며, 접착제, 고정장치, 또는 토양의 압력으로 고정됩니다.

단열판과 배수 매트를 하나의 조립체로 결합한 독점 제품들도 시중에 나와 있습니다.

얕은 동결 방지 기초

얕은 동결 방지 기초(Shallow Frost-Protected Foundations)에서는 압출 폴리스티렌 폼 단열판을 사용하여 추운 기후에서도 일반적인 동결선 위에 있는 기초를 시공할 수 있습니다. 이는 굴착 비용을 낮출 수 있는 방법입니다.

연속적인 단열판 층을 건물 주변에 배치하여, 겨울철 건물 내부에서 토양으로 흐르는 열이 기초 아래의 토양 온도를 영상으로 유지하도록 합니다(그림 2.68 참조). 심지어 난방되지 않는 건물 아래에서도, 적절히 설치된 열 단열재는 얕은 기초 주변에 충분한 지열을 가두어 동결을 방지할 수 있습니다.

되메우기(Backfilling)

지하실 벽에 방수 또는 방습 처리가 완료되고, 단열판이나 보호판이 적용되며, 배수 시설이 설치되고, 내부 벽과 바닥 등 지하실 벽을 지지하는 내부 구조물이 완성된 후, 지하 구조물 주변 영역을 되메우기하여 지면 레벨을 복원합니다. (굴착의 차폐 벽에 밀착하여 지어진 지하 구조물은 거의 또는 전혀 되메우기가 필요하지 않습니다.)

되메우기 작업은 지하실 벽 외부에 토양을 다시 채우고 층층이 다지는 과정을 포함합니다. 이 과정에서 배수나 방수 구성요소를 손상시키거나 벽에 과도한 토압을 가하지 않도록 주의해야 합니다. 자갈이나 모래와 같은 개방적이고 배수가 빠른 토양이 되메우기에 선호됩니다. 이는 지하실 주변의 주변 배수 시스템이 제 기능을 할 수 있게 해줍니다.

다짐은 추후 되메운 영역의 침하를 최소화할 수 있을 정도로 충분해야 합니다. 일부 상황, 특히 도로와 바닥 슬래브 아래의 유틸리티 트렌치를 되메우는 경우, 통제된 저강도 재료(CLSM, Controlled Low Strength Material)를 사용하여 침하를 거의 완전히 제거할 수 있습니다.

CLSM은 포틀랜드 시멘트 및/또는 플라이애시(석탄 화력발전소의 부산물), 모래, 물로 만들어집니다. "유동성 채움재(flowable fill)"라고도 불리는 CLSM은 콘크리트 믹서 트럭으로 운반되어 굴착부에 부어집니다. 여기서 자체적으로 다져지고 수평을 이루며, 이후 토양과 유사한 재료로 경화됩니다.

CLSM의 강도는 상황에 맞게 조절됩니다. 예를 들어, 유틸리티 트렌치의 경우 CLSM은 파이프 정비 시 일반적인 굴착 장비로 쉽게 파낼 수 있을 만큼 약하면서도, 양질의 다짐된 되메우기만큼 강하게 조제됩니다.

CLSM은 기초 주변에서 다양한 용도로 사용됩니다:

머드 슬래브(mud slab) 타설: 불규칙하고 종종 습한 굴착부에 평평하고 건조한 기반을 만들기 위해 사용되는 약한 콘크리트 슬래브입니다. 머드 슬래브는 기초 매트나 지하실 바닥 슬래브의 보강 및 타설을 위한 작업 표면 역할을 하며, 종종 방수 막이 적용되는 표면이 되기도 합니다.

불안정한 토양 대체: 지하 구조물 아래에서 발견될 수 있는 불안정한 토양 주머니를 대체하거나, 지하실 벽 주변에 안정적인 되메우기 볼륨을 만드는 데 사용됩니다.

