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문제 정의
- 공동구 시공 및 사용에 있어서 만일의 누수에 대비한 유지관리에 관한 기준과 공동구 설계 및 시공상에 고려하여야 할 피난, 내화 등의 방재에 관한 기준도 제시코자 하였다.
- 이에 따라 공동구 구조물의 규모, 형태, 용도 등에 적합한 방수 설계 기준 및 시공 방법에 관한 기준을 제시코자 하였으며, 공동구 설치 지역의 환경조건, 지반 침하, 구조물 거동 등에 적극적으로 대응 가능한 비배수형(완전방수) 방수 설계 및 시공에 관한 사항 반영하였다. 또한 공동구의 구조 형태에 적합한 방수 시공을 위한 적정 방수재료의 선정 및 품질관리 방법, 평가에 관한 기준을 제시하였다.
- 이에따라 공동구 구조물 설계, 시공 및 유지관리에 있어 기본적인 요구사항을 공동구 설계기준에 반영하였으며 공동구 설계기준의 분야별 문제점을 살펴보고 공동구 구조물 특성에 따라 계획조사, 지반 및 구조 분야, 부대설비 분야, 내진설계 분야, 유지관리 분야 등으로 구분하여 설계기준의 내용을 설명하도록 한다. 본 논문에서는 공동구 설계 항목 및 기준을 고려하여 실무에 적용할 수 있는 공동구 설계 기준이 새로 제정되어 그 내용과 각각의 기준 항목에 대하여 세부내용에 대하여 이해를 돕기위하여 간략하게 설명하였다. 공동구 설계기준은 총칙, 계획 및 조사, 구조물 설계, 부대설비, 가설 구조물, 내진 설계, 계측안전관리와 공동구 도면(예)로 구성되어 있다.
- 일반적인 지상구조물에서의 지진은 구조물의 관성력에 영향을 크게 주어 구조물의 안정성검토의 주요인자이지만 지하 공동구 구조물에서는 이와는 다른 거동특성을 보이므로 지중 공동구구조물에서의 지진력의 특성을 반영한 설계기준 제시가 필요하다. 본 설계기준에서는 지진하중에 대하여 다음과 같은 구조물의 거동을 보장하는데 목적을 두었다.
- 공동구 설치구간에 있어 연약지반은 지반침하 및 이로 인한 구조물의 과도한 변형을 유발시키게 된다. 이에 대해서는 공동구 설치를 위한 조사 일반 기준과 연약지반처리공법에 대해서 검토하였다. 공동구 토피기준은 도로에 설치되거나 설치예정인 지하매설물과의 간섭을 최소화하기 위하여 공동구 상단 토피고를 최소화하도록 하였다.
- 공동구의 건설 주변의 환경 조건, 지반조건에 장기적 내구 성능을 확보하기 위한 방수 및 방재 설계, 시공 및 품질 관리 기준 혹은 지침의 부재로 안전 시공이 어렵고 부실 공사가 반복되어 준공 이후 내부 공간의 사용에 있어서 많은 문제를 발생시킴으로서, 안정성 및 내구수명에 큰 영향을 미치고 있는 실정이다. 이에 따라 공동구 구조물의 규모, 형태, 용도 등에 적합한 방수 설계 기준 및 시공 방법에 관한 기준을 제시코자 하였으며, 공동구 설치 지역의 환경조건, 지반 침하, 구조물 거동 등에 적극적으로 대응 가능한 비배수형(완전방수) 방수 설계 및 시공에 관한 사항 반영하였다. 또한 공동구의 구조 형태에 적합한 방수 시공을 위한 적정 방수재료의 선정 및 품질관리 방법, 평가에 관한 기준을 제시하였다.
- 한편, 지중에서의 지진력 산정은 지진에 의한 지반응답 변위에의한 구조물에의 작용력을 산정하는 바, 이에 대한 방법을 제시하였고, 지중에서의 지진력은 지진력의 세기에 따라 지반의 감쇠비가 달라지며, 이에 따른 구조물에의 작용력도 저감되며 또한 지중 심도에 따라서도 지진력의 크기가 감소하므로 이에 대한 설계반영 방법을 기준에 수록하고자 하였다. 아울러 지하구조물에서의 지진력은 기반암을 기점으로 하는 지반의 진동에 기인하므로 지중 심도에 따른 응답변위는 기반암의 응답변위가 0(zero)으로부터 지표면까지의 변위를 산정하는 바, 기반암의 위치 정의가 매우 중요하므로 이에 대하여 기준에서 제시하였으며, 구조물과 지반과의 상호작용 해석을 위한 지반 스프링 산정방법을 비롯하여 지진력에 의한 지반 변위가 구조물에 작용하는 하중 산정 방법 및 구조물의 지진관성력 산정 방법 등을 제시하였다.
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