이러한 CLSM의 다양한 용도는 기초 공사의 안정성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

업-다운 공법(Up-Down Construction)

일반적으로 건물의 지하 구조물 공사는 상부 구조물 공사가 시작되기 전에 완료됩니다. 그러나 건물에 여러 층의 지하실이 있는 경우, 지하 구조물 공사에 몇 달 또는 심지어 몇 년이 걸릴 수 있습니다. 이런 경우, 업-다운 공법이 경제적인 선택이 될 수 있습니다. 초기 비용이 일반적인 공법보다 다소 높더라도, 상당한 공사 기간 단축이 가능하기 때문입니다.

그림 2.69에 도식화된 것처럼, 업-다운 공법은 다음과 같은 순서로 진행됩니다:

• 주변부 슬러리 월(slurry wall) 설치로 시작합니다.
• 지하 구조물용 내부 강철 기둥을 드릴로 뚫은 슬러리 채움 구멍에 내립니다.
• 기둥 아래에 콘크리트 기초를 트레미 관(tremie pipe)을 이용해 타설합니다.
• 지상층 슬래브를 설치하고 지하 구조물 기둥에 연결합니다.
• 이 시점에서 상부 구조물의 시공을 시작할 수 있습니다.

동시에 지하 구조물 공사도 계속됩니다. 주로 채굴 장비를 이용하여 진행됩니다:

• 지상층 슬래브 아래에서 한 층의 토양을 굴착합니다.
• CLSM으로 수평의 머드 슬래브를 타설합니다.
• 작업자들은 이 머드 슬래브 위에서 최상층 지하 레벨의 바닥을 위한 콘크리트 구조 슬래브를 보강하고 타설합니다.
• 이 바닥을 기둥에 연결합니다.
• 슬래브가 충분히 강도를 갖게 되면, 그 아래에서 다시 한 층의 토양과 머드 슬래브를 제거합니다.
• 이 과정을 지하 구조물이 완성될 때까지 반복합니다.

이 방식을 통해 지하 구조물이 완성될 때쯤이면 상부 구조물도 이미 여러 층 올라가 있게 됩니다.

기초 설계

건물의 기초 설계는 건축 설계 작업이 시작되는 시점과 동시에 시작하는 것이 좋습니다. 부지 아래의 지반 조건은 건물에 관한 근본적인 결정에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 다음과 같은 요소들을 포함합니다:

• 부지 내 건물의 위치
• 건물의 크기와 형태
• 건물의 무게
• 건물 구조의 필요한 유연성 정도

대규모 건축 프로젝트에서는 최소한 세 명의 설계자가 이러한 결정에 관여합니다:

• 건축가: 건물의 위치와 형태에 대한 주요 책임을 집니다.
• 구조 엔지니어: 건물의 물리적 무결성에 대한 주요 책임을 집니다.
• 기초 엔지니어: 부지 탐사와 실험실 보고서를 바탕으로 건물을 지반에 가장 잘 지지할 수 있는 방법을 결정해야 합니다.

대부분의 경우, 기초 엔지니어는 건축가가 전적으로 지시한 건물 설계에 맞춰 기초를 설계할 수 있습니다. 그러나 때로는 건축가가 예상한 것보다 기초 공사 비용이 건설 예산의 훨씬 더 큰 부분을 차지할 수 있습니다. 이 경우 건물의 형태와 위치에 대한 일정한 타협이 이루어지지 않는 한 비용 문제가 발생할 수 있습니다.

따라서 건축가가 처음부터 기초 엔지니어와 협력하여 작업하는 것이 더 안전하고 생산적입니다. 이를 통해 기초 문제를 최소화하고 기초 비용을 낮출 수 있는 대안적인 부지 위치와 건물 구성을 모색할 수 있습니다.

기초를 설계할 때는 여러 가지 설계 임계값(design threshold)을 염두에 두어야 합니다. 설계자가 이러한 임계값을 넘어서면 기초 비용이 갑자기 증가하게 됩니다. 이러한 임계값의 일부는 다음과 같습니다:

지하수위 아래로 건설:
지하 구조물과 기초가 지하수위 위에 있다면, 공사 중 굴착부를 건조하게 유지하는 데 최소한의 노력만 필요합니다. 그러나 지하수위를 단 1인치라도 관통하면, 다음과 같은 비용이 많이 드는 조치들이 필요해집니다:

• 부지의 배수
• 경사 지지 시스템 강화
• 기초 방수
• 지하실 바닥 슬래브 강화(정수압 양력에 대비) 또는 이 압력을 해소하기 위한 적절한 배수 제공

깊이가 1인치 또는 1피트 더 깊어지는 것만으로는 이러한 비용이 정당화되지 않을 수 있습니다. 하지만 유용한 건물 공간을 한두 층 더 확보할 수 있다면 정당화될 수 있습니다.

기존 구조물에 근접한 건설:
굴착을 기존 구조물에서 충분히 멀리 유지할 수 있다면, 이들 구조물의 기초는 방해받지 않고 그들을 보호하기 위한 노력과 비용이 필요하지 않습니다. 그러나 기존 구조물 가까이에서 굴착할 때, 특히 그 기초보다 더 깊게 굴착할 때는 다음과 같은 조치가 필요합니다:

• 구조물을 임시로 지지
  • 경우에 따라 새로운 기초로 영구적인 언더피닝(underpinning) 필요 또한, 기존 구조물에서 떨어진 굴착은 차폐(sheeting)가 필요하지 않을 수 있지만, 바로 인접한 굴착은 거의 확실히 차폐가 필요합니다.

얕은 기초로 지지할 수 있는 한계를 넘는 기둥 또는 벽 하중:
대부분의 조건에서 얕은 기초는 말뚝이나 케이슨보다 훨씬 저렴합니다. 그러나 건물이 너무 높아지면 얕은 기초가 더 이상 하중을 지지할 수 없게 되어 깊은 기초의 영역으로 넘어가야 할 수 있습니다.

이런 일이 한두 층의 높이 때문에 발생했다면, 설계자는 건물의 높이를 줄이고 대신 폭을 넓히는 것을 고려해야 합니다. 개별 기둥 하중이 얕은 기초에 비해 너무 높다면, 건물의 기둥 수를 늘리고 간격을 줄여 하중을 분산시킬 수 있습니다.

1-2가구 주택 규모의 건물의 경우, 기초 설계는 대형 건물보다 훨씬 간단합니다. 이는 기초 하중이 낮기 때문입니다. 기초 설계의 불확실성은 토양의 지지력을 계산할 때 합리적인 수준의 큰 안전율을 적용함으로써 경제적으로 줄일 수 있습니다.

설계자가 열악한 토양 조건을 의심할 만한 이유가 없다면, 일반적으로 경험적인 허용 토양 응력과 표준화된 기초 치수를 사용하여 기초를 설계합니다. 그런 다음 실제 굴착이 이루어졌을 때 실제 토양을 검사합니다. 예상했던 것보다 품질이 좋지 않다면, 공사가 계속되기 전에 토양 지지력에 대한 수정된 추정치를 사용하여 기초를 신속히 재설계할 수 있습니다.

예상치 못한 지하수가 발견되면, 기초 주변에 더 나은 배수 시설을 제공하거나 지하실의 깊이를 줄여야 할 수 있습니다.

기초 설계와 건축 법규

공공 안전에 관련된 고려사항 때문에, 건축 법규에는 굴착과 기초의 설계 및 시공에 관한 수많은 규정이 포함되어 있습니다. 국제 건축 법규(IBC, International Building Code)는 다음과 같은 사항들을 정의하고 규정합니다:

건물 하중을 지지하기에 적합한 것으로 간주되는 토양 유형을 정의합니다.

• 지반 조사, 토양 시험, 지반 보고서의 지역 건축 감독관 제출에 대한 요구사항을 설정합니다.
• 기초에 사용될 수 있는 공학적 설계 방법을 명시합니다.
• 상세한 시험 절차 없이 가정할 수 있는 최대 토양 지지력 값을 설정합니다(그림 2.5 참조).
• 기초, 케이슨, 말뚝, 기초 벽의 최소 치수를 설정합니다.
• 말뚝과 케이슨의 설치, 지하 구조물의 배수 및 방수에 관한 상세한 논의를 포함합니다.
• 옹벽의 공학적 설계를 요구합니다.
• 전반적으로, 건축 법규는 모든 건물이 안전한 기초와 건조한 지하 구조물 위에 세워지도록 보장하려고 노력합니다.

이러한 규정들은 건물의 안전성과 내구성을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 건축가, 엔지니어, 시공자들은 이러한 법규를 숙지하고 준수해야 합니다.

 

이번 포스팅에 다룬 내용에 대한 퀴즈: ARE 5.0 시험 준비

1. 지하 구조물의 방수 성능을 확보하기 위해 사용되는 두 가지 주요 접근 방식은 무엇인가?
a) 단열과 환기
b) 배수와 방수
c) 압축과 팽창
d) 강화와 경화

2. 다음 중 방습(Dampproofing)에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?
a) 정수압 조건에서도 물의 통과를 막을 수 있다.
b) 주로 플라스틱, 아스팔트 화합물 또는 합성 고무로 만들어진다.
c) 수분 저항성 시멘트 플라스터 또는 아스팔트 화합물로 만들어진다.
d) 지하수 조건이 심각한 경우에 사용된다.

3. 벤토나이트 방수의 특징으로 옳지 않은 것은?
a) 자연적으로 발생하는 고팽창성 점토인 소듐 벤토나이트로 만들어진다.
b) 수분과 접촉하면 건조 부피의 몇 배로 팽창한다.
c) 복잡한 형상에 적용하기 어렵다.
d) 기판의 균열과 움직임에 대응할 수 있다.

4. 업-다운 공법(Up-Down Construction)의 장점은 무엇인가?
a) 초기 비용이 일반적인 공법보다 낮다.
b) 지하 구조물 공사 기간을 크게 단축할 수 있다.
c) 지하수 관리가 더 쉽다.
d) 더 깊은 기초를 만들 수 있다.

5. 건축가가 기초 설계 시 고려해야 할 설계 임계값(design threshold)이 아닌 것은?
a) 지하수위 아래로의 건설
b) 기존 구조물에 근접한 건설
c) 얕은 기초로 지지할 수 있는 한계를 넘는 기둥 또는 벽 하중
d) 건물의 색상과 외관

답변 및 보충 설명:

정답: b) 배수와 방수
설명: 지하 구조물의 방수 성능을 확보하기 위해 배수와 방수 두 가지 접근 방식이 사용됩니다. 배수는 지하수를 기초에서 멀리 보내는 역할을 하고, 방수는 물이 구조물 내부로 침투하는 것을 막는 직접적인 장벽 역할을 합니다.

정답: c) 수분 저항성 시멘트 플라스터 또는 아스팔트 화합물로 만들어진다.
설명: 방습은 수분 저항성 시멘트 플라스터 또는 아스팔트 화합물로, 주로 주거용 지하실 벽과 지하수 조건이 온화하거나 방수 요구 사항이 중요하지 않은 기타 지하 구조물에 적용됩니다. 방습은 진정한 방수보다 저렴하지만 물 통과에 대한 저항성도 낮습니다.

정답: c) 복잡한 형상에 적용하기 어렵다.
설명: 벤토나이트 방수는 오히려 복잡한 형상에도 적용이 가능합니다. 벤토나이트 시트는 콘크리트 슬래브 아래의 토양에 직접 배치하거나 경화되지 않은 습한 콘크리트 벽에 기계적으로 부착할 수 있으며, 슬러리 형태로는 매우 불규칙하고 거친 석재 벽에도 분사할 수 있습니다.

정답: b) 지하 구조물 공사 기간을 크게 단축할 수 있다.
설명: 업-다운 공법은 초기 비용이 일반적인 공법보다 다소 높더라도, 상당한 공사 기간 단축이 가능하기 때문에 경제적인 선택이 될 수 있습니다. 이 방식을 통해 지하 구조물이 완성될 때쯤이면 상부 구조물도 이미 여러 층 올라가 있게 됩니다.

정답: d) 건물의 색상과 외관
설명: 건축가가 기초 설계 시 고려해야 할 주요 설계 임계값은 지하수위 아래로의 건설, 기존 구조물에 근접한 건설, 얕은 기초로 지지할 수 있는 한계를 넘는 기둥 또는 벽 하중 등입니다. 건물의 색상과 외관은 기초 설계와 직접적인 관련이 없습니다.